不同钝化剂和培养时间对Cd污染土壤中可交换态Cd的影响

原位化学钝化技术是修复重金属污染土壤的重要途径之一,通过施入一些钝化剂以降低土壤中重金属有效态含量,从而减少其迁移及对植物的毒害.选取羟基磷灰石(HA)、磷矿粉(PRX和PRH)、沸石、赤泥、新鲜植物残体、玉米秸秆粉末以及相应的处理共21种钝化剂,在同一培养条件和添加浓度下,比较其对人工Cd污染土壤巾可交换态Cd含量的影响,并分析了其在不同培养时间对钝化效果的时间效应,试验的结果对于筛选Cd污染土壤钝化剂有着重要的意义.结果表明,纳米化赤泥、羟基磷灰石和纳米化酸洗赤泥可显著降低土壤中可交换态Cd含量,钝化比例高达35%～55%;赤泥、酸洗赤泥、沸石达15%～25%;富含巯基植物蒜苗、油菜、大葱植物残体也可达20%～25%.磷矿粉、大葱粉末、玉米秸秆和巯基化玉米秸秆的钝化效果相对较差;HA、铵型沸石、纳米赤泥、酸洗纳米赤泥、干油菜粉末、酸洗赤泥对可交换态Cd的钝化效果的时间效应不明显;赤泥、大葱残体、特别是玉米秸秆和巯基玉米秸秆随时间增长钝化效果增加显著,在8周和16周时段钝化效果较好.     

不同钝化剂对轻度镉污染农田水稻吸附的钝化修复作用

添加钝化剂是修复重金属污染土壤的有效方法之一.通过在成都平原的水稻轻度Cd污染农田进行田间试验,选取石灰、生物炭、生物有机肥3种钝化剂,探讨轻度Cd污染农田土壤原位钝化修复技术效果.结果表明,向农田土壤中施加石灰、生物炭、生物有机肥等钝化剂可以在一定程度上降低作物籽粒中Cd含量.单一石灰处理、生物炭配施石灰处理以及生物有机肥配施石灰处理可以使水稻常规修复试验中水稻籽粒中Cd含量降低8.85％～29.62％.由此可见,向农田土壤中施加钝化剂可以在一定程度上降低作物籽粒中Cd含量.     

钝化剂对农田土壤镉污染的原位钝化修复效应研究

选择野外镉(Cd)污染农田,以小麦(第一季)、水稻(第二季)为模式作物,以蒙脱土、钙镁磷肥、磷矿石、重钙、普钙为钝化修复材料(施加浓度为1.3 kg·m-2),并配施石灰(0.52 kg·m-2),研究其对小麦、水稻产量及籽粒中Cd含量、土壤pH以及土壤中Cd形态分布的影响,考察不同钝化剂对农田土壤Cd污染的原位钝化修复效果。结果表明:施用不同钝化剂后均显著抑制小麦和水稻籽粒对Cd的吸收,而配施石灰能更进一步抑制小麦和水稻对Cd的吸收。第一季,钙镁磷肥和蒙脱石配施石灰的抑制效果最好,钙镁磷肥配施石灰和蒙脱土配施石灰降幅分别达到78.7%和72.8%;第二季,钙镁磷肥和重钙配施石灰的抑制效果最好,钙镁磷肥配施石灰和重钙配施石灰降幅分别达到82.83%和67.43%。研究发现钝化剂显著降低土壤酸溶态Cd含量,而小麦和水稻籽粒中Cd含量与土壤pH呈极显著负相关关系,相关系数分别为-0.817和-0.718;与土壤酸溶态Cd呈显著正相关关系,相关系数分别为0.769和0.613;同时发现施用钝化剂后小麦、水稻的产量均有显著提高,增幅最大的为可溶性磷肥重钙和钙镁磷肥,原因可能是施入的改良剂减缓了Cd毒性,同时提供了作物生长所需的钙、镁、磷等必需营养元素。根据田间试验效果,钙镁磷肥配施石灰对降低小麦和水稻中Cd含量的效果最显著,可推荐作为Cd污染土壤的改良剂。旱作条件下,蒙脱石配施石灰也是Cd污染农田改良剂的较好选择,而稻作条件下则不宜使用。     

