CN106077054A

CN106077054A - 一种降低萝卜吸收重金属镉的配方

Info

Publication number: CN106077054A
Application number: CN201610414322.XA
Authority: CN
Inventors: 陆晓辉; 涂成龙; 王济; 金冬冬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-06-12
Filing date: 2016-06-12
Publication date: 2016-11-09

Abstract

本发明公开了一种降低萝卜吸收重金属镉的配方。在重金属镉污染的土壤中，添加沸石(A)0.2‑0.4％、泥碳(B)2.5‑5％、鸡粪生物炭(C)0‑0.3％(为质量百分数)，较对照组降低萝卜根中镉含量23.3‑57.8％，降低萝卜叶中镉含量2.40‑27.1％。其中优选的物料组合为，添加沸石(A)0.2％、泥炭(B)5％、鸡粪生物炭(C)0％，可较对照组降低萝卜根中镉含量57.8％，降低萝卜叶中镉含量18.9％。所述重金属镉污染的土壤类型为黄壤，总镉含量1.0mg·kg^‑1，pH值为4.66，有机质含量26.31g·kg^‑1，萝卜品种为水萝卜。本发明旨在降低镉污染土壤中镉的活性及有效性，减少萝卜对镉的吸收。

Description

一种降低萝卜吸收重金属镉的配方

技术领域

本发明涉及一种土壤改良剂，具体地说，是一种降低萝卜吸收重金属镉的配方。

背景技术

目前，对重金属污染土壤的治理方法主要有:物理工程治理法、生物治理法和化学治理法等。物理法包括客土法、换土法、翻土法等，治理费用高，实施复杂，仅适用于小面积、重污染的地方；生物治理是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良重金属污染。虽然费用低，实施方便，但效率不高，并且常具有专一性。化学治理法是利用化学物质来降低土壤中重金属的迁移性和生物可利用率，从而达到污染土壤的治理和修复。它包括淋洗法、施用改良剂法等。化学淋洗法成本低、处理量大，但会导致土壤结构破坏，土壤养分流失及地下水污染。改良剂法指通过添加某些改良剂(如有机物料、碱性物质、磷酸盐、粘土矿物等)进行离子交换、吸附、沉淀等钝化作用，改变重金属在土壤中的存在形态，降低重金属在土壤中的移动性及生物有效性。改良剂法因其取材方便，适用范围广等优点，具有较好的实际应用前景。

沸石是一种矿物，架状结构，在它们的晶体内，分子像搭架子似地连在一起，中间形成很多空腔。故具有吸附性、离子交换性和催化等性能。在农业上用作土壤改良剂，能起到保肥、保水等作用。

有机物料多为农业废弃物，对其加以利用可避免其对环境的污染，还可减少化肥的使用，从而降低农业成本。重金属污染土壤修复常用的有机物料有泥炭、粉煤灰、绿肥、牛粪等。施加有机物料可改善土壤结构，提高土壤养分，从而促进农作物生长，发展可持续性的生态农业。同时，使用有机物料可减少农作物对重金属的吸收积累，缓解重金属通过食物链对人体健康的威胁。因此，研究使用有机物料来加强对重金属污染农田的利用，提高农作物的安全性和产量，具有一定现实意义。

生物炭是生物质原料或固体废弃物在无氧或限氧的环境中，经高温裂解碳化而成的黑色固体物质。由于生物炭具有较大的比表面积，使得其可以作为一种强吸附剂来吸附土壤中的重金属，达到减轻污染程度的目的，它在农业中的应用越来越得到人们的关注。

发明内容

所要解决的技术问题：本发明针对土壤重金属镉的污染，提供了一种降低萝卜吸收重金属镉的配方。

技术方案：一种降低萝卜吸收重金属镉的配方，在重金属镉污染的土壤中，添加沸石(A)0.2-0.4％、泥炭(B)2.5-5％、鸡粪生物炭(C)0-0.3％，为重量百分数。

所述土壤类型为黄壤，土壤总镉含量1.0mg·kg^-1，土壤pH值为4.66，土壤有机质含量26.31g·kg^-1，萝卜品种为水萝卜。

优选物料组合,在重金属镉污染的土壤中，沸石(A)0.2％、泥炭(B)5％、鸡粪生物炭(C)0％。

有益效果：

随着现代工农业的快速发展，土壤重金属污染日益加重，严重威胁环境以及人类健康。本发明选择不同属性改良剂(沸石、泥炭和鸡粪生物炭)，采用L9(34)正交试验设计，复合添加于镉污染土壤中，对修复和改良镉污染土壤效果良好。一方面，不同物料的复合添加降低了土壤中镉活性及有效性，减少了萝卜对镉的吸收；另一方面，添加复合材料对调节土壤pH值、改善土壤结构、增加土壤养分等方面具有积极的作用。

附图说明

图1是本发明不同复合材料组萝卜根中镉含量图。

图2是本发明不同复合材料组萝卜叶中镉铬含量图。

具体实施方式

本发明在分析已有土壤重金属修复技术的基础上，选取不同性质的修复材料(pH调节剂：沸石，有机材料：泥炭，生物炭：鸡粪)，通过正交试验设计方法，研究这些材料的复合添加对盆栽试验中萝卜吸收重金属镉的影响。

一、试验材料：

供试土壤为黄壤，采自贵州省贵阳市花溪区湖潮乡杨柳寨菜地，采样点的地理坐标为N26.40635°，E106.54682°，H1202m。土样经自然风干，除去石块、动植物残体等，过1mm筛后混合均匀，备用。

供试物料包括：有机材料-泥炭(贵阳市花溪区阳光水乡洛平)，pH调节剂-沸石(分析纯)，生物炭-鸡粪生物炭(贵州省环科院制备)。供试植物：水萝卜。各种材料基本理化性状如表1所示。

