文摘

有机质的影响在英航的可用性向日葵l萝卜l和萝藦l .生长在一个Neossolo Litolico Chernossolico fragmentario (pH值7.5),污染的废弃残渣被评估。四率(0,20、40和80毫克公顷−1有机碳基础)的泥炭或甘蔗过滤器,和三个复制测试。植物生长到开花的阶段。没有影响土壤有机质除了对干物质产量的油籽萝卜芽的观察,但有一个向日葵和蓖麻芽甘蔗滤饼时使用。平均英航从根部转移到油籽萝卜芽超过89%,71%蓖麻油植物,向日葵为59%。有机物质治疗没有有效减少由于土壤李明英航的可用性。

1。介绍

积累一些化学元素的环境很令人担忧,因为他们可以达到浓度,可能会导致对人类健康和环境的风险。他们集中在土壤取决于成岩和成土的过程中,而且在人为活动。土壤污染是一个严重的问题在世界各地的许多国家。在圣保罗,巴西,自2002年以来,当第一个调查是由当地的环保机构,1600多名受污染地区已确定(1]。

的广泛工业用钡(Ba)加起来英航的释放在环境中,因此,Ba浓度的空气、水和土壤可能高于天然浓度在许多地方2- - - - - -5]。最近,连续观察,污水污泥应用土壤Ba浓度增加和积累在玉米植株生长在圣保罗的状态(6]。一些研究表明可能英航植物的毒性,但这种研究短期和中执行营养液(7,8]。英航的碱土金属元素发生微量金属在火成岩、沉积岩。在本质上它主要发生低可溶性矿物质如重晶石(贝索4)和碳酸钡矿(BaCO3)。英航溶解,因此,英航的释放2 +离子在特定条件下可能发生。它已被证明发生在酸性条件下9),在缺乏氧气的情况下,甚至由于微生物作用[10- - - - - -13]。相比之下,英航沉淀硫酸作为碳酸和/或盐pH值中性或基本条件。因此,英航的流动可以忽略不计的pH值中性或基本条件,因此,降低浸出和有害健康影响的风险。

石灰和添加有机材料的应用被认为是最有效的选项来减少土壤中重金属的可用性(14- - - - - -16]。利用有机物化学退化地区也可以是有益的因为工厂等领域的发展经常受到影响,使土壤物理退化。

泥炭和腐殖质材料集中减少可榨出的锌、铜、铅、和B在土壤和芥末芽14]虽然李明Cd可用浓度降低,土壤中铅、铜、锌以及其内容在velvetbean芽16]。重金属的生物利用度大豆和black-oat文化接近于零,当8毫克公顷−1污水污泥、烟道灰和水石灰在免耕系统(应用于土壤表面15]。然而,石灰和有机质的英航受污染的土壤和可用性土壤和植物吸收没有收到很大的关注和一些报道主题的相关信息。英航的有机物络合离子会导致不溶性物种,减少英航的可用性,使植被的生长在高度污染的地区(3]。因此,对植物生长在土壤含有Ba Ba影响还需要进一步调查。

当前工作的目的是评估应用程序的影响泥炭和甘蔗滤饼在Ba浓度土壤及其潜在的可用性向日葵(向日葵l .)、油料萝卜(萝卜l .)和蓖麻油植物(萝藦l .)生长在土壤pH值(7.5)污染的废金属残留物。

2。材料和方法

2005年,汽车废“余渣”应用于农业面积约为3公顷的土地位于电力(22°42”30年代,47°38”01 W),圣保罗,巴西。残留的金属含量,获得3051 sw - 846方法(18在毫克公斤)−17.4:170 B, Cd, 2497铜、775 Pb, 178 Cr, 153 Ni,英航的锌、和920年的8157。渣添加了基于推测它可能提供锌和铜甘蔗作物、土壤和残留物被纳入30厘米的深度。当地环境局(CETESB)后证实该地区重金属污染(铜和锌)和硼。酸橙(10毫克公顷−1)被添加到土壤,以减少重金属迁移和潜在的浸出。这个地区的土壤划分为岩屑Udorthent [19]。

