阳宗海废弃磷石膏渣场植物固化修复研究

作     者：代碧玉 

作者单位：昆明理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王海娟

授予年度：2016年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

主      题：钝化剂材料 重金属As 香根草 

摘      要：近年来,随着公众环保意识的增强和国家对环境污染治理的重视,重金属污染场地的治理和修复越来越受到社会各界的关心和重视。相较于其他土壤修复技术,钝化剂固定修复技术以其修复周期短、操作简单方便、修复成本低等优势在时间、效率以及成本上都能较好地满足受重金属污染的土壤的修复要求,但其难点在于有效钝化剂的筛选。植物固定修复技术是一种低廉、有效且对生态系统友好的土壤污染治理方法。综合考虑,本研究采取以钝化固定修复技术和植物固定修复技术相结合的方式为前提,以阳宗海废弃磷石膏渣场污染土壤为研究对象,并以室内盆栽试验和室外田间小区试验为手段,通过研究普钙、废铁屑和粉煤灰对重金属污染土壤中香根草吸收累积重金属元素的影响、土壤中重金属总量及其有效态含量的变化,探明室内盆栽和室外田间小区试验下,3种钝化剂单一及正交混合处理对污染土壤的修复效应和作用机理,并筛选出适合钝化修复阳宗海废弃磷石膏渣场重金属污染土壤的钝化剂。本次研究结果如下：(1)野外调查试验结果：通过野外采样及室内分析可知阳宗海废弃磷石膏渣场土壤属于As和Cd复合污染,土壤中As和Cd含量分别为(66.48±58.00)mg·kg-1和(1.68±1.54)mg·kg-1,分别超出《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)中旱地As和Cd元素含量的二级标准限值(早地土壤As含量≤40 mg·kg-1,Cd含量≤0.3 mg·kg-1)的1.65和5.60倍,土壤超标率分别为52%和94%,且Cd的污染程度大于As。且土壤中As的存在形态以残渣态(73.91%)为主,土壤中Cd主要以可交换态(39.07%)和铁锰氧化态(27.81%)存在。艾蒿对As的转移能力较强,可作为本土治理As污染的优势植物进行深入研究;牵牛花对重金属Cd的富集能力最大,是渣场重金属Cd污染治理的先锋植物;狗尾巴草、马唐草和早熟禾的富集、转运能力都很低,但这三种植物在渣场污染区域分布密度高、生长茂盛,根系密集发达,可以用于渣场As和Cd元素的固定,防止其在水平和垂直方向的迁移扩散,造成更广泛和更难防护的污染。(2)室内钝化剂筛选试验及香根草盆栽试验结果：通过简单室内土壤培养试验选择废铁屑、粉煤灰和过磷酸钙(普钙)作为室内盆栽试验的钝化剂材料。然后将粉煤灰、废铁屑和过磷酸钙(普钙)作为有效钝化剂按L9正交试验表组配后,进行室内香根草的盆栽培养试验,添加钝化剂正交组合处理后,香根草的根长无显著变化,但株高呈现显著性差异(P0.05)。除了(5%普钙)外,其他钝化剂处理均显著增高香根草的株高,且普钙和废铁屑的配施处理效果较其单一处理好,并以(5%废铁屑+1%普钙)处理效果最佳,(1%废铁屑+5%普钙)次之。而除了(1%普钙)处理外,钝化剂的添加均不同程度降低了土壤pH值。其中以(1%废铁屑+5%普钙)降低效果最为显著。此外,(5%废铁屑)、(1%废铁屑+1%普钙)和(5%废铁屑+5%普钙)显著降低了土壤中有效态As含量,且降幅分别为35.2%、38.7%和43.8%。综合来看,废铁屑处理较普钙对土壤重金属As的钝化固定以及对香根草的生长状况处理效果最佳,且以低用量效果最好。而废铁屑和普钙的配施用量还待广泛而深入的试验研究。