可修復(fù)重金屬污染土壤的生物肥料研究

趙立春 謝建宇 孔德玉

摘? 要：隨著我國社會經(jīng)濟和交通運輸業(yè)的迅速發(fā)展，同時引發(fā)了許多環(huán)境問題，其中重金屬污染土壤的情況越來越嚴重，污染土壤的修復(fù)工作已經(jīng)十分迫切。目前研發(fā)生產(chǎn)的一些鈍化土壤中重金屬的土壤調(diào)理劑，方法與技術(shù)均具有一定的缺陷，所以研究一種可修復(fù)重金屬污染土壤的功能性生物肥料具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：重金屬污染土壤;修復(fù);生物肥料

中圖分類號：S-3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.11974/nyyjs.20181131025

引言

隨著我國社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，部分地區(qū)的土壤重金屬污染已嚴重威脅到糧食及人體健康。據(jù)南京農(nóng)業(yè)大學(xué)專家調(diào)查研究表明，人們經(jīng)常施用的禽畜糞便制作的有機肥中重金屬超標比較普遍。豬糞、牛糞、雞糞、混合糞便有機肥春季樣品中重金屬合格率分別為34.88%、85.00%、78.57%、53.85%[1]。試驗結(jié)果表明，隨著有機肥施用量的增加，耕作層土壤中Cu、Zn和Hg含量有明顯增加，造成土壤重金屬污染。 此外，交通污染是公路兩側(cè)土壤重金屬污染的主要來源，汽車尾氣中的Pb，輪胎與地面的摩擦揚塵中的Cd、Cr、Ni等重金屬污染物經(jīng)自然沉降或雨淋沉降后嚴重污染土壤[2]。

研究發(fā)現(xiàn)，與其他有機化合物的污染不同，重金屬污染很難自然降解，且具有富集性，長期蓄積并破壞土壤的自凈能力，使土壤成為污染物的“儲存庫”。在這類土地上種植農(nóng)作物，重金屬能被植物根系吸收，造成農(nóng)作物減產(chǎn)或產(chǎn)出含重金屬的“毒糧食”、“毒蔬菜”。

1? ? ?可修復(fù)重金屬污染土壤的生物肥料的可行性分析

海藻肥、腐植酸、伊利石3種原料均具有吸附、螯合、鈍化重金屬的功效。研究發(fā)現(xiàn)，將3種原料混合，再與秸稈物料混合發(fā)酵，則會產(chǎn)生更顯著的螯合鈍化重金屬的效果。腐植酸與伊利石混合秸稈粉后，再經(jīng)微生物幾次高溫低溫的發(fā)酵過程，使腐植酸能更好地吸附在伊利石的表面上，形成對重金屬離子更強的交換中心。另外，腐植酸易離解，離解后與重金屬離子絡(luò)合，其絡(luò)合物與伊利石也有一定的結(jié)合能力。此外，海藻肥不但具有較好的重金屬吸附鈍化能力，且其中主要活性物質(zhì)是海藻多糖，具有較強的親水性，可以吸附更多的肥料周邊的水分，使溶于水的重金屬離子更好地被吸收鈍化。

2? ? ?試驗及檢測分析

2.1? ? ?生物肥料制備方法

將一定目數(shù)的海藻有機肥（青島明月藍海生物科技有限公司）、伊利石粉（河北省靈壽縣順源礦業(yè)粉體廠）、腐植酸粉（黑龍江聚豐腐植酸開發(fā)有限公司）按需要的重量比例進行計量并充分混勻，備用。

將河南寶融生物科技有限公司生產(chǎn)的BM菌劑與玉米粉、小麥麩皮按比例進行充分混合，備用。

將玉米秸稈揉搓粉碎或切斷至長度1～3cm，加入一定比重的磷酸二銨并混合均勻，用一定量的水澆濕、滲透。

處理后的秸稈粉處理物料、有機肥等混合物料、豆餅粉、BM菌劑等按重量比例混合均勻。將混拌好的物料起堆，堆成長方體物料堆，用塑料薄膜封蓋，進行發(fā)酵腐化。1～2d后，溫度由常溫升到50℃后開始進行翻堆，每天翻堆1～2次，料堆溫度由50℃升到70℃左右后開始緩慢下降，降到45℃左右后再次升溫。此升降溫過程反復(fù)2～3次物料發(fā)酵完畢。發(fā)好的物料蓬松狀，褐色或黑褐色，帶泥土香味。經(jīng)檢測合格后即為具有修復(fù)重金屬污染土壤的功能性生物有機肥料。

2.2? ? ?試驗有機肥配比

見表1。

2.3? ? ?試驗用土制備

在普通菜園土中添加各種重金屬的水溶性化合物的水溶液，按土壤中的重金屬元素Hg、As、Pb、Cd含量為《農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全無公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求》（GB/T18407.1-2001）相應(yīng)的標準限量值的5倍左右。用重金屬化合物的水溶液與菜園土充分混勻后，放置1周后進行檢測重金屬的含量，pH6.85，重金屬檢測結(jié)果如表2。

2.4? ? ?試驗方法

試驗材料：菜盆：市售，30cm×60cm;種子：小白菜，市售。

試驗時間：2017年4月15日—5月25日。

試驗方法：采用盆栽方法，菜盆裝土深度15cm。7個處理，每個處理5次重復(fù)。處理1施用配方1生物有機肥，按200g/m2施入;處理2施用配方2生物有機肥，按200g/m2施入;處理3施用按配方3生物有機肥，按200g/m2施入;處理4施用按配方4生物有機肥，按200g/m2施入;處理5施用按配方5生物有機肥，按200g/m2施入;處理6施用按配方6生物有機肥，按200g/m2施入;對照CK。

上述7個處理按同種方法種植管理。

2.5調(diào)查檢測結(jié)果

見表3、表4。

3? ? ?試驗結(jié)論

從試驗中得出，施用配方1肥料的處理不論是土壤中的有效重金屬含量還是小白菜中的重金屬含量都是最低的，吸附鈍化效果極其顯著;配方2中的原料品種及用量雖然與配方1相同，但配方2中的伊利石、海藻肥和腐植酸與秸稈發(fā)酵有機肥只是簡單的混合，沒經(jīng)過混合發(fā)酵，效果不如配方1的效果，說明微生物發(fā)酵具有改善幾種物料吸附鈍化重金屬的功效;從處理3、4、5所測得的結(jié)果看，缺少伊利石、海藻肥和腐植酸中的一種，效果明顯不如3種原料混合顯著;由處理6的檢測結(jié)果和其它結(jié)果對比來看，秸稈發(fā)酵肥料具有一定的吸附鈍化土壤中重金屬的效果，但添加伊利石、海藻肥和腐植酸后效果更加顯著。

[1]覃麗霞.浙江省畜禽有機肥重金屬及養(yǎng)分含量特征研究[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報，2015，27（4）：604-610.

[2]張慧峰.城市交通對道路周邊土壤重金屬污染影響的研究[J].河北科技大學(xué)學(xué)報，2010（1）：57-61.