螯合劑及組配對(duì)伴礦景天修復(fù)兩種鎘污染土壤的影響

伍德 ，彭鷗 ，劉玉玲 ，張樸心 ，尹雪斐 ，黃薪銘 ，鐵柏清

1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2.湖南省灌溉水源水質(zhì)污染凈化工程技術(shù)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410128；3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南方產(chǎn)地污染防控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410128

隨著中國(guó)工業(yè)化、城市化的腳步日益加快，土壤污染面臨的形勢(shì)愈加嚴(yán)峻，其中土壤重金屬污染問(wèn)題尤為嚴(yán)重，呈現(xiàn)出擴(kuò)散多元化，面積日漸擴(kuò)大的趨勢(shì)（郭勇等，2012）。據(jù)《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示，土壤Cd位點(diǎn)超標(biāo)率達(dá)7%，為所有重金屬中超標(biāo)率最高（環(huán)境保護(hù)部等，2014）。人若長(zhǎng)期食用Cd污染的農(nóng)作物，導(dǎo)致Cd會(huì)在人體內(nèi)富集，達(dá)到一定水平會(huì)對(duì)內(nèi)臟和骨骼造成嚴(yán)重的損傷（葛芳芳等，2017），土壤 Cd污染儼然已經(jīng)成為最突出的農(nóng)業(yè)環(huán)境問(wèn)題之一（馮丹妮等，2019）。目前植物修復(fù)廣泛應(yīng)用于各種污染土壤修復(fù)（Rascio et al.，2011），其優(yōu)點(diǎn)包括修復(fù)面積大，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益等，但也有其局限性，如植物對(duì)重金屬的耐受性單一，土壤Cd有效性低等（張繼舟等，2013；熊梓燁等，2020）。因此，在利用植物來(lái)修復(fù)受重金屬污染的農(nóng)地土壤時(shí)，如何提高植物修復(fù)的效率成為突破局限的關(guān)鍵。

伴礦景天是一種多年生草本植物，其生長(zhǎng)速度快、生命力強(qiáng)，生物量大，是一種已被證實(shí)對(duì)Cd/Zn具有超積累作用的植物（衛(wèi)澤斌等，2015）。朱凰榕（2019）研究發(fā)現(xiàn)，Cd在伴礦景天的嫩葉中含量最高可達(dá)777 mg·kg?1，是一種良好的土壤Cd污染修復(fù)植物。螯合誘導(dǎo)修復(fù)技術(shù)，就是選擇合適的螯合劑添加至受重金屬污染的土壤，活化重金屬，提高植物的富集效率，從而達(dá)到聯(lián)合治理的目的（Vassil et al.，1998）。螯合劑在植物修復(fù)重金屬污染土壤中得到廣泛應(yīng)用（龍珍等，2016），在實(shí)際應(yīng)用中通常可分為兩大類(lèi)（馬俊俊等，2020），一類(lèi)是以人工合成螯合劑如EDTA（乙二胺四乙酸二鈉）為代表的氨基多羧酸類(lèi)；另一類(lèi)是以檸檬酸、酒石酸等為代表的天然低分子有機(jī)酸，在土壤中可與重金屬離子結(jié)合形成活性較高的形態(tài)（Sillanp?? et al.，2011）。螯合劑的種類(lèi)、濃度和pH、重金屬的種類(lèi)以及土壤的理化性質(zhì)等均可影響螯合劑的應(yīng)用效果（丁竹紅等，2009）。所以，選擇不同種類(lèi)的螯合劑及合理搭配是提高螯合劑活化效率的有效手段。

前人的研究多運(yùn)用伴礦景天修復(fù)鎘單一污染或施用螯合劑對(duì)提高植物修復(fù)效率的影響，而本研究通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證螯合劑及組配對(duì)鎘單一污染和鎘砷復(fù)合污染兩種土壤鎘污染類(lèi)型的修復(fù)效率影響。通過(guò)比較 3種螯合劑以及不同組合對(duì)伴礦景天在兩種污染類(lèi)型土壤中Cd的修復(fù)效率的影響，以期選出適合修復(fù)兩種污染類(lèi)型的高效修復(fù)方式以及為修復(fù)兩種類(lèi)型的鎘污染農(nóng)田土壤提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試植物：伴礦景天（Sedum plumbizincicola），試驗(yàn)植株幼苗采自湖南省瀏陽(yáng)市某育苗基地，選取長(zhǎng)勢(shì)旺盛且相近，株高均為8—10 cm。

