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鉛超标能夠導緻包括人類在内的生物,其生殖功能會降低,機體的免疫力降低,進而會導緻出現多種異常情況。環境中的鉛污染來源于含鉛礦企業排放出來三廢,其中最為主要的是尾砂。
利用連續提取法能夠準确測定土壤中的生物學特性,目前該方法已經被廣泛應用,主要是以Tessier法為主的連續提取方法,這種方法對于評價土壤鉛污染具有更全面的影響,而且利用這種評價方法也更為詳細,對目前土壤中鉛污染存在三種治理方法即:生物治理、實體治理和化學治理。這三種方法各具備有不同的優點和缺點。近年來,通過利用鉛污染原理以及千羽淩的互相作用機制,用于将污染土壤的環境調控,并且釆取含磷物質進行土壤中鉛污染的修複成為國際上研究該領域的焦點。
國内王新等将鈣、鎂、磷肥能夠運用重金屬治理土壤污染,并且取得一定的成果,但在研究過程中,由于研究中運用的是人工加重金屬的方法實施的是土壤污染,而不是自然環境污染生成的土壤,且在研究中未能涉及到磷與鉛形成機理的相關理論研究。本次實驗的目的是,我們利用連續提取的方法,是屬于一種分析方法,能夠用于研究三種磷肥,分别是磷酸鈣,磷礦粉以及鈣鎂磷肥對于存在鉛污染的土壤形态以及機理進行分析。
材料與方法
實驗室模拟培養本次實驗采用了某家鉛鋅礦區周邊,根據研究我們發現,此礦的開采時間已經有50多年曆史,現在已經廢棄,由于不科學的開釆造成了山腰處堆積了大量的尾礦砂,經過長時間的風耗日曬,其釋放的鋁已經污染了大片土壤。
本次實驗按照正常取樣方法,采取土壤深度為20厘米左右的樣品,經過風幹後,再利用之後需要利用尼龍篩100土壤作為載體,在本實驗中我們利用不同的磷肥包括過磷酸鈣,鈣鎂磷肥以及溶解性低的磷礦粉,三種磷肥均為80目尼龍篩,低于磷肥中的一些重金屬,我們可以采用硝酸微波消化的方式進行定量分析,并且利用原子吸收進行準确的含量測定,而土壤和磷肥中的其他性質可以采用正常方法進行檢測。
本次實驗按照全磷和摩爾比配比,設定兩個磷用量檢測水準,配比是7.0和14.0。共做七次實驗處理,每個處理分别設有兩次重複,将兩千克經過風幹的土樣,裝進50毫升的聚碳酸酯離心管内,按照CK。礦磷粉。7.0礦磷粉。14.0礦磷粉。14.0過磷酸鈣。7.0過磷酸鈣。7.0鈣鎂磷肥。14.0鈣鎂磷肥。處理方法添加肥料,并且要均勻的混合一起,再加上适量的離子水,使土壤保持一定的含水量,最低限度須保持田間的持水量,然後在(25士1)度下進行培養反應一個月。
測定方法。經過一個月時間的培養,将土壤中鉛元素按照Tessier連續并且分級的提取方法擷取鉛元素的各種形态,即,分别是交換态,水溶态,有機結合态,殘渣态等多種形态,我們能夠對鉛元素所形成的不同形态進行處理,均采用取上步殘渣,土水配比嚴格按照規定執行,最後取上清液侍測。
(1)污染土壤鉛分布。根據研究結果該礦區周邊土壤存在嚴重的鉛毒性污染。
土壤中鉛形态構成和大小比例按照順序我們需要交對生物有效性最低的是殘渣态,可以将其放置于首位,而對生物毒性最高的交換态和水溶态,主要由于在土壤中所含比例較小。但含量每千克高達330毫克。
經過磷肥處理後土壤中鉛的形态和分布情況,根據實驗我們發現采用磷肥處理後的土壤中鉛形态變化,三種磷肥對于該土壤中不同種類的非殘渣形态及鉛的含量有明顯的降低趨勢,同時,處理後土壤中殘渣态鉛的比例有上升趨勢,不同種類的磷肥處理土壤中大幅度的降低了鉛污染後土壤中所含的非殘渣态鉛量,通過結果發現施加相同,磷含量的磷肥對不同品種的磷肥期土壤中,非殘渣形态鉛的降低程度有一定的差異。
本次實驗中,某市鉛鋅礦區周邊的被鉛污染後的土壤中鉛元素的形态主要是以殘渣态為主的,可能是由于多年來山體鉛堆積導緻的,堆放在山腰的尾礦砂經過風化以及化學作用,能夠将鉛元素釋放并固定到土壤中,包括次生矽酸鹽和穩定性的礦物質中,是以對本次實驗的鉛鋅礦區土壤中主要以殘渣态為主,但其中交換态以及水溶态含量較高,具有明顯的生物毒性,當添加磷肥經過處理之後,鉛形态在土壤中的組成變化表明。
本次實驗中運用的三種磷肥即,磷礦粉、鈣鎂磷肥、過磷酸鈣,均可以将土壤中鉛含量的各種形态和有機結合态中鉛元素轉化為更加穩定的形态。本次實驗中表明,當在土壤中加入含磷量相同的磷肥時,對于非殘渣形态鉛元素含量來說,磷酸鈣和鈣鎂磷肥都會降低鉛在土壤中的含量,而且這種下降趨勢十分明顯。
除此之外,使用過磷酸鈣磷肥可以在土壤溶解之後,利用磷肥能夠顯著降低土壤的酸堿度,促進土壤中的碳酸鹽有機物能夠與鉛元素結合,并快速将其溶解釋放,使其與土壤中的鉛發生反應。同時,由于磷礦粉是一種難溶性的中性難溶的磷肥,無法為其提供水溶性磷,是以可于土壤中的鉛元素形成沉澱物質。
但是磷礦粉具有相當大的比表面,可以将固定土壤溶液和膠體上面含有的水溶态和交換态中鉛元素大量的吸附,進而使将鉛生物有效性效果明顯降低。能夠利用磷肥降低土壤中的鉛毒性。
相比其他磷肥來說磷礦粉對于修複經過鉛污染的土壤時具有較好的經濟性,同時這種肥料屬于長效磷肥,和其它兩種磷肥相比較能夠随時間延長,增加磷礦粉磷的釋放和溶解,進一步會使非殘渣态鉛元素的固定。
在本次研究中,我們針對不同的零肥,包括鈣鎂磷肥,磷礦粉以及磷酸鈣,對土壤鉛的生物毒性進行分析,并且通過實驗發現,這三種磷肥能夠降低鉛毒性,在土壤中使用相同含量的磷肥,除磷礦粉之外磷酸鈣和鈣鎂磷肥對于土壤肥殘渣态中中鉛元素的去除作用是基本相同的,磷礦粉對土壤中非殘渣态中鉛的去除作用較低。
但是,可以将非殘渣态中鉛含量有明顯的降低。當磷肥摩爾比例為7的磷肥用量時,完全能夠滿足降低土壤中鉛元素的生物最高毒性。同時,使用磷礦粉是最經濟實用的。