圆园 17,36(4): 农业环境科学学报允燥怎则灶葬造燥枣粤早则燥鄄耘灶增蚤则燥灶皂藻灶贼杂糟蚤藻灶糟藻 2017 年 4 月丁满, 杨秋云, 化党领, 等. 褐煤基材料对石灰性土壤铅镉生物有效性的影响 [J]. 农业环境科学学报,2017,36(4): DING

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1 圆园 17,36(4): 农业环境科学学报允燥怎则灶葬造燥枣粤早则燥鄄耘灶增蚤则燥灶皂藻灶贼杂糟蚤藻灶糟藻丁满, 杨秋云, 化党领, 等. 褐煤基材料对石灰性土壤铅镉生物有效性的影响 [J]. 农业环境科学学报,217,36(4): DINGMn,YANGQiu-yun,HUADng-ling,tl.EtsomnmntsrivromlignitonP, Ciovilility o lttu in lrous soil[j]. 允燥怎则灶葬造燥枣粤早则燥 - 耘灶增蚤则燥灶皂藻灶贼杂糟蚤藻灶糟藻,217,36(4): 褐煤基材料对石灰性土壤铅镉生物有效性的影响丁满, 杨秋云, 化党领 *, 宋晓燕, 暴秀丽, 王代长, 刘世亮 ( 河南农业大学资源与环境学院, 郑州 452) 摘要 : 为了解褐煤基材料对石灰性土壤铅镉形态及其对生菜吸收铅镉的影响, 通过盆栽试验, 将 8 种褐煤基材料分别与铅 (P) 镉 (C) 污染土混合培养并栽培生菜共 12, 测定土壤 DTPA( 二乙烯三胺五乙酸 ) 可提取态和生菜中铅镉的吸收积累情况结果如下 : 褐煤基腐植酸去矿化褐煤荷钙褐煤和褐煤基活性炭显著降低土壤中 DTPA 提取态铅含量, 其 3 个施用量分别降低 4.67% 耀 7.97% 5.92% 耀 11.46% 5.9% 耀 11.8% 和 11.69% 耀 26.43%, 并随着材料施用量的增加, 土壤中 DTPA 提取态铅含量逐渐减少 ; 腐植酸树脂和腐植酸接枝共聚显著提高 DTPA 提取态铅含量, 分别提高了 5.82% 耀 32.12% 和 2.55% 耀 24.76%; 硝化褐煤磺化褐煤也有提高土壤中 DTPA 提取态铅含量的趋势 ; 改性后比未改性褐煤显著影响土壤 DTPA 提取态铅含量, 以活性炭处理降低最多, 以树脂和接枝处理增加最多褐煤腐植酸去矿化活性炭和接枝降低土壤中 DTPA 提取态镉含量, 活性炭和接枝作用达显著水平, 显著降低的幅度分别是 5.41% 耀 13.51% 和 5.18% 耀 27.7%; 硝化磺化树脂显著提高土壤中 DTPA 提取态镉, 增幅分别是 7.92% 耀 2.13% 5.74% 耀 21.5% 和 21.3% 耀 44.63% 褐煤腐植酸去矿化荷钙活性炭和接枝均能提高生菜地上部生物量, 硝化磺化和树脂则降低生菜生物量 ; 地上部生物量与土壤中 DTPA 提取态铅镉含量呈负相关因此, 褐煤基材料可显著地改变石灰性土壤中 DTPA 提取态铅镉含量, 显著影响生菜的生长量, 且褐煤基材料对 DTPA 提取态铅和镉的影响存在差别关键词 : 改性褐煤 ; 修复剂 ; 石灰性土壤 ;DTPA 提取态铅 ;DTPA 提取态镉 ; 生物有效性中图分类号 :X53 文献标志码 :A 文章编号 : (217) oi: /js Etso mnmntsrivromlignitonp,ciovililityo lttuinlroussoil DING Mn,YANG Qiu-yun,HUA Dng-ling *,SONGXio-yn, BAO Xiu-li,WANG Di-hng, LIU Shi-ling (CollgoRsoursnEnvironmnt,HnnAgriulturlUnivrsity,Zhngzhou452,Chin) Astrt:Th t o mnmnts riv rom lignit on DTPA-xtrtl l(p)n mium(c)hmil spition n its 原 t on lttu growth in lrous soil wr xmin y th pot xprimnt, ight kins o lignit-s mtrils wr mix with P n C ontmint soil or 6 ys, n thn lttu wr grw or 6 ys, soil DTPA-xtrtl P, C (two thyln thr min iv ti i)n th sor P n C