模拟酸雨对土壤辣椒系统中Hg的化学行为的影响.doc

模拟酸雨对土壤-辣椒系统中Hg的化学行为的影响 陈华珍1，张力1, 2，钱建平1，关占良3 1. 桂林工学院资源与环境工程系；2. 广西环境工程与保护评价重点实验室，广西 桂林 541004；3. 河北农业大学，河北 保定 071001 以桂林市典型的河流沉积沙土（穿山）和砂岩风化土（尧山）为供试土壤，在盆栽条件下种植辣椒（Capsicum annuum L），设置不同土壤Hg水平，配制不同pH的模拟酸雨，研究土壤-蔬菜系统中Hg的化学行为。结果表明：不同浓度的土壤Hg处理对地上部分没有表现出明显的毒害作用，植株各部位Hg含量随土壤Hg含量的增加而升高，与对照相比，10 mg·kg-1 Hg处理的辣椒可食部位Hg含量是对照的2.4（0.031 mg·kg-1），是食品卫生质量标准（0.01 mg·kg-1）的3倍多。相同条件下穿山土壤处理的辣椒各部位Hg含量大于尧山土壤的处理。 模拟酸雨与Hg的复合污染环境效应大于这两种污染物的单因素效应。模拟酸雨主要影响水溶态Hg、交换态Hg、腐殖酸络合态Hg，表现为随处理pH值的降低其分配系数增高。在处理pH = 3.5时影响到碳酸盐铁锰氧化物态Hg，有机物结合态Hg随酸雨pH降低略有减少趋势，对残渣态Hg没有明显影响。 模拟酸雨；土壤；辣椒；Hg；化学行为中图分类号：X144 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（200）0-0631-05桂林是一座国际旅游名城，人们更多地关注桂林的环境状况。据钱建平等人（2000）[1]的研究结果表明，桂林城区及其近郊的土壤Hg含量比整个地区背景值略高，为0.204 μg·g-1。我国酸雨危害严重，酸雨面积已扩大到国土面积的40%左右，广西是我国酸雨区之一区域水系丰富，气候湿润，加剧酸雨的形成。根据1993年广西环保局对主要城市的降水检测桂林市降水pH值最低达3.57，最高年份的酸雨率达59.7%。长期酸雨沉降必然造成土壤环境质量恶化。大量的报道已证明，酸雨可以导致土壤酸化，盐基离子和重金属离子溶出增多等[2]。因活性重金属易进入食物链，所以酸雨影响下的土壤元素的化学行为及农产品产量和品质一直是人们关注的环境问题。而前人的研究大多是模拟酸雨或重金属单因素的影响，而酸雨长期作用对土壤中重金属元素形态转化和生物有效性影响的研究尚不系统。 表1 供试土壤的基本理化性质Table 1 Physiochemical properties of experimental soils 采样地点 w总氮(mg·kg-1) w总磷 (g·kg-1) w全钾 (mg·kg-1) w速效氮 (mg·kg-1) w速效磷 (mg·kg-1) w速效钾 (mg·kg-1) w有机质(g·kg-1) pH值 Hg /(mg·kg-1) 穿山 144.6 0.88 37.7 103.3 33.12 1.19 15.2 6.85 0.917 尧山 107.1 0.77 23.1 98.3 10.59 0.66 14.5 6.28 0.430 本文选择生长期较长的辣椒（Capsicum annuum L）为供试作物，配制不同pH值的模拟酸雨喷洒，在盆栽条件下，通过测量植株高、果实数量描述、测定辣椒植株各部位及土壤Hg形态含量等方式，研究模拟酸雨对辣椒生长的影响及对土壤中Hg的形态转化和生物有效性的影响，为桂林地区农业可持续发展提供科学的依据。 本次实验的供试土壤为桂林市典型的两种土壤（穿山河流沉积沙土和尧山砂岩风化土壤），除去腐殖质层采集B层土壤，风干、磨碎过2 mm筛测其理化性质，过140目筛测其Hg含量，其测定结果见表1。 取SO42-与NO3-的浓度之比为51的H2SO4-HNO3混合液，用去离子水分别稀释成pH值为2.5、3.5、4.5、5.5的溶液作为模拟酸雨母液，分别向酸雨母液中加入ρNaNO32.07 mg.L-1、ρCaC122.22 mg.L-1、ρCaSO45.11 mg.L-1、ρ(NH4)2S04 6.16 mg.L-1、ρK2SO40.96 mg.L-1、ρMgSO47.03 mg.L-1，配置成模拟酸雨溶液，用去离子水(pH5.6 )作对照。 Table 3 Effect of different concentrations of Hg in soil on plant height and crop yield of capsicum 处理代号 供试土壤 外源Hg含量 mg·kg-1) 植株高/cm 果实数量 Ⅰ 穿山河流沉积沙土 CK 42 8 Ⅱ 1 47 10 Ⅲ 5 45 7 Ⅳ 10 40 5 Ⅰ 尧山砂岩风化土 CK 38 Ⅱ 1 40 3 Ⅲ 5 38