腐植酸对重金属铅污染下土壤特性的影响
目录
1.引言 1
2.材料与方法 2
2.1供试土壤 2
2.2供试辣椒 2
2.3供试腐植酸 2
2.4供试醋酸铅 2
2.5实验仪器和试剂 2
2.6试验设计 3
2.7测定内容与方法 3
2.7.1 土壤基本理化性质的测定 3
2.7.2土壤酶活性的测定 4
2.8 统计分析 4
3.结果与讨论 5
3.1 腐植酸对铅离子浓度300mg/kg污染下土壤特性的影响 5
3.1.1 土壤有效氮 5
3.1.2 土壤有效磷 6
3.1.3 土壤有效钾 7
3.1.4 土壤有机质 8
3.1.5 过氧化氢酶 9
3.1.6 过氧化物酶 10
3.2 腐植酸对铅离子浓度500mg/kg污染下土壤特性的影响 11
3.2.1 土壤有效氮 11
3.2.2 土壤有效磷 12
3.2.3 土壤有效钾 13
3.2.4土壤有机质 14
3.2.5过氧化氢酶 15
3.2.6过氧化物酶 16
3.3讨论 17
结论 18
致 谢 19
参考文献 20
1.引言
“万物土中生，食从土中来”，现代人类食物能量90%以上直接或者间接来自绿色植物，因此土壤污染是导致作物生长环境条件恶化而产生农产品质量安全的源头。[1] 土壤、大气、水体等生态环境污染直接影响农作物的质量和产量，影响食品的安全，对人畜健康造成巨大危害。[2] *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
重金属污染是现今污染面积最广且危害最大的环境问题之一。土壤中重金属污染不仅会退化土壤肥力，降低作物的产量和质量，恶化水环境，并且通过食物链危害人类的健康和生命安全。因此，重金属污染方面的研究一直是当今学术界的热点。[3] 与其他有机化合物的污染不同，重金属污染会很难自然降解。不少有机化合物可以通过自然界本身的物理、化学或生物净化，降低或解除有害性。然而重金属具有富集性，如镉、铅等重金属进入土壤环境，长期蓄积并且会破坏土壤的自净能力，使土壤成为污染物的“储存库”。在这类土地上种植农作物，重金属会被植物根系吸收，造成农作物减产或产出重金属“毒粮食”、“毒蔬菜”。
铅是一种具有神经毒性的重金属，土壤被铅污染后不仅会对植物生长发育产生直接影响，而且通过在植物根、茎、叶及籽粒中大量的积累，还会严重地影响农产品的质量，进而可通过食物链危及人类健康。[4] 铅是作用于人体各个系统和器官的有毒物，能与体内一系列酶、蛋白质和氨基酸内的官能团络合，干扰机体很多方面的生化和生理活动，导致对人体的神经、血液、免疫系统和血管、肝、肾等组织器官产生影响，神经性极为突出。[5] 铅对动物的危害则是积累中毒。[6] 土壤环境中的铅分为原生铅和外源铅两种。土壤成土过程中保留在土壤母质中的铅称为原生铅,主要的来源为岩石矿物。岩石在风化成土过程中,大部分铅仍保留在土壤中。除母质母岩风化保留在土壤中的天然原生铅以外,因为人类活动造成污染引起土壤中的铅含量升高。通过尘埃沉降以及各种污染途径进入土壤的铅称为外源铅。土壤外源铅主要来自于大气传输和沉降。铅的密度较大,空气中的含铅颗粒较容易沉降下来,不断积累在土壤中。[7]
腐植酸广泛存在于土壤、湖泊、河流和海洋中，为土壤有机质的主要成分，是一个天然的土壤改良剂，在土壤重金属污染治理中起到了重要的作用。[8]腐植酸是自然界中植物残体经腐烂分解后的产物，是复杂的天然大分子有机质。它的分子内含有羰基、羧基、醇羟基和酚羟基等多种活性官能团，能够和重金属发生多种形式的结合，从而影响重金属在土壤环境中的形态转化、生物有效性和移动性。[9] 腐殖酸与重金属的相互作用对重金属污染土壤微生物活性的具有改善和修复功能,对土壤也有一定的去污降毒作用。[10] 目前腐植酸缓解铅污染的研究报道极少，因此本实验表明腐植酸对重金属离子有较高的吸附量，但腐植酸分离程序复杂并且成本较高，所以目前需要尽快找到适宜的腐植酸修复材料运用于实际生产中。[11]
