不同施用量生物炭对绿豆镉吸收的阻控效应

探究不同施用量生物炭对不同生长期绿豆（Vigna radiata (L.) R. Wilczek）镉（Cd）吸收的阻控效果.通过盆栽试验,以Cd污染旱地土壤为基质,对其进行2.5%和5.0%（质量分数）的鸡粪生物炭添加处理,同时以无生物炭添加（0%）作为对照处理,所有处理均种植绿豆（生长周期为70 d）,探讨不同施用量的生物炭对结荚期和收获期的土壤pH、土壤Cd化学形态以及绿豆Cd吸收的影响.结果表明:生物炭添加降低了结荚期和收获期绿豆植株中Cd的富集,且植株地上、地下部分Cd吸收对不同剂量生物炭添加的响应存在差异.结荚期,不同施用量生物炭添加均显著降低绿豆植株根部Cd含量,添加2.5%生物炭对绿豆植株茎部Cd富集的阻控效应最强,而添加5.0%生物炭对绿豆植株叶片Cd富集的阻控效应最强;收获期,绿豆植株地上部分（叶、茎）的Cd含量表现为添加2.5%生物炭处理显著低于添加5.0%生物炭处理,植株地下部分（根）的Cd含量则表现为添加5.0%生物炭处理显著低于添加2.5%生物炭处理.生物炭添加改变了土壤中Cd化学形态的分布,显著降低了酸可提取态Cd的相对含量.在结荚期与收获期,添加5.0%生物炭的土壤其酸可提取态Cd的相对含量均最低,对同一处理不同生长期而言,添加2.5%生物炭的土壤中酸可提取态Cd占比减少的效果最显著,收获期降低幅度达26.68%.由此可见：在使用生物炭修复Cd污染土壤时,生物炭施用量、植物生长期和植物组织利用都应予以考虑.本研究结果可为农用旱地土壤污染治理与安全利用提供参考.     

中轻度污染菜地土壤中重金属阻控剂组合优化研究

为了解阻控剂组合及单一因素对中轻度污染菜地土壤重金属迁移释放的影响,采用模拟培养及L16(44+32)正交试验法对土壤中重金属阻控剂及其配方参数进行优化,以期筛选出最优阻控剂组合配方.研究结果表明:各阻控剂处理组合对污染土壤Pb、Cu、Zn、Cd阻控效果较好,其对Pb、Cu的阻控效果优于对Zn、Cd的阻控效果.单一影响因素分析表明:硅肥对土壤中Pb和Cu、骨炭对土壤中Cu、羟基磷灰石对土壤中Zn和Cd分别具有较好阻控作用,且在适当延长阻控时间和提高温度下添加中、高水平的阻控剂有利于提高阻控效果;与土壤pH相比,土壤类型对重金属阻控效果的影响相对更大.综合考虑各处理组合对菜地土壤中Cu、Zn、Pb、Cd的阻控效应及影响因素,对中轻度Cu、Zn、Pb、Cd污染土壤的复合阻控剂最优配方参数为:pH 4.5~7.5下施用硅肥2.0~8.0g/Kg、羟基磷灰石6.0~8.0g/Kg及骨炭20.0~40.0g/Kg后于15~35℃下培养8~16d;且较之潮土性菜园土壤,在红壤性菜园土壤中各阻控剂可以就低选择用量.     

蚓粪及其生物炭农用对土壤-蔬菜系统中Cu/Zn阻控效应差异

为开发蚓粪资源化利用新途径和有效防控土壤重金属迁移风险,以牛粪源蚓粪(CV)为原材料制备蚓粪基生物炭(CVC),并将其施用于种植油麦菜的Cu/Zn污染土壤,研究蚓粪及其生物炭对油麦菜生长、Cu/Zn含量及土壤中Cu/Zn有效性变化的影响.结果表明:蚓粪及其生物炭施用均可有效促进油麦菜的生长并降低其可食部位和根系中的Cu/Zn含量,且以蚓粪生物炭5%添加水平下的阻控效果最佳;同时,蚓粪生物炭较之蚓粪可以更为有效降低土壤有效态Cu、Zn含量及其生物有效性系数,且5%蚓粪生物炭添加水平下对土壤中Cu/Zn有效性的降低效应更加明显.因此,可以利用蚓粪生产生物炭用于菜地土壤重金属污染迁移风险的有效阻控.     

