全 文 :摘 要:采用半野外试验研究了尿不湿中高吸水性聚合物对重金属污染矿区土壤的修复作用以及对当地植株生长的影响。试验设
置 4个处理,分别是对照(CK),粉碎的废弃尿不湿(SD)、从尿不湿中分离出来的高吸水性聚合物(DP)以及纯聚丙烯酸盐(PC)。研
究结果显示,尿不湿中高吸水性聚合物处理的土壤上植株覆盖度显著提高,56 d后就完全覆盖土壤表面,明显优于其他处理。该处
理下的植株单株和累积生物量也显著增加,分别比对照提高了约 2倍和 4倍,而且植株体内重金属含量也明显下降。同时,与对照
相比,尿不湿中高吸水性聚合物的应用使重金属污染矿区土壤的性质得到显著改善,主要表现在:明显提高了酸性土壤 pH,增加了
土壤水解酶的活性以及显著改善了土壤脱氢酶(DHA)和土壤基础呼吸,使微生物总体活性得到显著改善。尽管使用粉碎的尿不湿
处理的各项结果明显好于对照,但其效果明显低于使用尿不湿中高吸水性聚合物和纯聚丙烯酸盐处理,这可能是由于粉碎的尿不
湿中含有大量的塑料和纤维成分造成的。总体来看,使用尿不湿中高吸水性聚合物的效果与纯聚丙烯酸盐处理相似,这表明,回收
的尿不湿中高吸水性聚合物可以应用于重金属污染土壤的修复。
关键词:尿不湿;高吸水性聚合物;矿区土壤;当地植株
中图分类号:X53 文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2013)07-1348-07 doi:10.11654/jaes.2013.07.010
尿不湿中高吸水性聚合物对矿区土壤的修复及
紫花漆姑草(Spergularia purpurea)生长的影响
曲贵伟 1,A D Varennes2
(1.辽东学院农业学院,辽宁 丹东 118003; 2.里斯本技术大学农业学院,葡萄牙 里斯本 1349-017)
Effect of Hydrophilic Polymers from Diapers on Remediation of Mine Soil Contaminated with Heavy Metals
and Growth of Native Plant(Spergularia purpurea)
QU Gui-wei1, A D Varennes2
(1.Agricultural College of Eastern Liaoning University, Dandong City Liaoning Province, 118003; 2.Instituto Superior de Agronomia of Tech-
nical University Lisboa, 1349-017)
Abstract:A cylinder experiment was carried out to investigate the effect of hydrophilic polymers from diapers on remediation of mine soil
contaminated with heavy metals and growth of local plant(Spergularia purpurea). Four treatments were designed as control(CK), hy-
drophilic polyemrs from diapers(DP), artificial polyacrylate polymer(PC)and Shredded diapers(SD). The results showed that using DP en-
hanced greatly soil cover by plant and covered all soil surface after 56 days, and was faster than other two amended treatments. As compared
with CK, single and accumulated plant biomass in the amended soils increased remarkablely, about 3 and 5 times that of CK, and the con-
centrations of metals in shoot significantly reduced about 40%~60%. The qualities of contaminated mine soil were improved significantly in
the treatment with DP if compared with CK as consideration of leveled soil pH(from 4.7 to 6.6), enhanced soil hydrolytic enzyme activities
and improved soil microorganisms activity shown by the means of soil DHA and soil respiration. Although the results from the treatment with
SD were significantly better than that of CK, they were worse than other two amended treatments. The possible reason might be the great
amount of plastics and fibres in it. Seen from all the results in this experiment, the effect of using DP is similar to PC, which means that re-
cycling hydrophilic polymers from diapers can be applied for the remediation of contaminated soil with heavy metals.
