羥基磷灰石+沸石對稻田土壤中鉛鎘有效性及糙米中鉛鎘累積的影響

鄒紫今，周　航，吳玉俊，周　歆，朱　維，曾　敏，彭佩欽，廖柏寒

（中南林業(yè)科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，長沙410004）

?

羥基磷灰石+沸石對稻田土壤中鉛鎘有效性及糙米中鉛鎘累積的影響

鄒紫今，周航，吳玉俊，周歆，朱維，曾敏，彭佩欽，廖柏寒*

（中南林業(yè)科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，長沙410004）

摘要：為研究組配?良劑羥基磷灰石+沸石（簡稱HZ）對稻田土壤Pb和Cd生物有效性以及糙米中Pb和Cd累積的影響，在湘南兩礦區(qū)附近污染稻田中施用不同添加量（0、0.45、0.9、1.8 kg.m-2）的組配?良劑HZ，進(jìn)行了水稻種植的田間試驗(yàn)。結(jié)果表明：與對照相比，當(dāng)施用量為1.8 kg.m-2時，土壤A中Pb和Cd的DTPA提取態(tài)含量分別降低69.6％和62.0％，TCLP提取態(tài)含量分別降低80.0％和41.8％，MgC12提取態(tài)含量分別降低87.4％和19.4％；土壤B中Pb和Cd的DTPA提取態(tài)含量分別降低73.8％和82.7％，TCLP提取態(tài)含量分別降低65.8％和65.1％，MgC12提取態(tài)含量分別降低99.8％和94.5％。施用0.45～1.8 kg.m-2的HZ能使土壤A水稻糙米中Pb和Cd的含量分別降低36.4％～48.5％和4.9％～17.0％；土壤B水稻糙米中Pb和Cd的含量分別降低5.0％～41.3％和16.7％～20.2％。分析土壤pH和糙米中重金屬含量與3種重金屬提取態(tài)含量的關(guān)系得知，土壤pH增加是HZ降低土壤中Pb和Cd生物有效性的關(guān)鍵因素之一；比較得知，DTPA提取方法更合適表達(dá)重金屬生物有效性，可用于糙米重金屬含量的風(fēng)險(xiǎn)評估。

關(guān)鍵詞：重金屬；組配?良劑；生物有效性；水稻；土壤

鄒紫今，周航，吳玉俊，等.羥基磷灰石+沸石對稻田土壤中鉛鎘有效性及糙米中鉛鎘累積的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2016，35（1）：45-52.

ZOU Zj-jjn，ZHOU Hang，WU Yu-jun，et a1. Effects of hydroxyapatjte p1us zeo1jte on bjoavaj1abj1jty and rjce bjoaccumu1atjon of Pb and Cd jn soj1s[J]. Journal of Agro-Environment Science，2016，35（1）：45-52.

湖南省是中國的“魚米之鄉(xiāng)”，同時又是享譽(yù)世界的“有色金屬之鄉(xiāng)”，然而有色金屬礦產(chǎn)的大規(guī)模開發(fā)對礦區(qū)周圍耕地以及生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染和破壞[1-2]。重金屬是土壤環(huán)境中重要的污染物，和其他類型的污染物相比，重金屬污染的特殊性在于它不能被土壤微生物降解而從環(huán)境中徹底消除，并且污染土壤中重金屬離子大多以非溶解態(tài)存在，當(dāng)其在土壤中積累到一定程度時，就會對土壤-植物系統(tǒng)產(chǎn)生毒害和破壞作用[3]。為保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和人體健康，土壤重金屬污染防治研究刻不容緩。

近幾年來，學(xué)術(shù)界圍繞添加化學(xué)物質(zhì)降低農(nóng)田土壤重金屬有效性的方法開展了大量研究[4]，由于這種重金屬污染的治理方法具有?濟(jì)可行而且不破壞土壤結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用[5]。前期關(guān)于?良劑的篩選與組配實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，羥基磷灰石+沸石組配對于Pb、Cd污染的土壤具有較好的修復(fù)效果[6]。因此，本研究以羥基磷灰石+沸石組配，研究其對湖南兩個典型鉛鋅礦區(qū)附近污染土壤Pb和Cd的固定以及對水稻糙米吸收累積Pb和Cd的影響，以期為重金屬鉛鎘復(fù)合污染稻田土壤的治理和糧食質(zhì)量安全的保障提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

研究選用的2塊實(shí)驗(yàn)稻田均為黃紅壤，分別位于湘南鉛鋅礦區(qū)A附近（25°48.8'N，113°06.0'E，簡稱土壤A）和鉛鋅礦區(qū)B附近（26°34.7'N，112°35.6'E，簡稱土壤B）。土壤A的機(jī)械組成為粘土37.8％，壤土44.7％，砂土17.5％；土壤B的機(jī)械組成為粘土19.7％，壤土46.1％，砂土34.2％。實(shí)驗(yàn)稻田土壤的基本性質(zhì)見表1。

