南京土壤所在材料和植物联合修复重金属污染土壤方面取得进展

我国土壤污染治理技术研究日益受到重视并显得迫切需要。为探索重金属重度污染土壤治理技术，评价不同修复材料和植物联合治理重金属污染土壤的效果，中国科学院南京土壤研究所周静研究员课题组依托国家重点基础研究发展计划课题“微/纳米材料对重金属重度污染土壤修复的原理及其示范(2013CB934302)”、国家支撑计划课题“重金属超标农田原位钝化/固定与农艺调控技术研究（2015BAD05B01）”、中科院“STS”重大专项“江西贵溪镉铜污染土壤修复技术示范（KFJ-EW-STS-016）”以及国家土壤污染修复治理示范工程 “江铜贵冶周边区域九牛岗土壤修复示范项目”等资助，通过在南方某典型重金属污染区建立的长期修复工程试验，研究了不同材料和植物联合修复下土壤及其团聚体中重金属铜、镉的形态变化及其修复后土壤微生物群落结构的响应机制，以期为不同技术方法修复重金属污染土壤效果提供评价依据。

在不同修复材料同种修复植物试验中，向土壤中施加含微米羟基磷灰石的修复材料、碱渣、石灰等不同修复材料，种植海州香薷作为修复植物，土壤和土壤团聚体中镉和铜的生物可利用态含量均显著降低，且这3种修复材料均能显著增加土壤干、湿团聚体的稳定性；在土壤团聚体重金属镉、铜总量分布中，粒径<0.053 mm的团聚体铜和镉浓度最高，在0.053- 0.25 mm和0.25- 2 mm的土壤团聚体中铜和镉的质量负载量最高。材料修复土壤中的铜、镉形态变化是因为重金属镉、铜离子由可交换态转化为稳定态。试验中还发现土壤团聚体中的重金属的含量不仅与团聚体的粒径相关，而且与土壤团聚体中的有机碳显著相关。

在同种修复材料不同修复植物试验中，施加含微米羟基磷灰石修复材料，种植伴矿景天、海州香薷、巨菌草、金黄狗尾草等修复植物，长期试验发现，微米羟基磷灰石与植物联合修复可显著增加土壤有机质含量，降低土壤中总铜和镉含量。同时，不同修复措施对土壤微生物群落组成影响差异明显。单独施加微米羟基磷灰石与土壤真菌群落呈显著正相关，使土壤真菌生物量提高，从而引起真菌/细菌(F/B)的升高。而植物与微米羟基磷灰石的联合修复则可有效缓解土壤真菌化的趋势，其中巨菌草与微米羟基磷灰石的联合修复可有效提高土壤革兰氏阳性、革兰氏阴性细菌生物量及多样性，降低F/B值，从而有效降低土壤真菌病害的风险。

该研究成果分别发表在RSC Advances等期刊上。

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