in lttu wr trmin.th rsults r s ollows:humi i,minrliztion, liumlo n tivt ron signiintly ru DTPA-xtrtl P ontnt y 4.67%~7.97%,5.92%~11.46%,5.9%~11.8% n 11.69%~26.43% rsptivly, with th inrsing o th mtrils,th ontnt o DTPA-xtrtl P rs,rsin n grt opolymriztion signiintly inrs th DTPA-xtrtl P y 5.82%~32.12% n 2.55%~24.76%, nitriition n sulontion lso hv th pity o inrsing th DTPA-xtrtl P in soil. Th ontnt o DTPA-xtrtl P in soil ws signiintly inlun y th moii lignits, whih ws rs most y th tivt ron trtmnt, n inrs most y rsin n grt opolymriztion. Lignit, humi i, minrliztion, tivt ron n grt opolymriztion ru DTPA-xtrtl C ontnt in soil, tivt 收稿日期 : 圆园 16 原 1 原 16 作者简介 : 丁满 (199 ), 男, 硕士, 从事土壤重金属污染修复研究 E-mil: @qq.om * 通信作者 : 化党领 E-mil:ollghu@163.om 基金项目 : 国家自然科学基金项目 ( , ) Projtsupport:T 澡藻晕葬贼蚤燥灶葬造晕葬贼怎则葬造杂糟蚤藻灶糟藻云燥怎灶凿葬贼蚤燥灶燥枣悦澡蚤灶葬 ( 源员猿苑员猿员员, 源员圆苑员源苑员 )

2 第 32 卷第 1 期丁满, 等 : 褐煤基材料对石灰性土壤铅镉生物有效性的影响 679 ron n grt signiintly rs it y 5.41%~13.51% n 5.18%~27.7%; nitrtion, sulontion n rsin signiintly improv it y 7.92%~2.13%, 5.74%~21.5% n 21.3%~44.63%. Lignit, humi i, minrliztion, lium-lo, tivt ron n grting oulinrsthiomssolttu;nitrtion,sulontionnrsinrsthiomssolttu. Thrltionship oiomssnsoildt 原 PA-xtrtl P, C ontnt wsngtivly orrlt. Thror, svrl lignit-s mtrilsn signiintly hng P, C hmil spiition inlroussoil,signiintlytthgrowtholttu,nhvirntinlunondtpa-xtrtlpnc. Kywors:moiilignit;mnmnt;lroussoil;DTPA-xtrtl P; DTPA-xtrtl C; iovilility 河南省济源市某铅冶炼企业所造成的铅镉砷多金属污染已导致约 3km 内从近到远的重中轻度污染, 需要研究钝化或活化剂, 用于农田边种植边修复国内的土壤重金属污染修复研究以南方红黄壤酸 [1-3] 性土壤区较多, 北方石灰性土壤重金属污染修复则 [4] 为初步研究, 在轻度污染石灰性土壤中施加赤泥油菜秸秆玉米秸秆等可显著降低豇豆豆角中镉浓度和 [5] 土壤中可溶态镉浓度, 石灰性土壤上添加鸡粪腐植 [6] 酸海泡石和生物炭, 对土壤镉均有活化效果褐煤是我国储量丰富的富含天然腐植酸类物质, 对多种金属 [7] [8] 离子具有吸附效应, 尤其铅和镉离子腐植酸可使重金属离子被络合螯合或吸附固定, 降低重金属离 [9] 子生物有效性, 减少植物吸收量腐植酸广泛分布于自然环境当中, 在不同的环境中腐植酸的结构及性质 [1] 有所不同有研究认为, 风化煤腐植酸可通过调节土壤 ph 值和有机质含量来抑制铅的生物有效性, 其 [11] 中土壤 ph 值占主导因子由于这些研究结论在实际运用中还有许多问题, 目前褐煤多用于消除重金属污染的工业废水处理, 