供試試劑：乙二胺四乙酸二鈉（EDTA）（分析純），酒石酸（TA）（分析純），草酸（OA）（分析純）。

供試土壤：選擇鎘單一污染和鎘砷復(fù)合污染兩種不同類(lèi)型的鎘污染農(nóng)田土壤進(jìn)行試驗(yàn)研究。鎘單一污染農(nóng)田選址于湖南省株洲市淥口區(qū)南洲鎮(zhèn)泗馬村（113°19′E，27°58′N(xiāo)），鎘砷復(fù)合污農(nóng)田地選址于湖南省瀏陽(yáng)市蕉溪村（113°54′E，28°17′N(xiāo)）。土壤背景值見(jiàn)表1。

表1 供試土壤背景值Table 1 Background levels of heavy metals in tested soil

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

從育苗基地選好供試植株，于2020年4月11日移栽，于2020年10月8日收獲，試驗(yàn)期為6個(gè)月。在兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)分別設(shè)置21個(gè)田間試驗(yàn)小區(qū)，長(zhǎng)9 m，寬3 m，高0.4 m中間設(shè)置0.3 m×0.3 m的排水溝。植株間距設(shè)置為0.25 m×0.25 m，將供試植株移栽至實(shí)驗(yàn)小區(qū)自然生長(zhǎng)約一個(gè)月，于5月8日用噴壺將各處理的螯合劑于植株根部噴施200 mL。試驗(yàn)處理如下表2，每個(gè)處理重復(fù)3次。

表2 試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)Table 2 Experimental design for the chelating agents enhanced remediation of Cd contaminated soils by Sedum plumbizincicola

1.3 樣品的采集與預(yù)處理

植物樣品：在試驗(yàn)完成后，在添加不同螯合劑處理的小區(qū)分別用五點(diǎn)采樣法采集5株植株，分編號(hào)用網(wǎng)袋裝好帶回實(shí)驗(yàn)室。將植株分為地上部分和地下部分，先用自來(lái)水沖洗掉表面的泥土雜質(zhì)，再用去離子水反復(fù)清洗3次。自然晾干表面水分稱質(zhì)量后將其裝入寫(xiě)好編號(hào)的檔案袋中，放入烘箱設(shè)置105 ℃殺青 2 h，再設(shè)置 70 ℃直至烘干至恒定質(zhì)量，稱量記錄干質(zhì)量，用高速粉碎機(jī)粉碎后用封口袋保存。剩余植株統(tǒng)一收割。

土壤樣品：在各實(shí)驗(yàn)小區(qū)根據(jù)五點(diǎn)采樣法設(shè)置5個(gè)采樣點(diǎn)，采集深度0—15 cm的耕作層土壤，再將所采5個(gè)點(diǎn)混成一個(gè)土壤樣品，裝入寫(xiě)好編號(hào)的塑料袋帶回實(shí)驗(yàn)室。土壤樣品經(jīng)去除雜質(zhì)后自然風(fēng)干，碾磨過(guò)100目尼龍篩，用于后續(xù)測(cè)定各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)。

1.4 測(cè)定方法與數(shù)據(jù)處理

土壤 pH值用去離子水和土壤質(zhì)量比 2.5?1混合后，采用 pHs-3C雷磁酸度計(jì)測(cè)定；土壤有效態(tài)Cd用DTPA浸提法（何其輝等，2018），ICP-OES（美國(guó)PE8300）測(cè)定；土壤全量 Cd在電熱消解儀中用HCl-HNO3-HClO4進(jìn)行濕法消解[用土壤GBW-07405 (GSS-5) 做質(zhì)控樣品]，ICP-OES（美國(guó)PE8300）測(cè)定。植物樣品在電熱消解儀中采用混合酸（V(HNO3)?V(HClO4)=4?1）濕法消解，用 ICP-OES（美國(guó)PE8300）測(cè)定Cd含量。采用優(yōu)化的BCR法提取土壤中不同形態(tài)Cd（Rauret et al.，1999），分別為“酸可提取態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)”，用ICP-OES（美國(guó)PE8300）測(cè)定各形態(tài)的含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