表1　供試土壤的基本性質(zhì)Tab1e 1 Basjc propertjes of tested soj1s

土壤?良劑包括羥基磷灰石和沸石，其基本性質(zhì)見表2。羥基磷灰石（Ca10（PO4）6OH2，過100目篩）由廣西桂林紅星生物科技有限公司提供，屬堿性材料；沸石（斜發(fā)沸石，過100目篩）由湖南省寧鄉(xiāng)縣道林鎮(zhèn)尚杰礦石粉廠提供，屬粘土礦物。水稻品種選用雜交稻Ⅱ優(yōu)93，由湖南亞華種業(yè)有限公司提供。

表2　改良劑基本性質(zhì)Tab1e 2 Basjc propertjes of amendments

1.2試驗(yàn)方法

通過前期組配?良劑的篩選研究[7]，本試驗(yàn)選用羥基磷灰石和沸石按1∶2的比例混合成組配?良劑（HZ），添加濃度設(shè)置為0、0.45、0.9、1.8 kg.m-2。在種植水稻前將組配?良劑均勻撒施于土壤表面，通過多次翻耕使其與耕作層土壤充分混合。每處理樣方面積為9 m2（3 m×3 m），設(shè)置3次重復(fù)，共12個樣方，隨機(jī)區(qū)組排列。水稻的耕作管理措施與農(nóng)民正常耕作生產(chǎn)保持一致。待水稻成熟后，收獲兩地區(qū)水稻植株，?集相應(yīng)的土壤樣品，用于相關(guān)指標(biāo)測定。

1.3樣品分析測試方法

土樣?回后自然風(fēng)干，碾壓后過2 mm和0.149 mm尼龍篩，保存待測。用酸度計(jì)（PHS-3C，雷磁）測定土壤pH值[9]，固液比為1∶2.5。?用美國Ljndsay研究的DTPA（二乙三胺五乙酸）方法測定土壤中的Pb、Cd含量[14]，?用美國EPA的方法提取土壤中Pb、Cd 的TCLP（Toxjcjty characterjstjc 1eachjng procedure）浸提態(tài)[11-12]，土壤重金屬Pb和Cd交換態(tài)?用MgC12提取[13]。水稻各部位（根、莖葉、谷殼、糙米）使用小型粉碎機(jī)粉碎，過100目尼龍篩，用塑料封口袋密封保存，用干灰化法（GB/T 5009—2003）消解分析其中重金屬Pb和Cd含量[10]。溶液樣品中重金屬用ICP-AES（ICP 6300，Thermo）進(jìn)行測定。所有樣品分析過程中以國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)土壤（GBW（E）-070009）和湖南大米GBW 10045（GSB-23）進(jìn)行質(zhì)量控制。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法

試驗(yàn)中的數(shù)據(jù)結(jié)果均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差，所有數(shù)據(jù)?用顯著性F測驗(yàn)和Duncan多重比較法（P< 0.05和P<0.01）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，應(yīng)用Exce1 2010和SPSS 19.0進(jìn)行處理。

2　結(jié)果與分析

2.1HZ對稻田土壤pH值的影響

施用HZ對兩地區(qū)土壤的pH值有明顯的影響（圖1）。隨著HZ添加量的增加，兩地區(qū)土壤的pH值逐漸增加。與對照相比，施用0.45～1.8 kg.m-2的HZ使土壤A的pH值增加了0.26～0.49個單位，使土壤B的pH值增加了0.23～0.76個單位，且各處理與對照之間均存在顯著差異（P<0.05），但施用量0.45 kg. m-2和0.9 kg.m-2之間并無差異。?相關(guān)分析表明，HZ添加量與土壤pH存在極顯著的正線性相關(guān)關(guān)系（R2pH土壤A=0.693，R2pH土壤B=0.701；n=12，R0.201=0.501）。由此可見，在稻田土壤中添加HZ顯著提高了土壤的pH值，且兩地區(qū)土壤表現(xiàn)的變化規(guī)律一致。

