不同鈍化劑對(duì)土壤有效態(tài)重金屬含量及其在小白菜中累積的影響

苗秀榮，來(lái)雪慧,2，李夢(mèng)茜，李 玉，李 娜,馮如意

(1.太原工業(yè)學(xué)院 環(huán)境與安全工程系，山西 太原 030008； 2.太原師范學(xué)院 地理科學(xué)學(xué)院，山西 晉中 030619； 3.東北大學(xué) 資源與土木工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110000)

近些年來(lái)，由于工業(yè)的快速發(fā)展、農(nóng)業(yè)污水灌溉和化肥的過(guò)量施用[1-3]，農(nóng)田土壤的重金屬污染已經(jīng)成為威脅土壤環(huán)境質(zhì)量的主要問(wèn)題之一[4]。農(nóng)田土壤中重金屬含量超標(biāo)不僅會(huì)造成重金屬在農(nóng)作物中積累，而且通過(guò)食物鏈對(duì)人體健康產(chǎn)生威脅[5]。鎘(Cd)和鉛(Pb)是土壤環(huán)境中毒性較大的重金屬，根據(jù)《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示，我國(guó)耕地土壤最主要的污染物為重金屬[6]，其中，Cd污染尤為嚴(yán)重，全國(guó)污染點(diǎn)位超標(biāo)率為7.0%，Pb污染點(diǎn)位超標(biāo)率為1.5%。因此，重金屬污染農(nóng)田土壤修復(fù)問(wèn)題亟待解決。

農(nóng)田土壤的重金屬污染修復(fù)技術(shù)包括物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)等。其中，鈍化重金屬的化學(xué)修復(fù)由于成本低廉、效果顯著和時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，成為研究熱點(diǎn)之一[7-8]。目前，土壤修復(fù)的鈍化材料主要有磷酸鹽、黏土礦物和生物質(zhì)炭等，其通過(guò)降低重金屬的植物有效性而抑制重金屬在植物體內(nèi)的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)[9-11]。磷酸鹽通過(guò)將重金屬的非殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)化為殘?jiān)鼞B(tài)達(dá)到降低重金屬的淋溶毒性[12]；天然黏土礦物的比表面積較大，對(duì)重金屬的吸附能力強(qiáng)[13]；土壤中重金屬的交換態(tài)含量隨著生物質(zhì)炭含量的增加而降低[14]。我國(guó)部分地區(qū)土壤重金屬含量背景值高，有些地區(qū)重金屬含量已經(jīng)超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，東北地區(qū)作為我國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面積大，土壤重金屬污染對(duì)農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)有較大影響。目前，針對(duì)重金屬污染土壤穩(wěn)定化的修復(fù)技術(shù)研究主要是針對(duì)1～2種成分的鈍化劑，缺乏不同鈍化材料的修復(fù)效果比較。鑒于此，選取膨潤(rùn)土、碳酸鈣和生物質(zhì)炭3種典型的鈍化劑，探究不同鈍化劑及不同添加量對(duì)土壤有效態(tài)Cd、Pb含量的影響及其在小白菜中的累積，篩選鈍化效果良好的修復(fù)劑，為Cd、Pb污染農(nóng)田土壤修復(fù)提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)土壤采自沈陽(yáng)市某重金屬污染農(nóng)田表層土壤(0～20 cm)，采集后的土壤樣品經(jīng)過(guò)自然風(fēng)干，去除雜物，磨碎過(guò)2 mm篩后保存用于盆栽。表1為試驗(yàn)土壤的基本理化性質(zhì)情況，土壤Cd、Pb平均含量分別為0.826、218.5 mg/kg，均超過(guò)國(guó)家農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值。

表1 試驗(yàn)土壤的基本理化性質(zhì)

