Na2S2O3浓度对金盏菊修复土壤Hg的影响研究

摘要：通过盆栽试验，研究了不同浓度的Na2S2O3对金盏菊吸附土壤中的重金属Hg的影响。结果表明：Na2S2O3浓度约为1.0g/kg时，对Hg的吸附量达最大值0.705mg/（kg土），相比没有添加Na2S2O3时增加了约0.063mg/（kg土）；在植物吸附土壤中重金属过程中，通过调节施加Na2S2O3浓度，可以极大提高吸附效率。

关键词：重金属；Na2S2O3；植物修复

中图分类号：Q938.1+3文献标识码： A 文章编号：

引言

本实验选取Hg为研究对象，通过模拟实验添加不同浓度Na2S2O3，测定金盏菊对Hg吸附量，分析出植物吸附量最大时Na2S2O3的浓度。为该地区治理土壤重金属污染提供可靠的信息基础。

1．材料与方法

1.1供试材料

1.1.1供试土壤

实验土壤采至重庆郊区紫色土。采样点附近未受工业污染，基本理化性质见表1。盆栽试验土壤采样深度为0～20cm，经自然风干、粉碎后，分别过5mm筛和0.149mm筛备用。

土壤均匀分开为两部分，一部分添加外源Hg，使土壤Hg含量增加1.2mg/kg；另一部分添加外源镉，使土壤镉含量增加2.0mg/kg。统一加入尿素100 mg/kg、磷酸二氢钾110mg/kg，混匀后陈化14d，作为盆栽试验的土壤。

表1供试土壤的基本理化性质

1.1.2供试植物

金盏菊种子。

1.1.3主要试剂与仪器

试剂：王水，分析硫代硫酸钠，分析纯氯化Hg，分析纯氯化镉，30%SnCl2，分析纯硝酸，分析纯硫酸，分析纯高锰酸钾，分析纯氢氧化钾，95%乙醇，尿素，分析纯磷酸二氢钾，30%H2O2，氯化镁，醋酸钠，盐酸羟胺等。

仪器：称量称，电动振荡床，电动离心机（3000r/min），定氮蒸馏装置，滴定装置，容量瓶，三角瓶，小漏斗，烧杯，TAS-990原子吸收分光光度计，F732-V数字显示测Hg仪，pHS-3C型酸度计，DDS-11型电导仪。

1.2试验设计

实验设计方案见表2。

表2 实验设计方案

（注：表中重金属元素Hg对应“C”为1.2mg/kg；Cd对应“C”为2.0mg/kg）

添加四种浓度Na2S2O3对两种重金属元素实施完全设计3个平行，即4×2×3＝24个处理，空白土壤12个处理。共设计36个处理。

1.3试验方法

1.3.1土壤基本性质的测定

土壤基本性质测定方法参照《农业环境监测原理与应用》（皮广洁，1998）。

结合采集土样的基本情况，分别以氯化汞、氯化镉形式加入土壤模拟污染土壤，对Hg污染实验土加入氯化汞1.2mg/kg，镉污染实验土加入氯化镉2.0mg/kg。

1.3.2土壤样品中Hg含量的测定

土壤Hg总量测定采用HNO3-H2SO4-KMnO4 消解法，消解液转移定容后取10mL加入2mL 30%SnCl2后用F732-V数字显示测Hg仪测定。土壤Hg形态分析用连续化学提取法测定。Hg各形态提取方法见表3。

表3Hg的各形态提取方法

1.3.3植物样品中Hg含量的测定

植物样品用干净纸包好放入烘箱于105℃烘15min，然后调到50℃再烘8h。取出用玻璃研钵研碎降至室温准确称取样品1.00g放入100ml三角瓶中，加入40mg的V2O5和10mlHNO3加小漏斗静置过夜；消解，待棕色氮氧化物基本赶完后，冷却，再加入5mL浓硫酸，继续消煮至起蓝色时停止加热；冷切加1N硫酸10mL冲漏斗及三角瓶内壁，加热至煮沸2min；冷却加5mL5﹪KMnO4溶液静置过夜；加20﹪盐酸羟氨2-3滴，至紫色刚刚褪去；静置，将上清液转入50mL容量瓶，定容后取10mL，加入2mL 30%SnCl2后用F732-V数字显示测Hg仪测定。

