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关键词：
土壤,重金属,钢渣,水稻,硅
发表时间：
2013-10-25 09:55:08
摘要：通过盆栽实验和大田实验研究了钢渣施用对多金属复合污染土壤pH、有效硅、有效态重金属含量（镉、铅、铜、锌）以及水稻吸收重金属的影响。盆栽实验设置5 个处理，分别是CK（无钢渣）、SS3 和SS6（分别加入3 g·kg-1和6 g·kg-1 100 目钢渣）、FSS3 和FSS6（分别加入3 g·kg-1和6 g·kg-1 180目钢渣）；大田实验设置两个处理：CK（无钢渣）和SS（加入3 g·kg-1 100目钢渣）。结果表明，盆栽实验土壤pH值及有效硅含量随钢渣施用量的增加和粒径的减小显著上升，土壤有效态重金属含量则出现显著下降。水稻地上部重金属浓度在施加钢渣后均显著降低，并且远低于地下部浓度；大部分钢渣施加处理对降低地下部重金属浓度也有显著效果。大田实验结果显示，钢渣改良的处理，不仅提高了水稻产量，稻米中的重金属浓度也得到了大幅降低，并达到了国家食品安全标准。综合来看，施用钢渣可有效改良多金属复合污染土壤的性质，抑制水稻对重金属的吸收和转运，降低水稻特别是其地上部的重金属浓度。
由于矿山开采、工业排放以及农药化肥的长期施用，农田重金属污染问题日益突出。据中国环境统计年鉴（2008）[1]的数据显示，全国约140 万hm2 的污水灌区，遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%，其中轻度和中度污染面积占到了总污染面积的87.0%。土壤重金属不仅会抑制农田作物的生长，降低作物产量，还能通过食物链的传递作用进入人体，危害人体健康。近年来频频发生的重金属中毒事件，为我国农业土壤的安全敲响了警钟。
通过施加化学改良剂对土壤重金属进行化学固定的方法，因其操作简单、经济实用的特点而得到了广泛的应用[2]。改良剂的作用效果主要来自改良剂施加后的土壤pH 效应[2]以及改良剂本身与重金属的吸附络合沉淀作用[3]。利用化学改良剂原地修复的特点，可以在改良土壤性质的同时进行农业生产活动，因此尤其适用于我国大面积的中轻度污染农田的修复。
钢渣（Steel Slag，SS）是炼钢过程中产生的副产品，约占粗钢产量的12%~20%[4]，其主要成分包括CaO、MgO、SiO2和FeO[5]。钢渣产量大，价格低廉，因此被广泛应用于水泥生产、筑路、冶金返回料、玻璃生产中[6]。钢渣对农田土壤具有良好的改良效果，其施加后可以有效提高土壤pH 值和有效硅含量，增加水稻产量[7-8]。作为一种碱性富硅物质，钢渣是一种潜在的重金属污染农田改良剂，但有关这方面的报道仍然很少。Chen 等[9]的实验表明，钢渣的施用可以降低糙米中镉的浓度，但钢渣施加对污染土壤性质的影响以及在抑制植物吸收重金属的作用机制方面，仍然缺少较为全面而深入的研究。因此，本实验通过设置不同钢渣粒径及施用量的处理，结合室内土培实验和大田实验，研究钢渣施加对多金属复合污染土壤的改良效果，以及对水稻吸收重金属的影响，并探讨其可能的作用机理。
通过施加化学改良剂对土壤重金属进行化学固定的方法，因其操作简单、经济实用的特点而得到了广泛的应用[2]。改良剂的作用效果主要来自改良剂施加后的土壤pH 效应[2]以及改良剂本身与重金属的吸附络合沉淀作用[3]。利用化学改良剂原地修复的特点，可以在改良土壤性质的同时进行农业生产活动，因此尤其适用于我国大面积的中轻度污染农田的修复。
钢渣（Steel Slag，SS）是炼钢过程中产生的副产品，约占粗钢产量的12%~20%[4]，其主要成分包括CaO、MgO、SiO2和FeO[5]。钢渣产量大，价格低廉，因此被广泛应用于水泥生产、筑路、冶金返回料、玻璃生产中[6]。钢渣对农田土壤具有良好的改良效果，其施加后可以有效提高土壤pH 值和有效硅含量，增加水稻产量[7-8]。作为一种碱性富硅物质，钢渣是一种潜在的重金属污染农田改良剂，但有关这方面的报道仍然很少。Chen 等[9]的实验表明，钢渣的施用可以降低糙米中镉的浓度，但钢渣施加对污染土壤性质的影响以及在抑制植物吸收重金属的作用机制方面，仍然缺少较为全面而深入的研究。因此，本实验通过设置不同钢渣粒径及施用量的处理，结合室内土培实验和大田实验，研究钢渣施加对多金属复合污染土壤的改良效果，以及对水稻吸收重金属的影响，并探讨其可能的作用机理。
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