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生物炭对土壤-植物体系中铅镉迁移累积的影响

返回列表 来源: 发布日期: 2020.10.21

北极星环境修复网讯:摘 要:为探讨不同特性生物炭对土壤-植物体系中典型重金属铅(Pb)和镉(Cd)迁移累积的影响,分别选择花生壳、水稻壳、小麦秸秆、椰壳及生物燃气副产物5 种材料制备的生物炭及不同粒径椰壳生物炭作为土壤调理剂,进行多茬蔬菜盆栽试验,研究各茬蔬菜可食用部位生物量及Pb 和Cd 累积量,土壤理化性质及土壤有效态Pb 和Cd 含量变化规律。

结果显示,生物炭的施加均可不同程度提升土壤pH、土壤有机碳含量及阳离子交换量(CEC)。除小麦秸秆生物炭外,其余4 种生物炭均可显著降低土壤有效态Pb 和Cd 及蔬菜可食用部位Pb 和Cd 累积量,并对蔬菜有明显促生长效果。生物炭粒径越小对土壤有效态Pb 和Cd 含量的降低、蔬菜生长的促进及蔬菜Pb 和Cd 累积量的降低作用越显著。蔬菜生长与土壤pH、有机碳含量及CEC 水平均呈显著正相关关系,而蔬菜Pb 和Cd 累积量及土壤有效态Pb 和Cd 含量则与土壤pH、有机碳及CEC 含量呈显著负相关关系。连续3 茬蔬菜轮作后,80~120 目椰壳生物炭、花生壳生物炭、水稻壳生物炭及生物燃气副产物生物炭仍对Pb 和Cd 复合污染酸性土壤具有明显的修复效果。

结果表明,生物炭可通过改变土壤pH、CEC、有机碳等基本理化性质,对土壤重金属产生钝化作用,显著促进蔬菜的生长并可消减蔬菜对土壤重金属元素的累积效应。

结 论:

(1)花生壳、水稻壳、小麦秸秆、椰壳及生物燃气副产物生物炭均可提升或显著提升土壤pH、土壤有机碳含量及CEC 水平。

(2)80~120 目椰壳、花生壳、水稻壳及生物燃气副产物生物炭可显著降低土壤有效态Pb 和Cd 及蔬菜地上部Pb 和Cd 含量,并明显促进蔬菜生长,其对酸性重金属污染土壤具有明显的修复效果及持续效应。

(3)生物炭的粒径越小对土壤有效态Pb 和Cd 含量的降低、蔬菜生长的促进及蔬菜Pb 和Cd 含量的降低作用越显著。

(4)生物炭具有特殊的表面结构及物理化学性质,通过对土壤pH、有机碳及CEC 水平等土壤理化性质的改善,起到对土壤重金属的钝化作用,可显著促进蔬菜的生长及消减蔬菜对土壤重金属元素的累积效应。

(5)在生物炭修复重金属污染土壤的实际应用中需要综合考虑生物质材料、生物炭粒径及生物炭本底重金属含量等因素。

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