再生水灌溉对土壤作物系统中铬迁移转化的影响研究

再生水是指污水经适当处理后，达到一定的水质标准，满足某种使用需求的水，可以作为景观用水、娱乐用水、灌溉用水等。然而，再生水虽然含有N、P等养分资源，但同时也含有各种痕量重金属，铬便是其中之一，特别是六价铬，因其具有致癌、致畸形和致突变性，对作物、土壤和地下水的影响必须引起高度重视。关于再生水灌溉对土壤作物系统中铬迁移转化的影响，以下进行具体分析：

对土壤的影响

六价铬的迁移转化：

土壤中铬的迁移转化是一个复杂的化学过程，涉及不同价态铬之间的相互转化以及它们在土壤体系中的迁移。六价铬的阴离子特性使其在土壤中的物理化学特性复杂，不易被土壤吸持，且吸持量较小、不稳定。六价铬的吸持（包括吸附和还原等）是控制其运移及其终命运归属的主要过程。溶液中六价铬的浓度随着溶液中六价铬的初始浓度和温度的增加而增加，但不同浓度之间、同一浓度的不同阶段，吸持量有所变化，有时变异性较大。

土壤有机质含量与六价铬在土壤中的吸持呈正相关关系。通过Batch技术（批平衡试验）、柱试验发现，六价铬可以被土壤胶体吸附，与土壤组分反应形成难溶物，或被土壤有机质还原为三价铬。三价铬在土壤中可能通过与羟基结合形成氢氧化物沉淀、被土壤胶体和有机质吸附络合，或被氧化为六价铬等方式进行转化。

重金属积累：

再生水灌溉可能导致土壤中重金属的积累。虽然短期再生水灌溉可能不会造成土壤重金属污染（如再生水灌溉区土壤Cd含量高于清水对照区，而Pb、Cu的含量均低于清水对照区，且均未超出《土壤环境质量标准（GB 15618-1995）》中的重金属限量值），但长期灌溉可能会导致重金属含量的显著增加。

再生水灌溉会使土壤中盐分增加，土壤pH值略偏碱性，还可能使土壤总氮、总磷和有机质的含量呈现低于清水对照区的趋势，而硝态氮与碱解氮含量却高于清水对照区。

对作物的影响

作物生长：适量铬对作物生长有益，但过量铬会抑制作物生长。高浓度的铬不仅对植物造成直接危害，还会干扰其吸收和运输其他必需元素。六价铬能干扰植物铁代谢，导致失绿病。

作物品质：再生水灌溉可能在一定程度上提高作物产量，但对作物品质的影响因作物类型和灌溉条件而异。例如，再生水灌溉区葡萄的重金属含量低于清水灌溉区，说明短期再生水灌溉对葡萄重金属含量的影响不大，但降低了番茄果实中的蛋白质、维生素C以及有机酸含量。对于小白菜，再生水灌溉前期对其生长发育有抑制作用，但全再生水灌溉、轮灌下可显著增加可溶性糖含量并提高小白菜产量，且对小白菜的品质无显著影响。

对土壤-作物系统中铬迁移转化的综合影响

再生水灌溉会影响土壤-作物系统中铬的迁移转化过程。六价铬在土壤中的迁移转化受到多种因素的影响，包括土壤pH值、有机质含量、黏土矿物类型以及阴离子种类等。这些因素的变化会影响六价铬在土壤中的吸附、还原、沉淀等过程，从而影响其在土壤中的分布和迁移。同时，作物通过根系吸收土壤中的水分和养分，也会吸收土壤中的铬元素。铬元素在作物体内的迁移转化过程受到作物种类、生长条件等多种因素的影响。

再生水灌溉对土壤作物系统中铬迁移转化的影响是一个复杂的过程，涉及多个方面的因素。为了确保再生水灌溉的有效性，需要进一步深入研究再生水中铬元素的迁移转化规律及其对土壤和作物的影响机制。