三種化肥對土壤重金屬溶出性影響的研究

伍兆龍，朱素賢

(1.深圳市昌宏泰環(huán)保科技有限公司，廣東 深圳 518000;2.江西嘉和環(huán)保技術(shù)有限公司，江西 南昌 330029)

1 引言

本研究將以廣西巖溶區(qū)土壤為例，從廣西的實際情況出發(fā)，研究3種化肥對巖溶區(qū)土壤中重金屬溶出性的影響，并為在占廣西總面積37.8%的巖溶區(qū)土壤利用時，合理地施用化肥，降低土壤中重金屬的生物有效性提供理論依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 供試土壤

實驗所用土壤樣品均采自廣西某電鍍廠附近的水稻田中。污染土壤采自該電鍍廠排污口以下100m的水稻田中，對照土壤則采自排污口以上100m的水稻田中。采樣深度為0～30cm(耕作層)，所有樣品均為隨機(jī)多點采樣的混合樣。樣品在室溫下自然風(fēng)干后，過100目篩，供實驗分析。實驗之前，首先對供試土壤的部分理化性質(zhì)進(jìn)行了分析見表1。

表1 受試土壤的部分理化性質(zhì)

2.2 實驗方案

參照大田化肥使用量設(shè)計化肥的添加水平:尿素和硝酸銨鈣濃度為 600、300、150、60、30、12、6、0mg/L的溶液;鉀肥濃度為 300、150、60、30、15、6、3、0 mg/L。用不同濃度化肥溶液浸提土壤中的重金屬，然后離心分離，取上清液，用原子吸收光譜測定溶出的重金屬濃度。

總銅的測定方法:取0.1g樣品加2mL濃 HNO3，6mLHF，2mLHClO4消解，定容到 25mL，用原子吸收光譜(PE－AA700)測定。

3 結(jié)果與討論

3.1 尿素對重屬Cu的溶出影響

土壤對Cu的吸附表現(xiàn)為專性吸附，本試驗Cu的浸出濃度隨化肥濃度變化結(jié)果見圖1，當(dāng)尿素濃度為0～6mg/L區(qū)間，隨著濃度的增加，尿素對Cu的溶出性有抑制作用;當(dāng)尿素濃度超過6mg/L后，Cu的溶出濃度開始回升，表面上看來尿素對Cu的溶出具有促進(jìn)作用，其是造成這種原因是疊加效果，尿素本身可能就含有重金屬Cu，只是在量少的時候沒有表現(xiàn)出來，當(dāng)尿素的投加亮超過6mg/L，這種疊加效果就顯現(xiàn)出。

3.2 鉀肥對重金屬Cu的溶出影響

如圖2，隨著鉀肥濃度的增大，Cu溶出濃度逐漸降低，說明了鉀肥對Cu的溶出性具有顯著的抑制作用;但濃度到了300mg/L時，Cu的溶出濃度開始有回升的趨勢，這可能是鉀肥中本身就含有Cu的緣故，在小于300mg/L時，化肥量少時，Cu含量也較少，還沒有表現(xiàn)出鉀肥本身所含Cu對土壤Cu溶出濃度的影響。

3.3 硝酸銨鈣對重金屬Cu的溶出影響

硝酸銨鈣對Cu的溶出性影響如圖3，在濃度0～6mg/L區(qū)間，對Cu的 溶出有顯著的抑制作用，但同尿素一樣，濃度超過6mg/L時，Cu的溶出濃度開始回升，這歸咎于硝酸銨鈣本身含有Cu的緣故，投加的越多，含有的Cu越多，疊加效果愈加明顯。

一般銅在土壤溶液中濃度太低，以致不受土壤中含銅礦物溶解控制，而受銅在鐵、鋁和錳氧化物表面上吸附以及與有機(jī)質(zhì)的結(jié)合來控制。銅能被閉蓄或埋藏在層狀硅酸鹽土壤粘粒和鐵、錳氧化物等各種礦物結(jié)構(gòu)中，也可能包裹在鋁和鐵的氫氧化物共沉淀中。層狀硅酸鹽粘粒、有機(jī)質(zhì)和鐵鋁錳氧化物能專性吸附或化學(xué)吸附銅離子，土壤中大部分銅是難溶的。

因銅在土壤中的非活動性，植物主要以根系截獲銅。有效銅形態(tài)與有效儲備之間可能有以下關(guān)系:

可交換性和可溶性銅 ←——→ 專性吸附態(tài)銅←——→ 有機(jī)束縛態(tài)銅束縛在有機(jī)質(zhì)上。

圖3 硝酸銨鈣對Cu溶出性的影響

有機(jī)酸分子通過螯合和絡(luò)合作用溶解銅。土壤表層中大多數(shù)銅是有機(jī)絡(luò)合態(tài)的。Cu2+直接在兩個或多個有機(jī)官能團(tuán)上，主要是羧基、羰基和酚基官能團(tuán)。

土壤腐殖質(zhì)中的胡敏酸和富里酸都含有許多銅束縛位點，以羧基(COO－)起主導(dǎo)作用。在大多數(shù)礦質(zhì)土壤中，有機(jī)質(zhì)與粘粒緊密結(jié)合，可能形成粘粒－金屬－有機(jī)質(zhì)復(fù)合體。有機(jī)質(zhì)豐富的土壤中具有更多的溶解態(tài)銅。

而且銅與植物養(yǎng)分間存在許多相互關(guān)系，施用氮肥能加重缺銅現(xiàn)象，給作物施氮對銅在植物體內(nèi)的移動產(chǎn)生不利影響。

4 結(jié)語

本文主要通過研究比較了3種化肥(尿素、鉀肥、硝酸銨鈣)對水稻土壤中重金屬Cu溶出影響。針對農(nóng)田土壤化肥污染的嚴(yán)峻現(xiàn)實，應(yīng)強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)意識;增施有機(jī)肥料;大力推廣配方施肥技術(shù)，減少盲目施肥，加強(qiáng)土壤肥料監(jiān)測和管理;施用化肥增效劑;改進(jìn)施肥方法，以改善生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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