紅壤的垃圾滲瀝液污染和修復(fù)的生態(tài)效應(yīng)及機理

生活垃圾滲瀝液含有高濃度的有機物、氨氮等，也含有一定濃度的重金屬，進(jìn)入土壤后對土壤造成嚴(yán)重污染，還會隨降雨進(jìn)一步地下水和地表水。對滲瀝液污染土壤的相關(guān)研究及相關(guān)技術(shù)需求越來越迫切。項目組研究了垃圾滲瀝液進(jìn)入土壤后對土壤酶、pH、呼吸強度、浸出氨氮和浸出毒性（梨形四膜蟲致死率）等影響及污染機理。在此基礎(chǔ)上研究了牛糞有機肥和天然沸石及其改性產(chǎn)品作為修復(fù)劑，單一修復(fù)和聯(lián)合修復(fù)的效果，并基于分子氫氧參與鈀催化氧化的滲瀝液深度處理技術(shù)展開了研究。研究發(fā)現(xiàn)：（1）垃圾滲瀝液進(jìn)入土壤后對土壤生態(tài)指標(biāo)影響隨劑量增加而變化，浸出毒性（原生動物致死率）對污染劑量反應(yīng)最敏感。（2）牛糞有機肥可以有效改善滲瀝液污染土壤的生態(tài)指標(biāo)，并降低其二次污染風(fēng)險。（3）天然沸石及其改性產(chǎn)品對污染土壤相關(guān)生態(tài)指標(biāo)不同階段均存在不同程度的影響。（4）牛糞有機肥和沸石的聯(lián)合修復(fù)對滲瀝液污染土壤具有優(yōu)良的修復(fù)效果。（5）鈀催化氧化體系中，鈀催化劑、分子氫及分子氧是污染物去除的三個必不可少的要素，加入亞鐵離子可以顯著提高污染物的降解效率。研究結(jié)論有利于促進(jìn)滲瀝液污染控制技術(shù)的發(fā)展，為控制理論提供了理論支撐。

我國大量的非規(guī)范垃圾填埋場因滲瀝液滲漏造成了嚴(yán)重的土壤污染。認(rèn)識垃圾滲瀝液進(jìn)入土壤后的不良生態(tài)效應(yīng)及修復(fù)后的生態(tài)效應(yīng)響應(yīng)是固廢領(lǐng)域和環(huán)境科學(xué)屆共同關(guān)注的熱點問題。項目組重點解決二個科學(xué)問題：一是不同劑量滲瀝液污染土壤及其浸出液對原生動物的毒性變化規(guī)律及影響因子；二是土壤及其浸出液的生物毒性對土壤修復(fù)劑的響應(yīng)規(guī)律及機理。本研究選取我國分布廣泛的紅壤作為研究對象，將自然水體中廣泛存在的梨形四膜蟲作為生態(tài)效應(yīng)指示生物，尋求基于土壤本體特征及浸出液性質(zhì)的多項理化參數(shù)與梨形四膜蟲急性毒性與慢性毒性的相關(guān)性，同時研究滲瀝液污染紅壤的生態(tài)修復(fù)技術(shù)以及生態(tài)效應(yīng)響應(yīng)規(guī)律及機理。通過本項目的研究，可望建立毒性預(yù)測模型并期望通過常規(guī)理化參數(shù)預(yù)測生物毒性和調(diào)整生態(tài)修復(fù)劑的添加配比及添加量。本研究結(jié)果對降低滲瀝液污染土壤和通過浸出液進(jìn)入自然水體后對生態(tài)風(fēng)險具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。

本項目通過對湖南省紅壤地區(qū)鎘（Cd）污染區(qū)野外采樣分析、模擬盆栽試驗、化學(xué)調(diào)控試驗，觀察和分析大豆在不同生長期不同器官中Cd含量、主要生理指標(biāo)（葉綠素含量、SOD活性、POD活性、MDA含量等）變化、土壤Cd主要形態(tài)（水溶態(tài)、交換態(tài)、生物有效態(tài)含量及總量）變化、土壤主要理化性質(zhì)變化等，采用化學(xué)和生物學(xué)分析技術(shù)對大豆葉片和根系細(xì)胞結(jié)構(gòu)和成分進(jìn)行分析，研究紅壤－大豆系統(tǒng)中Cd的污染預(yù)警機制并用之判斷大豆受到Cd污染而出現(xiàn)三個受害階段、紅壤－大豆系統(tǒng)中Cd的毒性機理、紅壤－大豆系統(tǒng)中Cd的遷移數(shù)學(xué)模型。本項目的完成，對深入探討重金屬對植物的生態(tài)毒性，豐富生態(tài)毒理學(xué)的理論內(nèi)涵，在其他土壤－植物系統(tǒng)重金屬污染研究中推廣應(yīng)用，及時預(yù)測和發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物受害狀況，改善我國南方紅壤地區(qū)植物生長環(huán)境，保障糧食生產(chǎn)安全性，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，都具有重要的科學(xué)意義和實用價值。 2100433B