試驗(yàn)用膨潤(rùn)土和碳酸鈣購(gòu)于山西北方興安化學(xué)工業(yè)有限公司，生物質(zhì)炭采用小麥秸稈制備，進(jìn)行氯化鋅活化微波誘導(dǎo)熱解。在105 ℃下烘干至恒質(zhì)量，將干燥后的小麥秸稈切成5 cm左右小段，通過(guò)粉碎機(jī)粉碎后，過(guò)篩至150 μm以下。將粉碎后的小麥秸稈與氯化鋅混合，形成混合物，放入微波爐熱解一定時(shí)間，冷卻后用2.0 mol/L的鹽酸溶液浸泡12 h，真空抽濾，除去酸液，去離子水清洗至pH值為8.0，繼續(xù)烘干，研磨過(guò)篩至75 μm以下，得到小麥秸稈粉，備用。其他鈍化劑粉碎過(guò)篩至75 μm以下，呈現(xiàn)粉狀，其理化性質(zhì)如表2所示。試驗(yàn)用小白菜購(gòu)于山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物品種資源研究所，培育至葉片數(shù)5～6片、株高15 cm左右時(shí)用于盆栽試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以不添加鈍化劑土壤為對(duì)照，將膨潤(rùn)土、碳酸鈣和生物質(zhì)炭分別以不同的添加量(0.5%、1.0%、2.0%和5.0%)摻入到土壤中，每個(gè)處理重復(fù)3次。

表2 試驗(yàn)鈍化劑的理化性質(zhì)

鈍化劑與土壤混勻后裝入圓柱形塑料花盆中，盆高20 cm，內(nèi)徑為17 cm，3 kg/盆，穩(wěn)定10 d。之后將小白菜幼苗按3株/盆移栽到花盆中，置于溫室隨機(jī)擺放。定期在花盆中加入一定量的去離子水，使盆內(nèi)土壤濕度保持在田間最大持水量的60%，并通過(guò)保鮮膜封住花盆口，均勻留出5～6個(gè)小孔，保持花盆水分一致。定期觀察植株生長(zhǎng)情況，并將花盆重新擺放，使植株生長(zhǎng)條件盡量保持一致，根據(jù)缺水情況補(bǔ)充去離子水。

1.3 樣品分析方法

在小白菜幼苗盆栽試驗(yàn)開始15、30、45 d后，分別采集2～10 cm土壤樣品及植物地上部分和根部樣品。土壤樣品自然風(fēng)干，粉碎過(guò)2 mm尼龍篩，研磨至150 μm以下，待測(cè)備用。植物樣品清洗烘干，粉碎至150 μm以下，混勻待測(cè)備用。

土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀氧化法測(cè)定(HJ 615—2011)；土壤有效態(tài)Cd、Pb含量采用鹽酸—硝酸—?dú)浞帷呗人崛獾姆椒?，通過(guò)石墨爐原子吸收分光光度法進(jìn)行測(cè)定(GB/T 17141—1997)；采用BCR連續(xù)提取法[15]測(cè)定有效態(tài)重金屬含量，并通過(guò)國(guó)家有色金屬ICP-MS標(biāo)準(zhǔn)溶液(GNM-M26 193—2013)進(jìn)行分析質(zhì)量控制，同時(shí)對(duì)空白樣和平行樣進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果顯示Cd、Pb含量均滿足試驗(yàn)允許誤差值。

小白菜地上莖葉部分重金屬含量測(cè)定按照食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《食品中鎘的測(cè)定》(GB 5009.15—2014)和《食品中鉛的測(cè)定》(GB 5009.12—2010)進(jìn)行。Cd和Pb在生物體內(nèi)的累積采用生物富集系數(shù)(BAF)[16]進(jìn)行計(jì)算，公式如下：

BAF=Ci/Csoil

(1)

式中：Ci為小白菜莖葉部分的重金屬含量(mg/kg)；Csoil表示土壤中重金屬含量(mg/kg)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)所得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過(guò)Excel 2016和Origin 9.0制圖，利用SPSS 19.0軟件進(jìn)行顯著性分析，差異顯著性分析通過(guò)最小顯著差異LSD法進(jìn)行檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鈍化劑添加量對(duì)土壤有效態(tài)重金屬含量的影響