防治和修复重金属污染土壤的技术措施的效果，也受多种因素影响，必须做好相关的应用基础研究工作，有针对性地应用综合配套的防治措施，才会收到事半功倍的理想效果。本文重点讨论土壤重金属污染及腐植酸在防治重金属污染中的作用，期望腐植酸类物质在综合防治重金属污染工作中得到科学合理的应用。
2.材料与方法
2.1供试土壤
土壤选择农田表层土壤（0-20 cm），于2015年9月采集。土壤采集后短暂晾晒拣出动植物残体，砖石瓦块等杂物并进行筛选可用土。
2.2供试辣椒
辣椒品种为金泰红超11 ，辣椒幼苗淮购买于淮安市蔬菜研究所。
2.3供试腐植酸
腐植酸纯度为99%。
2.4供试醋酸铅
醋酸铅由淮安国药化学试剂有限公司提供，纯度为99%。
2.5实验仪器和试 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
剂
分光光度计、电子天平、震荡机、火焰光度计、恒温培养箱、试管（25ml）、10ml移液管、2ml移液管、漏斗、50ml容量瓶、25ml容量瓶、三角瓶（50ml）、洗瓶、玻璃棒
过氧化氢、硫酸、高锰酸钾、重铬酸钾、硫酸亚铁、邻菲罗啉、醋酸铵、氨水、氯化钾、酒石酸锑钾、钼酸铵、无磷活性炭、硼酸、溴甲酚绿、甲基红、乙醇、甲苯、尿素、柠檬酸、氢氧化钾、氢氧化钠、苯酚、甲醇、丙醇、次氯酸钠、硫酸铵
2.6试验设计
本实验通过在土壤中加入醋酸铅与腐植酸，通过加入3种浓度的铅于辣椒栽植土壤中，土壤中铅离子浓度为0、300、500mg/kg，每隔五天全株喷施腐植酸于盆栽在土壤中的辣椒幼苗，腐植酸溶于水中，浓度分别为0、300、500、700mg/kg。共九个处理（包括一个空白对照），见表1。
表1 实验设计
处理 醋酸铅(mg/kg) 不同浓度腐植酸(mg/kg)
CK 0 0 CK1 300 0 T1 300 300 T2 300 500 T3 300 700 CK2 500 0 T4 500 300 T5 500 500 T6 500 700
1.引言 1
2.材料与方法 2
2.1供试土壤 2
2.2供试辣椒 2
2.3供试腐植酸 2
2.4供试醋酸铅 2
2.5实验仪器和试剂 2
2.6试验设计 3
2.7测定内容与方法 3
2.7.1 土壤基本理化性质的测定 3
2.7.2土壤酶活性的测定 4
2.8 统计分析 4
3.结果与讨论 5
3.1 腐植酸对铅离子浓度300mg/kg污染下土壤特性的影响 5
3.1.1 土壤有效氮 5
3.1.2 土壤有效磷 6
3.1.3 土壤有效钾 7
3.1.4 土壤有机质 8
3.1.5 过氧化氢酶 9
3.1.6 过氧化物酶 10
3.2 腐植酸对铅离子浓度500mg/kg污染下土壤特性的影响 11
3.2.1 土壤有效氮 11
3.2.2 土壤有效磷 12
3.2.3 土壤有效钾 13
3.2.4土壤有机质 14
3.2.5过氧化氢酶 15
3.2.6过氧化物酶 16
3.3讨论 17
结论 18
致 谢 19
参考文献 20
1.引言
“万物土中生，食从土中来”，现代人类食物能量90%以上直接或者间接来自绿色植物，因此土壤污染是导致作物生长环境条件恶化而产生农产品质量安全的源头。[1] 土壤、大气、水体等生态环境污染直接影响农作物的质量和产量，影响食品的安全，对人畜健康造成巨大危害。[2] *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
重金属污染是现今污染面积最广且危害最大的环境问题之一。土壤中重金属污染不仅会退化土壤肥力，降低作物的产量和质量，恶化水环境，并且通过食物链危害人类的健康和生命安全。因此，重金属污染方面的研究一直是当今学术界的热点。[3] 与其他有机化合物的污染不同，重金属污染会很难自然降解。不少有机化合物可以通过自然界本身的物理、化学或生物净化，降低或解除有害性。然而重金属具有富集性，如镉、铅等重金属进入土壤环境，长期蓄积并且会破坏土壤的自净能力，使土壤成为污染物的“储存库”。在这类土地上种植农作物，重金属会被植物根系吸收，造成农作物减产或产出重金属“毒粮食”、“毒蔬菜”。
