禽畜粪便堆肥对印度芥菜修复重金属污染土壤中铜锌迁移转化的影响

重金属污染物是限制禽畜粪便堆肥土地利用的重要因素。因此，探究禽畜粪便堆肥作为土壤修复剂施用后对植物修复重金属污染土壤中重金属的迁移转化的影响至关重要。本项目拟通过禽畜粪便堆肥对重金属铜锌的吸附动力学实验，获取吸附动力学特征参数，构建富集动力学模型；开展印度芥菜修复铜锌复合污染土壤的盆栽实验，追踪施用禽畜粪便堆肥后根际土和非根际土有机质、营养元素和铜锌的形态转化关系，考察印度芥菜的地上、地下部分铜锌形态及生物量的变化，探明重金属在土壤-植物体系中的输入输出特性，揭示禽畜粪便堆肥对印度芥菜修复重金属污染土壤中铜锌迁移转化的影响，为修复铜锌复合污染土壤提供新的方法，为有效、经济、合理地利用禽畜粪便提供科学的理论依据。

项目基本按照计划进行了禽畜粪便堆肥对印度芥菜修复重金属污染土壤中铜锌迁移转化影响的研究。主要开展了以下三方面的工作：（1）禽畜粪便堆肥对重金属铜锌的吸附行为研究；（2）禽畜粪便堆肥对重金属污染土壤环境的作用；（3）禽畜粪便堆肥对重金属污染土壤上印度芥菜的作用。目前，项目已经取得了一些成果如下：.（1）以禽畜粪便堆肥为吸附剂进行了去除废水中Cu2+、Zn2+的吸附试验，研究了溶液吸附温度、吸附剂投加量、转速、重金属离子初始浓度、溶液pH值对吸附效果的影响。结果表明，当吸附温度为30℃，吸附剂投加量为8-10g/L、转速为200r/min、Cu2+、Zn2+离子初始浓度为200mg/L、100mg/L，溶液的pH值为3-4之间时重金属离子去除率最高，且禽畜粪便堆肥对重金属铜的吸附能力高于对重金属锌的吸附能力。两种重金属离子的吸附动力学方程符合准一级速率方程。.（2）通过盆栽试验研究了不同堆肥用量对印度芥菜修复重金属污染土壤根际土和非根际土中有机质、氮磷钾营养元素及重金属铜锌形态变化的影响。结果表明，随着堆肥施用量的增加，根际土和非根际土中有机质含量呈增加趋势，且根际土增加趋势相对缓慢；根际土和非根际土中总氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾的含量均呈增加趋势，且均为根际土中含量小于非根际土中含量；根际土中交换态铜和残留态铜所占比例下降，但碳酸盐结合态、铁锰结合态和有机结合态有所增加；非根际土中交换态铜所占比例先减少后增加，碳酸盐结合态铜和铁锰结合态铜所占比例均为先增加后减少，有机结合态铜所占比例显著增加，而残渣态铜则呈下降趋势。根际土中交换态锌含量减少，而碳酸盐结合态锌和铁锰结合态锌的含量有所增加，有机结合态锌和残渣态锌与堆肥用量关系不大；非根际土中碳酸盐结合态锌、有机结合态锌和残渣态锌含量与堆肥用量关系不大，交换态锌含量先减少后增加，铁锰结合态铜含量呈增加趋势。.（3）通过盆栽试验研究了不同堆肥用量对印度芥菜修复重金属污染土壤中印度芥菜的生物量及重金属累积的影响。结果表明，随着堆肥施用量的增加，印度芥菜的生物量显著增加，而过量的施加堆肥，则可能会在一定程度上遏制印度芥菜的生长；堆肥施用量在40-60 g•kg-1时，印度芥菜地上地下部分的铜锌浓度均处于最大值，当堆肥施用量增加到80-100 g•kg-1时，铜锌浓度又有了明显的降低。