不同有机改良剂对矿区土壤溶解性有机质及其铅赋存形态的影响机制

　　来源：《农业资源与环境学报》2023 年 02 期

　　作者：李思敏1，吴月颖1，吴治澎1*，王全超1，李财生1，侯正伟1，符传良2

　　单位：1. 海南大学热带作物学院；2. 海南省农业科学院农业环境与土壤研究所/农业农村部海南耕地保育科学观测实验站/海南省耕地保育重点实验室

　　摘 要

　　为探讨不同来源有机改良剂对污染土壤溶解性有机质（DOM）分子特征及重金属环境行为的影响机制，本研究选择3 种不同来源的有机改良剂，以海南省昌化矿区铅（Pb）污染土壤为研究对象，以不施有机改良剂的土壤为空白对照处理，对3 种不同有机改良剂处理（添加5%羊粪、海藻有机肥、小麦秸秆生物炭）的土壤进行培养实验。

　　结果表明：施用有机改良剂能显著提高土壤溶解性有机碳（DOC）含量，在培养后期DOC 含量逐渐降低；除了生物炭，其他3 种处理高分子量芳香碳类物质（C2）占比随培养时间增加而降低，较低分子量的氧化醌类物质（C3）占比提高。红外光谱特征表明施用有机改良剂后土壤中DOM 的官能团主要是氨基酸N—H 键和羟基—OH；随着培养时间的增加，4 种处理均能提高土壤中水溶态Pb 含量，其中海藻处理的水溶态Pb 含量最高，达到1.91 mg·kg-1，可还原态/铁锰氧化物结合态是Pb 的主要存在形态（48%~54%）。不同培养时间的冗余分析表明土壤DOC 含量以及相关官能团与土壤Pb 含量和形态存在相关性，土壤溶液中的Pb 主要受控于土壤溶液中的DOM，海藻和羊粪处理能够增加土壤中水溶态Pb 和EDTA-Pb 的含量。

　　研究表明，施用有机改良剂改变了土壤中DOM 的性质，进而影响土壤中水溶态Pb 和有效态Pb 含量。

　　结 论：（1）施用有机改良剂能显著提高土壤DOC 含量，但培养后期DOC 含量逐渐降低；羊粪和海藻处理高分子量芳香碳类物质（C2）占比随培养时间增加而降低，较低分子量的氧化醌类物质（C3）占比增加；红外光谱特征表明土壤中DOM 的官能团主要是氨基酸N—H 键和羟基—OH。

　　（2）羊粪、海藻和生物炭3 种有机改良剂均能提高土壤中水溶态Pb 含量，但是对土壤中有效态Pb 和Pb 化学形态的影响不显著，可还原态/铁锰氧化物结合态是Pb 的主要存在形态。

　　（3）土壤DOC 含量以及相关官能团与土壤Pb 形态具有相关性，土壤溶液中的Pb 主要受控于土壤中的DOM，海藻和羊粪处理能够增加土壤中水溶态Pb 和EDTA-Pb 的含量，从而带来一定的环境风险。

　　（4）不同来源的有机改良剂对矿区土壤DOM 含量、官能团以及Pb 含量和形态具有不同的影响，施用有机改良剂能够改变土壤中DOM 的性质，进而影响土壤中水溶态Pb 和EDTA-Pb 含量，这为有机改良剂修复重金属污染土壤提供了理论依据。

　　编辑：郑庆祥

　　校对 | 审核：潘淑君 王农

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