铅是一种具有神经毒性的重金属，土壤被铅污染后不仅会对植物生长发育产生直接影响，而且通过在植物根、茎、叶及籽粒中大量的积累，还会严重地影响农产品的质量，进而可通过食物链危及人类健康。[4] 铅是作用于人体各个系统和器官的有毒物，能与体内一系列酶、蛋白质和氨基酸内的官能团络合，干扰机体很多方面的生化和生理活动，导致对人体的神经、血液、免疫系统和血管、肝、肾等组织器官产生影响，神经性极为突出。[5] 铅对动物的危害则是积累中毒。[6] 土壤环境中的铅分为原生铅和外源铅两种。土壤成土过程中保留在土壤母质中的铅称为原生铅,主要的来源为岩石矿物。岩石在风化成土过程中,大部分铅仍保留在土壤中。除母质母岩风化保留在土壤中的天然原生铅以外,因为人类活动造成污染引起土壤中的铅含量升高。通过尘埃沉降以及各种污染途径进入土壤的铅称为外源铅。土壤外源铅主要来自于大气传输和沉降。铅的密度较大,空气中的含铅颗粒较容易沉降下来,不断积累在土壤中。[7]
腐植酸广泛存在于土壤、湖泊、河流和海洋中，为土壤有机质的主要成分，是一个天然的土壤改良剂，在土壤重金属污染治理中起到了重要的作用。[8]腐植酸是自然界中植物残体经腐烂分解后的产物，是复杂的天然大分子有机质。它的分子内含有羰基、羧基、醇羟基和酚羟基等多种活性官能团，能够和重金属发生多种形式的结合，从而影响重金属在土壤环境中的形态转化、生物有效性和移动性。[9] 腐殖酸与重金属的相互作用对重金属污染土壤微生物活性的具有改善和修复功能,对土壤也有一定的去污降毒作用。[10] 目前腐植酸缓解铅污染的研究报道极少，因此本实验表明腐植酸对重金属离子有较高的吸附量，但腐植酸分离程序复杂并且成本较高，所以目前需要尽快找到适宜的腐植酸修复材料运用于实际生产中。[11]
防治和修复重金属污染土壤的技术措施的效果，也受多种因素影响，必须做好相关的应用基础研究工作，有针对性地应用综合配套的防治措施，才会收到事半功倍的理想效果。本文重点讨论土壤重金属污染及腐植酸在防治重金属污染中的作用，期望腐植酸类物质在综合防治重金属污染工作中得到科学合理的应用。
2.材料与方法
2.1供试土壤
土壤选择农田表层土壤（0-20 cm），于2015年9月采集。土壤采集后短暂晾晒拣出动植物残体，砖石瓦块等杂物并进行筛选可用土。
2.2供试辣椒
辣椒品种为金泰红超11 ，辣椒幼苗淮购买于淮安市蔬菜研究所。
2.3供试腐植酸
腐植酸纯度为99%。
2.4供试醋酸铅
醋酸铅由淮安国药化学试剂有限公司提供，纯度为99%。
2.5实验仪器和试 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
剂
分光光度计、电子天平、震荡机、火焰光度计、恒温培养箱、试管（25ml）、10ml移液管、2ml移液管、漏斗、50ml容量瓶、25ml容量瓶、三角瓶（50ml）、洗瓶、玻璃棒
过氧化氢、硫酸、高锰酸钾、重铬酸钾、硫酸亚铁、邻菲罗啉、醋酸铵、氨水、氯化钾、酒石酸锑钾、钼酸铵、无磷活性炭、硼酸、溴甲酚绿、甲基红、乙醇、甲苯、尿素、柠檬酸、氢氧化钾、氢氧化钠、苯酚、甲醇、丙醇、次氯酸钠、硫酸铵
2.6试验设计
本实验通过在土壤中加入醋酸铅与腐植酸，通过加入3种浓度的铅于辣椒栽植土壤中，土壤中铅离子浓度为0、300、500mg/kg，每隔五天全株喷施腐植酸于盆栽在土壤中的辣椒幼苗，腐植酸溶于水中，浓度分别为0、300、500、700mg/kg。共九个处理（包括一个空白对照），见表1。
表1 实验设计
处理 醋酸铅(mg/kg) 不同浓度腐植酸(mg/kg)
CK 0 0 CK1 300 0 T1 300 300 T2 300 500 T3 300 700 CK2 500 0 T4 500 300 T5 500 500 T6 500 700
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