摘要
随着土壤重金属污染日益加剧，带来的食品安全问题也引起广泛关注。在众多重金属污染物中，镉(Cd)因其易移动、高毒性等特点而备受重视。有效地修复并利用镉污染土壤对促进土地资源的可持续利用、维护人类健康具有重大意义。但钝化剂的修复效果依土壤性质、重金属元素的类型及程度、钝化剂种类及用量等而有差异。因此，迫切需要找到价格低廉环境友好的钝化剂进行推广应用。 本文以油枯(Y)和茶叶渣(C)为外源添加物(干土质量比:1％、2％、3％、4％、5％)，以不添加为对照，在塑料桶中进行为期45d的培养后种植小白菜来验证修复效果。对两种材料的基本属性、施入Cd污染土壤后土壤中Cd形态及其影响因素、土壤养分、土壤酶活性以及生物有效性进行了研究，最后采用模糊数学法对两种材料应用价值进行全面评价。试验结果如下: 1.油枯和茶叶渣中有机质含量高，分别为95％和49％。氮磷钾含量丰富，能为植物生长提供充足的养分。FTIR分析结果表明，两种材料含有机官能团多，尤其茶叶渣中较多的羟基和羧基官能团提供配位体和重金属离子络合降低Cd生物有效性，具备有机钝化剂的潜力。 2.两种材料施入土壤后都具有一定的钝化作用。Cd形态分析表明，油枯和茶叶渣的添加可促使土壤中Ex-Cd向其他形态转化。油枯处理组显著降低Ex-Cd的比例，提高Cb-Cd、Fe-Mnb-Cd以及OMb-Cd的比例;茶叶渣处理组Ex-Cd含量与CK相比显著降低，降幅达18％～20。Cb-Cd含量与CK相比显著升高(P＜0.05)。土壤DTPA-Cd含量随着添加物比例的增加而明显下降(P＜0.05)。培养45d时添加油枯土壤pH值表现为Y5＞Y4＞Y3＞Y1＞Y2，而茶叶渣添加使土壤pH值维持在较稳定的状态。随着油枯和茶叶渣添加比例的增加，土壤有机质含量增加显著（P＜0.05）。土壤中CEC添加油枯后Y1-Y5与CK相比分别增加0.34、0.77、0.97、1.26、1.86cmol/kg，C1-C5分别增加了0.76、0.82、0.82、1.08、1.20cmol/kg。相关分析表明，pH值与Ex-Cd显著负相关（P＜0.05），而与Cb-Cd、和OMb-Cd显著正相关(P＜0.05)。通径分析结果表明，油枯和茶叶渣添加后主要改变了土壤的pH和阳离子交换量，从而影响了Ex-Cd的含量。FTIR结果表明，Cd污染土壤添加油枯处理后出现了羧基和羟基伸缩振动的吸收峰，茶叶渣处理出现了Si-O-Al或者是Fe2O3的吸收峰。 3.土壤养分和土壤酶活性的结果表明，在油枯和茶叶渣处理下，碱解氮含量随添加量的增加而增加。速效磷和速效钾的变化趋势与碱解氮基本保持一致。添加油枯和茶叶渣可显著增加土壤中全氮和全磷，全钾含量些许降低。添加油枯和茶叶渣显著增强脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性。冗余分析表明全氮、碱解氮、速效磷、阳离子交换量和DTPA-Cd对土壤酶活性的影响贡献率较大。其中全氮、碱解氮、速效磷、阳离子交换量与土壤酶活性呈正相关，而DTPA-Cd与土壤酶活性呈负相关。 4.小白菜的生长和地上部Cd含量结果表明，油枯处理组小白菜可食用部分的鲜重与CK相比，各处理分别增加了1.21、2.14、2.81、3.41g，于重则分别增加了0.04、0.08、0.16、0.18g;小白菜地上部Cd含量在Y1中最低。茶叶渣处理与CK相比，鲜重分别增加了2.63、3.53、4.29、4.50、4.38g，于重分别增加了0.29、0.42、0.47、0.51、0.55g，增加趋势显著;小白菜地上部Cd含量在C5中最低。 5.模糊数学法对两种材料应用价值总和评价发现，油枯处理组中Y4综合得分最高，茶叶渣处理中C5得分最高。茶叶渣更具应用前景。
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