2.1.1 土壤有效態(tài)Cd含量 在小白菜幼苗盆栽試驗(yàn)開始30 d后，采集土壤樣品測(cè)定土壤有效態(tài)Cd、Pb含量。對(duì)照土壤有效態(tài)Cd含量均為0.253 mg/kg。由圖1可以看出，當(dāng)鈍化劑添加量相同時(shí)，不同鈍化劑處理后的土壤有效態(tài)Cd含量均表現(xiàn)為對(duì)照>生物質(zhì)炭>膨潤(rùn)土>碳酸鈣。施加碳酸鈣后，添加量為5.0%時(shí)，土壤有效態(tài)Cd含量為0.112 mg/kg，達(dá)到最低值，與對(duì)照相比降低55.7%；碳酸鈣添加量為2.0%時(shí)，有效態(tài)Cd含量為0.117 mg/kg。當(dāng)膨潤(rùn)土的添加量為5.0%時(shí)，土壤有效態(tài)Cd含量為0.128 mg/kg，較對(duì)照降低49.4%。當(dāng)添加量為2.0%和5.0%時(shí)，生物質(zhì)炭處理與對(duì)照的土壤有效態(tài)Cd含量具有顯著差異，碳酸鈣和生物質(zhì)炭的鈍化效果更為明顯。當(dāng)添加量為0.5%和1.0%時(shí)，生物質(zhì)炭處理與對(duì)照的土壤有效態(tài)Cd含量沒(méi)有明顯差異，但投加碳酸鈣和生物質(zhì)炭后，土壤有效態(tài)Cd含量顯著降低。因此，綜合考慮鈍化劑種類和添加量來(lái)看，碳酸鈣使土壤有效態(tài)Cd含量達(dá)到最低值，同時(shí)添加5.0%膨潤(rùn)土也能達(dá)到較低水平。

不同小寫字母表示不同鈍化劑在同一添加量下的土壤有效態(tài)重金屬含量間的差異顯著(P<0.05)，下同 Different lowercase letters indicate the significant differences of the soil avaliable heavy metal contents between different passivating agents at the same additive amount(P<0.05)，the same below

2.1.2 土壤有效態(tài)Pb含量 圖2為鈍化劑添加量對(duì)土壤有效態(tài)Pb含量的影響差異。由圖2可知，添加不同鈍化劑后，土壤有效態(tài)Pb含量均比對(duì)照降低。在0.5%、1.0%、2.0%和5.0%添加量時(shí)，土壤中有效態(tài)Pb含量的高低表現(xiàn)為對(duì)照>膨潤(rùn)土>生物質(zhì)炭>碳酸鈣，在不同添加量下，碳酸鈣對(duì)土壤有效態(tài)Pb的鈍化效果最好。當(dāng)碳酸鈣添加量分別為0.5%、1.0%、2.0%、5.0%時(shí)，土壤有效態(tài)Pb含量分別為3.22、4.07、3.15、3.53 mg/kg。當(dāng)鈍化劑添加量為0.5%時(shí)，添加膨潤(rùn)土、碳酸鈣和生物質(zhì)炭的土壤有效態(tài)Pb含量均較對(duì)照顯著降低，分別降低41.7%、63.3%和43.2%。鈍化劑添加量為1.0%時(shí)，與對(duì)照相比，添加膨潤(rùn)土后的土壤有效態(tài)Pb含量無(wú)明顯變化，而添加碳酸鈣和生物質(zhì)炭后有效態(tài)Pb含量分別顯著降低53.6%和45.1%。添加量為2.0%和5.0%的鈍化效果相似，添加鈍化劑后土壤有效態(tài)Pb含量與對(duì)照相比均呈現(xiàn)出顯著降低的趨勢(shì)，但是鈍化劑之間的鈍化效果差異不明顯。添加量為2.0%時(shí)，添加膨潤(rùn)土、碳酸鈣和生物質(zhì)炭后的土壤有效態(tài)Pb含量分別降低44.4%、64.1%和45.3%；添加量為5.0%時(shí)，則分別降低37.9%、59.9%和58.8%，仍以碳酸鈣的鈍化效果最佳?？傮w來(lái)看，對(duì)于膨潤(rùn)土、碳酸鈣來(lái)說(shuō)，2.0%的添加量鈍化效果最好，土壤有效態(tài)Pb含量分別為4.88、3.15 mg/kg；生物質(zhì)炭鈍化效果最好的情況出現(xiàn)在添加量為5.0%，這時(shí)有效態(tài)Pb含量為3.62 mg/kg。不同鈍化劑降低土壤有效態(tài)Pb含量的順序?yàn)?.0%碳酸鈣>0.5%碳酸鈣>5.0%碳酸鈣>5.0%生物質(zhì)炭>1.0%碳酸鈣，表明碳酸鈣添加量為2.0%對(duì)土壤有效態(tài)Pb的鈍化效果最好。

