不同農(nóng)藝措施對黑麥草、地膚、遏藍(lán)菜修復(fù)Cd污染土壤的影響

孔志軍

摘要：本文主要分析了不同農(nóng)藝措施對黑麥草、地膚、遏藍(lán)菜修復(fù)Cd污染土壤的影響，發(fā)現(xiàn)將一定比例的牛糞和秸稈加入到土壤中可以提高黑麥草、地膚、遏藍(lán)菜吸收土壤Cd的能力。如下表述。

關(guān)鍵詞：農(nóng)藝措施;黑麥草;地膚;遏藍(lán)菜;土壤;Cd污染

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)采取的作業(yè)模式對土壤環(huán)境會帶來或多或少的污染。如今土壤污染已經(jīng)發(fā)展成全球性的問題。其中Cd作為一種重金屬，會對土壤帶來嚴(yán)重毒性。并且植物根系吸收的Cd也可以進(jìn)入果實(shí)和種子，這些果實(shí)和種子被人們食用將影響人體健康。以下是本文分析的不同農(nóng)藝措施對黑麥草、地膚、遏藍(lán)菜修復(fù)Cd污染土壤的影響。

1? Cd污染的危害分析

鎘作為一種金屬，它的沸點(diǎn)和熔點(diǎn)分別是765℃、320.9℃，8.642為鎘的相對密度。具有延展性和韌性是金屬鎘的物理性質(zhì)。潮濕的環(huán)境中金屬鎘容易被氧化，氧化后的金屬鎘原有的銀白色光澤會失去，對金屬鎘加熱時(shí)表面會出現(xiàn)一層氧化物，此種氧化物顏色為棕色。鎘在高溫條件下與鹵素會發(fā)生激烈反應(yīng)，反應(yīng)后生成物為鹵化鎘。鎘直接化合硫生成硫化鎘。金屬鎘的化學(xué)性質(zhì)是不溶于堿，但是溶于酸。氧化鎘的溶解度和氫氧化鎘的溶解度都不大，以上兩種物質(zhì)均溶于酸。鎘形成的配離子主要有Cd（NH3）、Cd（CN）、CdCl等。金屬鎘毒性較高，如果空氣和食物被鎘污染，一旦進(jìn)入人體直接會影響身體健康。“痛痛病”是金屬鎘中毒后的常見癥狀。Cd污染導(dǎo)致的中毒有急慢性之分，中毒后有毒物質(zhì)最先侵襲患者呼吸道，接著會侵襲患者肝臟、腎臟，出現(xiàn)不同程度的肝腎等臨床反應(yīng)。人體中的金屬鎘并不是必必需的，外界中的金屬鎘進(jìn)入人體的路徑主要是空氣、水源、食物。進(jìn)入人體的鎘逐漸積累下來，可以嚴(yán)重影響人類身體健康。消化道內(nèi)吸收的金屬鎘，其吸收率與鎘化合物攝入量、鎘化合物種類等有關(guān)。此外，當(dāng)人體攝入的鈣、鐵攝入量較低時(shí)，金屬鎘吸收率會增加。當(dāng)人體攝入鋅時(shí)，金屬鎘吸收率會降低。血液中的金屬鎘與紅細(xì)胞結(jié)合。肝臟和腎臟是體內(nèi)貯存鎘的兩大器官，兩者所含的鎘約占體內(nèi)鎘總量的60%。據(jù)估計(jì)，40～60歲的正常人，體內(nèi)含鎘總量約30mg，其中10mg存于腎，4mg存于肝，其余分布于肺、胰、甲狀腺、睪丸、毛發(fā)等處。沉積在人體器官組織中的鎘，因污染程度和所在地區(qū)的不同，其含量也不一樣。并且金屬鎘中毒的嚴(yán)重程度與年齡密切相關(guān)，年齡越高中毒反應(yīng)越嚴(yán)重。中毒早期表現(xiàn)咽痛﹑咳嗽﹑胸悶﹑氣短﹑頭暈﹑惡心﹑全身酸痛、無力、發(fā)熱等癥狀，嚴(yán)重者可出現(xiàn)中毒性肺水腫或化學(xué)性肺炎，有明顯的呼吸困難、胸痛、咯大量泡沫血色痰，可因急性呼吸衰竭而死亡。用鍍鎘的器皿調(diào)制或存放酸性食物或飲料，飲食中可以含鎘，誤食后也可引起急性鎘中毒。潛伏期短，通常經(jīng)10～20min后，即可發(fā)生惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉等癥狀。嚴(yán)重者伴有眩暈、大汗、虛脫、上肢感覺遲鈍、甚至出現(xiàn)抽搐﹑休克。一般需經(jīng)3-5天才可恢復(fù)。長時(shí)間吸入金屬鎘可以出現(xiàn)慢性中毒反應(yīng)，有毒物質(zhì)慢慢積累會損害人體腎臟，患者會出現(xiàn)蛋白尿。但是慢性金屬鎘中毒的患者腎小球?yàn)V過功能盡管正常，但是但腎小管的回收功能卻慢慢變得不正常。長期在鎘環(huán)境下工作的人員，也會出現(xiàn)貧血、肺氣腫等不適，但以上癥狀是否直接與金屬鎘有關(guān)，依然得不到證實(shí)。此外，國外報(bào)道氧化鎘也會增加男性前列腺癌致病率。