Keywords:diaper; hydrophilic polymer; mine soil; native plant
收稿日期:2013-01-11
基金项目:辽东学院科研基金项目,葡萄牙科研基金项目(PPCDT/AMB/57586/2004)
作者简介:曲贵伟(1970—),男,博士,主要从事土壤重金属污染修复方面的研究。E-mail:guiweiqu@163.com
2013,32(7):1348-1354 2013年 7月农 业 环 境 科 学 学 报
Journal of Agro-Environment Science
第 32卷第 1期2013年 7月
葡萄牙 Sao Domingos矿区位于伊比利亚半岛黄
铜矿带,靠近葡萄牙和西班牙边境,开采始于 19世
纪,由于资源枯竭于 1966年关闭。由于该地区的尾
矿没有经过任何处理而任意堆放,大面积土壤受到
多种重金属的污染。长期遭受重金属污染的矿区土壤
其重金属有效性较低(尤其是水溶性重金属含量),土
壤条件恶劣(酸性较强,有机质和养分含量极低),而
且矿区土壤,尤其是发育在尾矿上的土壤因植被覆盖
差而容易受到侵蚀,从而对周边土壤产生潜在的污染
威胁。
土壤重金属污染修复目前已成为全球研究的热
点,当重金属污染面积较大时,原位修复技术因为成
本低,对土壤结构和功能影响小,容易操作而被广泛
应用。近年来,原位化学固定技术和植物修复技术研
究较多,其中化学固定技术是通过使用各种修复材料
如石灰[1]、富含有机质的物质(如农家肥、城市垃圾堆
肥等)[2-3]、磷酸盐[4]等固定或降低土壤重金属的有效
性,减少植物吸收或降低对植物生长以及土壤性质的
危害,从而达到修复土壤的目的。然而,这些修复物质
都存在着一些缺点或局限性,如石灰只能用于酸性土
壤,有机质容易分解,而磷酸盐容易造成磷矿资源的
浪费和环境富营养化等。植物修复技术由于成本低和
能够改善环境景观等优点而备受青睐[5-6],对于重金属
污染土壤来说,植物修复是一项经济且实用的技术[7]。
目前,将这两项技术结合起来修复重金属污染土壤已
经受到广泛关注。
研究表明在溶液中,高分子量不溶性的聚丙烯
酸盐(钾盐和铵盐)可以吸附多种重金属离子,吸附
能力与 EDTA相似[8],应用该聚丙烯酸盐可以改善污
染土壤上植株生长和土壤的理化性质如土壤的持水能
力[9-10]、土壤的酸碱度和土壤微生物及酶的活性,还可
以为土壤提供植株生长所需的养分[11]。在重金属污染
的土壤上,聚丙烯酸盐可以降低土壤中重金属离子的
有效性,同时还可以为污染土壤上的植株根系和根际
微生物提供一个重金属含量低、水分丰富的微环境,
从而促进植株生长和微生物活性的提高[7]。但是此前
试验所用的高分子量聚丙烯酸盐均属于工业产品,价
格较高(每公斤为 25~30元人民币),因此不适合大面
积使用。
一次性尿不湿主要是由外层塑料薄膜防漏层、纤
维素纸浆和高吸水性物质组成的吸收层以及最贴近
皮肤的绵纸层组成,其中高吸水性物质一般为聚丙烯
酸钠。据估计,每年大约有 130 Gg的聚丙烯酸盐用于
生产尿不湿和女性卫生用品[12]。废弃尿不湿占城市固
体垃圾的 4%,数量较大[13]。目前还没有关于废弃尿不
湿回收利用方面的研究,如果废弃尿不湿可以用于土
壤重金属污染修复,将为其回收利用提供新的途径。
对于环境条件比较恶劣的废弃矿区重金属污染
土壤,选择适当的修复技术比较困难,在这样的地区
恢复植被覆盖,减少次生污染应是首要解决的问题,
而筛选和利用当地耐受植株是实现这一目的的一个
快捷有效的途径。Mendez等研究证明在铅锌污染的
土壤上选用当地植株对于表土固定效果显著[14]。
本研究的主要目的:①尿不湿中的高吸水性聚合
物是否可以用于土壤重金属污染修复;②其对土壤性
质的影响(土壤中重金属含量、土壤酶活性以及土壤
微生物活性等);③对本地植株 Spergularia Purpurea
生长及植株覆盖度的影响。
1 材料和方法
1.1 试验设计
土壤采自 Sao Domingos矿区(37°40′N,7°30′W),
这里曾是世界上最重要的大型硫酸盐成矿区。52%的
土壤是由大于 2 mm的粗粒组成,土壤的基本性质见
表 1。土壤全量重金属由 Actlabs(Canada)分析测定。
12个栽培池(50 cm高,直径 60 cm),埋于土中 45
cm,处于网室中。在栽培池填入约 60 kg的供试土壤。
试验设置 4 个处理:空白(CK)、0.3% 尿不湿中高吸
