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土壤的重金属污染已成为全世界关注的重大环境问题。作为农产品生产和出口为主的农业大国,我国每年因重金属污染的而造成的粮食减产达1.3×107t,每年生产重金属超标粮食达1.2×107t,不仅损失了我国农产品出口创汇的直接利益,更对人类生活健康造成了直接的威胁。植物修复技术是目前被认为最有发展前景的土壤重金属污染修复技术。关于这方面,国内外有很多的研究,但大多数还都处于理论研究和盆栽试验阶段,还缺乏工程性的实践经验。本研究依托环保部2010年重金属污染防治专项“云南个旧多金属矿区周边污染农田生态修复技术示范工程”,以土壤重金属原位固定技术(Phytostabilization)为基础,通过对个旧大屯甲介山尾矿库复垦农田的土壤和不同甘蔗品种中5种重金属(As、 Pb、Cd、Pb、Zn)含量进行调查,结合土壤理化分析,确定其污染程度。同时,通过设立96个田间试验小区,研究土壤改良剂(石灰、普钙和钢渣单一和复合施用)对减少甘蔗吸收重金属的效果,并初步评估了修复的费用和效益。主要研究结果如下:(1)通过野外调查,研究区域土壤中5种重金属分布呈北低南高的污染态势。As含量介于258-4566mg/kg之间,平均为;Pb含量介于387-22516mg/kg之间,平均为;Cd含量介于1.47-183mg/kg之间,平均为:Cu含量介于102-2276mg/kg之间,平均为;Zn含量介于24-20018mg/kg之间,平均为。各重金属单因子污染指数分别为:As30.49±18.61、Cu4.28±2.68. Cd52.62±65.86、Pb10.79±5.93、Zn6.89±7.57。污染程度从高到低顺序为:As>Cd>Pb>Zn>Cu。内梅罗综合污染指数为431.15,属于重污染。多种重金属的综合潜在生态风险指数(RI)的范围为630.00-15358.45,从其频数分布来看,100%处于很强的潜在生态风险水平。(2)调查17个采样点的8个甘蔗品种中,除Cu在甘蔗渣中的含量未超标外,其他元素Pb、Cd、Zn、As在甘蔗汁和甘蔗渣中均超出食品安全标准。超标最严重的是As,样品超标率为100%;其次是Cd和Pb,样品超标率分别为97%和93%;Zn的样品超标率为34%。超标程度甘蔗渣大于甘蔗汁。初步确定品种388为重金属低吸收品种。(3)通过添加改良剂,在一定程度上降低了甘蔗中的重金属含量。其中改良剂组合石灰+普钙+钢渣对甘蔗吸收Pb、Zn、Cu、Cd、As五种重金属均有较好的降低作用;改良剂组合石灰+普钙对Cd的降低效果最好。同时,通过添加改良剂,在一定程度上降低了土壤中重金属有效态的比例。120d的改良效果比60d的效果显著,更大程度地降低了甘蔗中的重金属含量。特别是As的含量,经过60d的改良后都超过食品安全标准,经过120d的改良,均已下降到了食品安全标准以下(<0.3mg/kg)。(4)经过土壤改良后的甘蔗糖分并未减少,个别改良剂组合还小幅度的增加量甘蔗糖分含量(如向桂糖15中添加低浓度的石灰和高浓度的石灰+钢渣+普钙将甘蔗中糖分提高到18%以上),说明改良剂不会对甘蔗产量产生负面影响。(5)通过土壤改良,特别是含有石灰改良剂的作用,土壤pH从偏酸性提高至中性,从有利于降低土壤重金属的活性,以减少甘蔗对重金属的吸收。同时,含磷改良剂的添加,促使土壤的氮磷含量均有所提高,在一定程度上增高了土壤肥力。尾矿库修复后可直接减少尾矿占地经济损失1.22x107元;每年减少水土流失造成的养分损失9151元。经过土壤修复,经济效益和环境效益都将得到良好的提高。