圖1　組配改良劑HZ對稻田土壤pH值的影響Fjgure 1 Effects of combjned amendment HZ on paddy soj1 pH

2.2HZ對稻田土壤Pb和Cd的DTPA提取態(tài)含量的影響

用螯合劑DTPA同時提取土壤中有效態(tài)Pb和Cd的方法是由美國Ljndsay與Nonve11于1965年開始研究的，自1978年開始該方法得到學(xué)術(shù)界一致肯定，普遍認(rèn)為DTPA提取方法的絡(luò)合性很強(qiáng)，可以客觀表現(xiàn)?良劑的固化能力，并將其廣泛應(yīng)用于中性或石灰性土壤中提取有效態(tài)Pb和Cd[14]。隨著HZ施用量的增加，土壤A中Pb的DTPA提取態(tài)含量降低了38.2％～69.6％，Cd的DTPA提取態(tài)含量降低了28.0％ ～62.0％；土壤B中Pb的DTPA提取態(tài)含量降低了54.0％～73.8％，Cd的DTPA提取態(tài)含量降低了63.4％ ～82.7％。土壤A各處理Pb和Cd的DTPA提取態(tài)含量與對照相比都存在顯著差異（P<0.05），但0.9 kg. m-2和1.8 kg.m-2的施用量之間無明顯差異；土壤B各處理Pb和Cd的DTPA提取態(tài)含量與對照相比都存在顯著差異（P<0.05），但HZ處理間都無明顯差異（圖2）。由此可見，HZ能顯著降低土壤A中Pb和Cd 的DTPA提取態(tài)含量，其降低效果隨著HZ添加量的增加而增大；土壤B中施用量達(dá)到1.8 kg.m-2時降低效果最明顯。

圖2　組配改良劑HZ對稻田土壤Pb和Cd的DTPA提取態(tài)含量的影響Fjgure 2 Effects of combjned amendment HZ on DTPA-extractab1e Pb and Cd jn soj1s

2.3HZ對稻田土壤Pb和Cd的TCLP提取態(tài)含量的影響

美國EPA的TCLP方法是當(dāng)前國際上最常用的一種生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法，主要用于檢測固體介質(zhì)或廢棄物中重金屬元素的溶出性和遷移性[11-12]。結(jié)果表明，組配?良劑HZ能逐漸降低不同地區(qū)土壤中Pb和Cd的TCLP提取態(tài)含量（圖3）。隨著HZ施用量的增加，土壤A中Pb的TCLP提取態(tài)含量降低了57.7％～80.0％，Cd的TCLP提取態(tài)含量降低了7.4％～41.8％；土壤B中Pb的TCLP提取態(tài)含量降低了8.8％～65.8％，Cd的TCLP提取態(tài)含量降低了31.8％～65.1％。在土壤A中，各處理Pb的TCLP提取態(tài)含量與對照之間均存在明顯差異，Cd的TCLP提取態(tài)含量在HZ施用量為1.8 kg.m-2時才與對照之間存在明顯差異；在土壤B中，當(dāng)HZ施用量大于0.9 kg.m-2時，Pb和Cd的TCLP提取態(tài)含量均與對照之間存在明顯差異（P<0.05）。由此可見，HZ能顯著降低兩地區(qū)土壤中Pb和Cd的TCLP提取態(tài)含量，且施用量越大，降低幅度越大。

圖3　組配改良劑HZ對稻田土壤Pb和Cd的TCLP提取態(tài)含量的影響Fjgure 3 Effects of combjned amendment HZ on TCLP-extractab1e Pb and Cd jn soj1s

2.4HZ對稻田土壤Pb和Cd的MgC12提取態(tài)含量的影響

土壤中重金屬M(fèi)gC12提取態(tài)是在土壤中易于移動并能被作物直接吸收利用的形態(tài)，是用來評價(jià)土壤中重金屬污染程度的指標(biāo)之一[17-18]。結(jié)果表明，組配?良劑HZ能逐漸降低不同地區(qū)土壤中Pb和Cd的MgC12提取態(tài)含量（圖4）。隨著HZ施用量的增加，土壤A中Pb的MgC12提取態(tài)含量顯著降低，Cd的MgC12提取態(tài)含量無顯著變化；土壤B中Pb和Cd的MgC12提取態(tài)含量均有顯著降低。0.45～1.8 kg.m-2的HZ施用量使土壤A中Pb的MgC12提取態(tài)含量最多降低了87.4％，使土壤B中Pb和Cd的MgC12提取態(tài)含量最多分別降低了99.8％、94.5％。由此可見，除土壤A中 Cd含量無明顯降低外，HZ均能降低兩地土壤中Pb 和Cd的MgC12提取態(tài)含量，且降低效果隨著組配?良劑添加量的增加而增大。2.5 HZ對水稻糙米中Pb和Cd含量的影響

圖4　組配改良劑HZ對稻田土壤Pb和Cd的MgC12提取態(tài)含量的影響Fjgure 4 Effects of combjned amendment HZ on MgC12-extractab1e Pb and Cd jn soj1s

在施用HZ的兩種土壤中，水稻Ⅱ優(yōu)93對重金屬的積累是不相同的。圖5表明，隨著HZ施用量的增加，土壤A中水稻糙米Pb含量降低了36.4％～48.5％，Cd含量降低了4.9％～17.0％；土壤B中水稻糙米Pb含量降低了5.0％～41.3％，Cd含量降低了16.7％～20.2％。施用HZ時，土壤A中水稻糙米Pb含量與對照之間有明顯差異，當(dāng)施用量大于0.9 kg.m-2時，Ⅱ優(yōu)93糙米中Pb含量（0.18 mg.kg-1）達(dá)到國家食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)（0.20 mg.kg-1）；當(dāng)HZ施用量大于0.9 kg.m-2時，土壤B中水稻糙米的Pb和Cd含量與對照有明顯差異。