水性聚合物(DP)、0.3%纯聚丙烯酸盐(分子量为 4000
万)(PC)、25个尿不湿的碎片(相当于 0.3%尿不湿聚
丙烯酸盐)(SD),均设 3次重复,所有处理采用随机
分布。尿不湿中含有约 20%的高吸水性物质,其性质
(Na+含量、重金属吸附数量和吸水能力)与纯聚丙烯
酸盐相似(表 2)。为模拟废弃尿不湿,每个处理分别
添加 2 L的人工尿液(组成见表 3),加盖平衡 2周后,
每个处理每周分别添加 10 L水,以上组成用 0.02 mol·
L-1 HCl溶液配制成 1 L溶液。一个月后,播入 120粒
采自矿区的紫花漆姑草[Spergularia purpurea(Persoon)
G. Don fil.]种子,这种植株属于一年或两年生双子叶
植株,为馨香石竹科,常生长于地中海地区贫瘠的土
壤上,在摩洛哥还被用作药材[15-16]。
每个栽培池分别在 2009年 5月 19日和 26日、6
月2日、9日、16日和 23日进行拍照,采用网格法测
定图片中土壤表面覆盖的百分比,用于比较不同处理
的覆盖程度(覆盖率=绿色植被网格数/栽培池网格总
数×100%)。试验期间的最低气温为 2009年 4 月的
曲贵伟,等:尿不湿中高吸水性聚合物对矿区土壤的修复及紫花漆姑草(Spergularia purpurea)生长的影响 1349
农业环境科学学报 第 32卷第 7期
14.7℃,而最高为6月的 21.6℃。降雨量在 4、5、6月分
别为 33、48、38 mm,潜在蒸发量约为 395 mm。为维持
植株生长,当连续 5 d没有降雨时实施灌溉,灌水量约
为 35 mm。
1.2 样本分析
植株收获于 6月 24日,经去离子水清洗后,在65
℃下烘干称重粉碎。植株中的矿物质分析采用常规分
析方法[17]。
新鲜的土壤样本分成 2份,一份新鲜土壤用于测
定土壤脱氢酶活性和土壤基础呼吸(用于标定土壤微
生物活性),一份放置冰箱冷冻,用于测定土壤酶活
性。根据 Tabatabai[18]和 Hope和 Burns[19]所述方法分别
测定土壤脱氢酶活性和纤维素酶活性;而酸性磷酸酶
活性和葡萄糖苷酶活性则根据 Eivazi和 Tabatabai所
述方法测定[20-21];采用 Ladd和 Butler所述方法测定蛋
白酶活性[22],其他风干土样用于测定土壤 pH和土壤
中有效重金属的含量。
1.3 数据分析
所有数据间差异比较均采用通用线性模式,平均
值显著性分析在 P<0.05下采用 Newman-Keuls法。
2 结果与分析
2.1 不同处理对土壤覆盖率和植株生长的影响
试验结果显示,聚丙烯酸盐的应用显著改善了紫
花漆姑草(Spergularia purpurea)生长和对土壤的覆盖
率。应用 0.3%尿不湿中高吸水性聚合物处理的植株
生长最快,56 d后植株就覆盖全部的土壤。应用纯聚
丙烯酸盐的处理略差,但优于应用粉碎尿不湿的处
理,70 d后覆盖全部的土壤,在试验的后期,这 3个处
理均覆盖全部的土壤,而此时,对照处理中的植株仅
覆盖约一半的土壤(图 1)。同时,应用尿不湿中高吸
水性聚合物和纯聚丙烯酸盐的处理显著促进了植株
的生长,获得最大的植株生物量[(1.82±0.41)g和(1.81±
0.23)g],约为对照的 3倍,累积生物量则是对照处理
的 4~5倍(表 4)。虽然使用粉碎尿不湿的处理植株生
物量受到一定影响,但仍明显高于对照。与对照相比,
修复后的土壤上植株中的重金属含量均显著下降,其
中 Zn、Cu分别下降了 23%~27%和 36%~45%;Pb 下
降了 46%~56%;而 Mn和 As则分别下降了 54%~58%
和 50%~62%。除 Zn和 Cu外,其他重金属降幅均在50%
左右。但是不同修复处理之间的差异不显著(表 5)。
2.2 不同处理对土壤性质的影响
2.2.1 对土壤 pH的影响
与对照相比,尿不湿和纯聚丙烯酸盐的应用极大
图 1 不同处理在不同时期对土壤覆盖率的影响
Figure 1 The effect of different treatments on soil cover
图中在相同日期,不同处理数值上字母相同表示经 Newman-keuls
检验差异不显著(P>0.05)。
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
日期
土
壤
覆
盖
率
So
il
