聚丙烯酸盐对长期重金属污染的矿区土壤的修复研究(Ⅱ)--对土壤微生物数量和土壤酶活性的影响

采用盆栽试验方法研究了聚丙烯酸盐对S Domingos金矿区重金属污染土壤的修复作用。在《聚丙烯酸盐对长期重金属污染土壤的修复研究(Ⅰ)》[30](以下简称研究Ⅰ)中聚丙烯酸盐的应用显著提高了土壤持水能力和土壤的pH,同时土壤中水溶性重金属的含量也比对照显著降低,从而使果园草Orchardgrass(Dactylis glomerata L.cv.Amba)的生物量得到显著增加。为更全面地说明聚丙烯酸盐在该重金属污染土壤修复上的作用,进一步探讨了聚丙烯酸盐对重金属污染土壤微生物属性的影响。结果表明,土壤细菌数量随聚丙烯酸盐水平的增加而增加,不同处理之间差异显著(P≤0.05);与对照相比,聚丙烯酸盐处理的真菌数量显著增加(P≤0.05),但随着聚丙烯酸盐水平的增加而显著降低(P≤0.05),这可能是由于0.4%和0.6%的聚丙烯酸盐处理土壤pH显著提高所导致的。因此使用微生物数量评价土壤质量时,细菌比真菌表现更突出。使用聚丙烯酸盐修复的土壤脱氢酶、磷酸酶、蔗糖酶、蛋白酶和纤维素酶的活性均比对照显著增加(P≤0.05),而脲酶活性的下降则可能是由于聚丙烯酸盐带来大量的铵态氮产生的抑制作用所致。综合研究Ⅰ中的结果,聚丙烯酸盐不仅可以改善重金属污染土壤的理化性状而且对于土壤微生物属性也有显著的改善作用。从果园草生物量来看,0.4%聚丙烯酸盐的用量对该污染土壤的修复具有实践应用价值。

聚丙烯酸盐对重金属污染矿区本地植株生长和土壤性质的影响

采用半野外试验研究了聚丙烯酸盐对自然条件下矿区重金属污染土壤性质和矿区本地植株生长的影响。研究表明,0.4%的聚丙烯酸盐明显促进了4种污染矿区本地植物的生长,总生物量在两轮生长中分别是对照处理的1.8倍和2.3倍。不同植株对不同生长季节反映不同,其中Briza maxima(B.maxima)在春夏季节生长好于秋冬季节,但生物量不高,无法提供大面积覆盖。而Chaetopogon fasciculatus(C.fasciculatus)和Spergularia purpurea(S.purpurea)因其在秋冬季节生长明显好于春夏季节,尽管在春夏季节由于干旱而大量死亡,仍然可以大面积覆盖土壤,所以可尝试用于矿区土壤的植被固定。聚丙烯酸盐的应用显著改善了土壤脱氢酶、磷酸酶、蔗糖苷酶、蛋白酶、脲酶以及纤维素酶的活性。研究同时发现,不同种类植株的生长与土壤pH及土壤酶活性存在显著的相关关系,其中,土壤pH和C.fasciculatus的生长与土壤中蛋白酶和纤维素酶的活性正相关(r>0.60),而Briza maxima的生长与蔗糖酶的活性正相关(r=0.82)。

聚丙烯酸盐对长期重金属污染的矿区土壤的修复研究：Ⅰ对土壤保水能力、果园草生长和土壤pH以及土壤水溶性重金属的影响

采用盆栽试验方法,研究了聚丙烯酸盐对长期重金属污染的矿区土壤的修复作用。结果表明,与对照相比,使用聚丙烯酸盐可以显著提高土壤的持水能力,其中0.6%聚丙烯酸盐处理土壤在达到最大持水量时比对照增加了近4倍。然而在作物生长过程中,使用聚丙烯酸盐修复的土壤持水量逐渐下降,这可能是由于聚丙烯酸盐与土壤中重金属结合后其吸水能力下降所造成的。与对照相比,聚丙烯酸盐的应用使果园草生长得到明显改善,从整个4茬的果园草生长来看,0.4%的聚丙烯酸盐的处理表现最为突出。使用聚丙烯酸盐处理的土壤pH随着使用数量的增加而增加,不同水平聚丙烯酸盐处理之间差异显著。与对照相比,0.4%和0.6%的聚丙烯酸盐处理的土壤pH增加更显著。不同水平聚丙烯酸盐处理(0.2%、0.4%、0.6%)的土壤中水溶性重金属的含量均比对照显著降低(P≤0.05)。然而,聚丙烯酸盐数量的增加对土壤中水溶性Zn和Pb的含量影响不显著(P≤0.05)。对于土壤水溶性Cu而言,0.4%和0.6%的聚丙烯酸盐的处理之间差异不显著(P≤0.05),但与0.2%的聚丙烯酸盐的处理之间差异显著(P≤0.05)。试验结果表明,聚丙烯酸盐可以用于修复长期重金属污染的矿区土壤。