很少研究土壤中特别是石灰性土壤重金属污染治理本研究以腐植酸丰富的云南昭通褐煤为原料, 经过多种改性研究其对土壤中重金属生物有效性的影响, 旨在筛选适用于石灰性土壤铅镉的高效钝化剂或活化剂 1 材料与方法 1.1 供试材料供试土壤取自河南省济源市克井镇青多村某铅冶炼企业周围 2 m 处耀 2 m 重金属污染土壤, 其基本理化性质为 :ph 8.5, 有机质 g kg -1, 速效磷 mg kg -1, 速效钾 mg kg -1, 碱解氮 mg kg -1, 全铅 mg kg -1, 全镉 mg kg -1 供试植物为美国大速生菜(Ltustiv L. vr.pitt L.), 沈阳嘉禾种子有限公司提供褐煤基改性材料的制备 : 选取云南昭通褐煤进行 [12] [13] 改性荷钙褐煤, 褐煤引入钙离子 ; 磺化褐煤, 褐煤经浓硫酸处理, 进行磺化反应, 将磺酸基引入煤的缩合芳香环和脂肪侧链中 ; 硝化褐煤 [14], 即褐煤用 2% 硝酸氧化, 以提高腐植酸含量 ; 去矿化褐煤 [15], 用一定浓度盐酸和氢氟酸处理, 去掉褐煤中钙镁离子 ; 褐煤基活性炭 [16], 以褐煤为原料, 磷酸为活化剂, 硫酸为添加剂, 采用炭活化一步法制备活性炭 ; 褐煤制腐植酸 [17], 碱溶酸析法腐植酸树脂 [18] 腐植酸接枝共 [19] 聚均为腐植酸丙烯酸 SP-65 过硫酸钾和 N,N- 亚甲基双丙烯酰胺的混合溶液制取, 二者制取流程不同, 得到不同性质的网状大分子聚合体上述试验材料下文分别简称为 : 荷钙磺化硝化去矿化活性炭腐植酸树脂和接枝 1.2 试验设计土壤风干后, 磨细, 混匀, 过 2 目筛, 称取土 6 g, 分别加入褐煤基改性材料, 根据土壤重金属污染修复中腐植质类通常的添加量 [2], 设置 3 个添加量, 改性材料分别占土壤质量的 1% 3% 5%, 以未施添加剂的原土为对照将改性材料和土壤混匀装盆, 每处理设置 4 个重复蒸馏水浇灌, 保持土壤相对持水量为 6%, 培养 6 老化处理, 将生菜苗移植入盆, 每盆间苗后保留 5 株, 生长 6 后取生菜样及土样生菜烘干粉碎消煮, 用火焰原子吸收分光光度计 (ZEEnit7 原子吸收光谱仪, 德国耶拿分析仪器股份公司 ) 测 P C 含量 ; 土样风干过 1 目筛, 测二乙烯三胺五乙酸 (DTPA) 提取态 P C 含量 1.3 数据处理分析试验数据用 Exl 27 作图,DPS 7.5 作统计 2 结果与分析 2.1 不同褐煤基材料对土壤 DTPA 提取态铅镉含量的影响土壤中 DTPA 提取态铅由图 1 知, 与未加材料的污染土 ( 空白 ) 相比, 腐植酸去矿化荷钙活性炭树脂接枝处理均表现出显著性差异未改性褐煤虽然有降低 DTPA 提取态铅的趋势, 但并未达显著水平

68 农业环境科学学报第 36 卷第 4 期 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 污染土褐煤腐植酸去矿化荷钙活性炭硝化磺化树脂接枝图中不同小写字母表示相同改良剂用量不同处理间差异达显著水平 (P 约.5)

3 68 农业环境科学学报第 36 卷第 4 期污染土褐煤腐植酸去矿化荷钙活性炭硝化磺化树脂接枝图中不同小写字母表示相同改良剂用量不同处理间差异达显著水平 (P 约.5) 下同 Dirnt smll lttrsinittht th irntwnthirnt trtmntstsmmount o itivsissigniint(p 约.5).Thsm llow 图 1 褐煤基改良剂对土壤 DTPA 提取态铅含量的影响 Figur1 Etolignit-s mnmntson DTPA-xtrtl P 同一改性材料在不同添加量时, 施加腐植酸去矿化钙化活性炭的土壤中 DTPA 提取态铅含量降低幅度分别为 4.67% 耀 7.97% 5.92% 耀 11.46% 5.9% 耀 11.8% 和 11.69% 耀 26.43%, 随着添加量的增加, 土壤中 DTPA 提取态铅含量逐渐减少, 施用活性炭减少最多硝化磺化树脂和接枝的土壤中 DTPA 提取态铅含量增加幅度分别为.33% 耀 3.65%.2% 耀 3.93% 5.82% 耀 32.12% 和 2.55% 耀 24.76%, 但硝化和磺化处理的增加未达显著水平,DTPA 提取态铅含量随着添加量的增加而增加, 树脂和接枝对提高土壤 DTPA 提取态铅含量的作用最大土壤中 