圖表制作使用Microsoft Excel 2010；用 SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),差異顯著性采用ANOVA單因素方差分析。

土壤修復(fù)效率R計(jì)算公式如下：

式中：

wp——植株中 Cd 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg·kg?1；

mp——植株的生物量，kg·hm?2

ws——土壤中 Cd 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg·kg?1；

ms——耕作層土壤質(zhì)量，取2250000 kg·hm?2

2 結(jié)果與分析

2.1 螯合劑對(duì)土壤pH的影響

3種螯合劑及組配施用對(duì)Cd單一污染土壤pH的影響見(jiàn)圖 1。修復(fù)前 Cd單一污染土壤 pH值為5.75，施用后，相比于CK，6個(gè)處理pH值均顯著降低，但不同處理之間降低的幅度有差異，修復(fù)后各處理pH值的范圍為4.79—5.27，其中EDTA-OA處理降低的幅度最大，降低了1.04個(gè)單位。3種螯合劑及組配施用對(duì)Cd/As復(fù)合污染土壤pH的影響見(jiàn)圖1。修復(fù)前Cd/As復(fù)合污染土壤pH值為5.89，施用后，相比于CK，6個(gè)處理pH值均顯著降低，不同處理之間降低的幅度并無(wú)顯著差異，修復(fù)后各處理pH值的范圍為5.03—5.38，其中EDTA-OA處理降低的幅度最大，降低了0.99個(gè)單位。螯合劑的施用能有效降低兩種類(lèi)型土壤的pH值，以EDTAOA處理降低的幅度最大。

圖1 螯合劑對(duì)兩種污染土壤pH的影響Figure 1 Effect of chelating agents on pH of the two Cd contaminated soils

2.2 螯合劑對(duì)伴礦景天Cd含量的影響

3種螯合劑及組配對(duì) Cd單一污染類(lèi)型土壤中伴礦景天Cd含量影響如圖2。就Cd單一污染土壤而言，6種施加螯合劑處理均能促進(jìn)伴礦景天吸收鎘，且達(dá)到顯著水平（P<0.05)。相較于CK，6種處理下伴礦景天地上部分與地下部分Cd含量增加范圍分別為 25.80%—77.48%、26.32%—69.78%；其中，EDTA-OA處理下的伴礦景天鎘含量最高，地上部和地下部分別達(dá)到了 103.88 mg·kg?1和 256.37 mg·kg?1。3種螯合劑及組配對(duì)Cd/As復(fù)合污染類(lèi)型土壤中伴礦景天Cd含量影響如圖3。就Cd/As復(fù)合污染土壤而言，6種施加螯合劑處理均能有效提高伴礦景天植株中鎘含量，且達(dá)到顯著水平（P<0.05）。相較于CK，6種處理下伴礦景天地上部分與地下部分 Cd含量增加范圍分別為 32.77%—86.47%、38.58%—86.45%。6個(gè)處理中 EDTA-OA處理下的伴礦景天鎘含量最高，地上部和地下部分別達(dá)到了 90.14 mg·kg?1和 213.54 mg·kg?1。

圖2 螯合劑對(duì)Cd單一污染土壤中伴礦景天Cd含量的影響Figure 2 Effects of chelating agents on Cd contents in Sedum plumbizincicola grown in Cd contaminated soil

圖3 螯合劑對(duì)Cd、As復(fù)合污染土壤中伴礦景天Cd含量的影響Figure 3 Effects of chelating agents on Cd contents in Sedum plumbizincicola in Cd-As contaminated soil

綜上而言，螯合劑的施用可以有效提高伴礦景天植株中Cd含量，其中EDTA-OA處理在兩種類(lèi)型土壤中效果最好。因此，OA和EDTA混合施用促進(jìn)伴礦景吸收積累鎘的效果最好。

2.3 螯合劑對(duì)土壤Cd含量的影響

螯合劑對(duì) Cd單一污染土壤Cd含量的影響見(jiàn)表3。對(duì)于土壤Cd單一污染而言，相比于CK，螯合劑的施用能有效降低Cd單一污染土壤全量Cd含量，6個(gè)處理降低的全量 Cd均達(dá)到顯著差異水平（P<0.05)，其中EDTA-TA處理下全量Cd下降幅度最大，達(dá)到14.29%，修復(fù)完成后土壤全量Cd含量下降到 0.66 mg·kg?1。

