污泥还林土壤砷污染的本土植物修复研究

doi:10.3969/j.issn.1000-5641.2022.06.015

摘要/Abstract

摘要：

上海市某林地土壤的重金属砷超标后, 选择芦苇、水杉两种本土植物进行了修复, 且跟踪监测了土壤在植物修复前后各项指标的变化情况. 结果表明: ① 芦苇和水杉两种植物根际区土壤的砷含量与非根际区相比分别减少了52.4%、28.6%, 且非根际区土壤的砷含量均低于土壤环境风险筛选值; ② 研究比较了芦苇和水杉的根际微生态特性后发现, 水杉对养分的富集效果优于芦苇, 证明在土壤肥力恢复方面选择水杉进行修复效果会更好.

关键词: 重金属, 污染等级, 植物修复, 修复效果

Abstract:

Exploring the remediation effect of native plants on soil contaminated with heavy metals has significant value for real-world applications. In this study, two native plants—reed and metasequoia—were selected for remediation of heavy metal arsenic in the soil of a woodland in Shanghai, and changes in soil indexes before and after phytoremediation were monitored. The results showed that: ① The arsenic content in rhizosphere soil of Ph. australis and Metasequoia was 52.4% and 28.6% lower, respectively, than the arsenic content in non-rhizosphere soil. The arsenic content in non-rhizosphere soil, moreover, was lower than the screening value for soil environmental risk. ② After comparing the microecological characteristics of rhizosphere between reed and metasequoia, it was found that metasequoia had a better nutrient enrichment effect than reed, demonstrating that metasequoia would have a better restoration effect in terms of soil fertility.

Key words: heavy metal, pollution degree, phytoremediation, remediation effect

中图分类号:

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图/表 6

表1

表2

表3

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表4

表5

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测定指标	测定方法	参照标准
总砷	原子荧光法	HJ680—2013^[11]
pH 值	pH 计	NY/T1121.2—2006^[12]
电导率	电导率仪	HJ802—2016^[13]
有机质	重铬酸钾法	NY/T1121.6—2006^[14]
总氮	凯式法	HJ717—2014^[15]
总磷	碱熔-钼锑抗分光光度法	HJ632—2011^[16]
脲酶	靛酚比色法	《土壤农化分析与环境监测》^[17]
碱性磷酸酶	磷酸苯二钠比色法	《土壤农化分析与环境监测》
蔗糖酶	3, 5-二硝基水杨酸比色法	《土壤农化分析与环境监测》

地累积指数 (I_geo)	级别	污染程度
I_geo≤0	0	无污染
0<I_geo≤1	1	轻度污染
1<I_geo≤2	2	中度污染
2<I_geo≤3	3	中度-重污染
3<I_geo≤4	4	重污染
4<I_geo≤5	5	重污染-极重污染
I_geo>5	6	极重污染

采样点编号	砷浓度/(mg·kg^–1)	地累积指数 (I_geo)	地累积指数污染程度
A1	9.6	–0.51	无污染
A2	22.6	0.73	轻度污染
A3	23.7	0.80	轻度污染
A4	76.8	2.49	中度污染
A5	22.0	0.69	轻度污染
A6	24.7	0.86	轻度污染
A7	56.9	2.06	中度污染
A8	30.5	1.16	中度污染
A9	27.9	1.03	中度污染
A10	85.6	2.65	中度污染
A11	46.7	1.77	中度污染
A12	52.4	1.94	中度污染
A13	5.7	–1.26	无污染
A14	23.6	0.79	轻度污染
A15	42.1	1.62	中度污染

样本土壤	Shannon指数	Ace指数	Chao指数	Coverage指数
芦苇根际土壤	6.639796	4984.01	4961.66	0.98243
芦苇非根际土壤	6.366201	3403.81	3400.49	0.98376
水杉根际土壤	6.428416	4220.57	3627.21	0.98374
水杉非根际土壤	5.425807	3666.63	3627.21	0.98368

样本土壤	脲酶活性(每 24 h)/ $(\mathrm{m}\mathrm{g}.{\mathrm{g} }^{-1})$	蔗糖酶活性(每 24 h)/ $(\mathrm{m}\mathrm{g}.{\mathrm{g} }^{-1})$	碱性磷酸酶活性(每 24 h)/ $(\mathrm{m}\mathrm{g}.{\mathrm{g} }^{-1})$
芦苇根际土壤	1.12	36.0	0.55
芦苇非根际土壤	0.71	24.8	0.38
水杉根际土壤	1.31	37.1	0.52
水杉非根际土壤	0.88	14.9	0.30