海泡石对菜地土壤Cd污染的影响

2020-11-12党义伟王婉琴寇媛媛韩文飞

山西化工 2020年5期

党义伟，王婉琴，李婕，寇媛媛，韩文飞

(太原工业学院，山西太原 030008)

引言

近年来，随着重工业的迅速发展，农田土壤重金属污染问题逐渐得到人们的重视[1-2]。重金属离子通过水体、空气等方式进入土壤，通过食物链循环危害人体健康。重金属镉的污染问题尤为严重。镉不是植物必需元素，但极易于被植物吸收，蔬菜就是其中最易受到土壤中镉污染的影响。原位钝化技术是重金属Cd污染控制最常用的方法之一。这项技术因操作简单、见效快、适用范围广得到广泛的应用。海泡石是一种具有纤维状物质，其含镁硅酸盐物，具有巨大的内、外表面积和较强的吸附能力，对处理镉污染有良好的效果[3-6]。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验用土取自山西省太原市尖草坪区农田，土壤类型为褐土。供试小白菜品种为“奶油四季小白菜”；试供修复剂：海泡石，河北；营养土：蛭石。

1.2 实验方法

参照国家土壤生态环境信息质量管理标准(GB15618—1995)中Cd含量三级标准,实验中土壤Cd含量10.0 mg·kg-1,在土壤中投加Cd(NO3)2·4H2O污染土壤。污染土稳定10 d后分别加入0.00%、0.50%、1.00%和1.50%海泡石。将经消毒处理的小白菜菜籽播种于营养土(蛭石)中,待种子发芽15 d后,按照观测小白菜幼苗的大小,每盆定苗3株,每组处理3次重复，定期浇水。小白菜生长72 d后收获。

1.3 土壤和植物样品分析

将收获的小白菜分为根部和地上部,用自来水充分冲洗去除黏附在小白菜样品上的泥土,再用去离子水冲洗,用滤纸吸干,称地上部鲜重。将小白菜样品烘干至衡重,粉碎备用。植物和土壤样品采用原子吸收分光光度计测定Cd含量。在小白菜收获后采集盆中土样,风干后过2 mm筛,混匀备用。土壤pH值用去离子水(土水比1∶2.5)浸提,pH 计测定。以上检测的数据均重复3次。

1.4 数据处理

使用Microsoft Excel2010 软件进行统计分析实验数据。

2 结果与讨论

2.1 施加不同量海泡石小白菜体内镉含量及生物量的影响

由第18页图1可知，在同镉水平条件下，随着海泡石量增加，金属镉含量越低。施加0.5%海泡石处理组与对照组相比植物地上部Cd含量降低了28.2%～32.5%；施加1.0%海泡石处理组植物地上部Cd含量降低了59.6%～61.5%；施加1.5%海泡石处理组植物地上部Cd含量降低了74.4%～76.9%。

由第18页图2可知，添加不同量的海泡石小白菜生长量不同，促进了植物的生长，在施加海泡石1.00%与1.50%之间增加量不明显。与对照组相比分别增加了14.5%～27.4%，25.4%～39.9%，19.3%～41.8%。

2.2 施加不同量海泡石土壤中有效态镉的影响

第18页图3表现了施加海泡石后土壤中有效态镉的含量的影响。随着添加海泡石量的增多，土壤中的含镉量呈下降趋势。与未添加海泡石处理相比,土壤中有效Cd含量分别降低了29.6%～37.5%、51.8%～57.1%和59.2%～64.0%。

图1 小白菜体内镉含量

图2 生物量

图3 土壤中有效态镉含量

2.3 施加不同量海泡石土壤中pH值的影响

土壤pH值是影响重金属化学性的一个重要因素。由图4可见,土壤pH值随海泡石投加量的增加而增大,与添加量0.00%相比,分别增加了0.87%～1.0%、1.2%～1.4%和1.0%～1.7%。土壤逐渐趋于碱性，土壤中的金属镉离子通过表面吸附、离子交换作用把土壤中Cd固定在海泡石中,使得污染土壤中的Cd由活动性较高的离子态向活动性较低的复合态转变,从而降低了土壤中Cd的含量。