表3 螯合劑對(duì)Cd單一污染土壤全量Cd和有效態(tài)Cd含量的影響Table 3 Effects of chelating agents on the contents of total Cd and available Cd in Cd contaminated soil

螯合劑對(duì)Cd、As復(fù)合污染土壤修復(fù)影響見(jiàn)表4。對(duì)于土壤Cd、As復(fù)合污染而言，相比于CK，OA、EDTA-OA、TA-OA處理降低的土壤全量Cd均達(dá)到顯著差異水平（P<0.05），含量分別下降了8.70%、14.49%、11.59%，其中EDTA-OA處理下全量Cd下降幅度最大，修復(fù)完成后土壤全量Cd含量下降到 0.59 mg·kg?1。

表4 螯合劑對(duì)Cd、As復(fù)合污染土壤全量Cd和有效態(tài)Cd含量的影響Table 4 Effects of chelating agents on the contents of total Cd and available Cd in Cd-As contaminated soil

2.4 螯合劑對(duì)土壤Cd形態(tài)的影響

螯合劑的施入對(duì) Cd單一污染土壤中 Cd存在形態(tài)的影響見(jiàn)圖4。在Cd單一污染土壤中，施入螯合劑處理后 Cd的賦存形態(tài)表現(xiàn)為酸可提取態(tài)>可氧化態(tài)>可還原態(tài)>殘?jiān)鼞B(tài)的趨勢(shì)。酸可提取態(tài)的含量提高，殘?jiān)鼞B(tài)含量降低，可還原態(tài)和可氧化態(tài)含量變化不明顯。其中EDTA-OA處理下的酸可提取態(tài)增加幅度最大，增幅為22.99%；殘?jiān)鼞B(tài)含量下降幅度最大，降幅為11.01%。

圖4 施用螯合劑后Cd單一污染土壤的Cd形態(tài)Figure 4 Cd morphology in Cd contaminated soil after application of chelating agents

螯合劑的施入對(duì)Cd、As復(fù)合污染土壤中Cd存在形態(tài)的影響見(jiàn)圖5。在Cd、As復(fù)合污染土壤中，螯合劑施入后土壤Cd形態(tài)變化趨勢(shì)與單一污染相同，表現(xiàn)為酸可提取態(tài)>可氧化態(tài)>可還原態(tài)>殘?jiān)鼞B(tài)。EDTA-OA處理下的酸可提取態(tài)增加的最多，增幅為24.34%；殘?jiān)鼞B(tài)含量下降最多，降幅為12.82%。

圖5 施用螯合劑后Cd、As復(fù)合污染土壤Cd形態(tài)Figure 5 Cd morphology in Cd-As contaminated soil contaminated after application of chelating agents

2.5 螯合劑及其搭配對(duì)伴礦景天修復(fù)效率影響

螯合劑的施用對(duì)伴礦景修復(fù)Cd單一污染土壤的修復(fù)效率如表5。在Cd單一污染農(nóng)田土壤中，螯合劑的施入可提高修復(fù)效率，不同的螯合劑及組配對(duì)土壤修復(fù)效率的效果不一。CK處理的修復(fù)效率為13.76%，施加螯合劑后，修復(fù)效率提高了2.86%—9.06%，其中EDTA-OA處理修復(fù)效果最好，修復(fù)效率提高到了 22.82%，相比 CK，修復(fù)效率提高了9.06%。

表5 施用螯合劑對(duì)Cd單一污染土壤修復(fù)效率的影響Table 5 Effect of chelating agents on remediation performance of Sedum plumbizincicola for Cd contaminated soil

螯合劑的施用對(duì)伴礦景修復(fù)Cd、As復(fù)合污染土壤的修復(fù)效率如表6。在Cd、As復(fù)合污染農(nóng)田土壤中，螯合劑的施入可提高修復(fù)效率，較比于 CK的12.79%修復(fù)效率，螯合劑處理后的修復(fù)效率可達(dá)16.06%—24.98%，其中EDTA-OA處理效果最好，效率提高了12.19%。綜合兩種土壤試驗(yàn)結(jié)果可得，在兩種污染類(lèi)型的土壤中，螯合劑的施加能提高伴礦景天對(duì)鎘污染農(nóng)田的修復(fù)率，但不同搭配施用效果有差異。在研究中的兩種Cd污染的酸性土壤中，均以EDTA和OA混施能最大程度的提高修復(fù)效率。