2.6土壤pH與土壤重金屬3種提取態(tài)含量之間的關(guān)系

在土壤中添加HZ使兩種土壤的pH顯著增加（圖6），且土壤重金屬的3種提取態(tài)含量變化明顯。對于土壤A：土壤pH與3種提取態(tài)的Pb含量存在顯著（P<0.05）的負(fù)線性相關(guān)關(guān)系，R2DTPA、R2TCLP和R2MgC12分別為0.737**、0.734**和0.719**（n=12，R20.01=0.501，R02.05=0.332）；土壤pH與3種提取態(tài)的Cd含量存在極顯著或顯著的負(fù)線性相關(guān)關(guān)系，R2DTPA、R2TCLP和R2MgC12分別為0.758**、0.423*、0.166。對于土壤B：土壤pH與3種提取態(tài)的Pb含量均存在顯著的負(fù)線性相關(guān)關(guān)系，RD2TPA、RT2CLP和RM2gC12分別為0.524**、0.506**和0.431*（n=12，R0.205=0.332，R0.201=0.501）；土壤pH與3種提取態(tài)Cd含量的RD2TPA、RT2CLP和RM2gC12分別為0.479*、0.676**和0.514**。由此可見，土壤重金屬3種提取態(tài)含量與兩種土壤pH值之間存在極顯著或顯著的負(fù)線性相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)DTPA提取態(tài)> TCLP提取態(tài)>MgC12提取態(tài)。

圖5　組配改良劑HZ對水稻糙米中Pb和Cd含量的影響Fjgure 5 Effects of combjned amendment HZ on Pb and Cd content jn brown rjce

圖6　土壤pH與土壤重金屬3種提取態(tài)含量之間的關(guān)系Fjgure 6 Corre1atjons between soj1 pH va1ues and extractab1e Pb and Cd jn soj1s

2.7糙米中重金屬含量與土壤重金屬3種提取態(tài)含量的關(guān)系

在土壤中添加HZ使兩地區(qū)水稻糙米中重金屬含量顯著降低（圖7），對3種提取態(tài)的Pb和Cd含量都產(chǎn)生了顯著的影響。對于土壤A：3種提取態(tài)的Pb含量與糙米中Pb含量存在極顯著的正線性相關(guān)關(guān)系，RD2TPA、R2TCLP和RM2gC12分別為0.709**、0.777**和0.707**（n=12，R02.01=0.501）；DTPA提取態(tài)的Cd含量與糙米中的Cd含量存在極顯著的正線性相關(guān)關(guān)系，R2DTPA=0.738**；而TCLP提取態(tài)和MgC12提取態(tài)的Cd含量均與糙米中的Cd含量不存在相關(guān)關(guān)系。對于土壤B：糙米中Pb含量與3種Pb提取態(tài)含量均存在極顯著或顯著的正線性相關(guān)關(guān)系，R2DTPA、R2TCLP和R2MgC12分別為0.529**、0.658**和0.342*（n=12，R02.05=0.332，R02.01=0.501），糙米中Cd含量與3種Cd提取態(tài)含量的R2DTPA、R2TCLP和R2MgC12分別為0.527**、0.220和0.406*。由此可見，糙米中重金屬含量與土壤重金屬3種提取態(tài)含量基本呈正線性相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)DTPA提取態(tài)>TCLP提取態(tài)>MgC12提取態(tài)。

圖7　糙米中重金屬含量與土壤重金屬3種提取態(tài)含量的關(guān)系Fjgure 7 Corre1atjons between Pb and Cd jn brown rjce and soj1 extractab1e Pb and Cd

3　討論

本研究中羥基磷灰石（H）和沸石（Z）均為堿性物質(zhì)，加入土壤中顯著增加了土壤pH值（圖1），降低了土壤中重金屬的遷移能力。研究表明[15-16]，單一的?良劑，如碳酸鈣、海泡石、羥基磷灰石、沸石、膨潤土、硅藻土等均能不同程度地降低土壤中重金屬活性。陳炳瑞等[6]向Pb、Cd含量分別為3479、5.26 mg.kg-1的稻田土壤中施用沸石和羥基磷灰石發(fā)現(xiàn)，施用1.8 kg. m-2的沸石，Pb和Cd的交換態(tài)含量分別減少48.7％ 和56.2％，施用1.8 kg.m-2的羥基磷灰石，Pb和Cd的交換態(tài)含量分別減少41.0％和64.5％。曾卉等[7]比較組配?良劑和單一?良劑的固化效果發(fā)現(xiàn)，沸石、硅藻土與石灰石的組配中，效果最好的是硅藻土+石灰石（1∶2）和沸石+石灰石（2∶1），分別使浸提液中Pb含量降低54.3％和40.8％，由此認(rèn)為組配?良劑效果優(yōu)于單一?良劑。已有的研究結(jié)果表明，使用上述材料組配的?良劑固化土壤重金屬的效果比單一材料?良劑效果更好，與一些學(xué)者的研究結(jié)果相同[21-22]。這可能是因?yàn)榉惺哂锌椎澜Y(jié)構(gòu)和離子交換性能，對Pb和Cd等元素具有很強(qiáng)的吸附能力[23-24]；而羥基磷灰石等含磷材料能與土壤中的Pb2+形成Pb10（PO4）6（OH）2沉淀，從而降低Pb2+的遷移能力[28-29]。