DTPA 提取态镉由图 2 知, 与污染土相比, 添加 1% 3% 和 5% 材料时, 褐煤腐植酸去矿化活性炭接枝共聚处理的 DTPA 提取态镉降低幅度分别为 4.21% 耀 9.27% 1.36% 耀 5.97%.21% 耀 7.85% 5.41% 耀 13.51% 和 5.18% 耀 27.7%, 荷钙处理对 DTPA 提取态镉无影响, 其中活性炭和接枝处理与对照达到显著差异水平, 而腐植酸去矿化荷钙并不像对铅那样显著降低 ; 硝化磺化树脂显著增加土壤中 DTPA 提取态镉含量, 各添加量分别增加了 7.92% 耀 2.13% 5.74% 耀 21.5% 和 21.3% 耀 44.63%, 均达显著差异水平与未改性褐煤相比, 腐植酸去矿化活性炭未有显著改变, 硝化磺化和树脂的 DTPA 提取态镉仍有提高, 接枝显著降低了 DTPA 提取态镉对土壤 DTPA 提取态铅和镉含量影响的比较从图 1 图 2 对比分析可知, 硝化磺化对 DTPA 提取态铅在 3 个施用量时几乎没有影响, 而对 DTPA 提取态镉在 3 个用量时均有显著性影响, 并随着用量增加镉增加更多接枝对 DTPA 态铅的影响是显著增污染土褐煤腐植酸去矿化荷钙活性炭硝化磺化树脂接枝图 2 褐煤基改良剂对土壤 DTPA 提取态镉的影响 Figur 2Etolignit-s mnmntson DTPA-xtrtlC

第 32 卷第 1 期丁满, 等 : 褐煤基材料对石灰性土壤铅镉生物有效性的影响 681 加其含量, 但对 DTPA 态镉则是显著降低其含量荷钙对 DTPA 态铅含量有显著降低作用, 但对镉无影响褐煤对铅无影响, 但在用量 3% 和 5% 时对土壤 DTPA 态镉有显著降低作用腐植酸去矿化和活性炭均降低 DTPA 态铅和镉含量, 树脂则提高铅和镉含量因此, 活性炭降低两种重金属的

2 不同褐煤基材料对生菜地上部生物量和铅镉含量的影响 2.2.1 对生菜地上部生物量的影响由图 3 可知,9 种改性材料在 3 个施用量下, 对生菜地上部生物量的影响基本一致员 % 施用量时, 褐煤腐植酸去矿化荷钙活性炭和接枝均能一定程度增加生菜地上部干物质量, 但与对照无显著差异硝化磺化和树脂处理的生菜生物量低于未施用的对照, 其中磺化和树脂处理生物量显著低于对照猿 % 和

4 第 32 卷第 1 期丁满, 等 : 褐煤基材料对石灰性土壤铅镉生物有效性的影响 681 加其含量, 但对 DTPA 态镉则是显著降低其含量荷钙对 DTPA 态铅含量有显著降低作用, 但对镉无影响褐煤对铅无影响, 但在用量 3% 和 5% 时对土壤 DTPA 态镉有显著降低作用腐植酸去矿化和活性炭均降低 DTPA 态铅和镉含量, 树脂则提高铅和镉含量因此, 活性炭降低两种重金属的 DTPA 提取态含量幅度最大, 树脂和接枝在提高或降低两种重金属 DTPA 提取态含量方面幅度最大 2.2 不同褐煤基材料对生菜地上部生物量和铅镉含量的影响对生菜地上部生物量的影响由图 3 可知,9 种改性材料在 3 个施用量下, 对生菜地上部生物量的影响基本一致员 % 施用量时, 褐煤腐植酸去矿化荷钙活性炭和接枝均能一定程度增加生菜地上部干物质量, 但与对照无显著差异硝化磺化和树脂处理的生菜生物量低于未施用的对照, 其中磺化和树脂处理生物量显著低于对照猿 % 和缘 % 施用量时, 腐植酸处理显著高于对照, 而硝化磺化树脂和接枝比对照显著降低生菜的生物量, 硝化树脂和接枝用量越大生物量降低越多对照图 1 图 2 中土壤 DTPA 态铅镉含量的变化, 可以看出随着土壤中 DTPA 提取态铅和镉的增加, 生物量减少, 表现为抑制作用 ; 相反, 随着土壤中 DTPA 提取态铅镉含量的降低, 生物量则增加对生菜地上部铅镉含量的影响由图 4 可见, 与污染土相比, 各施用量下, 生菜地上部铅含量除活性炭在施用量 1% 和 3% 磺化在施用量 5% 时显著低于对照外, 其他均高于对照说明除了活性炭和磺化外,9 种材料中的多数材料能够提高生菜中铅含量同时, 对照图 1 中几种材料对土壤中 DTPA 提取态铅含量的影响情况可知, 除活性炭外, 褐煤腐植酸去矿化荷钙虽降低土壤 DTPA 提取态铅, 但并没有使生菜地上部铅含量降低, 反而升高硝化磺化和树脂处理土壤铅含量升高, 生菜地上部铅污染土褐煤腐植酸去矿化荷钙活性炭硝化磺化树脂接枝图 3 褐煤基改良剂对生菜地上部生物量的影响 Figur 3Etolignit-smnmntson iomssolttu g 污染土褐煤腐植酸去矿化荷钙活性炭硝化磺化树脂接枝图 4 褐煤基改良剂对生菜地上部铅含量的影响 Figur 4Etolignit-s mnmntsonp ontntolttu

