海泡石對菜地土壤Cd污染的影響

黨義偉，王婉琴，李 婕，寇媛媛，韓文飛

(太原工業學院，山西 太原 030008)

引 言

近年來，隨著重工業的迅速發展，農田土壤重金屬污染問題逐漸得到人們的重視[1-2]。重金屬離子通過水體、空氣等方式進入土壤，通過食物鏈循環危害人體健康。重金屬鎘的污染問題尤為嚴重。鎘不是植物必需元素，但極易于被植物吸收，蔬菜就是其中最易受到土壤中鎘污染的影響。原位鈍化技術是重金屬Cd污染控制最常用的方法之一。這項技術因操作簡單、見效快、適用范圍廣得到廣泛的應用。海泡石是一種具有纖維狀物質，其含鎂硅酸鹽物，具有巨大的內、外表面積和較強的吸附能力，對處理鎘污染有良好的效果[3-6]。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗用土取自山西省太原市尖草坪區農田，土壤類型為褐土。供試小白菜品種為“奶油四季小白菜”；試供修復劑：海泡石，河北；營養土：蛭石。

1.2 實驗方法

參照國家土壤生態環境信息質量管理標準(GB15618—1995)中Cd含量三級標準,實驗中土壤Cd含量10.0 mg·kg-1,在土壤中投加Cd(NO3)2·4H2O污染土壤。污染土穩定10 d后分別加入0.00%、0.50%、1.00%和1.50%海泡石。將經消毒處理的小白菜菜籽播種于營養土(蛭石)中,待種子發芽15 d后,按照觀測小白菜幼苗的大小,每盆定苗3株,每組處理3次重復，定期澆水。小白菜生長72 d后收獲。

1.3 土壤和植物樣品分析

將收獲的小白菜分為根部和地上部,用自來水充分沖洗去除黏附在小白菜樣品上的泥土,再用去離子水沖洗,用濾紙吸干,稱地上部鮮重。將小白菜樣品烘干至衡重,粉碎備用。植物和土壤樣品采用原子吸收分光光度計測定Cd含量。在小白菜收獲后采集盆中土樣,風干后過2 mm篩,混勻備用。土壤pH值用去離子水(土水比1∶2.5)浸提,pH 計測定。以上檢測的數據均重復3次。

1.4 數據處理

使用Microsoft Excel2010 軟件進行統計分析實驗數據。

2 結果與討論

2.1 施加不同量海泡石小白菜體內鎘含量及生物量的影響

由第18頁圖1可知，在同鎘水平條件下，隨著海泡石量增加，金屬鎘含量越低。施加0.5%海泡石處理組與對照組相比植物地上部Cd含量降低了28.2%～32.5%；施加1.0%海泡石處理組植物地上部Cd含量降低了59.6%～61.5%；施加1.5%海泡石處理組植物地上部Cd含量降低了74.4%～76.9%。

由第18頁圖2可知，添加不同量的海泡石小白菜生長量不同，促進了植物的生長，在施加海泡石1.00%與1.50%之間增加量不明顯。與對照組相比分別增加了14.5%～27.4%，25.4%～39.9%，19.3%～41.8%。

2.2 施加不同量海泡石土壤中有效態鎘的影響

第18頁圖3表現了施加海泡石后土壤中有效態鎘的含量的影響。隨著添加海泡石量的增多，土壤中的含鎘量呈下降趨勢。與未添加海泡石處理相比,土壤中有效Cd含量分別降低了29.6%～37.5%、51.8%～57.1%和59.2%～64.0%。

圖1 小白菜體內鎘含量

圖2 生物量

圖3 土壤中有效態鎘含量

2.3 施加不同量海泡石土壤中pH值的影響

土壤pH值是影響重金屬化學性的一個重要因素。由圖4可見,土壤pH值隨海泡石投加量的增加而增大,與添加量0.00%相比,分別增加了0.87%～1.0%、1.2%～1.4%和1.0%～1.7%。土壤逐漸趨于堿性，土壤中的金屬鎘離子通過表面吸附、離子交換作用把土壤中Cd固定在海泡石中,使得污染土壤中的Cd由活動性較高的離子態向活動性較低的復合態轉變,從而降低了土壤中Cd的含量。

圖4 土壤pH值

3 結論

在鎘污染土壤中加入海泡石后土壤pH值趨于堿性，游離態鎘生成沉淀被海泡石固定，土壤有效鎘含量及小白菜體內鎘含量均呈下降趨勢，小白菜生物量也有所增加。因而海泡石作為鎘污染土壤改良劑有很好的發展前景，但是仍需要進一步的研究。