【摘要】：近幾十年來,隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展,我國的土壤污染問題越來越嚴(yán)重,且污染物類型日趨復(fù)雜化和多元化。其中重金屬與有機物的復(fù)合污染問題尤為突出,嚴(yán)重威脅土壤可持續(xù)發(fā)展,長此以往會造成嚴(yán)重的環(huán)境后果。重金屬移動性強,易被植物吸收并富集,影響作物品質(zhì)與產(chǎn)量,并可通過食物鏈進(jìn)入人體,危及人類健康。鄰苯二甲酸酯(PAEs)是世界范圍內(nèi)最常用的塑化劑,廣泛存在于農(nóng)用塑料薄膜中,隨著種植年限增加,其中的PAEs會逐漸釋放到土壤環(huán)境中,與土壤中已存在的重金屬形成重金屬-PAEs復(fù)合污染。生物質(zhì)炭是利用農(nóng)林廢棄物在缺氧或無氧環(huán)境下高溫?zé)峤庑纬傻母缓妓睾透叨确枷慊墓虘B(tài)物質(zhì),因其具有較大的比表面積和較豐富的官能團(tuán),可有效吸附土壤中的重金屬和有機物從而修復(fù)污染土壤,因此成為了目前熱門的新型土壤污染物吸附劑�；诖�,本研究通過盆栽試驗,以上海青為指示性植物,在重金屬Cd和鄰苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DEHP)復(fù)合污染的高低有機質(zhì)土壤(有機質(zhì)含量分別為3.08%和0.75%)中,添加不同不同施用比例(0、0.5%、1%、2%、4%)的生物質(zhì)炭(豬炭和法國梧桐炭),旨在探究不同生物質(zhì)炭及施用比例對土壤肥力、污染物生物有效性、土壤酶活性、植物生長以及養(yǎng)分吸收的影響,為進(jìn)一步研究生物質(zhì)炭修復(fù)重金屬-PAEs復(fù)合污染土壤提供理論依據(jù)。主要結(jié)論如下:1.施加豬炭和法國梧桐炭可提高土壤pH、電導(dǎo)率、陽離子交換量和有機碳含量,且在低有機質(zhì)土壤處理中效果更為明顯。與對照相比,施用豬炭和法國梧桐炭可顯著(P0.05)降低土壤中有效態(tài)Cd的含量,并增加土壤中DEHP的殘留量,豬炭施用對降低污染物生物有效性的效果較法國梧桐炭好。與此同時,生物質(zhì)炭的施用可降低小青菜地上部分的Cd和DEHP含量,其中在添加2%豬炭的低有機質(zhì)土壤處理中含量最低,較對照降低92.7%(Cd)和52.0%(DEHP)。與對照相比,豬炭和法國梧桐炭的施用可提高土壤中脲酶、蔗糖酶和過氧化氫酶的活性,但抑制酸性磷酸酶的活性。此外,施加豬炭和法國梧桐炭可顯著降低小青菜地上部分的丙二醛、脯氨酸以及可溶性糖的含量,在提高小青菜品質(zhì)方面豬炭施用的效果要優(yōu)于法國梧桐炭。2.施加4%豬炭會抑制小青菜的正常發(fā)芽生長,除4%豬炭處理外,施加豬炭和法國梧桐炭可顯著(P0.05)提高小青菜的干物質(zhì)量和株高,且隨施加比例升高效果更明顯。豬炭施用可增加土壤中速效鉀和速效磷的含量,法國梧桐炭的施加對速效磷含量無顯著性影響;在低有機質(zhì)土壤處理中,添加兩種生物質(zhì)炭可降低土壤的堿解氮含量,對高有機質(zhì)土壤均無顯著性影響。生物質(zhì)炭的施用可提高小青菜對鉀、磷、氮、鈣、鎂和鈉的吸收,降低對錳的吸收,尤其是在豬炭處理下效果更為明顯。綜上所述,施加生物質(zhì)炭可增強土壤對Cd和DEHP的吸附能力,降低污染物的生物有效性,并能提高土壤養(yǎng)分含量,促進(jìn)植物對營養(yǎng)元素的吸收,有助于改善土壤質(zhì)量和提高作物產(chǎn)量。其中豬炭在對Cd和DEHP的吸附固定及改善植物養(yǎng)分吸收方面要優(yōu)于法國梧桐炭;土壤有機碳是影響生物質(zhì)炭對污染物吸附固定的另一個重要因素,在相同條件下,生物質(zhì)炭施用在低有機質(zhì)土壤中效果更為顯著。
【圖文】：

質(zhì)與炭化溫度、炭化時間以及生物質(zhì)材料有關(guān)。法國梧桐枝條以木質(zhì)素以及纖維素為主，礦物質(zhì)含量較少；而豬含有蛋白質(zhì)、脂肪類以及無機鹽等物質(zhì)。因此法國梧桐炭的碳含量較高，，而動物源豬炭含有更多的礦物質(zhì)元素，以及更多的鹽類物質(zhì)，這與 EDS 和 XRD 圖譜結(jié)果一致（圖 3.1A 和 B），這也是豬炭灰分含量以及 EC 值高于法國梧桐炭的原因。且較多的 Ca、K、Mg、Na 等堿性元素也使豬炭相較于法國梧桐炭具有更高的 pH、CEC 以及表面堿度（表 3.2）。

并隨著施加比例的升高效果更明顯，與法國梧桐炭處理相比，豬炭處理增幅更為明顯（圖3.2C）。在 4%的豬炭處理中土壤 CEC 值最高，分別比低/高有機質(zhì)土對照處理高 23.6%和 15.6%。同時，兩種生物質(zhì)炭的施用可顯著（P<0.05）增加土壤的有機碳含量，且隨著施加量的增加而增加，施加法國梧桐炭的效果比豬炭更顯著，且生物質(zhì)炭施用對低有機質(zhì)土壤效果更為明顯（圖 3.2D）。生物質(zhì)炭大多呈堿性，施入土壤后可以通過釋放堿鹽，或通過表面特定的帶負(fù)電荷的官能團(tuán)與土壤溶液中的 H+結(jié)合，提高土壤 pH[2,48,66]。豬炭對土壤 pH 值影響較大的原因可能是豬炭較法國梧桐炭具有較高的 pH、灰分和表面堿度。生物質(zhì)炭的 EC 和 CEC 加入土壤后對土壤的 EC 和 CEC 具有直接貢獻(xiàn)作用，豬炭較法國梧桐炭具有較高的 EC 和 CEC（表 3.2），這可能是豬炭的效果優(yōu)于法國梧桐炭的原因之一。研究發(fā)現(xiàn)，較高的灰分含量和表面堿度可以提高土壤的 EC 和 CEC[28,67]。因此
【學(xué)位授予單位】：浙江農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X53

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 范筱林;王中正;;土壤原位修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J];農(nóng)業(yè)與技術(shù);2015年18期

2 董t熺

本文編號：2704688