不同钝化剂对Cd污染土壤钝化效果及油菜中Cd含量的影响

采用盆栽试验,研究施加钝化剂海泡石、膨润土和鸡粪对Cd污染土壤的钝化效果以及对油菜中Cd含量的影响。结果表明,施加鸡粪可显著提高油菜地上生物量,施加海泡石、膨润土对油菜生物量无显著影响;施加海泡石、膨润土可显著提高土壤pH值,施加鸡粪可降低土壤pH值;施加钝化剂能显著降低土壤中有效态Cd含量及油菜地上部分Cd含量,有机无机钝化剂配施效果好于单施钝化剂处理,经处理,油菜中Cd含量符合《食品安全标准》(GB 2762—2012)规定的叶菜类0.2 g/kg的Cd浓度限值。     

赤泥、石灰对Cd污染稻田改制玉米吸收积累Cd的影响

利用Cd污染稻田改制玉米的大田试验,研究了施用赤泥、石灰对玉米吸收积累Cd的影响。结果表明,施用赤泥、石灰对春玉米、秋玉米产量无显著影响,但与施用石灰相比,施用赤泥能显著增加玉米产量和生物量;施用赤泥、石灰皆显著提高了土壤pH值、显著降低了土壤有效态Cd含量,减少了玉米对Cd的吸收积累;春玉米、秋玉米施用赤泥后其籽粒Cd含量分别比对照降低了27.5%和21.1%,施用石灰后则分别降低了26.4%和31.1%;施用赤泥、石灰皆抑制了玉米对Cd的富集和转运,且赤泥抑制玉米茎、叶、籽粒富集Cd的能力优于石灰,但石灰阻控玉米由茎向籽粒及叶片中转运Cd的能力优于赤泥。大田试验结果还表明,稻田改制玉米结合赤泥、石灰等钝化剂的施用可能是一条实现Cd污染农田安全可持续利用的有效途径,也利于保障国家粮食安全和农产品质量安全。     

赤泥、骨炭和石灰对玉米吸收积累As、Pb和Zn的影响

为探索添加剂(赤泥、骨炭和石灰)对土壤重金属的钝化效果,筛选有效的土壤重金属钝化剂,在温室条件下通过土壤盆栽试验研究赤泥、骨炭和石灰对玉米吸收积累Pb、Zn和As的影响.结果表明,施用不同的改良剂均显著地提高了玉米地上部生物量,其中5％骨炭处理玉米地上部生物量最大,比对照处理提高5.3倍.污染土壤中施用不同的改良剂(5％赤泥、5％骨炭、5％石灰、2.5％赤泥+2.5％骨炭),可导致玉米地上部Pb和Zn含量分别比对照降低70.9％～89.1％和78.3％～89.7％,根部Pb和Zn含量分别降低50.0％～67.5％和91.0％～94.3％.应用改良剂对玉米植株As含量影响不一样,与对照处理相比,5％赤泥和2.5％赤泥+2.5％骨炭处理显著地降低了玉米地上部和根部的As含量,而5％骨炭和5％石灰处理显著地提高了玉米地上部的As含量.不同的改良剂应用均显著地降低土壤中Pb和Zn的植物有效态含量,提高土壤中As的植物有效态含量.研究结果表明赤泥、骨炭和石灰是较具有潜力的修复重金属污染酸性土壤的改良剂,为重金属污染土壤钝化修复提供了新材料.     