玉米和小麦秸秆生物炭对土壤重金属污染修复实验研究

为揭示不同秸秆生物炭对土壤中重金属污染修复的效果和机理,文章取矿山附近农田酸性土壤,以质量比5％ 分别施加玉米秸秆生物炭(maize biochar,MBC)和小麦秸秆生物炭(wheat biochar,WBC),并在培养10、25、40、55 d后取样分析土壤物理、化学性质和重金属形态变化,比较2种生物炭对Hg、Cd...     

稻壳生物炭与肥料配施对稻田镉铅铬砷的钝化与肥效的影响

以稻壳生物炭为研究对象,在田间试验条件下,研究了生物炭与氮磷钾复合肥和微生物肥料配施对稻田镉(Cd),铅(Pb),铬(Cr)和砷(As)钝化与土壤肥效的影响.结果表明,稻壳生物炭与氮磷钾(NPK)复合肥配施,水稻籽粒中Cd,Pb,Cr和As的含量比对照分别降低77.3%,71.9%,14.7%和40.0%.与微生物肥料配施水稻籽粒Pb,As和Cd的吸收量分别比对照降低79.3%,75.6%和52.0%.生物炭与肥料配施对各元素的富集系数依次表现为根茎籽粒,相同处理对各元素的富集系数依次表现为As,CdPb,Cr.生物炭与复合肥和微生物肥料配施均增加了水稻产量,与对照相比,生物炭与复合肥和微生物肥料配施田间产量分别增加了6%和5%.与生物炭和微生物肥配施相比,稻壳生物炭和NPK复合肥配施在降低水稻籽粒中Pb,As,Cr,Cd的含量及水稻各部位重金属富集系数方面,具有明显的优势,适宜在多重金属污染农田中施用.     

不同热解温度生物炭改良铅和镉污染土壤的研究

 为了探究热解温度对生物炭修复重金属污染土壤的影响,将300℃、500℃和700℃下制备的生物炭加入铅（Pb）和镉（Cd）污染土壤进行培养,检测重金属形态的变化。结果表明,加入生物炭培养60d后,Pb和Cd污染土壤pH值较对照上升0.35—0.86单位值,土壤中重金属的酸可提取态含量下降,残渣态含量上升,对目标重金属生物有效性降低的改良效果700℃>500℃>300℃;在生物炭添加量相同的情况下,复合污染土壤中Pb的残渣态含量比对应单一污染高50.60%—72.79%,而复合污染土壤中Cd的酸可提取态含量较对应单一污染高7.53%—12.99%;热解温度影响生物炭的表面特征和吸附重金属机制,进而影响生物炭改良土壤中目标重金属形态分布。     

碱性Cd污染农田原位稳定化修复研究

围绕碱性农田重金属Cd污染原位稳定化修复技术,通过实验室小试筛选出以椰壳生物炭为核心材料的稳定剂应用于修复重金属Cd污染的碱性土壤,并进一步探究了施加稳定剂对于小麦生长的影响.研究结果表明,随着稳定剂施加量的增加重金属Cd钝化效果显著增加,在施加量为2%时,椰壳生物炭对土壤有效态Cd钝化率达到99.08%,远高于木质生物炭、硅肥以及钙镁磷肥.稳定化修复后,土壤中Cd由生物可利用性较高的形态向稳定的结合态转化,降低土壤环境风险.此外椰壳生物炭的施加还可以促进小麦生长,降低小麦体内Cd含量,稳定剂施加量为1.5%时,与对照组相比小麦根中Cd含量降低64.31%,地上部Cd含量降低69.60%.本研究筛选的椰壳生物炭作为稳定剂不仅能够实现Cd污染碱性农田的持效性修复,还能够显著改善土壤结构并提高土壤肥力,促进小麦生长,为以后该技术在我国北方大面积重金属污染碱性农田的修复及规模化应用提供支持.     

龙葵修复不同浓度土壤镉污染研究

通过温室试验，设置不同浓度镉(Cd)处理(0、20、40、80 mg/kg和160 mg/kg),研究龙葵(Solanum nigrum L.)对不同浓度Cd的富集特征和修复性能.结果表明：龙葵对Cd具有较强的耐受性，株高随Cd浓度的增加先升高后降低，生物量无明显变化；龙葵对Cd的富集量随Cd胁迫浓度增大而增加，且主要分布在地上部；不同处理龙葵的富集系数、转运系数和Cd去除率均随处理浓度的提高呈先上升后下降的趋势，在土壤总Cd含量为20 mg/kg时均达到最大.可知，龙葵对土壤Cd污染具有良好的耐受性和吸收、富集能力，对低浓度的Cd污染土壤修复效果较好.     

