新疆荒漠区石化污水库周边土壤中金属分布特性与生物有效性研究

Wastewater reservoir of the petrochemical factory，is a special form of sewage disposal and storage which are widespread in Xinjiang.However it has become a severe pollution source to endangering the surrounding ecological environment. Nowadays，There are few relevant persons contribute to analysing and accessing this problem. Based on the situation, we choose "Study on the heavy metal forms in soil and its bioavailability on the surrounding soils of a petrochemical sewage in Xinjiang"as our research question, which will yield profound strong theoretical significance and application value. The Surrounding Soils of a Petrochemical Sewage in Xinjiang were selected. The studies consisted of continuous position sampling in the fields，soil and plant analyses in the laboratory and pot experiment. The sources，distribution and bioavailability of heavy metals (including main affecting factors and the mechanisms) were systematically studied based on total concentrations and speciation of heavy metals, and their correlations with soil basic physico-chemical properties, under compound pollution，and exogenous metals, respectively. This information could be used as reference in the research field of heavy metal contamination in the surrounding soils of a petrochemical sewage in Xinjiang.

污水库是石化基地普遍采用的一种特殊污水排放及存储形式，它也是危害周边生态环境的污染源。目前，大小污水库遍布新疆南北，已构成对周边环境的严重污染。但是，对该区域的相关污染问题缺乏深入研究、分析及安全评价。因此，将"新疆荒漠区石化污水库周边土壤中金属形态分布及生物有效性研究"作为选题，便具有较强的理论意义和应用价值。本课题选用新疆荒漠区某石化污水库周边土壤作为研究对象，采用室内分析测定和盆栽试验相结合的方法，依据新疆荒漠区污水库周边土壤重金属总量和化学形态分析结果，对实验区域土壤重金属的污染现状、土壤重金属的生物有效性及其生态环境污染风险进行系统研究，并从土壤理化性质、重金属复合污染等角度分析影响重金属生物有效性的主要因素及其机制。研究结果可为新疆荒漠区石化污水库周边土壤重金属的污染防治与治理提供科学依据。

在新疆污水库是石化企业的一种废水存储和排放形式。即使污水库中的废水经处理达标，但长期用于灌溉时，由于土壤的累积和植物的吸收作用,其中的有害金属会在植物中不同程度地富集。. 本课题主要研究内容：1.以乌鲁木齐石化污水库周边农田土壤为研究对象，考察金属（Cd、Ti、V、Ni、pb、Co）的污染规律和它们之间的相关性。2.建立适用于荒漠区污水库周边土壤中金属有效化学形态的提取及分析方法。3.考察金属的化学形态分布对植物生物有效性的影响和相关机理。4.尝试种植紫花苜蓿等耐旱牧草，同时采用化学强化等措施，对被污染的土壤进行改良和修复。5.以新疆哈密钾长石为原料，通过对其高温焙烧改性和表面负载以用于对土壤中重金属的钝化，考察不同处理方法对土壤中重金属的钝化效果。. 取得结果有：用静态吸附方法分别研究了供试土壤对目标金属（ Cd、Ti、V、Ni、pb、Co）的吸附特征。考察了pH、温度、吸附时间、初始离子浓度的影响，建立了吸附动力学、热力学模型。用Tessier和BCR两种连续提取法分析金属在土壤中的形态分布，比较不同浸提剂（EDTA、柠檬酸DTPA-TEA、Ca( NO3)2和 NH4OAc）对不同金属有效态的浸提效果。运用相关和回归等分析方法，研究了荒漠区土壤环境条件对金属生物有效性的影响规律。研究了目标金属在荒漠区土壤及在紫花苜蓿和油葵中的迁移转化规律、富集量及金属间存在的协同或者拮抗作用。结果表明，紫花苜蓿有望成为Ni的超积累植物。考察了没食子酸、EDTA、柠檬酸对土壤中Cd的形态分布及Cd在紫花苜蓿中迁移规律的影响。考察 EDTA 和柠檬酸对供试土壤中 Ni 各个形态分布、紫花苜蓿生理指标和土壤酶活性变化的影响。土壤中施加 EDTA 对V在紫花苜蓿中富集的影响及对土壤中Ti形态分布及油葵生长的影响。研究数据表明经负载改性后的钾长石对土壤中的金属活性起到明显的抑制。其中，负载碳羟基磷灰石的钾长石对Ni的吸附量达到42.25mg/g。该课题为研究西部荒漠区土壤中金属的富集和迁移转化规律以及对被金属污染的土壤进行修复打下基础。