圖2 不同鈍化劑對(duì)土壤有效態(tài)Pb含量的影響Fig.2 Effects of different passivating agents on the available Pb contents in soil

2.2 鈍化劑類別對(duì)土壤有效態(tài)重金屬含量的影響

通過(guò)鈍化劑添加量對(duì)土壤有效態(tài)重金屬含量的影響，選擇鈍化劑添加量2.0%，考察小白菜生長(zhǎng)階段土壤有效態(tài)Cd、Pb含量的變化情況，如表3所示?？梢钥闯觯寥烙行B(tài)Cd、Pb含量隨著小白菜培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)均呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì)。培養(yǎng)期內(nèi)，土壤有效態(tài)Cd含量表現(xiàn)為對(duì)照>生物質(zhì)炭>膨潤(rùn)土>碳酸鈣。在培養(yǎng)15 d時(shí)，添加生物質(zhì)炭后的土壤有效態(tài)Cd含量與對(duì)照相比變化不顯著；但是添加膨潤(rùn)土和碳酸鈣后與對(duì)照相比均呈現(xiàn)顯著性降低，分別比對(duì)照降低49.38%和57.10%。培養(yǎng)45 d時(shí)，鈍化劑對(duì)土壤有效態(tài)Cd含量的鈍化規(guī)律與15 d時(shí)相似，且有效態(tài)Pb含量高于培養(yǎng)15、30 d時(shí)。 培養(yǎng)30 d時(shí)，所有處理的土壤有效態(tài)Cd含量在培養(yǎng)期內(nèi)最低，碳酸鈣的鈍化效果仍然最好。對(duì)于土壤有效態(tài)Pb含量來(lái)說(shuō)，培養(yǎng)期內(nèi)均呈現(xiàn)為對(duì)照>膨潤(rùn)土>生物質(zhì)炭>碳酸鈣的規(guī)律，碳酸鈣的鈍化效果最好，培養(yǎng)30 d時(shí)土壤有效態(tài)Pb含量最低。培養(yǎng)15 d時(shí)，添加膨潤(rùn)土、碳酸鈣后土壤有效態(tài)Pb含量分別為5.79、3.82 mg/kg，具有顯著性差異；培養(yǎng)30 d時(shí)3種鈍化劑的鈍化效果差異不明顯；培養(yǎng)45 d時(shí)不同鈍化劑的鈍化效果差異顯著，添加碳酸鈣后的土壤有效態(tài)Pb含量比添加膨潤(rùn)土低36.03%。