秸秆还田配施无机改良剂对稻田土壤镉赋存形态及生物有效性的影响

以成都平原德阳市旌阳区Cd污染稻田土为研究对象,通过大田试验研究了秸秆还田下配施无机改良剂对污染稻田土壤Cd形态分布特征及水稻生物有效性的影响。结果表明,秸秆(油菜秆、小麦秆)配合改良剂(海泡石、石灰、钙镁磷肥)施用均显著降低水稻糙米Cd含量,其中油菜秸秆配合海泡石效果较优,降低幅度为36.75%;油菜秸秆配合改良剂(海泡石、石灰、钙镁磷肥)施用提升了茎秆Cd含量(31.46%~140.73%),可能会影响秸秆还田利用。对土壤可交换态Cd含量影响表现为:水稻分蘖期,小麦秸秆配合石灰处理降低50.47%,效果较佳;水稻成熟期,小麦秸秆配合钙镁磷肥处理降低58%,效果较优。回归分析结果表明,土壤Cd形态由有效性较高的形态(可交换态)向有效性较低的形态(铁锰氧化物结合态、有机结合态等)转化,有助于减少水稻根系对Cd的吸收,降低糙米Cd的累积。综上,在抑制土壤活性态Cd,降低水稻Cd积累方面,油菜秸秆还田配合海泡石和小麦秸秆还田配合石灰效果均较优。     

施加钝化剂及叶面肥对大田小麦-玉米轮作Cd吸收转运的影响

为研究施加钝化剂、叶面肥对大田小麦-玉米轮作Cd吸收转运的影响,实现安全利用类耕地农作物的安全生产,通过大田轮作试验的方式,选用小麦秸秆生物炭、钙镁磷肥为土壤钝化剂,叶面硒肥为叶面阻隔剂,在田间共设置6个处理：小麦和玉米常规种植（CK）、基施生物炭（B）、基施钙镁磷肥（P）、叶面喷施硒肥（F）、叶面喷施硒肥的同时基施生物炭（BF）、叶面喷施硒肥的同时基施钙镁磷肥（PF）。小麦和玉米成熟后对其籽粒、秸秆、根系3部分的Cd含量进行检测,并对耕地土壤的pH值、有效态Cd、全量Cd进行测定。结果表明：与CK处理相比,小麦和玉米各处理土壤pH值有不同程度的升高,其中B处理和BF处理会显著提升土壤pH值;小麦和玉米各处理土壤中全量Cd无明显变化; P处理和PF处理可显著降低土壤有效态Cd含量。与CK处理相比,各处理农作物籽粒中Cd含量均有不同程度的降低,且叶面阻隔联合土壤钝化技术（BF、PF）的效果更好。较CK处理,PF处理小麦和玉米籽粒Cd含量下降最明显,降幅分别为39.91%、43.51%,BF处理小麦和玉米籽粒Cd含量分别下降了22.58%、33.53%,F、B处理和P处理变化较小,降低效果表现为B处理相似文献   

有机物料和钝化剂对低环境容量土壤黑麦草吸收积累Cd及其平衡的影响

采用田间小区试验,研究有机物料、钝化剂及其配施对南方典型酸性低环境容量土壤黑麦草生长与吸收积累Cd的影响。结果表明,施用有机肥处理比施化肥处理增产35.76%(p0.05),其他处理间产量无显著差异;增施石灰处理使土壤pH值比单施化肥处理提高0.79,土壤有效态Cd含量降低19.34%;增施赤泥可提高土壤pH值,改良土壤酸性,施用有机肥则可缓解土壤酸化进程;有机肥和钝化剂都可降低Cd的生物有效性,降低黑麦草植株Cd含量;有机肥处理黑麦草植株Cd含量比化肥处理低42.71%(p0.05)。采用有机-中性化技术可实现饲草安全生产与土壤酸性改良的双重目的,但应控制有机物料的Cd含量(0.2mg/kg)、或者减少有机物料的施用量,以确保饲草质量安全与土壤的可持续利用。     