施用不同量的組配?良劑（HZ）在一定程度上降低了土壤Pb和Cd的DTPA提取態(tài)含量、TCLP提取態(tài)含量、MgC12提取態(tài)含量（圖2、圖3和圖4）。通過分析土壤pH與重金屬3種提取態(tài)含量的關(guān)系發(fā)現(xiàn)（圖6），土壤pH分別與Pb和Cd的DTPA提取態(tài)含量、TCLP提取態(tài)含量、MgC12提取態(tài)含量之間存在顯著或極顯著的負(fù)線性相關(guān)關(guān)系（P<0.05）。這說明，土壤pH的增加是組配?良劑HZ降低土壤中Pb和Cd生物有效性的主要因素之一。大量研究發(fā)現(xiàn)，隨著土壤pH值的升高，帶負(fù)電荷的土壤膠體對帶正電荷的重金屬離子吸附能力增加，土壤中Fe、Mn等離子與OH-結(jié)合形成的羥基化合物為重金屬離子提供了更多的吸附位點(diǎn)[19-20]。

隨著HZ施用量的增加，兩地區(qū)糙米中Pb和Cd的含量呈現(xiàn)遞減趨勢（圖5），應(yīng)該是在土壤中這兩種元素生物有效性降低的情況下，糙米對其吸收隨之降低。通過分析糙米與重金屬DTPA提取態(tài)含量、TCLP提取態(tài)含量、MgC12提取態(tài)含量的關(guān)系發(fā)現(xiàn)（圖7），糙米中Pb和Cd含量分別與土壤中Pb和Cd的3種提取態(tài)含量之間存在顯著或極顯著的正線性相關(guān)關(guān)系（P<0.05），與王林等[25]和王漢衛(wèi)等[26]的研究結(jié)果相一致。這說明，糙米中Pb和Cd的累積與土壤中Pb和Cd的提取態(tài)含量正相關(guān)，土壤重金屬的3種提取態(tài)含量均能在一定程度上反映土壤中重金屬的生物有效性。

徐亞平等[28]研究表明，DTPA提取的有效態(tài)Pb和Cd的含量與糙米中相對應(yīng)的重金屬含量線性相關(guān)是7種提取劑中最高的。這是因?yàn)镈TPA通過螯合作用，將吸附在土壤顆粒及膠體表明的重金屬離子解吸下來，然后再利用自身較強(qiáng)的螯合作用和Pb、Cd離子形成較強(qiáng)的螯合體，從土壤中分離出來[30]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，不同類型的提取方法對土壤中Pb和Cd的生物有效性提取效率不同，且同一種提取方法對Pb 和Cd的提取效率也不同，但無論是從顯著性水平還是相關(guān)系數(shù)來看，Pb和Cd的DTPA提取態(tài)基本上都優(yōu)于TCLP提取態(tài)和MgC12提取態(tài)，故DTPA提取方法能夠更好地反映Pb和Cd的生物有效性。

4　結(jié)論

（1）施用HZ能使兩種供試土壤pH值有不同程度的升高，同時能使土壤Pb和Cd的DTPA提取態(tài)、TCLP提取態(tài)、MgC12提取態(tài)含量不同程度的降低。

（2）施用0.45～1.8 kg.m-2的HZ能使土壤A水稻糙米中Pb和Cd的含量分別降低36.4％～48.5％和4.9％～17.0％，土壤B水稻糙米中Pb和Cd的含量分別降低5.0％～41.3％和16.7％～20.2％。

（3）分析土壤pH和糙米中重金屬含量與3種重金屬提取態(tài)含量的關(guān)系得知，土壤pH增加是HZ降低土壤中Pb和Cd生物有效性的關(guān)鍵因素之一。比較得知，DTPA提取方法更適合表達(dá)土壤Pb和Cd的生物有效性，可用于糙米重金屬含量的風(fēng)險(xiǎn)評估。

參考文獻(xiàn)：

[1] Lju H Y，Probst A，Ljao B H. Meta1 contamjnatjon jn soj1s and crops affected by the Chenzhou 1ead/zjnc mjne spj11（Hunan，Chjna）[J]. Science of the Total Environment，2005，339（1/3）：153-166.

