紅壤的垃圾滲瀝液污染和修復的生態(tài)效應及機理結題摘要

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，進入土壤后對土壤造成嚴重污染，還會隨降雨進一步地下水和地表水。對滲瀝液污染土壤的相關研究及相關技術需求越來越迫切。項目組研究了垃圾滲瀝液進入土壤后對土壤酶、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。在此基礎上研究了牛糞有機肥和天然沸石及其改性產品作為修復劑，單一修復和聯(lián)合修復的效果，并基于分子氫氧參與鈀催化氧化的滲瀝液深度處理技術展開了研究。研究發(fā)現(xiàn)：（1）垃圾滲瀝液進入土壤后對土壤生態(tài)指標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，并降低其二次污染風險。（3）天然沸石及其改性產品對污染土壤相關生態(tài)指標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)合修復對滲瀝液污染土壤具有優(yōu)良的修復效果。（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。研究結論有利于促進滲瀝液污染控制技術的發(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重的土壤污染。認識垃圾滲瀝液進入土壤后的不良生態(tài)效應及修復后的生態(tài)效應響應是固廢領域和環(huán)境科學屆共同關注的熱點問題。項目組重點解決二個科學問題：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劑的響應規(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)效應指示生物，尋求基于土壤本體特征及浸出液性質的多項理化參數(shù)與梨形四膜蟲急性毒性與慢性毒性的相關性，同時研究滲瀝液污染紅壤的生態(tài)修復技術以及生態(tài)效應響應規(guī)律及機理。通過本項目的研究，可望建立毒性預測模型并期望通過常規(guī)理化參數(shù)預測生物毒性和調整生態(tài)修復劑的添加配比及添加量。本研究結果對降低滲瀝液污染土壤和通過浸出液進入自然水體后對生態(tài)風險具有重要的科學意義和應用價值。

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、化學調控試驗，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（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、土壤主要理化性質變化等，采用化學和生物學分析技術對大豆葉片和根系細胞結構和成分進行分析，研究紅壤－大豆系統(tǒng)中Cd的污染預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)毒理學的理論內涵，在其他土壤－植物系統(tǒng)重金屬污染研究中推廣應用，及時預測和發(fā)現(xiàn)農作物受害狀況，改善我國南方紅壤地區(qū)植物生長環(huán)境，保障糧食生產安全性，實現(xiàn)農業(yè)可持續(xù)發(fā)展，都具有重要的科學意義和實用價值。 2100433B