682 含量也升高由图 5 可见, 与不施褐煤基材料的原污染土比较, 几种材料基本上降低了生菜地上部镉含量, 且随的增加生菜吸收镉含量的降低趋势愈发明显, 其中较明显的是褐煤腐植酸去矿化荷钙活性炭磺化接枝和树脂在用量 1% 时也能显著降低生菜镉含量, 但在 3% 和 5% 用量时, 生菜中镉含量反而升高其原因可能为在 3% 和 5% 用量时, 两种材料已使土壤严重结块,

5 682 含量也升高由图 5 可见, 与不施褐煤基材料的原污染土比较, 几种材料基本上降低了生菜地上部镉含量, 且随的增加生菜吸收镉含量的降低趋势愈发明显, 其中较明显的是褐煤腐植酸去矿化荷钙活性炭磺化接枝和树脂在用量 1% 时也能显著降低生菜镉含量, 但在 3% 和 5% 用量时, 生菜中镉含量反而升高其原因可能为在 3% 和 5% 用量时, 两种材料已使土壤严重结块, 铅或镉的较高含量是生菜生物量减小所导致的浓缩效应几种改良剂对生菜中的铅和镉含量的影响不同相关性分析由表 1 可见, 土壤中 DTPA 提取态铅含量与生菜地上部铅含量间在 1% 施用量时出现正相关, 更高施用量时不相关 ; 土壤镉与地上部镉含量在 1% 施用量时呈显著负相关, 更高用量时不相关土壤铅与地上部铅积累量在 5% 施用量时呈显著负相关 ; 土壤镉与农业环境科学学报第 36 卷第 4 期地上部镉积累量在 1% 和 5% 施用量时呈极显著负相关铅镉均对生菜的地上部生物量有显著或极显著的负相关关系, 特别是硝化磺化树脂和接枝在施用量较大时对生菜生长表现出极显著的抑制作用由相关系数或 P 值可知, 土壤 DTPA 提取态铅镉与地上部干重的负相关关系随施用量增加而增强 3 讨论 3.1 土壤 DTPA 提取态重金属 DTPA 可提取态组分可以作为检验土壤重金属 [21] 生物有效性的补充方法很多研究中使用 DTPA 螯 [22] 合剂估计土壤重金属对植物的潜在有效性, 当 ph 变化小时,DTPA 提取态重金属与植物吸收有很好的 [23] 相关性多种褐煤基材料均使土壤中铅镉的有效态发生显著变化由于褐煤具有高胡敏酸和富里酸含 [24] 量, 通过复合和吸附能够稳定重金属, 腐植酸含有污染土褐煤腐植酸去矿化荷钙活性炭硝化磺化树脂接枝图 5 褐煤基改良剂对生菜地上部镉含量的影响 Figur5 Etolignit-s mnmntson C ontntolttu 表 1 土壤 DTPA 提取态铅镉含量与生菜地上部铅镉含量及地上部生物量的相关性 (n=8) Tl 1Th rltivitytwnth ontnto DTPA-xtrtl P,C in soilnth ontnto P,C swlls th iomssostm n lothlttu 重金属施用量生菜地上部铅 ( 镉 ) 含量生菜地上部铅 ( 镉 ) 积累量生菜地上部干重相关系数 P 值相关系数 P 值相关系数 P 值铅土壤 DTPA 提取态铅含量 1%.682 6* 原.724 7* % 原原.678 9* % 原原.748 4*.2 4 原.878 9**.1 8 镉土壤 DTPA 提取态镉含量 1% 原.76 9*.33 2 原.862 8**.2 7 原.834 9**.5 1 3% 原原.856 3**.3 2 5% 原.842 1**.4 4 原.959 2**. 1 注 :* 表示相关性达显著水平 (P 约.5);** 表示相关性达极显著水平 (P 约.1) Not:*Initssigniint rltivity(p 约.5);**Initssigniint rltivity(p 约.1).

