【摘要】：隨著我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,重金屬通過工業(yè)“三廢”的排放、農(nóng)藥和化肥的過度施用以及污水灌溉等途徑進(jìn)入土壤,引發(fā)了一系列環(huán)境問題。在針對農(nóng)用地重金屬污染的修復(fù)治理中,向土壤中外源添加化學(xué)改良劑是一種操作簡便、見效快速、成本低廉的修復(fù)技術(shù),其既穩(wěn)定了重金屬,又保證了農(nóng)用地的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)能力不被破壞。本研究為探究不同來源腐殖質(zhì)(HS)對重金屬復(fù)合污染(包括Cu、Zn、Pb和Cd)土壤重金屬賦存形態(tài)和玉米生長的影響,首先用氫氧化鈉(NaOH)提取泥炭土中的溶解性腐殖質(zhì)(PHS)和風(fēng)化褐煤中的溶解性腐殖質(zhì)(LHS),采用元素分析法、傅里葉變換紅外光譜法(FTIR)和~(13)C核磁共振光譜法(~(13)C NMR)分析兩種HS化學(xué)組成和官能團(tuán)結(jié)構(gòu)差異。然后,在室內(nèi)土培條件下,通過向重金屬污染土壤中添加不同濃度(0、100、200、500 mg/kg和1000 mg/kg)的PHS和LHS,探究外源添加HS對重金屬(Cd、Cu、Zn、Pb)生物有效態(tài)含量(二乙三胺五醋酸提取法)及不同賦存形態(tài)含量(Tessier連續(xù)提取法)的影響。最后,通過盆栽實(shí)驗(yàn),研究了LHS和PHS對土壤碳、氮含量和對玉米生長及其不同植株部位重金屬吸收的影響。主要研究結(jié)果表明:(1)PHS和LHS含有類似的官能團(tuán)結(jié)構(gòu),但官能團(tuán)含量存在一定差異。兩種HS均含有較多的脂肪族碳鏈,芳香碳結(jié)構(gòu)較少。對LHS來說,芳香族碳官能團(tuán)占據(jù)了主導(dǎo)地位,導(dǎo)致其分子具有比PHS更高的芳香性和疏水性;而PHS中各類官能團(tuán)含量較均衡,含量最多的官能團(tuán)為碳氧化官能團(tuán)。(2)與對照相比,各個處理濃度的PHS和LHS均顯著提高了土壤pH。外源添加不同濃度的LHS和PHS均在一定程度上降低了土壤中Cd、Cu、Zn、Pb的生物有效態(tài)含量;相同濃度下,PHS對土壤重金屬鈍化效果更好。此外,外源HS的施用使土壤Cd、Cu、Zn、Pb的賦存形態(tài)產(chǎn)生了不同程度的影響�？傮w上看,外源添加HS顯著降低了重金屬的可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)含量,而使較難被植物吸收的有機(jī)結(jié)合態(tài)含量顯著增加。(3)PHS和LHS均顯著增加了土壤有機(jī)碳(TOC)和水溶性碳(WSOC)含量。比較土壤有機(jī)碳氮比(TOC/TN)和水溶性碳氮比(WSOC/WSTN)變異性發(fā)現(xiàn),土壤WSOC/WSTN變異性更高。此外,與對照相比,外源添加200 mg/kg HS時,玉米生物量顯著增加。兩種HS對玉米株高和根長影響不同,親水性更強(qiáng)的PHS主要影響玉米株高的變化,而疏水性更強(qiáng)的LHS主要促進(jìn)玉米根的生長。(4)與對照相比,當(dāng)PHS的施加濃度為100 mg/kg時,玉米地上部分Cd含量顯著降低;PHS的施加濃度為200 mg/kg時,玉米地下部分Cd、Cu、Pb含量以及地上部分Cd、Cu、Zn、Pb含量顯著降低;PHS施加濃度為500 mg/kg時,玉米地下部分Zn含量顯著降低。當(dāng)LHS施加濃度為200 mg/kg時,玉米地下部分Zn、Pb含量顯著降低;LHS施加濃度為500 mg/kg時,玉米地下部分Cd、Cu、Pb含量以及地上部分Cd、Zn含量顯著降低。這說明外源添加不同濃度的PHS和LHS對玉米不同部位重金屬含量影響不同。
【圖文】：

圖 1- 1 本研究技術(shù)路線圖Figure 1-1 Work frame of present research1.3 研究工作執(zhí)行情況通過閱讀大量文獻(xiàn)，，野外采樣，溫室內(nèi)土培實(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測定分析指標(biāo)，基本完成了本研究的預(yù)期目標(biāo)。本研究的進(jìn)展及執(zhí)行情況：2015 年 9 月—2016 年 5 月：查閱文獻(xiàn)及資料收集整理，確定相關(guān)指標(biāo)測定方法以及實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備，進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)方案。2016 年 7 月—2017 年 1 月：購買用于分離提純 HS 的材料，提取 HS 后分析其化學(xué)組成，光譜特性和官能團(tuán)結(jié)構(gòu)特征。

C H O N S 1±8.60 42.12±3.03 444.93±3.48 15.42±0.58 47.92±2.73 4±3.65 52.53±1.04 452.30±3.68 12.39±0.10 17.44±1.11 殖質(zhì) FTIR 光譜分析 是定性分析 HS 官能團(tuán)的主要技術(shù)手段之一，研究者根據(jù) F強(qiáng)來判斷 HS 含有的官能團(tuán)種類。FTIR 光譜圖（圖 3-1）出了相似的光譜圖像，但在局部差異明顯。本實(shí)驗(yàn)中 LH收峰歸納于表 3-2[85, 86]。在 3700 ~2200 cm-1區(qū)域內(nèi)，兩者峰化學(xué)位移稍大；LHS 在 1800 ~ 1400 cm-1區(qū)域顯示了稍強(qiáng) 1660 ~1630 cm-1和 1450 cm-1處波峰強(qiáng)于 PHS；LHS 在 135集的吸收峰。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X53;X503.231

【參考文獻(xiàn)】

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1 丁少男;薛

本文編號：2705951