co
ve
r/%
May,19 May,26 Jun,2 Jun,9 Jun,16 Jun,23
CK
DP
PC
SD
a
b
c
d
a
b
c
d
a a a a
a
b
a
a
b
a
b
a
c
b
c
d
表 1 供试土壤基本性质
Table 1 Characteristics of the soil used in the experiment
表 2 供试聚丙烯酸盐和尿不湿中高吸水性聚合物性质
Table 2 The properties of polyacrylate polymer and
polymer from diaper
表 3 供试用人工合成尿液组成
Table 3 The composition of the synthetic urine
项目 测定结果
质地 砂质
有机碳/g·kg-1 1.0
土壤 pH(1∶2.5) 4.1
土壤全 Cu/mg·kg-1 91
土壤全 Zn/mg·kg-1 47
土壤全 Mn/mg·kg-1 17
土壤全 As/mg·kg-1 2730
土壤全 Pb/mg·kg-1 6200
聚丙烯酸盐类型
持水量/
%
Na+含量/
mg·g-1
吸附 Cu2+/
mg·g-1
纯聚丙烯酸盐 43.8±4.1 102±22.7 300±29.4
尿不湿中高吸水性聚合物 53.0±7.6 136±19.2 320±15.1
含盐种类 浓度
NaCl 14.1 g·L-1
KCl 2.8 g·L-1
Urea 17.3 g·L-1
NH3H2O(25%) 1.9 mL·L-1
CaCl2 0.6 g·L-1
MgSO4 0.43 g·L-1
1350
第 32卷第 1期2013年 7月
5
4
3
2
1
0
不同处理
纤
维
酶
活
性
/μ
m
ol
gl
uc
os
e ·
g-
1 ·
16
h-
1
CK DP PC SD
c
a
a
b
0.007
0.006
0.005
0.004
0.003
0.002
0.001
0
不同处理
蛋
白
酶
活
性
/μ
g
ty
ro
sin
e ·
g-
1 ·
2h
-1
CK DP PC SD
c
a
a
b
地提高了土壤 pH(图 2),均比对照高出约 2.0,差异
显著,但不同修复处理之间差异不显著。
2.2.2 对土壤微生物活性和土壤酶活性的影响
与对照相比,尿不湿中高吸水性聚合物和纯聚丙
图 2 不同处理对土壤酶活性的影响
Figure 2 The effect of different treatments on soil enzymatic activities
PNP-对硝基苯酚(р-Nitrophenol);TPF-三苯甲磺;图中彩色柱上字母相同的表示经 Neaman-Keuls检验差异不显著(P>0.05)
表 4 不同处理对植株生物量的影响
Table 4 The effect of different treatments on shoot biomass
处理 植株生物量(每株)/g 植株生物量(每栽培池)/g
CK 0.67±0.04c 20±2.0c
PC 1.81±0.23a 110±11.8a
DP 1.82±0.41a 102±15.4a
SD 1.47±0.27b 75±10.0b
注:表中竖排数值后字母相同的表示经 Newman-Keuls检验差异
不显著(P>0.05)。下同。
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
不同处理
酸
性
磷
酸
酶
活
性
/μ
m
ol
PN
P ·
g-
1 ·
h-
1
CK DP PC SD
c
a
a b
0.40
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0
不同处理
蔗
糖
酶
活
性
/μ
m
ol
PN
P ·
g-
1 ·
h-
1
CK DP PC SD
c
a
a
b
表 5 不同处理对植株中重金属含量的影响(mg·kg-1)
Table 5 The effect of different treatments on the mineral
concentration in shoot(mg·kg-1)
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
不同处理
土
壤
脱
氢
酶
活
性
/μ
g
TP
F ·
