不同钝化剂对大白菜产量和吸收Cu、As、Cd、Pb的影响

【目的】旨在为Cu-As复合污染农田土壤安全利用和蔬菜的安全生产提供理论依据。【方法】选取生物炭、土壤调理剂、腐殖酸钾、石灰粉及其组合开展田间试验,研究不同钝化剂对大白菜(Brassica bara L.)产量、地上部吸收Cu、As、Cd、Pb与土壤有效态Cu、As、Cd、Pb的影响。【结果】除石灰处理外,施用其他3种钝化剂及其组合均能明显提高大白菜产量。4种钝化剂及其组合可升高土壤pH和有机质含量,明显降低土壤中有效态Cu、As、Cd、Pb含量,与处理CK相比,施用不同钝化剂导致土壤有效态Cu降低7.25%～33.64%,有效态As降低6.67%～17.65%,有效态Cd降低18.80%～30.83%和有效态Pb降低22.42%～33.49%,其中处理BRH(生物炭+土壤调理剂+腐殖酸钾)降低效果最明显,处理BLH(生物炭+石灰粉+腐殖酸钾)次之;不同钝化剂及其组合均能降低大白菜可食用部位对Cu、As、Cd和Pb的吸收,以处理BRH降低大白菜可食用部位Cu、As、Cd、Pb的效果最显著,较处理CK分别降低51.21%、56.89%、74.67%和78.23%。【结论】在原位钝化修复C...     

采用"3414"配方法研究复配钝化剂对玉米积累镉铅的影响

为了探讨复配施用L(石灰)、S(海泡石)和B(生物炭)3种钝化剂对玉米植株吸收积累土壤Cd、Pb的影响,采用"3414"试验设计方案在云南省某矿区周边开展了田间试验。结果表明:3种钝化剂复配施用的不同处理均显著提高了土壤pH值;钝化剂处理可显著降低土壤有效态Cd、Pb的含量,其中L(0.6 t/hm~2)+S(10.5 t/hm~2)+B(6 t/hm~2)处理对土壤Cd的钝化效率达46.9%, L(0.6 t/hm~2)+S(6 t/hm~2)+B(10.5 t/hm~2)处理对土壤Pb的钝化效率达26.8%;通过多元回归拟合分析,用钝化剂组合L+S+B的施用量预测的玉米籽粒中Cd含量最低,为0.0791 mg/kg,达到食品安全国家标准。因此, L+S+B是该矿区周边Cd、Pb污染农田修复效果最佳的钝化剂组合。     

钝化剂种类和粒径对复合污染土壤镉铅有效态的影响

为探讨钝化剂种类和粒径对重金属污染土壤的钝化效果,采用室内培养的方法,通过添加三个粒径（60~100、100~200、>200目）下的四种不同钝化剂（自制无机型钝化剂、石灰+生物质炭、硅藻土、磷矿粉）,研究钝化剂种类和粒径对重金属复合污染土壤中有效态Cd、Pb的影响。钝化60 d之后的结果表明,自制无机型钝化剂、生物质炭+熟石灰和磷矿粉均在>200目粒径下对土壤有效态Cd的钝化效果最好,较对照分别减少了9.54%、13.93%和11.08%;其中,硅藻土在100~200目的粒径下效果最佳,有效态Cd含量与对照相比降低了22.35%。自制无机型钝化剂、石灰+生物质炭、硅藻土和磷矿粉对土壤有效态Pb的钝化效果都在>200目的粒径下最好,有效态Pb含量与对照相比分别减少了17.81%、18.70%、11.54%和22.19%,其中磷矿粉的钝化效果最佳。研究表明,自制无机型钝化剂、石灰+生物质炭和磷矿粉都是粒径越小钝化土壤重金属Cd、Pb效果越好,可能是由于较小粒径更有利于Cd和Pb由活性态向非活性态转化,硅藻土对Cd、Pb的钝化效果在三个粒径处理间差异不显著。     