不同改良剂对水稻土壤Cd污染的修复研究

为探究不同的有机物料作为改良剂的改良效果,将它们施入Cd污染的盆栽水稻土中,研究其土壤中有效态Cd的钝化效果。在盆栽条件下,采用不同的有机物料（煅烧贝壳粉、未煅烧贝壳粉、木薯发酵渣、植物源有机肥）和生石灰、“田师傅”钝化剂为改良材料,在有机物料间进行单施、配施,研究各处理对水稻根系、秸秆和糙米等不同器官中Cd含量影响和土壤Cd化合态的变化。结果表明：与CK组对比,发现施用煅烧贝壳粉1.5%+有机肥1.5%的处理显著提高土壤pH值,提高幅度为17.42%,同时显著降低了糙米Cd含量,降幅为49.04%;煅烧贝壳粉1.5%单施显著降低了秸秆Cd含量,降幅为93.8%;未煅烧贝壳粉1.5%使根系Cd含量显著下降,降幅达54.2%;在降低土壤中有效态Cd含量方面,只有“田师傅”钝化剂效果显著,其他有机物料的效果不显著。煅烧贝壳粉和植物源有机肥提高土壤pH值效果明显;两者配施可提高土壤pH值和降低糙米Cd含量,其效用高于单施处理;单施贝壳粉处理可显著降低秸秆、根系Cd含量,其效用高于配施处理。     

Effectiveness and longevity of amendments to a cadmium-contaminated soil

The effectiveness and longevity of amendments will influence the reduction in cadmium(Cd) bioavailability by in situ remediation techniques. Different amendments, including red mud(RM), corn straw(CS), rape straw(RS), and their combinations with zinc(Zn) fertilizer, were evaluated based on a long-term field experiment. It was found that all amendments decreased the concentration of available-Cd(EDTA-Cd and Exch-Cd) in soil and also reduced the Cd content(%) in plants. The amendments were still effective after eight years, although the effect did decline over time. The reduction of plant Cd content was 83.5% for red mud plus rape straw(RMRS), 65.3% for red mud plus corn straw(RMCS), 50.9% for RS, 54.0% for RM, and 37.3% for CS in the first few years. The reduction in plant Cd content was still 17.2% for RMRS after eight years, and RMRS was found to be the most effective treatment for decreasing Cd bioavailability. This study also explained that why the reduction in plant Cd content declined over time is the change of available Cd content in soil over time, which is important for guiding agricultural practice. It was concluded that RM, CS, RS, and their combinations with Zn fertilizer as effective amendments can have a profound and lasting positive impact on Cd-contaminated soils.     

共存阳离子（Ca、Zn、K）对土壤镉有效性的影响

采用盆栽与吸附试验,研究了镉污染赤红壤上.施用相同摩尔浓度的钙、钾与锌对小油菜生物量、镉吸收量及土壤镉吸附的影响.结果表明,低和高镉污染赤红壤上,施用锌明显增加小油菜地上部生物量,较对照分别增产21.1%和7.82%.不同阳离子(钠、钙、钾和锌离子)共存改变土壤吸附镉能力的程度不同,与钠体系相比.钙、钾和锌体系中土壤镉吸附量分别降低65.6%、72.0%和96.9%,共存离子降低土壤镉吸附量的次序为锌离子>钾离子和钙离子,锌离子的影响最为明显.高镉污染赤红壤上,钙和钾使小油菜吸镉量分别增加5.5%和14.4%,低于低镉污染赤红壤上钙和钾使小油菜吸镉的增加量(分别为16.6%和19.6%);锌明显降低小油菜吸镉量,高和低镉污染赤红壤上,较对照分别减少45.8%和35.0%.3种阳离子与镉共存时,对土壤镉生物有效性的影响差异取决于竞争吸附与竞争吸收的大小,其机制有待进一步探讨.     

