脱硫石膏对酸化森林土壤的修复研究

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森林土壤的酸化是我国现阶段及今后较长时间内面临的重大环境问题,而脱硫石膏的利用也是当前面临的一个难题。开展脱硫石膏修复酸化森林土壤的研究,对上述两大问题解决具有重要意义。本研究以燃煤电厂脱硫石膏为修复剂,选取重庆铁山坪地区典型的酸化森林土壤为修复对象,进行了为期两年的修复效果研究。通过对施加脱硫石膏的森林样地内的土壤溶液pH、主要阴阳离子含量和DOC浓度进行动态观测,以评价脱硫石膏对酸化森林土壤的修复作用。结果表明,脱硫石膏的施加明显提高了土壤溶液的Ca2+浓度和pH值,增加了土壤的盐基饱和度,从而对土壤起到了改良作用。处理样地土壤溶液硝态氮(NO3-)含量的下降减少了因硝化作用产生的H+,缓解了因NO3-流失造成的盐基阳离子淋失。处理样地土壤溶液的DOC含量有所下降,说明脱硫石膏对森林土壤碳库的影响较小。同时,分析脱硫石膏中的汞含量及其形态,对脱硫石膏处理后森林样地穿透水、枯落物、土壤溶液和林下空气的Hg含量进行动态观测,以及调查Hg在不同土壤层和植物中的富集情况,以评价脱硫石膏对森林生态系统中Hg分布和迁移的影响。结果表明,脱硫石膏的施加明显降低了林间空气、枯落物和地表植物的Hg含量,且处理样地土壤溶液的Hg浓度同样有所下降。这意味着脱硫石膏不仅抑制了土壤Hg的排放,而且降低了土壤中Hg的移动性。脱硫石膏中的Hg几乎完全被保留在了土壤的Oe&Oa层,表明该森林土壤的有机质层有足够的保持Hg的能力。此外,本研究还分析了脱硫石膏中的其它重金属含量,对土壤溶液的重金属浓度进行动态观测,并在脱硫石膏施加两年后,调查重金属在不同土壤层的富集情况,以评价脱硫石膏施加的重金属污染风险。结果表明,脱硫石膏的施加并未显著提高土壤溶液的重金属浓度,反而有所下降,因此,短期内脱硫石膏不会对土壤溶液造成重金属污染。但是,Cr、Cu和Zn在处理样地的土壤上层出现了轻微富集,潜在的风险是存在的,需进一步开展研究。综上所述,脱硫石膏对酸化土壤具有明显的修复效果,同时重金属污染的风险较小,特别是还能够显著降低土壤的Hg排放,因此具有一定的应用前景。
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