g-
1 ·
16
h-
1
CK DP PC SD
b
a a
b
8
7
6
5
4
3
2
1
0
不同处理
土
壤
pH
CK DP PC SD
b
a a a
处理 Zn Mn Cu Pb As
CK 91±5.5a 121±11.0a 11±2.7a 97±7.0a 42±8.0a
PC 70±13.2b 56±7.9b 7±1.6b 46±9.9b 16±0.3b
DP 70±9.2b 51±10.0b 6±0.9b 52±4.9b 21±6.8b
SD 66±8.5b 54±9.1b 7±1.1b 43±7.2b 16±3.0b
曲贵伟,等:尿不湿中高吸水性聚合物对矿区土壤的修复及紫花漆姑草(Spergularia purpurea)生长的影响 1351
农业环境科学学报 第 32卷第 7期
CK DP PC SD
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0
不同底物
土
壤
基
础
呼
吸
/μ
g
C-
CO
2·
g-
1 ·
h-
1
H2O Tre Fru Cys Amm Gala Asco Arg Cit Glu Lys Ace
a a
b
a
aa
a a
a
a
a a a
a
a
a
a a
a
a
b b bc c c c cc c
c
c
b
b
b b b
b
b b bb bb bb b b
烯酸盐的应用显著提高了土壤水解酶的活性(图 2)。
其中土壤中酸性磷酸酶、蔗糖酶、蛋白酶和纤维素酶
的活性在这两个处理中最高,而应用粉碎尿不湿的处
理则处于中间,对照处理最低。虽然应用粉碎尿不湿
的处理中土壤水解酶的活性明显受到抑制,但仍显著
高于对照处理。
尿不湿中高吸水性聚合物和纯聚丙烯酸盐的应
用显著改善了土壤微生物的总体活性,主要表现在土
壤脱氢酶活性和不同底物诱导下的土壤基础呼吸均
得到显著提高(图 3)。其中使用尿不湿中高吸水性聚
合物的处理其土壤基础呼吸数值最高,在以海藻糖、
半胱氨酸、氨基丁酸、半乳糖、抗坏血酸为底物的土
壤基础呼吸数值上则明显高于纯聚丙烯酸盐的处
理。而土壤脱氢酶活性在这两个处理间差异不显著。
与之相比,使用粉碎尿不湿则明显限制了土壤脱氢
酶活性和土壤微生物基础呼吸,虽然高于对照处理,
但差异不显著。
3 讨论
3.1 不同处理对植株生长的影响
Sao Domingos矿区的土壤酸性较强,有机质和养
分含量低,土壤重金属含量高(尤其是 As和 Pb),这
是严重限制植株生长的主要因素[13,23-25]。考虑到多年
生植株在该土壤上生长较慢,本试验选择了矿区当地
一年生植物紫花漆姑草(Spergularia purpurea),这种
植株对该地区土壤中各种限制因素具备一定的抗性。
试验表明,在经过修复的土壤上植株生物量得到显著
提高,生长得到极大改善,同时植株体内重金属含量
显著下降。这主要是因为尿不湿中高吸水性聚合物或
者聚丙烯酸盐的使用增加了土壤的保水性能,改善了
植株生长所需的水分条件,尤其在春夏季节,也能维
持植株的正常生长,而对照处理则在后期的干旱季节
里最先死亡。在本试验中,尽管植株生长没有受到严
重的水分胁迫,但在夏季长时间的缺水对植株的生长
还是起到了一定的限制作用(如对照处理)。因此,使
用尿不湿或纯聚丙烯酸盐对土壤保水能力的提高进
而改善植株生长必然起到了一定的促进作用。研究表
明应用聚丙烯酸盐等高吸水性物质提高土壤持水能
力是保证植株生长的主要因素之一[12-13]。此外,尿不湿
中高吸水性物质或聚丙烯酸盐对重金属的吸附,有效
降低了土壤重金属的活性(特别是在根际范围),从而
使植株体内重金属含量显著下降(表 5),这也是促进
植株生长改善的一个重要因素。在该污染土壤上,植
株生物量的提高应主要归功于土壤根际微环境的显
著改善,比如在重金属污染土壤的植物根际营造一个
水分、养分充足,适宜的 pH 值以及重金属含量显著
降低的微环境,能够促进植株的生长[13,26]。
值得说明的是,尽管紫花漆姑草在夏秋季节(8—
10月)会因为严重的干旱而干枯死亡,但该植株仍会
保持对土壤的覆盖和对根系周围土壤的固持,实际上
在葡萄牙夏季连续 4个月的时间内降雨很少或没有,
且风力较低,这样的覆盖和对土壤的固持已经足以防
止土壤侵蚀。
3.2 不同处理对土壤 pH以及土壤微生物活性的影响
土壤酸度是控制土壤中金属离子溶解度和吸附
解吸过程的重要因素之一[23]。经过修复处理的土壤
