外源鐵控制水稻吸收土壤砷的研究.pdf

1、S t u d y o nC o n t r o l o f S o i l A r s e n i c U p t a k e b yR i c e U s i n gI r o n —C o n t a i n i n gM a t e r i a l sb yH U L i q i o n gA t h e s i ss u b m i t t e d i np a r t i a ls a t i s f a c t i o n

2、 o f t h eR e q u i r e m e n t sf o r t h ed e g r e eo fM a s t e r o f E n g i n e e r i n g1 nE n v i r o n m e n t E n g i n e e r i n gC e n t r a lS o u t h U n i v e r s i t y o f F o r e s t r ya n d T e c h n o

3、 l o g y4 9 8S h a o s h a n S o u t h R o a d ，T i a n x i n D i s t r i c tC h a n g s h a H u n a n 4 10 0 0 4 ，P ．R ．C H I N AS u p e r v i s o rA s s o c i a t eP r o f e s s o r Z e n g M i n ，P r o f e s s o rL i

4、a oB o h a nM a y , 2 0 1 4摘要含鐵材料作為重要的砷污染廢水處理劑，也被用于治理旱地土壤，且效果較好，但將其用于治理稻田土壤砷污染的研究較少。本研究先通過(guò)化學(xué)穩(wěn)定化試驗(yàn)，比較四種含鐵材料( F e C l 3 、F e C l 2 、F e o 和F e 2 0 3 ) 固定稻田土壤砷的效果，后選出一種效果較佳且對(duì)土壤影響較小的穩(wěn)定劑( F e o ) 作為外源鐵進(jìn)行水稻盆栽試驗(yàn)，驗(yàn)證其控制水稻吸收土壤砷的效果

5、。同時(shí)研究外源鐵對(duì)土壤．水稻系統(tǒng)中鐵、砷的遷移轉(zhuǎn)化、形態(tài)變化、價(jià)態(tài)變化的影響，嘗試從鐵、砷形態(tài)和價(jià)態(tài)作用方面解釋外源鐵控制水稻吸收土壤砷的機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)：( 1 ) 四種含鐵材料均能穩(wěn)定水稻土中砷，且F e C l 3 效果最好，F(xiàn) e o 和F e C l 2 次之。四種含鐵材料中F e o 不僅固定土壤砷效果較好，且對(duì)土壤p H 值的影響較小，是最適用于修復(fù)中輕度砷污染農(nóng)田的含鐵材料。從形態(tài)作用上分析，F(xiàn) e o 固砷的機(jī)理與F e

6、 2 0 3相似，但與F e C l 3 有一定差異，與F e C l 2 的差異可能更大。( 2 ) 零價(jià)鐵總體上增加了水稻產(chǎn)量，降低了根、殼、糙米中總砷和無(wú)機(jī)砷含量，對(duì)莖中總砷和無(wú)機(jī)砷含量沒(méi)有顯著影響。在最大添加量8 ．0 0 g ／k g 時(shí)，根、殼、米中總砷比對(duì)照減少了5 4 ．8 5 ％、3 9 ．8 6 ％和3 0 ．0 7 ％，無(wú)機(jī)砷比對(duì)照減少了5 9 ．2 3 ％、3 0 ．8 2 ％和3 0 ．2 6 ％。對(duì)于各價(jià)態(tài)砷

7、，零價(jià)鐵不同程度地降低了根三價(jià)砷( A s ( I I I ) ) 、根五價(jià)砷( A s ( V ) ) 、莖A s ( I I I ) 、殼A s ( I I I ) 、米A s ( V ) 和米二甲基砷( D M A ) 含量，同時(shí)稍增加了糙米A s ( I I I ) 和殼A s ( V ) 含量。( 3 ) 零價(jià)鐵使水稻生長(zhǎng)期土壤．水稻系統(tǒng)各組分中砷含量總體有所降低或變化不大，使水稻生長(zhǎng)期土壤．水稻系統(tǒng)各組分中鐵含量整體有所增加

8、或變化不大。較高添加量( 大于等于2 ．0 0 g ／k g ) 的零價(jià)鐵縮短了土壤溶液中砷隨水稻生長(zhǎng)持續(xù)增加的時(shí)間，對(duì)降低砷對(duì)水稻植株的毒害、減少水稻吸收砷具有積極作用；低添加量( 小于等于O ．5 0g & g ) 的零價(jià)鐵延長(zhǎng)了土壤溶液中鐵隨水稻生長(zhǎng)增加的時(shí)間。( 4 ) 高添加量( 大于等于4 ．0 0g ／k g ) 的零價(jià)鐵顯著抑制了根對(duì)土壤砷的富集，同時(shí)總體使砷從根向莖葉中轉(zhuǎn)移增多，但對(duì)其繼續(xù)向上轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程影響不大。