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本试验以山西某污灌区土壤为供试土壤,以油菜和玉米为供试作物,采用盆栽试验研究了粉煤灰、凹凸棒土、膨润土、沸石、鸡粪、秸秆碳、腐殖酸、玉米秸秆和污泥等九种钝化材料对污灌土壤中Cu、Cr Tessier五种形态及油菜和玉米各部位Cu、Cr吸收分布等的影响,旨在筛选出适宜在该地区推广使用的经济高效、环境友好型土壤重金属钝化材料,以便为重金属污染土壤的修复和持续利用提供理论依据和技术支持。研究结果表明:1、通过种植作物,不同钝化材料处理的土壤中Cu、Cr Tessier五种形态的变化不尽相同。其中碳酸盐结合态Cu及Cr的五种形态整体呈减少趋势,而Cu的其余几种形态整体均呈增加趋势。其中凹凸棒土、膨润土和腐殖酸处理明显促进了易溶性碳酸盐结合态Cu向难溶性铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态Cu的转换;膨润土和沸石处理明显促进了易溶性可交换态Cr和碳酸盐结合态Cr向难溶性铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态Cr的转换。同时,Cu、Cr的生物活性系数MFCu、MFCr的分析结果表明,除种植玉米后的鸡粪处理外其余各处理土壤的MFCu、MFCr均低于对照。其中,凹凸棒土、污泥和膨润土处理对MFCu降低效果最显著,其次是沸石和腐殖酸处理;膨润土、污泥、沸石处理对MFCr降低效果最显著。表明钝化材料能降低土壤中Cu、Cr的生物可利用性,增加其稳定性,从而减弱其对人类及环境的潜在危害。2、各处理土壤中H2O、CaCl2、HCl、EDTA 和 DTP A浸提态Cu、Cr含量整体呈减少趋势,且对各有效态Cu减少最明显的是膨润土、腐殖酸、凹凸棒土、粉煤灰处理;对各有效态Cr减少最明显的是膨润土、腐殖酸、粉煤灰、玉米秸秆处理。同时,油菜地上部Cu的总吸收量与CaCl2-Cu呈显著正相关,玉米地上部Cu的总吸收量与E DTA-Cu呈显著正相关;玉米地上部Cr的总吸收量与DTPA-Cr呈极显著正相关。由此可见,O.Olmol/L CaCl2、0.05mol/L EDTA均可作为该地区土壤中Cu生物有效性的评价指标;0.005mol/L DTPA均可作为该地区土壤中Cr生物有效性的评价指标。3、油菜叶片对Cu、Cr富集能力最低的均是沸石、膨润土、腐殖酸、凹凸棒土处理。玉米各部位对Cu、Cr富集能力不同,大小顺序为根>叶>茎>轴,且各钝化材料处理的富集能力均低于对照;其中对Cu富集能力最低的为膨润土、粉煤灰、污泥、腐殖酸和凹凸棒土处理;对Cr富集能力最低的是凹凸棒土、膨润土和粉煤灰处理。表明各钝化材料均能有效抑制玉米对Cu、Cr的吸收。4、各钝化材料处理后,各处理油菜、玉米的生长情况各不相同。其中凹凸棒土和膨润土处理的油菜地上部干重最大;各处理玉米地上部的干重均高于对照,且膨润土处理的增产效果最明显。可见,添加钝化材料能够有效地促进作物的生长发育。5、过量的Cu、 Cr会对玉米的生理生化活性造成影响。在玉米的整个生长过程中,叶绿素含量及过氧化氢酶、过氧化物酶活性均呈先增高后降低的趋势,且各处理含量整体高于对照,其中以膨润土、凹凸棒土和粉煤灰处理的效果最为显著;丙二醛含量先升高后降低,脯氨酸含量先降低后升高,且丙二醛和脯氨酸含量整体低于对照,其中以污泥和凹凸棒土处理的降低效果最显著。表明钝化材料能提高玉米叶片中叶绿素含量,并可降低细胞遭受膜脂过氧化作用及羟基自由基等的毒害。6、各处理油菜叶片中Cu、Cr含量均未超过国家食品卫生标准限值,其中沸石处理的油菜叶片中Cu含量最低,其次是膨润土、凹凸棒土和腐殖酸处理;沸石、膨润土和凹凸棒土处理的油菜叶片中的Cr含量最低。除对照的玉米叶片中Cu含量外,其余各处理玉米茎、叶和轴中Cu、Cr含量均未超过国家饲料标准限值,其中Cu和Cr含量最低的分别为污泥、膨润土、粉煤灰处理和凹凸棒土、膨润土处理。综上所述,添加各钝化材料后油菜叶片和玉米各部位中Cu、Cr含量均未超过国家食品卫生标准及饲料标准限值,可见,该污灌土壤添加钝化材料后油菜可作为食用作物种植,玉米可作为饲料或工业原料种植。其中膨润土、沸石、凹凸棒土、腐殖酸、污泥和粉煤灰均能明显降低作物Cu含量;沸石、膨润土和凹凸棒土均能明显降低作物Cr含量。此外,凹凸棒土、膨润土和污泥均能显著降低土壤中Cu的生物活性系数,其次是沸石和腐殖酸处理;膨润土、污泥和沸石也显著降低了Cr的生物活性系数。综合分析可见,对该地区Cu的钝化效果最明显的是凹凸棒土、膨润土,其次是沸石和腐殖酸;对Cr的钝化效果最明显的是沸石和膨润土,这些均可根据当地的实际情况分别作为Cu、Cr污染土壤的钝化材料在当地推广使用。