核桃青皮在土壤重金属植物修复中的应用

该研究以核桃青皮发酵产物配施生物炭为固定化载体，结合前期筛选的硫酸盐还原菌(SRB15-3-2),制备得到了核桃青皮固定化菌剂，用于重金属污染土壤修复。基于pH、含水率、总养分、有机质、种子发芽指数和重金属含量等指标，评估了核桃青皮的发酵效果。通过配施生物炭并接种SRB15-3-2得到了改良后的固定化菌剂，考察了核桃青皮固定化菌剂对土壤重金属形态转化、植物生长及重金属富集能力的影响。结果表明，核桃青皮固定化菌剂促进了青菜生长并提高了生物量，与对照组(CK)相比，施加固定化菌剂的Cu和Cd污染土壤中青菜的株高分别增加了12.62%和5.42%,地上部分干重分别增加了95.05%和47.93%;固定化菌剂对土壤重金属表现出明显的钝化作用，促进了Cu和Cd从可交换态向残渣态转化，从而降低了重金属的迁移性及生物毒性，且青菜地下部分Cu和Cd的含量相比CK组降低了92.92%和72.83%,地上部分含量降低了34.00%和3.30%。研究结果为重金属污染土壤修复和核桃青皮的资源化利用提供了科学依据和理论支撑。     

矿区土壤-玉米重金属富集及健康风险

为研究矿区农田土壤-玉米系统中重金属的富集迁移,以安徽省淮北煤田临涣矿区为例,对该区玉米地中Cd、Ni、Pb、Cr、Zn和Cu的含量、玉米植株富集转移系数及健康风险进行分析。结果表明,除Cd超过国家土壤二级标准的28.57%,其余均未超过相应标准;地累积污染评价结果显示,Cd和Cu属于无污染-轻污染,其余几种重金属都属于无污染;除Cu外,其余几种被吸收到玉米体内的重金属大部分都积累在根部,且Cd的富集转移系数最大;运用目标危险系数法进行健康风险评价,结果表明,六种重金属对儿童引起的健康风险均大于成人,且健康风险指数的大小为PbNiCuCdZnCr。     

外源有机酸协同生物炭对土壤微量元素的影响

为未来改善生物炭和有机酸共存的土壤营养状况提供参考依据,有必要探究生物炭和有机酸共存对土壤中微量元素的影响。以玉米秸秆为原材料制备生物炭,采集不同深度的黄棕壤,选择柠檬酸和苹果酸这2种酸进行试验,除对照外共设置8个不同处理方式,分别是不施加或施加生物炭的表土加柠檬酸处理、不施加或施加生物炭的表土加苹果酸处理、不施加或施加生物炭的底土加柠檬酸处理和不施加或施加生物炭的底土加苹果酸处理。结果表明：（1）与对照组相比,施加2种有机酸增加了土壤中的铁和锰的溶出,且柠檬酸处理的土壤溶液中的铁和锰含量高于苹果酸处理;（2）由于底土和表土存在理化性质的差异,影响了铁和锰的溶出量,底土溶液锰的溶出量高达0.34 mmol/L,而表土溶液铁的溶出量高达0.7 mmol/L;3）2%的生物炭没有完全阻碍两种有机酸对微量元素的溶出。结论 有机酸可以活化土壤中的铁和锰,其活化效果与有机酸种类、浓度、金属、土壤酸碱度有关,且生物炭的施加对阻碍有机酸活化土壤中微量元素的能力有限。     

电子废弃物拆解区重金属低积累玉米品种筛选

以16种不同的玉米品种为研究对象,采用田间试验的方法,探讨在Cd、Cr、Pb、Hg和As复合污染条件下,不同玉米品种产量和籽粒Cd、Cr、Pb、Hg和As含量的差异性,并在兼顾产量的情况下,通过聚类分析筛选出玉米籽粒Cd、Cr、Pb、Hg和As低积累品种.研究结果表明,不同玉米品种对重金属的吸收积累能力及产量均存在较大差异.通过聚类分析,筛选出籽粒低积累Cd的品种3个,低积累Cr的品种10个,低积累Pb的品种1个,低积累Hg的品种5个,低积累As的品种1个.综合考虑重金属富集能力及产量等因素,最终筛选出金甜顺666这个品种为适宜在清远市推广种植的重金属低积累玉米品种,本研究可为清远市电子废弃物重金属污染农田安全利用提供参考依据.     