土壤样本取自0-20厘米深度层,在室温下干燥,渗到2.0毫米。测量土壤肥力属性如下: ; g dm−3; mg dm−3; 更易cdm−3; 更易cdm−3; 更易cdm−3; 更易cdm−3; 更易cdm−3; 根据(20.]。测定磷、钾、钙混合(阳离子和阴离子)离子交换树脂法(安伯来特共和军120年和400年安伯来特IRA)是用来模拟土壤元素的可用性。它使用比率为2.5每2.5厘米的土壤3树脂,在接触了16小时。的元素被树脂吸附冲走的50毫升0.8摩尔L−1NH4L Cl + 0.2摩尔−1盐酸,产生一个确定提取的元素。土壤中的一些元素总量的内容由sw - 846 3051方法测定(20.如下,在毫克公斤−1英航:241,62 B, 4.3的Cd, 335铜、332 Pb, 88.2 Cr、锌镍、和2998年的53.6。这个过程包括添加10毫升HNO3以聚四氟乙烯500毫克土壤限制船舶在实验室微波系统(CEM,火星5模型,Xpress船只)。通过提高执行提取温度为170°C 5分钟,让它在这个温度在10分钟。

实验进行了温室的坎皮纳斯(巴西圣保罗州)塑料罐(5 dm−3)。以下植物物种:向日葵(向日葵l .)、油料萝卜(萝卜l .)和蓖麻油植物(萝藦l .)被选为实验由于以前作品展示他们宽容,高浓度的重金属和硼在土壤21- - - - - -24]。

实验设计是在随机完整块四率(0,20、40和80毫克公顷−1有机碳基础)两种有机物来源(泥炭和甘蔗滤饼),有三个复制。应用于治疗(g−1):0.0,37.9,75.8,和151.6克每锅甘蔗滤饼,分别为0.0,61.3,122.6,和245.2克每锅泥炭。泥炭的化学成分和甘蔗滤饼(表1)通过测定元素的0.5毫克样品extractred提法与氮酸(3:1的比例)17]。

表1
有机的化学成分材料*。

土壤/有机材料在室温下均质很仔细,孵化与土壤水分保持在20天内持水量60%(通车)。锅收到200毫克公斤−1P的三重过磷酸钙(41% P2O5)和样本均质和孵化一个额外的种子播种后15天内。

三个向日葵和蓖麻油植物和十油籽每锅萝卜种植。去离子水是由重锅日报和添加所需的水保持60%通车。氮(N 30毫克公斤−1土壤)应用硝酸铵(32% N)对新兴幼苗15天后。

向日葵和油料播种后萝卜收获65天,而蓖麻油植物筛选后收获74天。芽从根在收获中分离了出来。花儿也当油料分离萝卜和向日葵是收获。根已筛,清洗和浸泡90分钟0.02的溶液中更易与L−1EDTA二钠盐。浸泡后,油籽萝卜根再次清洗用蒸馏水。植物样本清洗,干燥,称重,然后使用HNO消化3/小时2O2杰姆火星5微波炉和分析宏观和微量元素、钡、铅、镉、铬和镍。

土壤样本收集孵化后风干2毫米筛网,筛分然后为总特征和可用的金属含量。可以使用Mehlich-3方法(CH Ba含量进行了分析3羧基0.2摩尔L−1+ NH4没有30.25摩尔L−1+ NH4L F 0.015摩尔−1+ HNO30.015摩尔L−1L + EDTA 0.001摩尔−1在pH值2.5)五厘米的风潮3的土壤和20毫升Mehlich-3解决方案5分钟(25]。一些营养的可用性(磷、钾、钙、和Mg)评估了离子交换法(20.]。

英国航空运输从土壤芽是评估使用转移因子(TF)如下:TF = PC(毫克公斤−1)/ SC(毫克公斤−1),CP Ba浓度在整个植物(根和拍摄)和CT是土壤中的浓度Ba (26]。每个物种的能力可能促使英航“根与芽”的计算使用以下易位指数(TI): TI (%) = QPA(毫克锅−1)/ QAP(毫克−1)×100,QPA元素积累的芽,和QAP元素积累在整个植物(芽和根)(26]。