表3 小白菜不同培養(yǎng)時(shí)間不同鈍化劑對(duì)土壤有效態(tài)Cd、Pb含量的影響

有研究表明，土壤有機(jī)質(zhì)含量與有效態(tài)重金屬含量呈正相關(guān)關(guān)系[17-18]，為了進(jìn)一步研究土壤有效態(tài)重金屬含量對(duì)有機(jī)質(zhì)含量的影響，對(duì)試驗(yàn)土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤有效態(tài)Cd、Pb含量的關(guān)系進(jìn)行分析。如圖3所示，土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤有效態(tài)Cd、Pb含量之間均呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，與諸多研究結(jié)果相似。其中，膨潤(rùn)土的土壤有機(jī)質(zhì)含量與有效態(tài)Cd含量的相關(guān)關(guān)系顯著，決定系數(shù)(R2)達(dá)到0.618 6；對(duì)照和施加生物質(zhì)炭后，土壤有機(jī)質(zhì)含量與有效態(tài)Pb含量呈顯著正相關(guān)，R2分別為0.596 3和0.458 8。有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤吸附Cd、Pb的能力產(chǎn)生抑制作用，從而使得有效態(tài)含量增加[19-20]。同時(shí)，土壤有機(jī)質(zhì)還可以提高微生物活動(dòng)，促進(jìn)分泌物產(chǎn)生，進(jìn)而活化重金屬[21-22]。

**表示相關(guān)關(guān)系達(dá)到極顯著水平(P<0.01)；*表示相關(guān)關(guān)系達(dá)到顯著水平(P<0.05),下同** indicates extremely significant level(P<0.01) of correlation； * indicates significant level(P<0.05) of correlation,the same below圖3 土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤有效態(tài)Cd、Pb含量的相關(guān)關(guān)系Fig.3 Correlations between soil organic matter contents and available Cd,Pb contents

2.3 添加鈍化劑對(duì)小白菜莖葉部分重金屬累積的影響

圖4為不同培養(yǎng)時(shí)間小白菜莖葉部分Cd、Pb含量變化?？梢钥闯觯囼?yàn)15 d時(shí)，添加各鈍化劑后，小白菜莖葉部分Cd含量與對(duì)照相比降低32.2%～52.1%，顯著低于對(duì)照，但是各鈍化劑處理間的差異不顯著； Pb含量均比對(duì)照顯著下降，減少35.2%～63.3%，不同處理小白菜莖葉部分Cd、Pb含量大小依次為對(duì)照>膨潤(rùn)土>生物質(zhì)炭>碳酸鈣。這說(shuō)明碳酸鈣處理對(duì)小白菜莖葉部分Cd、Pb富集的抑制作用最強(qiáng)，生物質(zhì)炭處理次之。培養(yǎng)30 d時(shí)，各處理小白菜莖葉部分Cd含量變化差異不顯著；對(duì)于Pb含量來(lái)說(shuō)，碳酸鈣處理最低，為0.323 mg/kg；生物質(zhì)炭處理次之，為0.452 mg/kg。培養(yǎng)45 d時(shí)，添加碳酸鈣后的小白菜莖葉部分Cd、Pb含量比對(duì)照分別降低59.3%、57.1%；添加膨潤(rùn)土后的小白菜莖葉部分Pb含量低于對(duì)照，碳酸鈣處理下降最明顯，生物質(zhì)炭處理次之。

圖4 小白菜莖葉部分Cd、Pb含量變化

圖5為土壤有效態(tài)重金屬含量與小白菜莖葉部分重金屬BAF值的關(guān)系，以此來(lái)表征小白菜對(duì)Cd、Pb的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)能力。由此可以看出，土壤有效態(tài)Cd、Pb含量與小白菜莖葉部分Cd、Pb含量均呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系，這說(shuō)明小白菜莖葉部分Cd、Pb含量受有效態(tài)重金屬含量影響較大。同時(shí)，小白菜莖葉部分Cd、Pb的BAF值也與小白菜莖葉部分Cd、Pb含量呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系，表明植物對(duì)重金屬的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)作用是影響小白菜重金屬富集能力的主要因素。另外發(fā)現(xiàn)，土壤有效態(tài)重金屬含量與小白菜莖葉部分重金屬含量的R2值低于小白菜莖葉部分重金屬BAF值與小白菜莖葉部分重金屬含量R2值，進(jìn)一步說(shuō)明添加鈍化劑對(duì)小白菜吸收重金屬能力的抑制是降低重金屬富集的重要原因。

