土壤中重金属有效态的联合测定及其植物修复研究

土壤中重金属有效态的联合测定及其植物修复研究近年来，随着经济的发展和农业生产的现代化，采矿、冶炼、电镀及金属加工、化工等工业“三废”的排放以及污灌、农药化肥等的不合理施用，使得土壤重金属污染日益严重，从而使得土壤生态环境质量遭到严重的破坏。当重金属进入食物链后，将会直接危及人类的健康。

因而土壤重金属污染是目前全球性关注的环境问题之一。在20世纪70年代初，科学家已经证实了重金属在土壤中的生物毒性不仅与其总量有关，在很大程度上是取决于它们在土壤中的化学形态，尤其是它们的生物有效态。

有关重金属有效态的测定方法常用化学提取法，该法所用的常规浸提剂多为一种或两种元素的浸提，费工费时、效率低、成本高，还没有对多个元素共同浸提的通用浸提剂，不利于土壤的高效检测。而用于研究土壤养分的ASI法、M3

法可以浸提测定土壤中的多种元素，其是否适用于土壤重金属有效态的联合测定，有待于研究。

关于土壤中重金属的去除问题，在20世纪80年代发展起来的植物修复技术，以其成本低廉、原位修复等特点成为治理土壤污染的重要途径。因此，对土壤中重金属有效态的联合测定及其植物修复效果的研究，具有重要的理论意义和实践意义。

本文所用的污染土壤均采用人工模拟的方法添加重金属。文章首先分别选用ASI法和M3法对我国北方四种主要农田土壤（褐土、潮土、棕壤和黑土）有效

态Cd、Cr、Pb和Ni进行了测定研究，将其测定的结果与其他方法进行了差异性、相关性及浸提率的分析比较；同时采用Tessier连续提取法研究了临汾郊区农田土壤中，EDTA添加前后对土壤Cd的吸附特征的影响，从而了解土壤Cd的迁移

规律；也在已模拟Cd污染的土壤（临汾郊区农田土壤）中进行盆栽试验，研究土壤中EDTA添加前后对植物净化土壤Cd污染的效果，以探讨螯合剂在植物去除土壤重金属中的作用和可行性。

本论文的主要研究结果与结论如下：（1）ASI法、M3法在国家《土壤环境质量标准》的土壤重金属全量含量范围内，可以测定土壤有效态重金属Cd、Cr、Pb和Ni，且呈线性极显著相关；ASI法、M3法与其它方法有效Cd、Cr、Pb和Ni有较好的相关性，与DTPA法呈极显著相关，与NaNO3法除有效Pb外，呈极显著和显著相关，除褐土和潮土的有效Pb外，ASI法与HCl法的测定呈极显著相关，M3法与HCl法呈极显著和显著相关，其中M3法的有效态Cd、Cr、Pb和Ni的测定值均为最大；ASI法、M3法对四种土壤有效Cd、Cr、Pb和Ni的浸出比率，因土壤类型不同，有效重金属含量所占比率不同，但利用M3法测定的有效态Cd、Cr、Pb和Ni的浸出比率是最大的。（2）ASI法、M3法适合我国北方褐土、潮土、棕壤和黑土四种土壤有效态重金属Cd、Cr、Pb和Ni的联合测定，所得的结果与实际污染土壤有相似性，具有操作简单、浸提多元素和浸提时间短的优点，有必要对有效重金属提取方法进行评估，筛选出适合多种有效态重金属元素联合测定的方法，并建立相应的土壤有效态重金属风险评估机制。

（3）EDTA添加前，土壤Cd主要以碳酸盐结合态的形式存在，交换态和铁锰氧化物结合态所占的比例居中，有机结合态和残渣态所占的比例最小；3种浸提剂浸提出的土壤Cd含量在各个Cd形态中的大小不尽一致。EDTA添加后，交换态Cd含量呈上升趋势，碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态呈下降的趋势，其它两种形态变化的不明显；3种浸提剂浸出的交换态Cd含量呈上升趋势。

（4）EDTA添加前，土壤Cd浓度的增加对植物地上部生物量影响较小，植

物吸收Cd量相对于超积累植物而言较低，未达到作为超积累植物的标准。植物吸收Cd量与土壤有效态Cd含量呈极显著正相关（p＜0.01）；随着土壤Cd浓度的增加，植物吸收土壤中Fe元素的含量最大，Zn、Mn的含量基本不变，而Cu 在一定条件下有降低的趋势。

而随着添加Cd、EDTA浓度的增大，植物地上部生物量低于对照和其他处理，植物吸收Cd含量呈上升的趋势，但仍未达到超积累植物吸收Cd量的标准，因此该植物品种具有一定的净化土壤Cd污染的潜力；土壤中Zn、Fe含量随EDTA浓度增加的幅度较大，但Cu、Mn、Cd的含量变化较小。