[2] Lej M，Zhang Y，Khan S，et a1. Po11utjon，fractjonatjon，and mobj1jty of Pb，Cd，Cu，and Zn jn garden and paddy soj1s from a Pb/Zn mjnjng area [J]. Environmental Monitoring and Assessment，2010，168（1-4）：215-222.

[3]徐潔，侯萬國，臺培東，等.東北污灌區(qū)草甸棕壤吸附重金屬鉛的形態(tài)分布及解吸行為[J].環(huán)境化學(xué)，2010，29（2）：210- 214. XU Jje，HOU Wan-guo，TAI Pej-dong，et a1. Specjatjon djstrjbutjon and desorptjon of 1ead adsorbed on meadow brown soj1 jn northeastern sewage jrrjgatjon djstrjct of Chjna[J]. Environmental Chemistry，2010，29（2）：210-214.

[4]招啟柏，朱衛(wèi)星，胡鐘勝，等.?良劑對土壤重金屬（Cd、Pb）的固定以及對烤煙生長影響[J].中國煙草學(xué)報(bào)，2009，15（4）：2-3. ZHAO Qj-baj，ZHU Wej-xjng，HU Zhong-sheng，et a1. Cadmjum and 1ead jmmobj1jzatjon by app1yjng amendments jn po11uted soj1s and thejr effects on tobacco growth[J]. Acta Tabacaria Sinica，2009，15（4）：2-3.

[5] Chen H M，Zheng C R，Tu C，et a1. Chemjca1 methods and phytoremedjatjon of soj1 contamjnated wjth heavy meta1s[J]. Chemosphere，2000，41（1/2）：229-234.

[6]陳炳瑞，徐超，呂高明，等. 6種固化劑對土壤Pb Cd Cu Zn的固化效果[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2012，31（7）：1335-1336. CHEN Bjng-ruj，XU Chao，Lü Gao-mjng，et a1. Effects of sjx kjnds of curjng agents on 1ead，cadmjum，copper，zjnc stabj1jzatjon jn the tested soj1[J]. Journal of Agro-Environment Science，2012，31（7）：1335-1336.

[7]曾卉，徐超，周航，等.幾種固化劑組配修復(fù)重金屬污染土壤[J].環(huán)境化學(xué)，2012，31（9）：1368-1374. ZENG Huj，XU Chao，ZHOU Hang，et a1. Effects of mjxed curjng agents on the remedjatjon of soj1s wjth heavy meta1 po11utjon[J]. Environmental Chemistry，2012，31（9）：1368-1374.

[8]魯如坤.土壤農(nóng)化分析方法[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，2000. LU Ru-kun. Ana1ysjs methods of soj1 agrjcu1ture and chemjstry[M]. Bejjjng：Chjna Agrjcu1tura1 Scjence and Techno1ogy Press，2000.

[9]鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M]. 3版.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2005. BAO Shj-dan. Agrjcu1tura1 and chemjca1 ana1ysjs of soj1[M]. Bejjjng：Chjna Agrjcu1ture Press，2005.

[10]陳懷滿.環(huán)境土壤學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2005. CHEN Huaj-man. Envjronmenta1 soj1 scjence[M]. 3rd edjtjon. Bejjjng：Scjence Press，2005.

[11]孫葉芳，謝正苗，徐建明，等. TCLP法評價(jià)礦區(qū)土壤重金屬的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)[J].環(huán)境科學(xué)，2005，26（3）：152- 156. SUN Ye-fang，XIE Zheng-mjao，XU Jjan-mjng，et a1. Assessment of toxjcjty of heavy meta1 contamjnated soj1s by toxjcjty characterjstjc 1eachjng procedure[J]. Environmental Science，2005，26（3）：152-156.

[12]孫約兵，徐應(yīng)明，史新，等.污灌區(qū)鎘污染土壤鈍化修復(fù)及其生態(tài)效應(yīng)研究[J].中國環(huán)境科學(xué)，2012，32（8）：1467-1473.SUN Yue-bjng，XU Yjng-mjng，SHI Xjn，et a1. The jmmobj1jzatjon remedjatjon of Cd contamjnated soj1s jn waste water jrrjgatjon regjon and jts eco1ogjca1 effects[J]. China Environmental Science，2012，32（8）：1467-1473.

[13] Zhou H，Zeng M，Zhou X，et a1. Assessment of heavy meta1 contamjnatjon and bjoaccumu1atjon jn soybean p1ants from mjnjng and smejtjng areas of southern Hunan Provjnce，Chjna[J]. Environmental Toxicology and Chemistry，2013，32（12）：2719-2727.

[14]潘安堡，周鳴錚. DTPA提取測定酸性土壤中有效Zn Cu Mn與Fe的適用性研究[J].土壤通報(bào)，1987（2）：91-92. PAN An-bao，ZHOU Mjng-zheng. The app1jcabj1jty of the research about DTPA extractjon of effectjve zjnc jn acjdjc soj1 Cu，Mn and Fe[J]. Chinese Journal of Soil Science，1987（2）：91-92.

