冻融对生物炭稳定化修复中土壤镉形态的影响

作者：王月; 孙剑平; 孙梨宗^*; 贾春云; 台培东

来源：生态学杂志, 2021, 40(11): 3711-3719.

DOI：10.13292/j.1000-4890.202111.004

• 生物炭
• 冻融
• 镉形态
• 稳定化修复

冻融是北方寒冷地区重要的气候变化过程,是影响土壤及稳定化材料性质的重要因素。本研究通过模拟冻融循环过程,考察了冻融对生物炭稳定化修复过程中镉(Cd)形态变化的影响,探讨冻融交替影响Cd形态变化的主要机理。结果表明:在生物炭稳定化修复过程中,冻融交替16次,土壤中弱酸提取态Cd含量提高了16.07%,可还原态Cd含量提高6.67%,可氧化态Cd含量升高15.37%,残渣态含量变化不明显,总体上土壤有效态Cd含量升高,增加了Cd的生态风险。其可能原因有:一方面,冻融交替16次,未加生物炭土壤自身弱酸提取态Cd含量升高11.74%,可还原态Cd含量升高13.53%;土壤毛管孔隙度从41.72%增加到57.63%,土壤p H值略有降低,土壤溶解性有机碳的含量呈现先显著升高15.38%后降低10.17%的趋势,共同促进了土壤-Cd体系中弱酸提取态和可还原态Cd的升高;另一方面,冻融交替过程中,生物炭的孔道管状结构及完整性遭破坏,羟基-OH、烷烃CH、芳香结构等伸缩振动峰减弱且发生偏移,碳酸盐成分减少,导致了生物炭对Cd吸附位点减少,吸附能力降低。

• 单位
  中国科学院; 沈阳建筑大学; 中国科学院沈阳应用生态研究所