6 第 32 卷第 1 期丁满, 等 : 褐煤基材料对石灰性土壤铅镉生物有效性的影响 683 大量功能基团, 能够与二价或三价金属形成螯合态复合体 [25], 褐煤能够稳定非常酸化土壤中的铅, 但不推荐用在弱酸化中性和碱性土壤中 [26] 关于腐植酸 - 金属化合物的结构存在不同看法, 特定功能团并不能给出确定性解释 [27], 腐植酸吸持大多数离子一般在 ph3. 耀 5.2 范围, 对 P 2+ 最大吸附能力的 ph 为 4.5 [28] 这与本研究中褐煤未经改性时对石灰性土壤铅镉的钝化效果不显著是一致的褐煤去矿化后比表面积增大,C-O 键 ( 酚, 醚 ) 和 C=C 芳香键增加 [29], 本研究中去矿化表现出了比褐煤较明显的钝化效果活性炭的吸附能力依赖于其具有的高比表面积微孔特征和表面化学特征 [3], 土壤 ph 值可能对其吸附能力影响较小, 所以本研究中活性炭降低铅镉的效果最大荷钙褐煤在低浓度废水中能高效吸附重金属, 对铅的吸附力高于镉 [31], 本研究中, 与对照相比, 土壤有效铅含量降低达到显著水平, 而镉不显著, 与其结论一致硝酸氧化褐煤提高了褐煤中的腐植酸含量阳离子代换量和中等分子腐植质, 从氧化褐煤中提取的腐植酸含有更多含氧功能团和较小分子量的腐植酸 [32], 而小分子量腐植酸可能与重金属离子更易形成可溶解的小分子络合物, 提高重金属有效态含量, 从而可较好地解释本研究结果硝化褐煤提高铅有效态在 3 个施用量均达显著差异, 但对有效镉虽然有所提高, 但未达显著差异褐煤经磺化反应生成磺化褐煤后, 增加了 -SO 3 H -COOH -OH 等基团 [33], 可能在石灰性土壤合适的 ph 范围内, 增强了离子交换能力本研究中, 腐植酸树脂显著地提高了土壤中 DTPA 提取态铅含量, 腐植酸接枝共聚提高了土壤中 DTPA 提取态铅而降低了 DTPA 提取态镉含量, 可能与腐植酸树脂和接枝共聚的三维网络结构和亲水性基团羟基羧基酰胺基和磺酸基等高吸水性能有关, 多种功能团与多价金属离子螯合吸附和离子交换 [34], 因此具有较强吸附能力和交换容量从本研究中腐植酸接枝共聚和树脂合成看, 虽有相同反应物, 但反应过程或反应条件不同, 生成物对于铅和镉的影响不同 3.2 土壤 DTPA 提取态铅镉与生菜生物吸收有效性的关系检验土壤重金属生物有效性提取剂的选择, 对考察土壤改良剂的效果是至关重要的较少的提取剂和较少的改良剂试验可能会得出偏颇的结论 Singh [35] 等研究了 CCl 2 NH 4 OA NH 4 OA-EDTA DTPA HCl 对土壤 C Cu Mn P Zn 的提取和意大利黑麦草吸收金属的效果, 结果表明, 不存在单个的提取剂对植物吸收的所有金属浓度能做可靠的预测, 尽管提取的 C 与黑麦草中含量相关性较好,P 在所有提取 [36] 剂中相关性均差 Nioltt 等认为 P 被大麦根固定在根细胞而不容易从根部运输到叶本研究中 DTPA 提取态铅镉同样并不总是与生菜中的含量呈正相关, 也反映了这个问题, 表现在不同的添加剂种类和用量铅镉不同重金属等方面, 土壤重金属与生菜吸收量有不一致的增减在对土壤污染修复材料进行钝化或活化判断时, 应该选择适合土壤性质的提取剂, 因为植物吸收运输和积累过程是复杂的, 土壤中某个提取方法的测定值与植物地上部吸收量的关系也是复杂的 S 覨 ri 等 [37] 对 C P 以及 22 个葡萄样品, 用 HCl H 2 SO 4 和 NH 4 OA 进行提取, 统计结果表明, 土壤中提取的 C P 易利用态含量与葡萄中含量相关, 提取方法可用于生物有效性的研究本研究表明, 研究特定土壤上特定的重金属污染修复材料和特定的供试植物, 需要用特定的提取方法才可做出正确判断 4 结论 (1) 各褐煤基材料对土壤 DTPA 提取态 P 或 C 均有不同程度的影响, 随着添加量增加, 降低或提高的量越大各褐煤基材料对土壤 DTPA 提取态 C 的影响, 除接枝共聚作用相反而降低其含量外, 其他材料的影响规律与铅相同说明褐煤改性后显著地改变了性质, 向钝化或活化铅镉两个方向变化 (2) 各褐煤基材料多是提高了生菜地上部铅的含量, 土壤 DTPA 提取态铅与生菜吸收并不总是正相关 3 个添加量对生菜吸收铅的影响规律基本相同各褐煤基材料对生菜地上部镉含量的影响与铅有较大差别生菜地上部镉含量与土壤 DTPA 提取态镉含量有一定相关性 (3) 各褐煤基材料对生菜地上部生物量的影响较有规律起钝化作用的褐煤腐植酸去矿化荷钙使生菜生长量略微增加, 起活化作用的硝化磺化树脂使生菜生长量显著降低, 而且添加量增加时, 活化作用导致的生长量更低参考文献 : [1] 颜世红. 酸化土壤中镉化学形态特征与钝化研究 [D]. 淮南 : 安徽理工大学,213. YAN Shi-hong. Stuy on hmil spition o mium in ii soil nitsintivtion[d]. Huinn:Anhui Univrsityo SinnTh 原 nology,213.