生物炭对镉、铅、锌污染土壤上小白菜生长状况的影响

采用500℃限氧热解制备的玉米秸秆生物炭作为改良剂,通过盆栽实验,研究生物炭对Cd、Pb、Zn复合污染土壤上小白菜生长状况的影响。结果表明,不同质量比生物炭配施量对Cd、Pb、Zn污染土壤上小白菜生物量有明显影响,小白菜干重、鲜重均表现为生物炭配施5%(w/w)>3%(w/w)>0%(w/w)>1%(w/w);在土壤重金属Cd、Pb、Zn污染程度较高时,少量生物炭配施并不能明显改善小白菜生长状况;重金属胁迫对小白菜吸收土壤水分可能有重要影响,同时,5%(w/w)相对于3%(w/w)生物炭配施虽然更有利于改善小白菜生长状况,但大量生物炭配施可能会导致土温升高,蒸发加强,对土壤持水能力产生不利影响。     

4种植物缺铁条件下对土壤镉的积累特征

通过盆栽试验研究缺铁条件下对重金属Cd(Ⅱ)的吸收与积累,选择龙葵,西红柿,玉米和小麦为试验材料.主要考察了缺铁条件下4种植物对Cd(Ⅱ)的积累、重金属Cd(Ⅱ)的富集系数和转移系数的变化.实验结果表明:缺铁处理的4种植物生物量低于相应的加铁处理,富集的Cd(Ⅱ)高于相应的加铁处理,转移系数与富集系数高于加铁处理.其原因主要是由于缺铁条件下根系环境产生的变化,有助于植物对Cd(Ⅱ)的吸收.     

热解温度对秸秆生物炭钝化重金属污染土壤影响分析

为了探究热解温度对以黄豆秸秆制备生物炭对土壤重金属Pb及Cd的吸附及钝化性能,以黄豆秸秆为原材料,在300,500和700℃热解温度下制备生物炭,并探究其对土壤重金属铅锌的钝化作用。实验结果表明随热解温度升高,生物炭中碳含量呈现上升趋势,且pH由8.95升高至10.23,灰分的含量却由34.5%下降至28.6%。热解温度能对生物炭吸附重金属Pb及Cd产生影响,并且热解温度升高,重金属吸附量呈现上升趋势,并且当热解温度为700℃时,生物炭对Pb及Cd的吸附量分别为1.2和26.8 mg/g。进一步探究表明热解温度能够提高生物炭对Pb及Cd的钝化性能,机制研究表明生物炭能够提高土壤中pH,并且热解温度升高提高了残渣态Pb及Cd的含量而降低酸可提取态Pb及Cd的含量。     

不同固定剂对土壤中镉砷钝化修复效果研究

为了探究不同固定剂对镉和砷复合污染土壤的修复效果,以蚕沙炭(BC)、硅酸钙(Si)和硫酸亚铁(Fe)为材料,通过土培实验研究了不同处理在28 d平衡时间内对土壤基本性质和土壤中镉(Cd)、砷(As)有效态含量的影响。结果表明:单施1%(质量百分比)硫酸亚铁(Fe)和0.5%硫酸亚铁+0.5%蚕沙炭(Fe+BC)的处理可显著降低了土壤的p H值。单施1%硅酸钙(Si)、单施1%蚕沙炭(BC)、0.5%硅酸钙+0.5%蚕沙炭(Si+BC)、0.33%硅酸钙+0.33%硫酸亚铁+0.33%蚕沙炭等处理(Si+Fe+BC)则显著提高了土壤的p H值。除了Fe处理外,其他处理均提高了土壤有机碳含量,增加幅度为5.52%~26.95%。Si+BC和Fe+BC处理显著增加了土壤阳离子交换量(CEC),增加幅度分别为43.07%和20.62%,Si+Fe和Si+Fe+BC处理却显著降低了土壤CEC含量,降低幅度为16.06%和14.59%。Fe和Fe+BC处理极显著降低了土壤有效态As含量,分别降低了48.06%和33.75%;单施硅酸钙、单施蚕沙炭、硫酸亚铁+蚕沙炭处理显著降低了土壤有效Cd含量,分别降低了19.56%、14.29%、33.32%。相关分析结果表明,土壤p H值与土壤有效态As含量呈显著正相关关系,土壤中Cd的有效态含量与土壤CEC含量呈较好的显著负相关关系。综合考虑各处理对土壤中Cd、As的钝化效果,Fe+BC处理对复合污染土壤中Cd、As的钝化效果最佳,降低土壤有效态As含量为33.75%、降低土壤有效态Cd含量为33.32%。     

