改性生物炭对弱碱性Cd污染土壤钝化修复效应和土壤环境质量的影响

作者：孙彤; 李可; 付宇童; 马文艳; 谢厦; 孙约兵^*

来源：环境科学学报, 2020, 40(07): 2571-2580.

DOI：10.13671/j.hjkxxb.2019.0502

• 镉污染
• 改性生物炭
• 碱性土壤
• 钝化修复
• 土壤环境质量

通过大田示范试验,研究了钙基改性生物炭对弱碱性Cd污染土壤的钝化修复效应及对土壤理化性质、团聚体结构、土壤酶活性和玉米体内Cd累积特征的影响.结果表明,向弱碱性土壤中添加改性生物炭提高了土壤pH值、有效态阳离子交换量和有机质含量.与对照相比,添加钙基改性生物炭后土壤有效态Cd(DTPA-Cd)含量的降幅达到12.0%～30.2%,且Cd赋存形态由活性较高的可交换态和可还原态向更稳定的残渣态转变.改性生物炭的施加明显降低了Cd在植物体内富集的风险,玉米根、茎、叶和籽粒中Cd含量明显受到抑制,3种玉米品种籽粒中Cd含量较对照分别下降了52.65%～72.56%(郑单958)、37.54%～50.80%(蠡玉16)和23.60%～51.20%(三北218).添加改性生物炭在一定程度上改善了土壤环境质量,土壤过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性随着改性生物炭施加量的增加呈逐渐升高的趋势.改性生物炭处理下,5～8 mm和2～5 mm粒级团聚体所占比例增加,而≤0.25 mm粒级团聚体占比有所下降,团聚体平均几何直径(GMD)和平均质量直径(MWD)分别增加了10.35%～29.34%和13.20%～27.03%,显示土壤团聚体稳定性增加.玉米籽粒中(郑单958)Cd含量与土壤有效态Cd含量呈显著负相关关系(p<0.01).研究表明,钙基改性生物炭在钝化修复弱碱性Cd污染土壤和改善土壤环境质量方面具有一定的研究前景和可行性.

• 单位
  东北农业大学