西南地区几种典型土壤理化性质对镉钝化效果的影响探讨

作     者：张舵 

作者单位：四川大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈文清;吴喜红

授予年度：2021年

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 

主      题：土壤理化性质 镉污染 钝化实验 田间试验 镉活性 

摘      要：镉污染是我国尤其是西南地区重金属污染最严重的的重金属元素之一。本研究在统计分析四川地区三种典型的镉污染土壤黄壤、紫色土、水稻土理化性质的基础上,以镉活性代表有效态镉占总镉的比例,进行相关性分析,找出对镉活性影响较大的理化性质。并根据分析结果分别设计单一配方和复合配方,利用土壤培育试验分别对黄壤、紫色土、水稻土不同p H的土样进行钝化试验,找出最佳配比的钝化剂,再通过田间试验对不同性质的镉污染土壤使用所选择出来的最佳配比钝化剂,验证钝化剂对田间土壤镉活性的钝化效果,以及钝化剂对农作物生长情况和果实部位吸收系数的影响。试验主要结论如下:(1)土壤理化性质与镉活性相关性分析结果显示土壤中镉活性主要受p H、有效态钙、有效态镁、有效磷四种因素的影响,相关系数分别为-0.657、-0.406、-0.385、-0.453。其中紫色土的镉活性受土壤理化性质影响最明显,黄壤次之,水稻土最差。黄壤中镉活性受理化性质影响的大小依次为p H有效态钙有效磷有效态镁,紫色土中镉活性受理化性质影响的大小依次为p H有效态镁有效磷有效态钙。水稻土中镉活性主要受p H和有效态磷影响。(2)钝化试验显示钝化剂对土壤中的镉活性主要是通过提高土壤p H来实现的,加入氧化钙、氧化镁、钙镁磷肥和膨润土等钝化剂后土壤p H有明显上升,土壤胶体表面负电荷增加,对吸附土壤中的金属阳离子起到促进作用,而且加入钝化剂后,随之而入的阴离子会与镉形成难溶的Cd(OH)、Cd CO、Cd(PO)等溶度积小、结构稳定的沉淀,进一步稳定土壤中的镉。单一配方钝化试验中氧化钙对镉活性的降低效果最佳,黄壤中氧化钙0.3%添加量最高可降低至19.63%,紫色土中氧化钙0.4%添加量最高可降低至32.23%,水稻土氧化钙0.3%添加量最高可降低至20.8%,复配钝化试验显示氧化钙:氧化镁:钙镁磷肥:膨润土=0.2%:0.1%:0.1%:0.3%添加量的钝化剂可将大部分土壤中镉活性(29.74%-57.41%)稳定地降低至10%-20%。(3)田间土壤钝化试验结果显示以上复配钝化剂可以有效的将田间土壤的镉活性降低至20%以下,且直至500d后仍然有着良好的效果。田间农作物种植试验结果显示复配钝化剂可以增加田间土壤的肥力,提高农作物生物量和产量,有效控制田间土壤中的镉向农作物果实部分转移,该钝化剂对紫色土中玉米的镉吸收系数降低量最为显著,紫色土中CY118和YHD4可以平均降低至空白组的22.94%和27.19%,黄壤中CY118和YHD4的镉吸收系数可平均降低至空白组的30.01%和28.01%,水稻土中水稻CY6203和DX4103的镉吸收系数可平均降低至空白组的44.87%和14.87%。因此玉米YHD4和水稻DX4103适宜在该地区相似性质的镉污染地块进行推广种植,保证农产品食用安全。