石灰和硫化钠原位修复北方Pb污染土壤的潜力分析与建议

摘要

【目的】探讨石灰、硫化钠对铅(Pb)污染土壤理化性质及作物生物量、Pb含量的影响，以探明石灰、硫化钠作为钝化剂修复Pb污染土壤的潜力，为中国北方地区重金属污染土地的安全利用提供依据。【方法】以陕西凤县Pb污染土壤为研究对象(农田平均Pb含量为172.1 mg/kg),向Pb污染土壤中分别施用了5,10,15 g/kg石灰和2,6,10 g/kg硫化钠，并以不添加钝化剂为对照(CK),稳定6个月后，于2021年5月开始种植作物，其中大豆和玉米为第1季作物，油菜和小麦为第2季作物，测定不同处理土壤的基础理化指标、Pb含量、有效态Pb含量以及作物生物量和茎叶、籽粒Pb含量，分析钝化处理后作物对Pb的富集情况，并对不同处理作物的食品安全风险进行了评价。【结果】与CK相比，石灰、硫化钠均提高了土壤pH,且土壤pH随着钝化剂施用量的增加而增大。石灰、硫化钠处理土壤有机质含量和阳离子交换量(CEC)与CK总体均无显著差异。相比CK,石灰、硫化钠处理玉米、大豆、小麦的总生物量总体增幅较大，而对油菜总生物量的影响较小。第1季和第2季作物收获后，与CK对比，石灰、硫化钠处理作物根际土壤有效态Pb含量均明显减少。石灰和硫化钠处理4种作物茎叶中的Pb含量与CK相比均明显下降。与CK相比，石灰处理4种作物籽粒中的Pb含量均明显下降；除了玉米外，硫化钠处理大豆、油菜、小麦籽粒中的Pb含量较CK明显下降。不同含量石灰、硫化钠处理后，两季作物对Pb的富集能力差异较大，其中小麦对Pb的富集能力较强。对4种作物的食品安全风险进行了评价，结果显示，不同钝化剂处理作物可食用部分(茎叶和籽粒)的Pb含量均超过了食品安全限值；石灰、硫化钠处理大豆、油菜所榨植物油中的Pb含量远远小于二者籽粒中的Pb含量，其中菜籽油满足了食品安全标准。【结论】在重金属Pb污染地区，石灰、硫化钠均提高了土壤pH,总体增加了作物生物量，减少了土壤和作物的Pb含量，可用于重金属污染土地的修复，且Pb污染地块经修复后可用作油菜籽种植基地。

关键词

铅污染地区 / 石灰 / 硫化钠 / 土壤修复