四种材料对灌溉水中镉净化性能的比较

基于前期筛选的4种材料——石灰石、沸石、赤泥粒和油菜秸秆,通过设计等温吸附实验和动态模拟实验,探讨了材料对灌溉水中Cd的快速吸附能力,应用Langmuir、Freundlich和Tempkin方程及BDST(Bed depth service time)模型分别对材料Cd等温吸附和动态吸附性能进行表征,旨在为材料进一步应用提供理论基础。结果显示,4种材料对Cd有不同吸附能力,平衡液Cd浓度10μg·L~(-1)时,材料Cd等温吸附量Qv(EC=0.79 m S·cm~(-1))依次为石灰石175.7 g·m~(-3)沸石46.2 g·m~(-3)赤泥粒20.7 g·m~(-3)油菜秸秆3.7g·m~(-3);对Cd动态吸附量N0为赤泥粒1776 g·m~(-3)石灰石1767 g·m~(-3)沸石1704 g·m~(-3)油菜秸秆837 g·m~(-3)。材料对Cd吸附过程中提升溶液pH的能力表现为赤泥粒石灰石和沸石油菜秸秆。溶液离子强度对石灰石和沸石对Cd吸附有显著影响,并且随平衡液Cd浓度增加影响扩大,但是对油菜秸秆、赤泥粒对Cd吸附的影响较小。油菜秸秆对水中Cd吸附亲和力很强,但饱和吸附容量较低,吸附效率随净化时间延长衰减较明显。     

长期施肥对土壤重金属积累和有效性的影响

以红壤稻田和红壤旱地长期定位施肥试验土壤为材料,对长期施肥后土壤Cu、Zn、Pb和Cd的含量及其有效性进行了研究,旨在为常规农业管理条件下农田重金属污染提供更多可靠及有用信息。结果表明:红壤稻田土壤Cu、Zn、Pb含量分别为27.2~34.4、83.8~96.1、41.0~62.0 mg·kg~(-1),不同施肥处理土壤Cu、Zn、Pb含量均未超过土壤环境质量二级标准;土壤Cd含量为0.49~1.04mg·kg~(-1),Cd含量均超过土壤环境二级标准。红壤旱地土壤Cu、Zn、Pb全量范围分别为34.6~88.3、79.4~173.7、56.7~81.1 mg·kg~(-1),其中施加有机肥处理的土壤Cu超过土壤环境二级标准,Cd为0.14~1.35 mg·kg~(-1),超标率为42.9%。通过红壤稻田和旱地各处理土壤Cd有效性比较,施用猪粪旱地(33.8%)高于稻田(23.9%),而施用化肥旱地土壤Cd有效性最高处理(NP 14.8%)低于稻田最低处理(NPK 31.2%)。从红壤稻田和红壤旱地长期施肥试验结果看出:长期施用化肥和稻草还田未见明显的重金属积累,但施用猪粪处理的土壤中Cd有显著积累。红壤稻田施用Ca肥可明显降低土壤Cd的有效性;施用猪粪在增加土壤Cd全量的同时,也提高了旱地红壤Cd的有效性。     

不同改良剂对镉污染土壤的改良效果和对水稻光合特性的影响

采用盆栽试验,研究赤泥、石灰和海泡石对Cd污染土壤的改良效果和水稻光合特性的影响。结果表明:施赤泥、石灰和海泡石均能有效促进土壤交换态Cd的稳定,有利于Cd的固定,其中以赤泥对Cd的钝化效果最佳;与对照相比,赤泥处理的水稻增产幅度较大,为11.41%,海泡石处理的水稻产量略有提高,石灰处理的水稻产量略有下降;不同改良剂均能增加水稻剑叶的叶绿素含量(SPAD值)、气孔导度、净光合速率、胞间CO2浓度及蒸腾速率,其中以施赤泥处理效果最好,分别比对照提高6.63%、8.59%、6.93%、11.95%、5.42%;不同改良剂处理水稻剑叶面积均有不同程度的上升,添加赤泥更能缓解Cd污染对水稻生长的影响。     

赤泥对重金属污染稻田土壤Pb、Zn和Cd的修复效应研究(英文)