表6 施用螯合劑對(duì)Cd、As復(fù)合污染土壤修復(fù)效率的影響Table 6 Effect of chelating agents on remediation performance of Sedum plumbizincicola for Cd-As contaminated soil

3 討論

pH是影響重金屬在土壤中活性的重要理化指標(biāo)，有研究表明認(rèn)為土壤pH下降會(huì)促進(jìn)重金屬的活化，從而促進(jìn)植物對(duì)重金屬的吸收積累（方曉航等，2005）。Gr?man et al.（2001）分別向 pH 為 5 和7.5的Pb污染土壤中施加EDTA后，發(fā)現(xiàn)在pH為5的土壤中生長(zhǎng)的植株地上部分Pb的含量比在pH為 7的土壤中生長(zhǎng)的植株地上部分高 2000 mg·kg?1。曹雪瑩等（2019）通過(guò)伴礦景天盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，相較于修復(fù)前，隨處理pH降低，土壤有效態(tài)Cd含量及全量Cd的去除量均有所增加，且修復(fù)效率在土壤 pH≤6.0時(shí)顯著高于 pH>6.0。黃錚等（2007）研究也能有效驗(yàn)證pH值與重金屬活性成反比這一規(guī)律。本研究中，與對(duì)照相比，如圖1所示，兩種類(lèi)型的土壤pH值均有所下降，主要是由于試驗(yàn)中3種螯合劑均呈酸性，在施入土壤后會(huì)造成局部土壤酸化的現(xiàn)象，土壤pH值小幅度下降。這是因?yàn)橥寥乐写嬖谠S多的緩沖體系，當(dāng)螯合劑釋放出的H+進(jìn)入土壤環(huán)境后，土壤中含有許多具有緩沖能力的強(qiáng)堿弱酸鹽，如碳酸鹽、鈣磷酸鹽等會(huì)中和釋放出的H+（張根柱等，2011），所以螯合劑的施用能在促進(jìn)重金屬活化的同時(shí)，又不破壞土壤的酸堿平衡。小分子有機(jī)酸與氨基羧酸類(lèi)螯合劑聯(lián)用可以形成協(xié)同作用，提高修復(fù)效率，但在使用螯合劑輔助植物修復(fù)重金屬的同時(shí)要考慮其生理毒害作用及滲濾造成的二次風(fēng)險(xiǎn)等（劉興瑞等，2022）。本文中的草酸、酒石酸兩種小分子有機(jī)酸在土壤中易降解，基本無(wú)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，EDTA則屬于氨基羧酸類(lèi)螯合劑，在自然環(huán)境中較難降解，因此在使用時(shí)要注意施用的劑量、施用方法、施用時(shí)間等。