表1 供试材料基本性状

试验材料	pH	Cr(mg·kg^-1)	有机质(g·kg^-1)
				土壤	4.66	0.10	26.31
泥炭	5.98	0.10	*
				沸石	7.82	—	—
鸡粪生物炭	6.96	0.01	*

注：“—”表示未检出，“*”未检测。

二、试验设计与方法：

称取过5mm筛的风干土壤5kg，按表2设计向土壤中添加不同种类的改良剂，并充分混匀，装入塑料盆(直径35.5cm，深12cm)。Cd(乙酸镉)加入量为1.0mg·kg^-1，重复3次，共计27盆。定期向每盆中加入去离子水，保持土壤水分含量65％左右。平衡培养10天后，向每个盆中加入等量的肥料:2.17g尿素，0.77g磷酸氢钠，1.02g硫酸钾作为基肥。继续维持土壤水分含量65％左右，平衡培养7天后播种，每盆播种约10粒,待幼苗生长稳定后间苗，每盆留3株，3个月后收获蔬菜样品。

三、蔬菜镉含量测定：

蔬菜中重金属镉的测定采用植物消解法。将收获蔬菜洗干净放入烘箱中烘干，把烘干的蔬菜研磨过1mm筛。称取研磨过的蔬菜0.3g，加入混合酸10ml(浓硝酸:高氯酸＝5：1)放在电热板上80℃加热消解。等到黄烟消失后将电热板温度调到120℃进行赶酸，直至剩余液体1-2ml左右停止加热冷却到室温。再把消解后的液体洗入50ml容量瓶中定容。用原子吸收光谱仪测定溶液中重金属镉含量(原子吸收光谱仪型号：耶拿ZEEnit 700P火焰石墨炉原子吸收光谱仪)。

表2 正交试验设计

试验号	沸石(A)	空列	泥炭(B)	鸡粪生物炭(C)
					1	1(0g﹒kg^-1)	1(0％)	1(0g﹒kg^-1)
2	1(0g﹒kg^-1)		2(2.5％)	2(1.5g﹒kg^-1)
					3	1(0g﹒kg^-1)	3(5％)	3(3g﹒kg^-1)
4	2(2g﹒kg^-1)		2(2.5％)	3(3g﹒kg^-1)
					5	2(2g﹒kg^-1)	3(5％)	1(0g﹒kg^-1)
6	2(2g﹒kg^-1)		1(0％)	2(1.5g﹒kg^-1)
					7	3(4g﹒kg^-1)	3(5％)	2(1.5g﹒kg^-1)
8	3(4g﹒kg^-1)		1(0％)	3(3g﹒kg^-1)
					9	3(4g﹒kg^-1)	2(2.5％)	1(0g﹒kg^-1)

四、不同试验组蔬菜吸收镉差异性分析：

1、不同复合材料组对萝卜根中镉含量见图1。各添加物料组萝卜根中镉含量均低于对照组(试验组1)，降低了萝卜根中镉含量23.3-57.8％。试验组5萝卜根中镉含量最低，较对照组降低57.8％。

不同试验组萝卜根中镉含量多因素方差分析见表3，泥炭(B)显著影响萝卜根吸收镉含量(p<0.05)。泥炭添加水平3与1、2间存在显著差异，大小顺序为B₃<B₂、B₁，说明泥炭5％添加水平时显著降低了萝卜根中镉含量。

表3 萝卜根镉含量多因素方差分析(mg·kg^-1)

2、不同复合材料组萝卜叶中镉含量见图2。试验组5、6、9萝卜叶中镉含量较对照组(试验组1)低，分别降低了18.9％、2.40％和27.1％。

不同试验组萝卜叶中镉含量多因素方差分析见表4，沸石(A)和鸡粪生物碳(C)显著影响萝卜叶中镉含量(p<0.05)。沸石添加水平2与1、3间存在显著差异，大小顺序为A₂<A₁、A₃，说明沸石0.2％添加水平时显著降低了萝卜叶中镉含量；鸡粪生物炭添加水平1与2、3间存在显著差异，大小顺序为C₁<C₂、C₃，说明不添加鸡粪生物炭可显著降低萝卜叶中镉含量。

表4 萝卜叶镉含量多因素方差分析(mg·kg^-1)

3、通过以上萝卜根、萝卜叶中镉含量数据分析可知：泥炭是降低萝卜根中镉含量的显著因素，泥炭添加量为5％效果最佳；沸石和鸡粪生物炭是降低萝卜叶中镉含量的显著因素，当沸石添加量为0.2％、鸡粪生物炭添加量0％时效果佳。即沸石添加量为0.2％、泥炭添加量为5％、鸡粪生物炭添加量0％的复合添加对降低萝卜吸收镉效果最佳，可较对照组(试验组1)降低萝卜根中镉含量57.8％，降低萝卜叶中镉含量18.9％。

Claims

1.一种降低萝卜吸收重金属镉的配方，其特征在于：在重金属镉污染的土壤中，添加沸石(A)0.2-0.4％、泥炭(B)2.5-5％、鸡粪生物炭(C)0-0.3％，为重量百分数。

2.根据权利要求1所述的一种降低萝卜吸收重金属镉的配方，其特征在于：在重金属镉污染的土壤中，添加沸石(A)0.2％、泥炭(B)5％、鸡粪生物炭(C)0％。

3.根据权利要求1或2所述的一种降低萝卜吸收重金属镉的配方，其特征在于：所述土壤类型为黄壤，土壤总镉含量1.0mg·kg^-1，土壤pH值为4.66，土壤有机质含量26.31g·kg^-1，萝卜品种为水萝卜。