為探討小麥秸稈生物質(zhì)炭對鎘(Cd)污染堿性土壤的修復(fù)效果,采用序批式吸附試驗(yàn)和Cd 污染土壤盆栽試驗(yàn),研究了小麥秸稈生物質(zhì)炭施用(1%,m/m)對堿性土壤吸附Cd 的影響,以及對Cd 污染土壤中油菜生長和Cd 吸收的影響。
結(jié)果表明:Cd 在生物質(zhì)炭上的吸附等溫線非線性較強(qiáng),生物質(zhì)炭對Cd 的表面吸附起主導(dǎo)作用,Cd 在生物質(zhì)炭上的分配系數(shù)(Kd)是在土壤上的1.5~3.0 倍。生物質(zhì)炭施用可促進(jìn)土壤對低濃度Cd 的吸附,0.1 mg·L-1 平衡濃度下Kd 值提高了19.5%;生物質(zhì)炭施用可抑制土壤對高濃度Cd 的吸附,在10 mg·L-1 條件下Kd 值降低了37.2%。生物質(zhì)炭施用對土壤pH 值影響不顯著,但緩解了Cd 污染對油菜生長的抑制作用,油菜生物量最高提高了45.0%,也抑制了油菜對Cd 的富集,油菜富集Cd 的量最高降低了40.6%;CaCl2、Mg(NO3)2、NH4OAC、 HCl、DTPA 和BCR1 作為提取劑提取出土壤中Cd 的量與油菜地上部分吸收Cd 的量相關(guān)性較強(qiáng)(線性回歸方程決定系數(shù)R2>0.8),而Mg(NO3)2萃取出土壤中Cd 的量更能預(yù)測油菜地上部分吸收Cd 的量。研究表明,小麥秸稈生物質(zhì)炭有利于降低堿性土壤中Cd 的生物有效性,但并非通過提高土壤pH 值和吸附能力來實(shí)現(xiàn)。
結(jié) 論:
(1)生物質(zhì)炭對Cd 具有較強(qiáng)的吸附能力,添加到堿性土壤后,可增強(qiáng)土壤對低濃度Cd 的吸附,但抑制了土壤對高濃度Cd 的吸附。
(2)生物質(zhì)炭添加到Cd 污染土壤中提高了油菜的生物量,而且對低濃度Cd 污染土壤中油菜生物量的提升作用更顯著。
(3)生物質(zhì)炭添加到土壤后,生物質(zhì)炭和土壤混合體系中油菜富集Cd 的量顯著降低,但隨著土壤中Cd 濃度的提高,生物質(zhì)炭對油菜富集Cd 的抑制作用逐漸下降。
(4)所研究的6 種提取劑均能有效預(yù)測土壤中有效態(tài)Cd 的量,其中Mg(NO3)2 提取出Cd 的量與油菜富集Cd 的量最接近。
(5)綜合來看,生物質(zhì)炭可降低堿性土壤中油菜吸收Cd 的量,但并非通過提高土壤pH 值和吸附能力來實(shí)現(xiàn)。
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