在兩種土壤中，施加螯合劑后其有效態(tài)Cd的含量有差異但無(wú)顯著水平，但大部分處理對(duì)全量Cd具有顯著的降低效果，可能是螯合劑將土壤中非有效態(tài)Cd的部分活化，促進(jìn)非有效態(tài)解吸為有效態(tài)（劉亮，2012），促進(jìn) Cd在伴礦景天內(nèi)地下向地上部分轉(zhuǎn)移，從而完成土壤Cd修復(fù)過(guò)程。經(jīng)計(jì)算，修復(fù)后，各處理與CK相比殘?jiān)鼞B(tài)含量更低，且之間的差值與植物吸收轉(zhuǎn)移帶離土壤的部分基本持平，因而有效態(tài)Cd含量減少不顯著，全量減少顯著且兩種土壤的變化一致。土壤在受到多種重金屬?gòu)?fù)合污染時(shí)，重金屬?gòu)?fù)合污染對(duì)植物本身造成的不利影響要高于單一重金屬污染，如羅昱（2021）研究發(fā)現(xiàn)在Pb、Cd復(fù)合脅迫下鳳尾雞冠花各部位相比單一污染有明顯下降，說(shuō)明復(fù)合脅迫對(duì)鳳尾雞冠花的生長(zhǎng)抑制作用大于單一脅迫。本研究中Cd/As復(fù)合污染土壤種植的景天地上部分Cd含量要低于Cd單一污染的，說(shuō)明As與Cd形成了協(xié)同作用，降低了景天對(duì)Cd的富集能力。而螯合劑的施用可以提高植物對(duì)重金屬的耐受性和富集，有利于植物生長(zhǎng)，故在產(chǎn)量上二者并沒(méi)有顯著差異，說(shuō)明利用螯合劑修復(fù)Cd污染土壤時(shí)，As的存在會(huì)對(duì)景天造成一定的影響，但施用螯合劑后可減少或抵消該影響。螯合劑的輔助植物修復(fù)的最佳濃度也受土壤污染類(lèi)型的影響。例如丁雪蓮（2012）利用EDTA輔助藜修復(fù)Cd-Mn污染土壤發(fā)現(xiàn)，當(dāng)土壤為Cd單一處理時(shí)，EDTA添加濃度為2.5 mmol·kg?1時(shí)效果最佳；土壤為Cd-Mn復(fù)合處理時(shí)，EDTA添加濃度為5.0 mmol·kg?1時(shí)效果最佳。利用EDTA輔助小蓬草修復(fù)Cd-Pb污染土壤發(fā)現(xiàn)，當(dāng)EDTA的添加水平為5.0 mmol·kg?1時(shí)，單一 Cd處理下的小蓬草地上部分的Cd含量達(dá)到最大值；在Pb-Cd復(fù)合污染處理下，EDTA的添加水平為2.5 mmol·kg?1時(shí)，小蓬草地上部分Cd含量達(dá)到最大值。因此在利用螯合劑輔助植物修復(fù)重金屬污染土壤時(shí)，不同的污染類(lèi)型選擇不同的螯合劑及濃度配比顯得尤為重要。

土壤中酸可提取態(tài)和可還原態(tài)活性較高，在自然環(huán)境中易被植物吸收積累，可氧化態(tài)在一定的條件下也可以實(shí)現(xiàn)遷移轉(zhuǎn)化從而被植物積累，而殘?jiān)鼞B(tài)很穩(wěn)定，一般不會(huì)遷移。決定土壤重金屬污染毒害程度的是生物有效態(tài)部分（Zhu et al.，2015），因而酸可提取態(tài)和可還原態(tài)成為土壤重金屬治理的研究重點(diǎn)。張譞等（2013）等向土壤中添加EDTANa2、DTPA和酒石酸 3種螯合劑后發(fā)現(xiàn)土壤中的Cd、Zn的酸可溶態(tài)明顯提高，這與本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果相似。陳雅慧等（2021）發(fā)現(xiàn)次氮基三乙酸（NTA）、三聚磷酸鈉（STPP）、谷氨酸二乙酸四鈉（GLDA）、聚天冬氨酸（PASP）4種螯合劑與EDTA復(fù)施后土壤中 Pb的弱酸可提取態(tài)的占比顯著升高，所種植的鋪地竹各器官 Pb的濃度與土壤中的弱酸可溶態(tài)Pb呈極顯著正相關(guān)，這與本次試驗(yàn)結(jié)論相同。本實(shí)驗(yàn)中弱酸可溶態(tài)提高得最明顯的EDTA-OA處理，這可能是不同種類(lèi)、不同組配的螯合劑施入土壤后，對(duì)土壤的氧化還原電位和pH的影響程度不同（李曉寶等，2019）。