圖5 小白菜莖、葉部分Cd、Pb含量與土壤有效態(tài)Cd、Pb含量、BAF值的相關(guān)關(guān)系

植物吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)重金屬的能力可以采用BAF值表征。由表4可見，在相同階段，不同處理小白菜莖葉部分Cd的BAF值均大于Pb，這表明Cd比Pb更易被小白菜吸收轉(zhuǎn)運(yùn)。在培養(yǎng)不同階段，添加碳酸鈣后，小白菜莖葉部分重金屬的BAF值均比對(duì)照低；添加生物質(zhì)炭和膨潤(rùn)土后，培養(yǎng)30、45 d時(shí)，小白菜莖葉部分重金屬含量與對(duì)照相比均下降。具體來(lái)說(shuō)，培養(yǎng)15 d時(shí)，對(duì)照小白菜莖葉部分Cd、Pb的BAF值分別為1.043、0.091；碳酸鈣處理后小白菜莖葉部分Cd、Pb的BAF值分別為0.786、0.081；生物質(zhì)炭處理后的Cd、Pb的BAF值分別為0.787、0.114，其中Cd的BAF值下降，而Pb的BAF值反而升高；膨潤(rùn)土處理后小白菜莖葉部分Cd、Pb的BAF值均大于對(duì)照，這表明碳酸鈣在植物生長(zhǎng)前期可以抑制小白菜對(duì)Cd、Pb的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)。培養(yǎng)30、45 d時(shí)，不同鈍化劑處理小白菜莖葉部分Cd、Pb的BAF值均小于對(duì)照，但鈍化效果有所不同；培養(yǎng)30、45 d時(shí)，不同處理小白菜莖葉部分Cd的BAF值由小到大均表現(xiàn)為生物質(zhì)炭<碳酸鈣<膨潤(rùn)土；Pb的BAF值均表現(xiàn)為碳酸鈣<生物質(zhì)炭<膨潤(rùn)土。上述結(jié)果表明，培養(yǎng)15 d時(shí)碳酸鈣和生物質(zhì)炭對(duì)小白菜吸收轉(zhuǎn)運(yùn)Cd有抑制作用，碳酸鈣對(duì)小白菜吸收轉(zhuǎn)運(yùn)Pb的能力具有抑制作用。培養(yǎng)30、45 d時(shí)，生物質(zhì)炭處理對(duì)小白菜吸收轉(zhuǎn)運(yùn)Cd的抑制效果最好，碳酸鈣次之；同時(shí)碳酸鈣對(duì)Pb的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)抑制效果最好，生物質(zhì)炭次之。

