PDF《与形态转化 *》

DOI:10.

11766/trxb201807250344 粉煤灰中重金属Pb/Cr/Cu在土壤―小白菜中的迁移 与形态转化* 白利勇 季慧慧 孙文轩 黄明丽 刘可忠 李玲玉 颜冬云? (青岛大学环境科学与工程学院,山东青岛 266071) 摘要以两种粒径粉煤灰与莱西棕壤按不同比例混匀后连续进行了四批次小白菜生长周期试 验,采用欧共体标准物质局提出的三步提取法(简称BCR法)研究施灰土壤中铅(Pb)、铬(Cr) 和铜(Cu)四种化学形态的转化特征,并通过计算小白菜对重金属的富集系数和转移系数,分析土 壤重金属在小白菜中的迁移特性与生物利用率.结果表明:在小白菜种植的整个周期,各处理施灰 土壤中Pb、Cr和Cu均以残渣态为主,含量随种植批次增加而减少;

Pb、Cr的可提取态含量占15%以上,乙酸溶解态含量随种植批次增加而增加,Cu的可提取态含量占55%以上,乙酸溶解态含量随种植 批次增加而减少.小白菜对三种重金属的富集能力表现为:Cu>

Cr>

Pb,且均小于临界值1,因此,相较Pb和Cr,Cu的生物利用性更强.小白菜由根部向地上可食部分转移系数大于1,转移能力表现为: Cr>

Cu>

Pb,因此Cr在小白菜中迁移能力更强. 关键词 粉煤灰;

重金属形态;

富集系数;

转移系数 中图分类号 X825 文献标识码 A 粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物.根据 《中国资源综合利用年度报告》和《2016年度中国 粉煤灰行业发展报告》,中国2011年粉煤灰产生量 达5.4亿t,综合利用率68%;

2013年粉煤灰产生量 达5.8亿t,综合利用率69%;

2016年粉煤灰产生量 5.65亿t.而发达国家对于粉煤灰的利用率一般在 80%以上,日本粉煤灰利用率已经高达98%,较中 国高28%左右[1] . 由于粉煤灰粒径小、比表面积大、活性基团较 多、吸附能力较强、富含微量元素并兼有少量重金 属的特点,能够促进土壤颗粒的团聚作用,增加土 壤透水性和通透性,近年来粉煤灰已开始用于农业 土壤改良方面[2-7] .许多学者研究表明,粉煤灰在 农业上的应用具有积极意义,但通过统计国内外文 献数据发现,多数研究是基于一季作物种植,分析 作物产量和品质所得的结论[8-9] .而目前关于粉煤 灰施用后其金属元素形态转化的研究较少,长期施 用是否会对土壤环境及人类健康产生危害等后效研 究不足[10] .重金属的生物毒性通常不仅与其总量 有关,更大程度上由其形态分布决定[11-12] .不同 的形态产生不同的环境效应,直接影响重金属的毒 性、迁移及在自然界的循环[13-17] .此外,粉煤灰 中的重金属元素因产地和形成条件的不同,其形态 转化也受到时间和空间的影响[18] .因此,粉煤灰 施入土壤后在农业应用和生态环境中依然存在潜在 危险性. * 山东省重点研发计划(公益类专项,2017GNC11116)资助 Supported by the Major Research Project of Shandong Province in China(Public Welfare Special,No. 2017GNC11116) ? 通讯作者 Corresponding author,E-mail:[email protected] 作者简介:白利勇(1992―),男,山东鄄城人,硕士研究生,主要从事土壤环境化学研究.E-mail:bailiyongyouxiang@163. com 收稿日期:2018-07-25;

收到修改稿日期:2018-10-11;

优先数字出版日期(www.cnki.net):2018-10-31

683 白利勇等:粉煤灰中重金属Pb/Cr/Cu在土壤―小白菜中的迁移与形态转化 本文以生长周期短、适应性强的小白菜作为研究对象,通过控制粉煤灰与土壤掺混比例, 采用欧共体标准物质局(European Community Bureau of Reference)提出的三级四步连续提取法 (简称BCR法)研究施灰土壤重金属铅(Pb)、 铬(Cr)、铜(Cu)形态含量变化趋势,探究土 壤―小白菜中Pb、Cr、Cu在连续多次生长周期条 件下的形态转化,通过重金属富集系数和转移系数 分析粉煤灰中的重金属Pb、Cr、Cu迁移规律,为 粉煤灰在农业和生态环境中的应用提供数据支撑与 理论依据.