人體吸入大量的氧化鎘煙霧，會出現(xiàn)急性中毒反應(yīng)，針對氧化鎘煙霧導(dǎo)致的急性中毒需要積極預(yù)防患者出現(xiàn)肺水腫。需要將患者及從中毒環(huán)境中撤離出來，讓患者仰臥休息、保持安靜、吸入氧氣，確認(rèn)患者呼吸道暢通后可霧化吸入10%硅酮，該藥物可以將肺部泡沫消除，早期定量使用腎上腺皮質(zhì)激素起到降低毛細(xì)血管通透性的作用。補(bǔ)液量要嚴(yán)格限制。及早使用抗生素避免誘發(fā)嚴(yán)重感染，急性食入性鎘中毒則要大量補(bǔ)液，對癥治療緩解患者不適癥狀。

2? 材料與方法

2.1? 材料

本次研究所需的供試土壤、牛糞、淤泥秸稈均來自某試驗(yàn)農(nóng)場，灰漠土是試驗(yàn)土壤的主要類型。風(fēng)干預(yù)處理土壤，將風(fēng)干后的土壤打碎，過尼龍篩，尼龍篩的孔徑為2mm。隨后使用提前配制好的氯化鉻溶液噴灑在土壤上風(fēng)干備用。Cd含量為500mg6·kg-1.牛糞和秸稈也要進(jìn)行風(fēng)干、粉碎、過尼龍篩處理。

2.2? 試驗(yàn)方法

牛糞添加試驗(yàn)：土壤和牛糞的比例分別為5：2、5：3、CK。秸稈添加試驗(yàn)：土壤和秸稈比例與土壤與牛糞的比例設(shè)置一致。溫室條件下進(jìn)行盆栽模擬實(shí)驗(yàn)，將黑麥草、地膚、遏藍(lán)菜種子分別均勻撒播在花盆中。溫度、濕度分別如下設(shè)置，35～41℃、42%～48%，40d后結(jié)束試驗(yàn)。

2.3? 采集樣品并分析

結(jié)束試驗(yàn)后將全部花盆中的黑麥草、地膚、遏藍(lán)菜按照地上、地下部位的不同分開采集，并進(jìn)行清洗、烘干和粉碎處理。預(yù)處理之后取樣0.2g，將樣品放在消煮管中，將3mLHNO3加入到消煮管中，之后將消煮管放進(jìn)紅外消煮爐中，溫度設(shè)置在220℃，時(shí)間設(shè)置在4～5h，直到樣品澄清。消煮完畢后對其冷卻處理到室溫，之后放進(jìn)容量瓶中，容量瓶規(guī)格為50ml。采集土壤樣品時(shí)按照非根際和根際采集方式。預(yù)處理土壤將干樣0.2g放進(jìn)消煮管中，消煮管規(guī)格為100ml。并將王水、HClO4一次加入，加入劑量分別為1ml。隨后進(jìn)行加熱處理直到完全消化，然后將其冷卻到室溫，Cd含量測定中采用石墨爐原子吸收法。

3? 結(jié)果

3.1? 牛糞施用比例的不同對黑麥草、地膚、遏藍(lán)菜土壤體系中Cd遷移的影響

有機(jī)肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中較為常見，有機(jī)肥可以提高土壤肥力。本次研究中設(shè)定了不同比例的牛糞與土壤，分析牛糞施用比例的不同對黑麥草、地膚、遏藍(lán)菜土壤體系中Cd遷移的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)牛糞與土壤比例為5：2時(shí)，土壤中CD遷移從小到大依次是根際土、非根際土、地下部分、地上部分。在牛糞與土壤比例為5：3時(shí)土壤中Cd遷移從小到大依次是地下部分、根際土、非根際土、地上部分。本次研究可以證實(shí)將一定比例的牛糞加入到土壤中可以促使Cd從非根際向根際土壤遷移，且牛糞與土壤比例的不同土壤中Cd遷移方向也不一樣。當(dāng)兩者比例為5：2時(shí)土壤中Cd含量呈現(xiàn)出增加趨勢，當(dāng)兩者比例為5：3時(shí)土壤中Cd含量沒有變化。Cd的毒性很大，可以對植物產(chǎn)生較大傷害。土壤中Cd含量為3～10mg·kg-1時(shí)就可以對植物產(chǎn)生較大傷害。因此土壤與牛糞的比例為5：2時(shí)可以促使植物中的Cd向土壤中轉(zhuǎn)移。經(jīng)過反復(fù)幾次轉(zhuǎn)移后對Cd污染可以起到很好的修復(fù)效果。