表4 小白菜莖葉部分Cd和Pb的BAF值

3 結(jié)論與討論

本研究中，當(dāng)不同鈍化劑添加量為0.5%、1.0%、2.0%、5.0%時(shí)，土壤有效態(tài)Cd含量由高到低均表現(xiàn)為對(duì)照>生物質(zhì)炭>膨潤(rùn)土>碳酸鈣，土壤有效態(tài)Pb含量表現(xiàn)為對(duì)照>膨潤(rùn)土>生物質(zhì)炭>碳酸鈣，以碳酸鈣鈍化效果最好。這主要是由于碳酸鈣的pH值較高，還可以促進(jìn)土壤中Al3+發(fā)生水解，水解過(guò)程中產(chǎn)生H+[23]，導(dǎo)致pH值進(jìn)一步升高。有研究表明，土壤pH值升高有利于土壤對(duì)重金屬離子的電性吸附[18]，而且促進(jìn)土壤中重金屬以氫氧化物的形式沉淀，有效態(tài)重金屬含量減少[24-25]。膨潤(rùn)土由于表面帶負(fù)電荷，對(duì)重金屬的絡(luò)合吸附作用較強(qiáng)，可降低土壤中重金屬離子的移動(dòng)性[26-27]。隨著鈍化劑用量增加，土壤有效態(tài)Cd含量減少，但是與土壤pH值和有機(jī)質(zhì)含量等因素有關(guān)。張迪等[16]研究表明，添加鈍化劑可以降低Cd、Pb在土壤中的活性和有效性，但是鈍化劑用量超過(guò)一定范圍，鈍化效果不明顯，這與土壤pH值變化小有關(guān)。土壤有機(jī)質(zhì)可以改變土壤重金屬的遷移性，本研究中，土壤有效態(tài)重金屬含量與有機(jī)質(zhì)含量具有正相關(guān)關(guān)系，與諸多研究結(jié)果相似。同時(shí)也有研究表明，通過(guò)有機(jī)肥與鈍化劑配施方法來(lái)降低植物地上部分重金屬含量，從而抑制植物對(duì)重金屬的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)[18]。本研究發(fā)現(xiàn)，小白菜培養(yǎng)30、45 d時(shí)，添加碳酸鈣對(duì)于小白菜莖葉部分Cd、Pb含量下降最明顯，生物質(zhì)炭次之?？赡苁且?yàn)橥寥纏H值升高，不僅提高鈍化效果，減輕對(duì)植物的毒害，同時(shí)也可能會(huì)改善植物生長(zhǎng)的酸堿環(huán)境。添加生物質(zhì)炭后可以增加土壤中磷元素含量，促進(jìn)小白菜對(duì)養(yǎng)分的吸收。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的磷肥目前已應(yīng)用到農(nóng)田土壤的重金屬污染修復(fù)研究中[28]。陳世寶等[29]研究發(fā)現(xiàn)，施用磷肥后，可以減少Cd在植物木質(zhì)部的長(zhǎng)距離輸送，植物地上部分Cd含量降低。土壤中的磷與有效態(tài)Pb可以生成沉淀化合物。因此有學(xué)者提出，可以用磷酸鹽材料修復(fù)土壤中有效態(tài)Pb，但是修復(fù)鈍化效果受施用量和pH值等因素的影響[30-33]，需要深入研究分析其影響程度。

綜上所述，3種鈍化劑對(duì)土壤中重金屬有效態(tài)Cd、Pb含量均有不同程度的降低。碳酸鈣添加量為2.0%、5.0%時(shí)，土壤有效態(tài)Cd含量分別為0.117、0.112 mg/kg，低于其他鈍化劑添加量。在相同添加量情況下，土壤中有效態(tài)Pb含量的高低表現(xiàn)為對(duì)照>膨潤(rùn)土>生物質(zhì)炭>碳酸鈣。當(dāng)添加量分別為0.5%、1.0%、2.0%、5.0%時(shí)，添加碳酸鈣后土壤Pb有效態(tài)含量分別為3.22、4.07、3.15、3.53 mg/kg，說(shuō)明2.0%碳酸鈣對(duì)土壤Cd、Pb的鈍化效果較好。

3種鈍化劑處理均能降低小白菜莖葉部分Cd、Pb含量。其中，碳酸鈣處理效果最好，與對(duì)照相比，培養(yǎng)45 d后，小白菜莖葉部分Cd、Pb含量分別降低59.3%、57.1%。生物質(zhì)炭次之，膨潤(rùn)土處理效果相對(duì)較弱。因此，施加碳酸鈣和生物質(zhì)炭是抑制植物吸收轉(zhuǎn)運(yùn)Cd、Pb的良好措施。