螯合劑在土壤修復(fù)中的作用便是與其中的重金屬發(fā)生螯合作用，使重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄愿玫摹敖饘?螯合劑絡(luò)合物”（韓少華等，2011），促進(jìn)重金屬?gòu)墓滔嘞蛞合噢D(zhuǎn)移，提高植物的吸收效率。在螯合誘導(dǎo)修復(fù)技術(shù)中螯合劑的作用機(jī)制可分為：（1）提高土壤溶液中重金屬的溶解度；（2）加速重金屬在植物根系的擴(kuò)散，減小其毒害作用；（3）促進(jìn)重金屬在植物中由地下部分向地上部分的轉(zhuǎn)運(yùn)作用（McGrath et al.，2001）。螯合劑在促進(jìn)植物吸收重金屬的同時(shí)，需要考慮劑量對(duì)植物的生理毒害作用。例如Chen et al.（2002）利用EDTA修復(fù)Pb污染農(nóng)田土壤時(shí)，當(dāng)EDTA濃度達(dá)到17.5 mmol·kg?1時(shí)，試驗(yàn)油菜在施用后的第4天全部死亡。蔣萍萍等（2019）研究發(fā)現(xiàn) OA和 TA在施用濃度為5.0 mmol·kg?1時(shí)會(huì)對(duì)青葙的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。本研究中施用3種螯合劑對(duì)伴礦景天的最終產(chǎn)量并沒(méi)有明顯的降低效果，說(shuō)明本試驗(yàn)選取螯合劑的施用濃度對(duì)伴礦景天是安全的。

本研究中，無(wú)處理CK的景天在經(jīng)過(guò)6個(gè)月的實(shí)驗(yàn)期后，兩種土壤植株地上部分 Cd含量分別為58.32 mg·kg?1和 48.34 mg·kg?1，土壤的修復(fù)效率分別為13.71%和12.96%，加入螯合劑之后，含量最高值為 110.29 mg·kg?1和 90.14 mg·kg?1，修復(fù)效率最高分別達(dá)到了35.48%和24.38%，相比于CK，均有顯著提升。EDTA-OA處理下的伴礦景天地上部分的含量也是最高，搭配施用效果最好，EDTA可與土壤中的重金屬螯合呈水溶性更高的絡(luò)合物，有效態(tài)增加，利于重金屬的去除（Jun et al.，2020）；草酸屬于常見(jiàn)的天然小分子有機(jī)羧酸，同時(shí)也是一種優(yōu)秀的綠色螯合劑，草酸一方面可水解釋放出H+降低土壤pH，活化重金屬，另一方面可與Cd形成“金屬-螯合劑”復(fù)合體（Gao et al.，2010），增加土壤中Cd的生物有效態(tài)。在兩種類(lèi)型的土壤中，Cd/As復(fù)合污染土壤中EDTA-OA處理下的景天Cd含量要低于Cd單一污染土壤，這是因?yàn)橐欢舛认碌腃d、As復(fù)合污染，二者會(huì)對(duì)修復(fù)植物表現(xiàn)出一定的協(xié)同抑制作用（孫約兵等，2007），修復(fù)植物的富集含量降低，因此本實(shí)驗(yàn)中伴礦景天在單一污染土壤中富集濃度要高于復(fù)合污染土壤中的富集濃度。

總而言之，利用EDTA、草酸和酒石酸3種螯合劑及其 1?1不同組配對(duì)伴礦景天修復(fù)酸性Cd污染土壤具有較好的促進(jìn)效果，其中EDTA和草酸1?1混施效果較優(yōu)。綜上，在進(jìn)行酸性Cd污染土壤修復(fù)時(shí)，可考慮用伴礦景天作修復(fù)植物，并搭配EDTA和草酸輔助修復(fù)來(lái)提高修復(fù)效率，但螯合劑的使用風(fēng)險(xiǎn)和長(zhǎng)期的持續(xù)修復(fù)效果還有待考究。

4 結(jié)論

（1）試驗(yàn)中3種螯合劑及其組配施入兩種類(lèi)型的酸性鎘污染土壤中，土壤的pH值均顯著降低，以EDTA和OA組合施用效果最好，Cd單一污染和Cd/As復(fù)合污染土壤pH可分別降至4.79和5.03。

（2）3種螯合及組配處理能有效提高兩種土壤中弱酸可溶態(tài)Cd的含量，促進(jìn)了伴礦景天對(duì)兩種類(lèi)型污染土壤中Cd的吸收，以EDTA和OA按1?1組合施用效果最好。

（3）試驗(yàn)中螯合劑施用顯著提高了兩種鎘污染農(nóng)田土壤的修復(fù)效率，以EDTA和OA組合施用的修復(fù)效果最好，Cd單一污染和 Cd/As復(fù)合污染土壤的修復(fù)效率分別可以達(dá)到22.82%和24.98%。