元素的去除装置效率(去除的因素, 使用以下公式计算: (%)= QPA(毫克−1)/ QR(毫克−1)×100,QR是英航的数量从土壤中删除(毫克锅−1)[27]。当考虑减少75%的Ba浓度土壤作为目标,( 年)所需英航删除计算如下: ,在那里 英航的比例是减少土壤中, 是去除因子,数控是作物周期的数量/年(视为1周期/年)。

提交的数据方差分析(方差分析)和平均值比较根据图基的测试( )。重大时,获得的结果与不同浓度的有机材料也检查使用回归分析(线性和二次模型测试)。

3所示。结果与讨论

英航的浓度土壤中发现描述(241毫克公斤−1)接近干预水平(300毫克公斤−1)建立环保机构的圣保罗州28]。虽然浓度的锌、铜、硼和在这一领域也令人担忧,植物的使用,可以帮助解决土壤研究以前的工作和工作中存在不显著如下还讨论了(24,29日]。

Mehlich-3可用英航与40毫克公顷增加土壤中修改−1泥炭和80毫克公顷−1甘蔗滤饼,平均32.9毫克dm−3在土壤修正甘蔗滤饼和36.2毫克dm−3在土壤与泥炭(表修改2),这与12.3%和14.4%康复,分别。在这项研究中发现的复苏是低于其他人在报道的范围从50%到78% (30.]。可推断出的Ba和土壤有机碳之间的相关性为0.96 (甘蔗滤饼)和0.95 (泥炭)。然而,之间没有显著相关性被发现土壤中可推断出的Ba和Ba积累所有的植物组织。

表2
英航与Mehlich-3从土壤中提取方法*。

在大多数植物中,英航的浓度范围从4到50毫克公斤−1(31日200年,浓度和500毫克公斤−1分别被认为是轻微的毒性或有毒(32]。平均Ba浓度增加后的芽甘蔗滤饼或泥炭如下:44.47或50.97毫克公斤−1分别在向日葵;29.68或30.03毫克公斤−1分别在蓖麻油植物;和77.23或74.46毫克公斤−1分别在油料萝卜(表3)。类似的结果也出现在相同的植物物种生长在暗红色Hapludox使用贝索4添加0、150和300毫克公斤−1。本研究中发现的植物组织Ba浓度高于先前报告(21.3毫克公斤−1向日葵,19.4毫克公斤−1芥菜植物,和10.6毫克公斤−1蓖麻油植物(30.])。

表3
钡在植物的部分测试物种根据有机物的速率治疗*。

然而,Ba浓度在这项研究中没有比报道的诹访元et al ., 20088)观察到高Ba浓度影响大豆和导致减少开发、气孔关闭,减少了光合作用的活动。相比之下,英航玉米植株生长在土壤中积累与Ba浓度要低得多(土壤pH值在5.1至5.7的范围)也被报道,没有观察到植物性毒素的症状或营养不平衡相关性(6]。

在这项研究中没有影响或药害的症状被发现的植物。此外,没有观察到土壤中营养不平衡样本。在高钙浓度,如研究的区域,英航可以沉淀9]。没有植物性毒素的研究中可能贝尔解释可用的高水平的Ca (294 dm−3)。

射干物质产量变化取决于治疗和植物物种(表4)。在检测的物种中,油料萝卜是最不受治疗,和泥炭油料添加促进干物质产量更高的萝卜的根。向日葵和蓖麻油植物显示出类似的结果关于拍摄和根干物质生产,都是高甘蔗滤饼时使用。甘蔗滤饼有低C / N比(表1),这或许可以解释这一趋势比泥炭更有用的营养来源,为甘蔗比泥炭更容易分解。图1显示增加的有机材料积极影响射击在蓖麻油植物干物质产量。然而,尽管统计回归模型的意义,从农艺或生态的观点差异不明显定量之间的干物质生产治疗足以推荐一个修正案自干物质产量的增加,总的来说,离散。