pH比对照明显提高,可能是由于高吸水性聚合物或
纯聚丙烯酸盐上吸附的 Na+(表 2)与土壤中的酸性离
图 3 不同处理、不同底物诱导对土壤基础呼吸的影响
Figure 3 The effect of different treatment on microbial basal and substrate-induced respiration
H2O-去离子水;Tre-海藻糖;Fru-果糖;Cys-半胱氨酸;Amm -氨基丁酸;Gala-半乳糖;Asco -抗坏血酸;Arg-精氨酸;Cit -柠檬酸;
Glu-葡萄糖;Lys-赖氨酸;Ace-乙酰基氨基葡萄糖。图中不同色柱上字母相同的表示经 Neaman-Keuls检验差异不显著(P>0.05)
1352
第 32卷第 1期2013年 7月
子之间(如 H+)的相互交换,从而降低了土壤溶液中
的 H+浓度,这与之前的试验结果一致[13]。在这个酸性
的污染土壤上,这种改善也会对植株生长和土壤酶活
性起到一定的促进作用,同时也有利于降低土壤重金
属的活性[13,26]。
由于土壤水解酶主要来源于土壤微生物[27],通常
用作土壤质量改善的评价指标[28],土壤基础呼吸和脱
氢酶活性通常用来评价土壤微生物的总体活性。在本
试验中,与其他处理相比,尿不湿中高吸水性聚合物
和纯聚丙烯酸盐处理显著改善了各种水解酶、脱氢酶
以及土壤基础呼吸,这主要是因为土壤植被覆盖和植
物生物量的提高,增加了土壤中植物根系分泌物的含
量,为微生物提供更多的能量物质(碳水化合物),从
而促进了微生物的整体活性。Xie等研究表明,在污
染土壤上,根系分泌物对土壤微生物活性起到了明显
的改善作用[32]。大多数土壤酶活性在重金属含量高时
会受到明显抑制[29-31]。本试验所采用的土壤中 Pb和
As的含量很高,这应是造成对照土壤水解酶活性和
土壤基础呼吸明显低于其他处理的主要限制因素。之
前的研究已经证明聚丙烯酸盐的应用可以显著降低
土壤中重金属的有效性[13],因此尿不湿中高吸水性聚
合物的应用,必然降低了土壤中重金属的有效性,这
一点可以从植株中的重金属含量得到验证。此外,结
合其对土壤水分的调节以及土壤 pH的改善方面的
作用,以及为微生物生长旺盛的根际微环境营造了良
好的条件(适宜的水分和 pH以及较低的重金属含
量),由此认为这可能是土壤中各种酶活性和微生物
活性改善的另一个主要原因。
综合以上结果,在本试验中尿不湿中的高吸水性
聚合物的表现优于或者与纯聚丙烯酸盐相似,完全可
以替代纯聚丙烯酸盐。然而粉碎的尿不湿处理则在植
株生长、土壤脱氢酶和基础呼吸的改善上明显低于其
他两个处理,这可能是由于尿不湿中较多的塑料和纤
维对微生物的活性产生一定的影响而造成的。从这个
结果来看,土壤微生物对尿不湿中的辅助材料(塑料
和纤维)敏感性比土壤水解酶要高,直接使用粉碎的
尿不湿可能会影响土壤微生物的活性。因此,废弃尿
不湿直接在重金属污染土壤修复上的应用还需长期
观察和慎重考虑。但是如果能够回收利用废弃尿不湿
中高吸水性聚合物,则对于降低使用聚丙烯酸盐的修
复成本有着重大意义,这也将是我们进一步研究的新
课题。同时尿不湿中高吸水性聚合物在污染土壤中的
稳定性是决定其应用效果和有效期限的重要依据,研
究表明土壤中只有极少的细菌可以分解高分子量不
溶性的聚丙烯酸盐[33]。根据此前几年的试验观察,聚
丙烯酸盐在 3~4年内还可在土壤中稳定存在,还保持
保水和对重金属的吸持能力。本试验中尿不湿中的聚
合物与纯聚丙烯酸盐的性质相似,其在稳定性方面也
可能类似于高分子量的聚丙烯酸盐,但这方面还有待
于进一步的研究证明。此外,从本试验结束后采样的
难易程度可以看出,使用聚合物修复的土壤比较疏
松,而对照处理土壤则比较紧实。这说明聚合物的使
用对土壤物理性质起到了改善作用,值得进一步研究
探讨。
3 结论
应用尿不湿中的高吸水性物质显著改善了污染
矿区表土的植株的生长,促进了植物对表土的固定,
其效果等同或高于纯聚丙烯酸盐,而且土壤性质如土
壤酶活性和土壤微生物活性也得到显著改善。因此,
可以用于重金属污染矿区促进土壤植被的恢复,并可
显著降低修复成本。尿不湿中的塑料和大量纤维对土
壤微生物总体活性(用土壤脱氢酶活性评价)具有一
定的阻抗作用,在直接使用粉碎的尿不湿时,尚需慎
重考虑。
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