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为明确脱硫石膏改良盐碱地的安全性,以大同重度苏打盐化土为研究对象,通过土柱淋洗试验阐明脱硫石膏(0,5.5,11,22,33 g/kg)表施条件下,重度苏打盐化土脱盐规律,土壤中主要盐基离子(Na+,Ca2+,CO32-,SO42-)淋洗量的变化;通过盆栽试验阐明脱硫石膏(0,15,22.5,30 t/hm2)对土壤pH、EC及饲草玉米生长的影响。针对脱硫石膏含有的重金属可能对环境造成的安全问题,探讨了土壤重金属(As,Hg,Cd,Ni)的淋洗特征,不同土层重金属的累积规律,并对连续施用脱硫石膏后饲草玉米和土壤重金属污染风险进行评估。主要研究结果如下:1、施用脱硫石膏加快了土壤盐分的淋洗,主要离子淋洗特征显示了苏打盐化土脱盐过程。对照导水能力极差,始终没有淋洗液淋出。施入脱硫石膏后,土壤导水能力提高,土壤pH降低,有害离子Na+大量淋出。淋洗时间与Na+淋洗量呈显著负相关(P<0.05),与CO32-淋洗量呈显著正相关(P<0.05),Ca2+、SO42-在30d时淋洗量最大。淋洗后,土层(0～20 cm),土壤Ca2+、SO42-含量显著提高(P<0.05),土壤Na+、CO32-含量和pH降幅最大,表层(0～20 cm)土壤改良效果最好。土壤pH与土壤层次呈显著正相关(P<0.05,r=0.85)。在5.5～22 g/kg试验范围内,并不是脱硫石膏用量越大淋洗效果越好,处理22 g/kg改良淋洗效果较好。2、与对照相比,施加脱硫石膏能显著加快土壤As、Hg、Cd、Ni的向下淋洗。前20 d,33 g/kg的处理下Hg、Cd、Ni的淋洗量显著高于5.5 g/kg(P<0.05),之后随着脱硫石膏用量增加,重金属淋洗量差异不显著。随着淋洗时间的增加,As、Hg淋洗量逐渐升高,Cd、Ni淋洗量逐渐降低。淋洗后土壤Cd、Ni未检测到。在土壤垂直方向上,土壤As变化规律不明显,土壤Ni在底层(40～60 cm)累积。在土层(0～20 cm),施加脱硫石膏的各处理土壤As、Ni含量差异不显著。改良后土壤重金属As、Hg、Cd、Ni符合GB15618-1995《土壤环境质量标准》。3、施用脱硫石膏可以降低土壤pH,增加土壤EC,提高饲草玉米的出苗率、茎粗,最高可达55%、21%。与对照相比,饲草玉米株高变低,根系短小。15 t/hm2用量下饲草玉米产量提高,随着脱硫石膏用量的增加,22.5,30 t/hm2饲草玉米的长势反而会受到抑制。在试验范围内,15 t/hm2脱硫石膏用量的草玉米长势最好。4、不同脱硫石膏用量下,饲草玉米地上部、根系和土壤重金属含量有差异。脱硫石膏添加有增加饲草玉米地上部和根系Cd、Hg含量的趋势,对As、Ni含量影响不显著。较对照,地上部和根系Cd、Ni的富集系数增大,As、Hg的富集系数减小,富集系数Hg、Cd高于As、Ni。饲草玉米地上部和根系重金属含量受土壤重金属全量影响较小,相关性不明显。根据GB13078-2001《饲料卫生标准》,处理22.5、30 t/hm2饲草玉米的Cd含量超标。5、采用地累积指数法和潜在生态危害指数法对盆栽土壤进行生态风险评价。在现有试验条件下,15～30 t/hm2试验范围内,添加脱硫石膏后,土壤As的累积最小,潜在生态风险低,土壤Hg和土壤Ni累积程度随着改良剂用量的增加污染程度会加重,潜在生态危害程度顺序Cd>Hg>As、Ni。虽然目前土壤As、Hg、Cd、Ni含量符合GB15618-1995《土壤环境质量标准》,但脱硫石膏改良苏打盐化土的环境效应仍需长期监测。