[目的]研究赤泥对矿区重金属污染稻田土壤中Pb、Zn和Cd的修复效应,阐明其对重金属污染土壤的修复机理及肥效机制。[方法]通过土壤培养试验,研究了赤泥对土壤pH值和电导率(EC)的影响,探讨了其对土壤Pb、Zn和Cd重金属的修复效应。[结果]赤泥能显著降低土壤中交换态Pb、Zn和Cd含量,当赤泥用量为4%(W/W)时,培养30、60和90d后,交换态Pb含量分别比不施赤泥的对照处理下降了39.25%、41.38%和50.19%;交换态Zn含量分别比对照下降了49.26%、57.32%和47.16%;交换态Cd含量分别比对照处理下降了19.53%、24.06%和25.70%。施用赤泥对土壤5种形态Pb、Zn和Cd所占总Pb、Zn和Cd的比重有明显影响,不同赤泥处理均降低了土壤中交换态Pb、Zn和Cd占总Pb、Zn和Cd的比重,且该3种重金属各自所占比重均随赤泥施用量的增加而下降。[结论]该研究为赤泥在稻田土壤上的合理施用以及其减少稻田土壤重金属污染的研究提供参考依据。     

赤泥对重金属污染稻田土壤Pb、Zn和Cd的修复效应研究

[目的]研究赤泥对矿区重金属污染稻田土壤中Pb、Zn和Cd的修复效应,阐明其对重金属污染土壤的修复机理及肥效机制。[方法]通过土壤培养试验,研究了赤泥对土壤pH值和电导率(EC)的影响,探讨了其对土壤Pb、Zn和Cd重金属的修复效应。[结果]赤泥能显著降低土壤中交换态Pb、Zn和Cd含量,当赤泥用量为4%(W/W)时,培养30、60和90 d后,交换态Pb含量分别比不施赤泥的对照处理下降了39.25%、41.38%和50.19%;交换态Zn含量分别比对照下降了49.26%、57.32%和47.16%;交换态Cd含量分别比对照处理下降了19.53%、24.06%和25.70%。施用赤泥对土壤5种形态Pb、Zn和Cd所占总Pb、Zn和Cd的比重有明显影响,不同赤泥处理均降低了土壤中交换态Pb、Zn和Cd占总Pb、Zn和Cd的比重,且该3种重金属各自所占比重均随赤泥施用量的增加而下降。[结论]该研究为赤泥在稻田土壤上的合理施用以及其减少稻田土壤重金属污染的研究提供参考依据。     

玉米秸秆对棕壤中可溶性无机氮和有机氮的影响

在(30±2)℃条件下对3种不同有机肥施用量(中量、高量和不施肥)耕层土壤和土壤母质(40～60 cm)及其加入玉米秸秆的相应土壤培养100 d,研究了玉米秸秆对不同有机肥施用量棕壤水溶性无机氮和有机氮的影响.结果表明:所有处理可溶性有机碳(DOC)含量表现相同的趋势,先增加后降低而后达平稳状态,玉米秸秆对土壤DOC含...     

赤泥不同施用量在土壤-水稻系统中生态效应的研究

采用盆栽试验研究赤泥不同施用量在土壤-水稻系统中迁移、积累规律及生态效应。结果表明：在供试土壤中处理2（25g赤泥／10kg土）与其他施用量处理相比较,株高增幅为3．7～10．2cm,每盆粒重增幅为3．3～16．6g。不同处理重金属Pb、zn和cd在植物体内各部分的分布为：根〉茎〉叶〉壳〉籽粒、根〉叶〉茎〉壳〉籽粒、根〉茎〉叶〉籽粒〉壳。水稻各部位吸收的Pb、zn、cd含量都表现施用赤泥处理为比对照的要低,处理6对降低作物Ph、zn和cd含量的效果最好,显著减少了籽粒中重金属含量。各处理重金属的迁移能力由高到低的顺序为：Cd〉Zn〉Pb,六个处理比较,随着赤泥用量的增加,Cd、zn和Ph的迁移能力越低。综合考虑水稻产量、经济效益和品质认为在供试土壤上按25g赤泥／10kg土施用赤泥较为合适。