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本文以贵溪六国化肥厂(原贵溪化肥厂)磷石膏堆场为研究对象,通过野外采样、实验室分析等研究了磷石膏堆场周边土壤中9种重金属的含量与形态分布特征;应用单因子指数法、内梅罗指数法、地积累指数法和潜在生态危害指数法评价了磷石膏堆场周边土壤重金属堆放过程中释放的有害重金属元素对堆场周边土壤所造成的环境效应。红壤区土壤磷、硫、硅含量的不足影响着农业产出,结合红壤中营养元素特征和pH值存在的问题,研制了磷石膏-钢渣复合材料以用于红壤改良,该材料还可束缚、降低重金属的生物有效性。向重金属复合污染的红壤中施加了磷石膏-钢渣复合材料,测定不同施用时间下土壤pH、生物有效态的重金属(Pb、Cd、Cu、Zn)、硅、磷和硫的含量;通过三种叶菜类植物的盆栽实验,研究了磷石膏-钢渣复合材料对植物生长时吸收、富集重金属的影响及其作用机制。得到的主要结论如下:1.采样区域内土壤中Cu、Zn、Mn、Pb、Cr、Ni、Cd、As、Hg的平均含量分别为204.29mg/kg、63.71mg/kg、50.28 mg/kg、35.95mg/kg、24.66mg/kg、10.25mg/kg、0.35mg/kg、8.30mg/kg、0.12mg/kg。土壤中Cu、Zn、Pb、Mn、Cr、Ni和Cd的赋存形态均以残渣态为主,分别占总量的38.4%、78.0%、46.2%、53.8%、86.2%、85.7%和44.2%。Cd的可交换态含量为0.18mg/kg,占总量的41.8%,具有较高活性;淋溶水聚积地附近的各采样点中,重金属含量高于平均水平;相关性分析表明,堆场周边土壤重金属含量已经受到磷石膏堆场的干扰,淋溶水是主要的污染源;2.研究区域内单因子评价指标法得到的污染程度由高到低的顺序为:Cu>Cd>Hg>Zn>As>Ni>Mn>Cr>Pb;内梅罗指数评价法的综合污染指数范围为0.26-6.78,平均值为1.80,已经达到了轻度污染水平;地质累积指数法表明Cu已经达到中等-强污染的程度,Cd已经达到了中度污染水平,Hg已经达到轻度-中度污染程度;Hakanson潜在生态危害评价法结果表明磷石膏堆场周边土壤中重金属的总潜在生态危害指数为266,属于中度生态危害水平。3.施加不同质量磷石膏-钢渣复合材料后,复合污染红壤的pH在60d时达到最大。施用复合材料90d后,当钢渣:磷石膏=1:2时,土壤的pH值分别达到5.89(10g/kg)、7.24(20g/kg)、7.83(30g/kg)和7.72(40g/kg),土壤pH与钢渣的用量显著相关(p<0.01)。施用30d后土壤中的有效硅含量达到最大,当钢渣:磷石膏=1:2时,不同处理水平下的土壤中有效硅的含量分别为125.76mg/kg(10g/kg)、254.15mg/kg(20g/kg)、278.68mg/kg(30g/kg)和350.23mg/kg(40g/kg)。施加复合材料后,土壤中的有效磷含量显著增加。复相关系数为0.909的逐步回归方程表明,有效磷含量受到磷石膏、钢渣施加量和土壤pH的影响。4.施加复合材料后,重金属污染红壤中生物有效态Cu、Zn、Pb、Cd的含量均有一定程度的下降;5.三种叶菜类植物对Cd的富集系数明显高于其余三种重金属。相较于未施加复合材料的土壤中所栽培出的叶菜,施加40g/kg复合材料后,小白菜(Brassica campestris L.)中的Cu、Pb、Cd分别比未施加修复剂的土壤中降低39.93%、62.50%、54.99%;鸡毛菜(Brassica rapa L.Chinensis)中的Cu、Pb、Cd分别降低70.55%、61.29%、85.36%;上海青(Brassica chinensis L.)中的Cu、Pb、Cd分别降低71.80%、57.81%、54.99%;结果表明,磷石膏-钢渣复合材料能够应用于重金属污染红壤的改良与修复中,并能有效降低其上生长叶菜中的重金属含量。