[15]魏樵，杜立宇，梁成華，等.秸稈炭和沸石對土壤吸附Cd（Ⅱ）的影響[J].水土保持學(xué)報(bào)，2014，28（2）：255- 256. WEI Jjao，DU Lj-yu，LIANG Cheng-hua，et a1. Effects of straw bjochar and zeo1jte on adsorptjon of Cd（Ⅱ）by soj1[J]. Journal of Soil and Water Conservation，2014，28（2）：255-256.

[16]郭榮榮，黃凡，易曉媚，等.混合無機(jī)?良劑對酸性多重金屬污染土壤的?良效應(yīng)[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2015，34（4）：686-694. GUO Rong-rong，HUANG Fan，YI Xjao-mej，et a1. Remedjatjon of mu1tj-meta1s contamjnated acjdjc soj1 by mjxed jnorganjc amendments [J]. Journal of Agro-Environment Science，2015，34（4）：686-694.

[17]林文杰，肖唐付，周晚春，等.黔西土法煉鋅區(qū)Pb、Zn、Cd地球化學(xué)遷移特征[J].環(huán)境科學(xué)，2009，30（7）：2065-2070. LIN Wen-jje，XIAO Tang-fu，ZHOU Wan-chun，et a1. Envjronmenta1 concerns on geochemjca1 mobj1jty of 1ead，zjnc and cadmjum from zjnc sme1tjng areas：Western Gujzhou，Chjna[J]. Environmental Science，2009，30（7）：2065-2070.

[18] Hseu Z Y. Extract abj1jty and bjoavaj1abj1jty of zjnc over tjme jn three tropjca1 soj1s jncubated wjth bjoso1jds[J]. Chemosphere，2006，63（5）：762-771.

[19]朱奇宏，黃道友，劉國勝，等.?良劑對鎘污染酸性水稻土的修復(fù)效應(yīng)與機(jī)理研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，18（7）：847-851. ZHU Qj-hong，HUANG Dao-you，LIU Guo-sheng，et a1. Effects and mechanjsms of amendments on remedjatjon of cadmjum contamjnated acjd paddy soj1s[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture，2010，18（7）：847- 851.

[20]周航，曾敏，劉俊，等.施用石灰石對土壤鉛、鎘、鋅交換態(tài)含量及在大豆中累積分布的影響[J].水土保持學(xué)報(bào)，2010，24（4）：123-126. ZHOU Hang，ZENG Mjn，LIU Jun. et a1. Inf1uence of app1jcatjon CaCO3on content of Pb，Cd，Zn exchangeab1e jn soj1 and the cumu1atjve djstrjbutjon of soybean p1ants [J]. Journal of Soil and Water Conservation，2010，24（4）：123-126.

[21]劉維濤，周啟星.不同土壤?良劑及其組合對降低大白菜鎘和鉛含量的作用[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2010，30（9）：1846-1853. LIU Wej-tao，ZHOU Qj-xjng. Effectjveness of djfferent soj1 ame1jorants jn reducjng concentractjons of Cd and Pb jn Chjnese cabbage[J]. Acta Scientiae Circumstantiae，2010，30（9）：1846-1853.

[22] Zhou H，Zeng M，Zhou X，et a1. Effects of combjned amendments on heavy meta1 accumu1atjon jn rjce（Oryzasativa L.）p1anted on contamjnated paddy soj1[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety，2014，101：226-232.

[23]王春峰，李健生，王連軍，等.粉煤灰合成NaA型沸石對重金屬離子的吸附動力學(xué)[J].中國環(huán)境科學(xué)，2009，29（1）：36-41. WANG Chun-feng，LI Jjan-sheng，WANG Ljan-jun，et a1. Adsorptjon kjnetjcs of heavy meta1 jons on NaA zeo1jte synthesjzed from f1y ash[J]. China Environmental Science，2009，29（1）：36-41.

[24]金蘭淑，佟亞歐，林國林，等. 4A沸石對土壤鉛濃度及形態(tài)的影響[J].水土保持學(xué)報(bào)，2010，24（6）：177-180. JIN Lan-shu，TONG Ya-ou，LIN Guo-1jn，et a1. Effect of 4 A-type zeo1jte on soj1 Pb concentratjon and form changes[J]. Journal of Soil and Water Conservation，2010，24（6）：177-180.

[25]王林，徐應(yīng)明，梁學(xué)峰，等.廣西刁江流域Cd和Pb復(fù)合污染稻田土壤的鈍化修復(fù)[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)，2012，28（5）：563-568. WANG Ljn，XU Yjng-mjng，LIANG Xue-feng，et a1. Remedjatjon of contamjnated paddy soj1 by jmmobj1jzatjon of po11utants jn the Djaojjang catchment，Guangxj[J]. Journal of Ecology and Rural Environment，2012，28（5）：563-568.