7 684 [2] 王朋超, 孙约兵, 徐应明, 等. 施用磷肥对南方酸性红壤镉生物有效性及土壤酶活性影响 [J]. 环境化学,216,35(1): WANG Png-ho, SUN Yu-ing, XU Ying-ming, t l. Ets o phosphorous rtilizrs on C iovilility n soil nzym tivitis insouthiir soil[j]. EnvironmntlChmistry,216, 35(1): [3] 殷飞, 王海娟, 李燕燕, 等. 不同钝化剂对重金属复合污染土壤的修复效应研究 [J]. 农业环境科学学报,215,34(3): YIN Fi, WANG Hi-jun, LI Yn-yn, t l. Rmition o multipl hvy mtl pollut soil using irnt immoilizing gnts[j]. Journl o Agro-Environmnt Sin,215,34(3): [4] 历琳. 河南省铅冶炼污染土壤的稳定修复研究 [D]. 郑州 : 河南工业大学,213. LILin. Immoiliztion o hvy mtlsin soilspollut y l smlting in Hnn Provin[D].Zhngzhou:Hnn Univrsity o Thnology, 213. [5] 丁琼. 土壤性质及钝化剂对镉在土壤植物系统转移的影响 [D]. 北京 : 首都师范大学,212. DING Qiong. Th ts o soil proprtis n soil mnmnts on th trnsro miumin soil-plnt systm[d].bijing:cpitl Norml U 原 nivrsity, 212. [6] 李丹, 李俊华, 何婷, 等. 不同改良剂对石灰性镉污染土壤的镉形态和小白菜镉吸收的影响 [J]. 农业环境科学学报,215, 34(9): LI Dn, LI Jun-hu, HE Ting, t l. Ets o irnt mnmnts on soil C orms n C uptk y Chins g in C-ontmint lroussoils[j]. Journlo Agro-EnvironmntSin,215,34(9): [7] Doskoil L, Pk M. Rmovl o mtl ions rom multi-omponnt mix 原 tur using nturl lignit[j]. Ful Prossing Thnology,212, 11 (22): [8] Hvlov 佗 M, Mizr J, S 伥 korov 佗 I, t l. Sorption o mtl ions on lig 原 nit n th riv humi sustns[j]. Journlo Hzrous Mtri 原 ls,29,161(1): [9] 邹德乙. 腐植酸对防治土壤重金属污染的作用 [J]. 腐植酸,27 (3):5-51. ZOU D-yi Rmition t o humi i on hvy mtl pollut soil[j]. Humi Ai,27(3):5-51. [1] 童毅, 陈坤, 杨睿彬. 腐植酸在环境生态领域中的应用进展 [J]. 腐植酸,214(1):9-13. TONG Yi, CHEN Kun, YANG Rui-in. Th pplition progrss o humi i in ologil nvironmnt[j]. Humi Ai, 214(1):9-13. [11] 武瑞平. 风化煤腐植酸对重金属铅污染土壤修复作用的研究 [D]. 太原 : 山西大学,21. WU Rui-ping. Amliortion o humi i in wthr ol on P ontmintsoil[d].tiyun:shnxiunivrsity,21. 姚姚姚 [12] Johov 佗 M, Pun oh 佗 r M, Hor 佗 k J, t l. Rmovl o hvy mtls rom wtr y lignit-s sornts[j]. Ful, 24, 83(9): [13] 张怀成, 王在峰, 李建义, 等. 褐煤经磺化及碱化处理对重金属离子吸附性能研究 [J]. 环境化学,1999,18(5): 农业环境科学学报第 36 卷第 4 期 ZHANGHui-hng,WANGZi-ng, LIJin-yi,tl.Stuisonth sorption hrtristis o lignit tivt y sulphontion or lk 原 liztion or hvy-mtl ions [J]. Environmntl Chmistry, 1999, 18 (5): [14] 王鲁敏, 邓昌亮, 殷军港, 等. 硝化褐煤对铬离子溶液的吸附研究 [J]. 环境化学,21,2(1): WANG Lu-min, DENG Chng-ling, YIN Jun-gng, t l. Stuy on sorption o nitriy lignit or hromium-ion solution[j]. Environmn 原 tlchmistry,21,2(1): 姚 [15] Yg mur E. Et o minrliztion pross on th liqution o Turkisholsinttrlinwithmirowv nrgy:dtrmintiono prti 原 l siz istriution n sur r[j]. Ful, 25, 84(18): [16] 罗道成, 郑李辉. 用褐煤活化一步法制备活性炭的研究 [J]. 煤化工, 29, 37(5): LUODo-hng, ZHENGLi-hui. Stuy on th prprtion o tivt ron y on-stp mtho o roniztion-tivtion with lignit ol[j]. ColChmistry Inustry,29,37(5): [17] 黄金凤, 赵义龙, 赵金香, 等. 腐植酸的提取及其成分含量测定 [J]. 四川畜牧兽医,27,34(5): HUANGJin-ng, ZHAO Yi-long, ZHAO Jin-xing, t l. Th xtr 原 tionntrmintiono ompositiono humii[j]. SihunAniml &VtrinrySin,27, 34(5): [18] 刘焕梅, 刘焕昱, 孙晓然. 反相悬浮法制备腐植酸高吸水性树脂 [J]. 化工生产与技术,211,18(5):27-3. LIU Hun-mi, LIU Hun-yu, SUN Xio-rn. Prprtion o humi i high wtr sornt rsin y invrs phs suspnsion mtho[j]. ChmilProutionnThnology,211,18(5):27-3. [19] 黄占斌, 朱书全, 张铃春, 等. 保水剂在农业改土节水中的效应研究 [J]. 