文章摘要
费杨,阎秀兰,廖晓勇,李永华,林龙勇,单天宇.铁锰双金属材料对As和重金属复合污染土壤钝化修复及其生态效应的影响[J].农业环境科学学报,2017,36(1):57-65.
铁锰双金属材料对As和重金属复合污染土壤钝化修复及其生态效应的影响
Stabilization effects and ecological impacts on As and heavy metal co-contaminated soils stabilized by Fe-Mn binary oxides
投稿时间:2016-08-01  
DOI:10.11654/jaes.2016-0992
中文关键词: 铁锰双金属材料  钝化  重金属  种子发芽实验  微生物多样性
英文关键词: Fe-Mn binary oxides(FMBO)  stabilization  heavy metal  seed germination  microbial diversity
基金项目:国家自然科学基金项目(41571309);国家高技术研究发展计划(863)项目(2013AA06A206);中国公益性行业(农业)科研专项(201403015)
作者单位E-mail
费杨 中国科学院地理科学与资源研究所 环境损害与污染修复北京市重点实验室, 北京 100101
中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室, 北京 100101
中国科学院大学, 北京 100049 
 
阎秀兰 中国科学院地理科学与资源研究所 环境损害与污染修复北京市重点实验室, 北京 100101
中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室, 北京 100101 
yanxl@igsnrr.ac.cn 
廖晓勇 中国科学院地理科学与资源研究所 环境损害与污染修复北京市重点实验室, 北京 100101
中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室, 北京 100101 
 
李永华 中国科学院地理科学与资源研究所 环境损害与污染修复北京市重点实验室, 北京 100101
中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室, 北京 100101 
 
林龙勇 中国科学院地理科学与资源研究所 环境损害与污染修复北京市重点实验室, 北京 100101
中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室, 北京 100101
广东省环境科学研究院, 广州 510045 
 
单天宇 中国科学院地理科学与资源研究所 环境损害与污染修复北京市重点实验室, 北京 100101
中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室, 北京 100101
中国科学院大学, 北京 100049 
 
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中文摘要:
      通过室内模拟培养实验,研究了铁锰双金属材料(FMBO)对3种As和重金属复合污染土壤钝化修复及其生态效应的影响。结果表明,在0%~5%范围内,随着FMBO添加量的增加,污染土壤中As和重金属的有效态含量逐渐降低,相比于对照,在5%添加量条件下,As、Pb、Cd、Zn和Cu的有效态浓度分别下降了93.7%~100%、30.8%~57.8%、81.3%~95.0%、66.7%~95.3%、55.8%~100%。由种子发芽实验结果可知,当FMBO添加量≤2.5%时,FMBO能够对污染土壤中植物的生长发育起到减毒作用;在添加量为2.5%时,污染土壤浸出液培养的小麦种子生长情况最优,种子发芽率、根长和株高能分别达到86%~92%、7.25~9.09 cm和8.62~9.91 cm;而当FMBO添加量达到5%时,其对种子的萌发及生长产生抑制作用。由土壤微生物多样性分析结果可知,FMBO材料会使土壤微生物的香农-威纳多样性指数降低,群落组成发生变化。因此,在重金属污染土壤钝化修复前,需要从钝化效果和生态效应影响两方面进行考虑,确定修复材料的最佳添加量。
英文摘要:
      In this article, laboratory culture experiments were carried out to investigate the stabilization effects and ecological impacts on three As and heavy metal co-contaminated soils stabilized by Fe-Mn binary oxides(FMBO). In the extraction experiments, the results showed that FMBO could reduce the concentration of available As and heavy metals in the soils, which could decrease 93.7%~100%, 30.8%~57.8%,81.3%~95.0%,66.7%~95.3%,55.8%~100% of available As, Pb, Cd, Zn, Cu after adding FMBO under 5% mass percentage dosage. In the seed germination experiments, the results showed that under 0%~2.5% mass percentage dosage, FMBO could reduce the toxic effects of As and heavy metals on the growth and development of plants in the soils.Under 2.5% mass percentage dosage, the seed germination rate, root length, seedling length could reach 86%~92%, 7.25~9.09 cm, 8.62~9.91 cm respectively, which were the best of all treatments. But when the FMBO addition reached 5%, it could inhabit the germination and growth of the wheat seeds due to Mn2+ releasing. In addition, FMBO could reduce the soil microbial diversity slightly and change the microbial community composition of the three contaminated soils. In conclusion, stabilization effectiveness and ecological impacts should be considered simultaneously before field trials to determine the optimal addition of the remediation materials.
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