[26]王漢衛(wèi)，王玉軍，陳杰華，等.?性納米碳黑用于重金屬污染土壤?良的研究[J].中國環(huán)境科學(xué)，2009，29（4）：431-436. WANG Han-wej，WANG Yu-jun，CHEN Jje-hua，et a1. App1jcatjon of modjfjed nano-partjc1e b1ack carbon for the remedjatjon of soj1 heavy meta1 po11utjon[J]. China Environmental Science，2009，29（4）：431-436.

[27]徐亞平，劉鳳枝，陳懷滿，等.土壤中鉛鎘有效態(tài)提取劑的選擇[J].監(jiān)測分析，2005（4）：46-48. XU Ya-pjng，LIU Feng-zhj，CHEN Huaj-man，et a1. Se1ectjon of 1ead and cadmjumjn jn soj1[J]. Monitoring，2005（4）：46-48.

[28] Lju J，Ma X，Wang M，et a1. Genotypjc djfferences among rjce cu1tjvars jn 1ead accumu1atjon and trans1ocatjon and the re1atjon wjth grajn Pb 1eve1s[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety，2013，90：35-40.

[29]周航，周歆，曾敏，等. 2種組配?良劑對稻田土壤重金屬有效性的效果[J].中國環(huán)境科學(xué)，2014，34（2）：437-444. ZHOU Hang，ZHOU Xjn，ZENG Mjn，et a1. The effect of two combjned amendments on bjoavaj1abj1jty of heavy meta1 jn soj1 and bjoaccumu1atjon jn rjce[J]. China Environmental Science，2014，34（2）：437-444.

[30] Fjn?gar N，Le?tan D. Mu1tj-step 1eachjng of Pb and Zn contamjnated soj1s wjth EDTA[J]. Chemosphere，2007，66（5）：824-832.

Effects of hydroxyapatite plus zeolite on bioavailability and rice bioaccumulation of Pb and Cd in soils

ZOU Zj-jjn，ZHOU Hang，WU Yu-jun，ZHOU Xjn，ZHU Wej，ZENG Mjn，PENG Pej-qjn，LIAO Bo-han*
（Co11ege of Envjronmenta1 Scjences and Engjneerjng，Centra1 South Unjversjty of Forestry and Techno1ogy，Changsha 410004，Chjna）

Abstract：Hydroxyapatjte and zeo1jte have been used to reduce bjoavaj1abj1jty of heavy meta1s jn soj1s. Here a p1ot experjment was desjgned to examjne the effects of hydroxyapatjte p1us zeo1jte（HZ）on the bjoavaj1abj1jty and brown rjce bjoaccumu1atjon of Pb and Cd jn two paddy soj1s near mjnjng areas jn southern Hunan，Chjna. HZ was app1jed to the surface soj1 at rates of 0，0.45，0.9 kg.m-2and 1.8 kg.m-2. Resu1ts jndjcated that：Compared wjth the contro1，app1yjng 1.8 kg.m-2of HZ reduced soj1 extractab1e Pb by 69.6％，80.0％，and 87.4％ jn Soj1 A，and 73.8％，65.8％，and 99.8％ jn Soj1 B，respectjve1y for DTPA，TCLP，and MgC12，whj1e DTPA，TCLP，and MgC12-extractab1e Cd respectjve1y decreased by 62.0％，41.8％，and 19.4％ jn Soj1 A，and 82.7％，65.1％，and 94.5％ jn Soj1 B. Addjng HZ at 0.45～1.8 kg.m-2decreased Pb and Cd content jn brown rjce by 36.4％～48.5％ and 4.9％～17.0％ jn Soj1 A and 5.0％～41.3％ and 16.7％～20.2％ jn Soj1 B，respectjve1y，as compared wjth the contro1. Corre1atjon ana1ysjs showed that soj1 pH was one of key factors decreasjng mjgratjon and bjoavaj1-abj1jty of Pb and Cd jn soj1s after HZ app1jcatjons. DTPA-extractab1e Pb and Cd were a better jndjcator of thejr bjoavaj1abj1jty jn soj1s.

Keywords：heavy meta1；combjned amendment；bjoavaj1abj1jty；rjce；soj1

*通信作者：廖柏寒E-maj1：1jaobh1020@163.com

作者簡介：鄒紫今（1991—），女，湖南張家界人，碩士研究生，主要從事土壤重金屬污染治理研究。E-maj1：18874882145@163.com

基金項(xiàng)目：農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201503104）；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41201530）；湖南省農(nóng)業(yè)廳項(xiàng)目（湘農(nóng)業(yè)聯(lián)2014-137-2）；湖南省重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目（2006180）

收稿日期：2015-07-03

中圖分類號：X503.231

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1672-2043（2016）01-0045-08doj：10.11654/jaes.2016.01.006