蠶沙生物炭混施不同鐵基材料對(duì)土壤鎘、鉛、砷鈍化修復(fù)效果研究.pdf

1、鎘、鉛、砷都是典型的土壤重金屬，土壤體系中經(jīng)常存在這種復(fù)合重金屬污染的情況，使生態(tài)環(huán)境和人體健康受到潛在的威脅。生物炭(Biochar,BC)，因其具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)、較大的比表面積和豐富的含氧官能團(tuán)，這些特點(diǎn)使得生物炭對(duì)重金屬有較大的吸附能力，成為土壤重金屬修復(fù)方面的研究熱點(diǎn)。鐵基材料對(duì)重金屬的鈍化作用也逐漸被人們所重視。本研究選擇水稻土為研究對(duì)象，以蠶沙生物炭(BC)、硫酸亞鐵(FeSO4)、氯化鐵(FeCl3)、還原鐵粉(Fe)和

2、納米鐵(納米Fe)為研究材料，進(jìn)行室內(nèi)土培試驗(yàn)。研究不同培養(yǎng)時(shí)間(7d、14d、28d和56d)下，BC配施鐵基材料對(duì)土壤鎘、鉛、砷化學(xué)形態(tài)的影響，并從土壤理化性質(zhì)、酶活性和土壤結(jié)構(gòu)變化角度初步探討了不同處理鈍化修復(fù)的機(jī)理，以期探明蠶沙生物炭和鐵基材料鈍化修復(fù)重金屬復(fù)合污染土壤的可行性及其機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:
　　1)施加鈍化劑的處理均能降低土壤重金屬的有效性，鈍化效果明顯。綜合看來，(BC+FeSO4)處理對(duì)Cd、Pb、As

3、的鈍化效果最好。與對(duì)照相比，(BC+FeSO4)處理使有機(jī)和硫化物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)Cd含量增加了40.90％，離子交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd含量降低了28.44％;有機(jī)和硫化物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)Pb含量增加了23.51％;有機(jī)和硫化物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)As含量增加了1.89％，離子交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)As含量降低了10.81％。
　　2)不同處理均能通過改變土壤性質(zhì)(pH值和CEC)從而改變土壤中Cd、Pb、As的化學(xué)形態(tài)。不同處理下土壤pH

4、值和CEC均有所增加。培養(yǎng)結(jié)束(56 d)時(shí)，土壤pH值與對(duì)照相比顯著增加了1.65～2.01個(gè)單位，(BC+Fe)處理土壤pH值增加最多;CEC與對(duì)照相比增加了2.01～2.58cmol·kg-1，(BC+Fe)處理CEC增加最多。
　　3)隨著培養(yǎng)天數(shù)的增加，不同處理土壤脲酶活性基本處于上升的趨勢(shì)，在56 d達(dá)到最高值。脲酶活性最高的處理是(BC+Fe)，為31.27μg·g-1。不同處理下土壤過氧化氫酶的活性變化不一致，培養(yǎng)

5、結(jié)束(56 d)時(shí)，土壤氧化氫酶活性顯著增加了86.70％～110.00％，(BC+Fe)和（BC+納米Fe）兩個(gè)處理過氧化氫酶的活性最高，為0.210 mL·g-1。
　　4)XRD譜圖分析可知Cd、Pb、As分別以Cd(OH)NO3、Cd(OH)2、Pb5O4、Pb3(CO3)2(OH)2、As2O5和As2O4等礦物相的形式被固定在土壤中。(BC+Fe)和(BC+FeSO4)兩個(gè)處理Pb5O4的礦物相較其他處理高。