水土保持研究,24, 11(3):57-6. HUANGZhn-in, ZHUShu-qun, ZHANG Ling-hun, t l. Th 原 t on soil improving n wtr sving ppli with hmil qusor in griultur[j]. Rsrh o Soil n Wtr Consrvtion, 24, 11 (3):57-6. [2] 李丽明, 丁玲, 姚琨, 等. 胡敏素钝化修复重金属 Cu( 域 )P ( 域 ) 污染土壤 [J]. 环境工程学报,216,1(6): LI Li-ming, DING Ling, YAO Kun, t l. 砸 mition o hvy mtl Cu( 域 ),P( 域 )ontmint soilsusing humin[j]. Chins Journlo EnvironmntlEnginring, 216, 1(6): [21] Funts A, Llorns M, Sz J, t l. Eotoxiity, phytotoxiity n x 原 trtility o hvy mtls rom irnt stilis swg slugs[j]. Environmnt Pollution, 26, 143(2): [22] Grgory E, Bshr S, Mrth AE, t l. Biovilility o hvy mtls iniosolis-mnsoil[j]. Communitions insoilsin nplnt Anlysis,26,37(15-2): [23] Biwll AM, Dowy RH. Cmium n zin vilility to orn ol 原 lowing trmintion o swg slug pplitions[j]. Journl o Envi 原 ronmntlqulity, 1987, 16(4): [24] Dong LH, Yng JS, Yun HL, t l. Chmil hrtristis n in 原 luns o two rtions o Chins lignit humi is on urs[j]. EuropnJournlo Oil Biology,28, 44(2):

8 第 32 卷第 1 期 [25] ClmntR,Brnl MP.Frtiontiono hvy mtlsn istriution o orgni ron in two ontmint soils mn with humi i [J]. Chmosphr, 26,64(8): [26] Nikoltt U, M 佗 rk R, Esztr D, t l. Stiliztion o Cr, P, n Zn in soil using lignit[j]. Soil n Simnt Contmintion, 214, 23(3): [27] Phlivn E, Arsln G. Uptk o mtl ions on humi is[j]. Enrgy Sours,26,28(Prt A): [28] Brown PA, Gill SA, Alln SJ. Mtl rmovl rom wstwtr using pt[j]. WtrRsrh,2,34(16): [29] Strk J, Burg P, Mullr S, t l. Th inlun o minrlistion n mmoxition on th sorption proprtis o n tivt ron pr 原 prrompolish lignit[j]. Cron,26,44(12): [3] DmirsA, ArslnG,Phlivn E.Rnt stuison tivt rons nly shsromturkishrsours[j]. EnrgySours,26(PrtA), 28: 丁满, 等 : 褐煤基材料对石灰性土壤铅镉生物有效性的影响 685 [31] Johov 佗 M, Punoh 佗 M, Hor 佗 k J. Rmovl o hvy mtls rom wtr ylignit-s sornts[j]. Ful,24,83(9): [32] Liu FC, Xing SJ, Du ZY. Nitri i oxition or improvmnt o Chins lignit s soil onitionr[j]. Communitions in Soil Sin nplnt Anlysis, 211,42(15): [33] 罗道成, 刘俊峰, 李忠远. 用磺化褐煤处理含铬 ( 遇 ) 废水的研究 [J]. 煤化工,21,38(2): LUO Do-hng, LIU Jun-ng, LI Zhong-yun. Stuy on th trt 原 mnt o hromium( 遇 )-ontining wst wtr using sulphont lig 原 nit[j]. ColChmilInustry, 21, 38(2): [34] 刘焕梅, 孙晓然, 刘焕昱, 等. 反相悬浮聚合法制备腐植酸高吸水性树脂进展 [J]. 化学世界,213(1): LIU Hun-mi, SUN Xio-rn, LIU Hun-yu, t l. Progrss in humi i supr -sornt rsin prpr y invrs -phs suspnsion polymriztion[j]. ChmilWorl,213(1): [35] Singh SP, Tk FMG, Vrloo MG. Extrtility n iovilility o hvy mtls in sur soils riv rom rg simnts[j]. ChmilSpition &Biovilility, 1996, 8(3): [36] Nioltt C, Bin MP, Mssimilino P, t l. Hvy mtl uptk y rly growing in pollut soils:rltionship with hvy mtl spi 原 tion in soils[j]. Communitions in Soil Sin &Plnt Anlysis, 22, 33(1/2): [37] S 覨 ri T, S 覨 nol K, Alr AG. Sttistil vlution o iovilility o mtls to grps growing in ontmint vinyr soils using singl xtrtnts 24, 84(9): [J]. Intrntionl Journl o Environmntl Anlytis,

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圆园 17,36(4): 农业环境科学学报允燥怎则灶葬造燥枣粤早则燥鄄耘灶增蚤则燥灶皂藻灶贼杂糟蚤藻灶糟藻 2017 年 4 月 丁满, 杨秋云, 化党领, 等. 褐煤基材料对石灰性土壤铅镉生物有效性的影响 [J]. 农业环境科学学报,2017,36(4): DING

圆园 17,36(4): 农业环境科学学报允燥怎则灶葬造燥枣粤早则燥鄄耘灶增蚤则燥灶皂藻灶贼杂糟蚤藻灶糟藻 2017 年 4 月丁满, 杨秋云, 化党领, 等. 褐煤基材料对石灰性土壤铅镉生物有效性的影响 [J]. 农业环境科学学报,2017,36(4): DING