表4
干物质产量为不同物种的植物部分测试根据有机物的速率治疗*。

图1
有机材料浓度的增加对射击的影响干物质产量在蓖麻油植物芽(d.w。)。重要, 。

添加有机物质对土壤影响不同Ba浓度三个植物物种(表中3)。油料萝卜没有表现出显著的影响,但英航的增加在蓖麻油观察植物根系的甘蔗滤饼后,从39.8毫克/公斤(不添加)到50.2毫克/公斤(80毫克公顷−1),增长了26%。在蓖麻子芽,英航从533.7毫克/公斤在控制上升到618毫克/公斤和80毫克公顷土壤修正−1泥炭分别代表增长16%。在向日葵,英航集中在鲜花和草+花组织高甘蔗滤饼时使用。此外,有机材料的增加率(甘蔗滤饼和泥炭)导致线性减少Ba浓度向日葵花的植物(图215%),与糖蛋糕滤饼和16%泥炭。


图2
有机材料浓度的增加对Ba浓度的影响在向日葵的花(d.w。)。重要, 。

泥炭利用负相关时观察英航和P的蓖麻油植物( )和向日葵组织( )(表5)。这一趋势观察K油籽萝卜( 蓖麻油植物)和Ca ( 和向日葵 )与甘蔗滤饼(表的使用5)。Ca的营养失衡,K和S的英航报道了几个作者。这些报告表明,不平衡有关植物物种(7,8,31日]。

表5
相关性英航和磷、钾和钙浓度在拍摄。

转移指数(计算英航拍摄浓度土壤中除以总Ba)减少如下:油料萝卜(0.70)>向日葵(0.47)>蓖麻油植物(0.29)。平均英航从根部转移到油籽萝卜芽,蓖麻油的植物,和向日葵是89%,71%,和59%,分别。这些值表明,英航高度移动的木质部油籽萝卜和蓖麻油植物。从总英航传输值,至少50%的英航拍摄浓度被发现在向日葵的花,和35%的英航拍摄浓度被发现的豆荚油籽萝卜(表3)。Ba浓度在鲜花的甘蔗滤饼和泥炭如下:20.2和16.0毫克公斤−1分别对油籽萝卜;15.3和21.0毫克公斤−1分别为向日葵。英航高机动性也被观察到在棉花和白色甜菜开发和开花,而大量的英航积累已经发表在玉米的叶子(105.7毫克公斤−1)相比,玉米(1.05毫克公斤的谷物−1)[6,33]。

获得转移因素(低于1)建议测试物种在积累不足或从土壤中提取Ba(表6)。同样,低转移因素也有蓖麻油植物,向日葵,芥菜植物(30.]。事实上,这些作者(30.)报道,所有的植物生长在土壤含有Ba从132.3到1130毫克公斤−1能够积累可衡量的Ba浓度,因此,强调低转移这个元素从土壤植物(34]。

表6
转移因子(TF)和易位指数(TI)测试英航的物种。

英航的减少趋势转移到油籽萝卜和向日葵被发现时,甘蔗滤饼浓度增加(表6)。除了改善土壤的物理和化学条件下,有机配体的减排承诺重金属污染土壤。泥炭和含有腐殖质物质从煤炭喜欢芥末开发集中在一个受污染的土壤由于减缓锌、铜、锰、铅、和B的有机配体(14]。

4所示。结论

条件下研究了土壤pH值升高达到由于李明克服了有机质添加效果,确定了可用性和钡的吸收该地区植物物种生长在废金属残留物污染了。这是缺乏对植物植物性毒素的影响,建议的温和的芽英航积累与英航在植物的一般内容相比,有机物的小效果治疗植物干物质产量,最后由Mehlich-3英航提取的水平。

承认

作者要感谢Fundacao de Apoio尽管做Estado de圣保罗(FAPESP)必须占州政府的财政支持2006/60987-0研究基金会资助。