烟叶中Cd积累的阻控技术研究

通过植烟区的田间盆栽试验,研究了石灰、腐殖酸、硫化钠、猪粪4种阻控材料对烟草中Cd含量及土壤中有效Cd的影响.结果表明,施用不同阻控材料的烟叶中Cd含量与土壤中Cd活性呈极显著正相关,石灰和猪粪可明显抑制土壤中Cd的活性,从而降低烟叶中的Cd积累量,削减率为8.55%~42.49%,且在一定范围内,施用量越大,削减效果越好.综合考虑土壤-烟草系统Cd削减效果与烟叶经济性状,采用因子序列生成法排序,得出施用1.13~2.25t/hm2的石灰或22.5~45.0t/hm2的猪粪可有效削减烟叶和土壤中Cd的积累量.     

红皮云杉不同器官对土壤重金属的富集特征

为了解不同污染等级下红皮云杉不同器官的富集特征,运用室外采样和室内测定相结合的方法,测定了红皮云杉树叶、树枝、树皮、树根和根际土壤中3种重金属元素(Pb、Cd、Cr)的含量。在污染等级1中,各器官重金属含量大小顺序为树皮树枝树根树叶,在污染等级2中,各器官重金属含量大小顺序为树皮树根树枝树叶。各器官对Cd、Cr和Pb的富集能力为树皮树枝树根树叶。各重金属元素含量在红皮云杉中的总趋势为CrPbCd,富集能力总趋势为CdCrPb,反映出红皮云杉对Cd的低吸收高富集能力。随着土壤重金属污染等级的增加,红皮云杉对Cd和Cr的富集能力增加。单株红皮云杉不同重金属元素积累量为CrPbCd,富集效能为树根树枝树叶树皮,树根对各重金属元素的积累量明显高于其他器官。因而,红皮云杉可以作为对土壤中Cr、Pb污染场地进行修复和治理的备选树种。     

石灰和NPK肥对镉污染土壤及菊芋生理的影响

为加强超富集植物菊芋对土壤镉(Cd)的富集能力,以潍坊、徐州2个不同产地菊芋为供试植物,采用土培法探究施加石灰或NPK肥后对土壤理化性质、菊芋幼苗生长特性和Cd富集能力的影响.结果表明:添加石灰后菊芋根际土壤pH达到最大,NPK肥处理下土壤养分状况显著提高,表明2种改良剂都可以有效改变土壤理化性质;2种改良剂单独施用后都有利于加强2个产地菊芋的植株根系活力,提高植株在Cd胁迫下的光合能力,抗氧化酶活也明显上升,说明改良剂还具有增强植株对重金属毒害的耐受性;分别施用石灰和NPK肥后,菊芋的根、茎、叶对Cd富集能力都有所增加,最大增幅分别达108.84%,99.20%,26.09%和69.84%,83.20%,17.19%,证实2种改良剂均有增进菊芋对Cd的富集能力.研究结果为Cd污染土壤的植物-化学联合修复提供基础数据和科学依据.     

土壤重金属复合污染钝化修复对酶活性的影响

以生态环境部在河南省济源市设置的农田土壤重金属污染修复试验区为研究对象,采集不同修复处理样地HD(改性纳米SiO_2)、QG(硅酸盐+磷酸盐+有机肥)、JG(铁基生物炭)、ND(改性生物炭+磷酸盐)和DZ(对照)的表层和剖面土壤样品75个,其中表层混合样15个,剖面样品60个,测定其生物有效态重金属(Cd、Pb、Cu、Zn、Ni和Cr)含量及过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性.结果表明,与修复前相比,HD和JG样地表层的酶活性有所增强,QG和ND样地表层的酶活性有所下降,改性纳米SiO_2和生物炭钝化剂可激活多数酶的活性,磷酸盐则可抑制多数酶的活性.土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性均随深度增加而减弱,过氧化氢酶活性随深度增加而增强.与对照样地相比,钝化修复后剖面下部土层的酶活性有所增强.重金属有效态含量与脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性之间表现为极显著正相关,与过氧化氢酶活性表现为极显著负相关;Cd、Pb、Cu、Zn和Ni对过氧化氢酶活性表现为协同抑制效应,Cd、Pb、Cu和Zn对其余3种酶活性表现为协同促进效应.