2．结果与讨论

2.1Na2S2O3浓度对Hg的影响

在实验土壤中施加Na2S2O3后，在不同浓度Na2S2O3下，植物总Hg、土壤总Hg及及形态含量变化见表5。

表5 植物及土壤Hg含量

对植物体、土壤总Hg含量分析，变化趋势如图1。

图1植物、土壤Hg总量变化趋势图

从图1可以看出，金盏菊对Hg的吸附过程中，Na2S2O3作用非常明显，在整过过程中，Na2S2O3始终表现出促进植物对土壤Hg的吸附作用。但由于Na2S2O3浓度差异导致在不同浓度下，植物吸附重金属能力差异。

当Na2S2O3浓度范围在0～0.5g/kg时，在该阶段植物的吸附作用与Na2S2O3浓度呈正相关，同时直线斜率较小，增加缓慢，说明Na2S2O3在该浓度条件下对金盏菊的吸附作用影响很小。随着Na2S2O3浓度增加，在0.5～1.0g/kg范围下时，在该阶段Na2S2O3的添加量对金盏菊的吸附作用十分明显，使得吸附量迅速增加。然而，当Na2S2O3继续增大，在1.0～2.0g/kg范围时，植物体内Hg含量出现了缓慢的回落。由此可以推断：金盏菊对土壤Hg的吸附峰值出现在1.0～2.0g/kg范围。因此，可以就此做进一步的研究。

对土壤中各形态Hg含量分析，变化趋势如图2。

图2土壤各形态Hg含量变化趋势图

由图2可以看出，随着Na2S2O3浓度的变化土壤中各形态Hg含量也发生了明显的变化，而且在总量变化的前提下，各形态的含量变化趋势也各不相同。

在初期Na2S2O3浓度较小，0~0.5g/kg范围，水溶态和碱溶态有明显的变化，其中水溶态含量增加，碱溶态含量减少，其余各形态含量没有明显变化。当Na2S2O3浓度在0.5～1.0g/kg时，水溶态含量继续增加，酸溶态含量出现上升趋势，其余各形态含量均略微减少。当Na2S2O3浓度继续增大，在1.0～2.0g/kg范围时，水溶态含量继续明显增加，碱溶态也开始增加，其余各态含量均呈减少趋势。而在所有形态含量中，酸容态含量始终较其他形态含量高，这可能与加入的外源污染物HgCl2有关。

结合图1图2，在图1土壤Hg总量变化趋势下，图2中各形态含变化过程中，水溶态含量始终呈增加趋势，可以推测，在添加Na2S2O3后，其他形态Hg向水溶态转化，且在浓度较小时碱溶态向水溶态转化较明显，而随着Na2S2O3浓度增大碱溶态转化的速率降低。

3．结论与建议

3.1结论

1)调控剂Na2S2O3对金盏菊吸附土壤中Hg有非常明显的作用，且对于不同重金属Na2S2O3的作用效果也不同；

2)植物对重金属的吸附量与调控剂浓度有着密切关系；

3)在金盏菊对Hg的吸附过程中，均存在调控剂的最佳施加浓度。Na2S2O3浓度约在1.0g/kg时，对Hg吸附量达到最大。

3.2 建议

本实验还存在许多不够完善的地方，主要包括：

1)土壤重金属治理是一向复杂的工程，而且污染往往不只是由一种重金属元素所引起的，而是由多种元素造成的复合污染；

2)提高植物修复的效率受植物类型，种植时间及土壤的pH值、有机质、氧化还原电位、温度等多种因素的影响；

3)本实验结论是在盆栽实验中得出的，与农田实际中的应用可能存在差别。

因此，为了更好的发挥调控剂在植物修复土壤重金属污染中的应用，还需要做进一步的研究。参考文献

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