PDF《与形态转化 *》

1 材料与方法 1.1 供试材料 试验土壤采自山东省青岛市莱西区大田耕作棕 壤,采样深度为0~20 cm,将采集回来的土壤首先 去除杂草、草根、砾石、砖块、肥料团块等杂物, 自然风干、碾碎磨细、过筛(10目孔径筛)、混匀,装袋备用,其基本性质如表1,结合表2可以看 出,供试土壤的背景值中Pb、Cr和Cu含量均低于 农用地土壤污染风险筛选值,适用于农田土壤种植 的要求.粉煤灰采用粒径分别为8目~100目(锅炉 炉膛收集)的粗颗粒、100目~200目(布袋除尘器 收集)细颗粒两种(由兖矿集团有限公司提供), 其理化性质见表3,供试粉煤灰的Pb、Cr、Cu含 量均低于农用粉煤灰要求(GB 8173-1987)(此 标准已废止,但目前无最新标准)的最高允许含 量500 mg・kg-1 (pH>

6.5).供试小白菜(Chinese cabbage,Brassica chinensis L.)种子由天津市津 科力丰种苗有限公司生产.试验所用的其他试剂均 为优级纯(国药集团化学试剂有限公司). 表1 试验土壤的基本性质 Table

1 Basic properties of the soil in the study 土壤类型 Soil type 化学性质Chemical properties 颗粒组成Soil particles/% pH SOM /(g・kg-1 ) AP /(g・kg-1 ) AK /(g・kg-1 ) Pb /(mg・kg-1 ) Cr /(mg・kg-1 ) Cu /(mg・kg-1 ) 砂粒 Sand 粉粒 Silt 黏粒 Clay 棕壤① 6.08 8.91 7.49 6.63 72.63 51.56 29.26 46.65 42.36 10.99 注:SOM、AP、AK分别表示有机质、有效磷和有效钾Note: SOM, AP and AK stands for soil organic matter, available phosphorus and available potassium, respectively. ①Brown soil 表2 土壤环境质量标准(GB 15618-2018) Table

2 Standards of soil environmental quality (GB 15618-2018)/(mg・kg-1 ) 元素 Element 风险筛选值 Risk screening values pH≤5.5 5.51,说明植物具有较强富集能 力.重金属转移系数(Biological transfer factor, BTF)是指植物地上部分重金属浓度与地下部分浓 度之比,计算公式为BTF=C地上部位/C地下部位,BTF>

1, 说明植物在体内运输重金属的能力较强[22] . 数据处理采用Excel 2003和Origin 9.0制图, 利用软件SPSS 19.0进行显著性分析(最小显著差 异(LSD)法),显著水平为PCr>

Pb,均小于临界值1. 此结果与张家春等[24] 研究的不同功能土壤结果一 致,也与方凤满等[25] 研究的叶菜类重金属Pb、 Cr、Cu的富集特征一致.Cu的富集系数在体系中 最大,这与图2显示的施灰土壤中乙酸溶解态Cu含 量占比大于Pb、Cr的结果相一致,说明相较Pb、 Cr,各形态的Cu更易转化,植物生物利用性更 强. 表4中,在相同粒径粉煤灰施入土壤后,随着 施加粉煤灰量的增加,根部重金属Pb、Cr、Cu的 富集系数均呈现增加趋势,且均高于空白对照土 壤,说明粉煤灰的施入量与根部富集特征呈正比 关系;

而地上部重金属也基本呈现与根部相同的增 加趋势,但重金属Cu在地上部的富集特征相对空 白对照较小,说明粉煤灰施入土壤后,重金属Pb、 Cr、Cu在小白菜根部富集增加.对于不同粒径粉 煤灰施入土壤后,研究测得的小白菜鲜重发现, 种植批次对小白菜生物量影响较小,施灰处理第二 批小白菜的生物量(50 g・kg-1 粗粉煤灰:44.66 g、

150 g・kg-1 粗粉煤灰:39.24 g、50 g・kg-1 细粉煤 灰:44.24 g、150 g・kg-1 细粉煤灰:28.96 g)普遍 较空白土壤小白菜生物量(45.69 g)要低,说明 施加粉煤灰影响小白菜的生长;

50 g・kg-1 的粉煤 灰施入量相较150 g・kg-1 施入量的小白菜生物量要 高,此结果和50 g・kg-1 粉煤灰施入量下的富集系 数小于150 g・kg-1 粉煤灰施入量下的富集系数相一 致,说明富集系数与小白菜生物量成反比关系.不 同处理的第二批小白菜根部、地上部的富集系数均 与空白土壤呈现较一致的富集特征,而表5中随种 植批次增加,施灰土壤种植的小白菜根部、地上部 富集重金属量也随之增加,空白土壤仍保持与第二 批小白菜相同的富集特征,同时,本研究施灰土壤 中重金属Pb、Cr、Cu含量随种植批次的增加呈逐 渐下降趋势,说明粉煤灰的加入提高重金属从土壤 向植株迁移的能力,也导致重金属在小白菜体内富 集,因此,粉煤灰施入土壤农用具有潜在危险性. 表4 小白菜根部、地上部的重金属Pb/Cr/Cu富集系数 Table