生物炭施用对小麦和玉米幼苗根际和非根际土壤中Pb、As和Cd生物有效性的影响研究

用理化性质不同的废纸、木屑、脱水污泥等原材料在600℃限氧条件下热裂解分别制备了3种生物炭,继而利用根袋法盆栽实验研究了这3种生物炭的施用对生长于矿区重金属污染土壤中的小麦和玉米幼苗的根际和非根际土壤中有效态有害元素以及幼苗根系有害元素富集的影响。结果表明,施用这3种生物炭的小麦和玉米幼苗根际与非根际土壤中CaCl2提取态、EDTA提取态和稀HCl提取态As、Cd和Pb含量均低于未施用生物炭的对照处理组,并且随着生物炭施用量从0.5%增加到5%,3种提取态As、Cd和Pb含量降低更为明显,但生物炭处理对非根际土壤中提取态As、Cd和Pb的降低总体比根际土壤明显。施用3种理化性质不同生物炭的土壤中有效态As、Cd和Pb含量与有效态提取剂(CaCl2、EDTA和稀HCl)和被提元素种类(As、Cd和Pb)相关,但未表现出一致性的规律。小麦和玉米幼苗根际和非根际土壤中CaCl2提取的水溶态As、Cd和Pb无显著差异,而部分EDTA及稀HCl提取的可交换态、碳酸盐结合态有害元素、铁锰氧化物和有机结合态As、Cd和Pb存在显著差异。小麦和玉米幼苗根系As、Cd和Pb的富集量均低于未施用生物炭的对照处理组,并且随着生物炭施用量从0.5%增加到5%,提取态As、Cd和Pb的含量降低更为明显。因而,施用生物炭有助于降低有害元素的植物富集风险。     

采用“3414”配方法研究复配钝化剂对玉米积累镉铅的影响

为了探讨复配施用L(石灰)、S(海泡石)和B(生物炭)3种钝化剂对玉米植株吸收积累土壤Cd、Pb的影响,采用"3414"试验设计方案在云南省某矿区周边开展了田间试验。结果表明:3种钝化剂复配施用的不同处理均显著提高了土壤pH值;钝化剂处理可显著降低土壤有效态Cd、Pb的含量,其中L(0.6 t/hm²)+S(10.5 t/hm2)+S(10.5 t/hm²)+B(6 t/hm2)+B(6 t/hm²)处理对土壤Cd的钝化效率达46.9%, L(0.6 t/hm2)处理对土壤Cd的钝化效率达46.9%, L(0.6 t/hm²)+S(6 t/hm2)+S(6 t/hm²)+B(10.5 t/hm2)+B(10.5 t/hm²)处理对土壤Pb的钝化效率达26.8%;通过多元回归拟合分析,用钝化剂组合L+S+B的施用量预测的玉米籽粒中Cd含量最低,为0.0791 mg/kg,达到食品安全国家标准。因此, L+S+B是该矿区周边Cd、Pb污染农田修复效果最佳的钝化剂组合。     

不同改良剂及其组合对土壤镉形态和理化性质的影响

生物炭和石灰作为土壤钝化剂施用能够有效地降低土壤中重金属的生物有效性,而聚丙烯酰胺(PAM)在改善土壤理化性质方面效果显著。本研究在模拟镉(Cd)污染土壤中单独施加不同改良剂以及其不同组合,比较不同处理对土壤理化性质、Cd的有效性及形态变化的影响。结果表明,石灰、生物炭可以有效钝化土壤中的重金属,土壤有效Cd含量比对照组分别降低了43.69%~57.00%、8.42%~11.83%;石灰与生物炭的组合效果在复配处理中最为显著,使土壤有效Cd的含量降低45.38%~62.22%;但是石灰会使土壤p H增加29.05%~50.90%,对土壤理化性质有一定的负面影响。PAM虽没有显著影响Cd的有效态及形态变化,但却提高了土壤团粒体含量。三者共施能够使土壤中有效态Cd含量降低46.13%~62.48%,并改善土壤结构;从形态分布来看,则明显减弱了弱酸提取态和可还原态Cd比例,难利用态Cd比例显著增加。本研究结果表明,PAM+生物炭+石灰三者共同施用可以在不对土壤性质造成较大负面影响的前提下,有效降低土壤中可利用态Cd含量,这对于重金属污染土壤的钝化修复具有一定的参考价值。     

立体修复技术对镉铅复合污染麦田土壤的作用效果研究

针对镉(Cd)、铅(Pb)复合污染土壤中小麦籽粒重金属超标问题,以Cd、Pb复合污染石灰性土壤为研究对象,选用Cd、Pb低积累小麦品种‘济麦22’,探究杏核生物炭单独施用以及与叶面调理剂(ZnSO4、MgSO4、氨基酸复合菌剂)联合施用对Cd、Pb复合污染麦田的修复效果。结果表明：生物炭单独施用修复效果有限,单施生物炭处理根际土有效态Cd、Pb含量占总量的比值与对照(CK)相比差异不显著,而添加10 t/hm²生物炭(C2)处理效果优于5 t/hm²(C1)处理,10 t/hm²生物炭+叶面喷施调理剂联施与单施生物炭相比,各处理根际土壤有效态Cd、Pb含量占总量的比值差异不显著,对Cd而言,只有生物炭+氨基酸复合菌剂处理(C2+A)小麦籽粒Cd降低22.56%(P>0.05),对于Pb而言,生物炭+ZnSO4处理(C2+Zn)和C2+A处理小麦籽粒Pb含量分别降低27.36%和28.06%(P<0.05),Pb含量可降至我国食品安全标准限值以下(0.2 mg/kg,GB 2762—2017),生物炭+MgSO...     

水分与磷肥对土壤重金属有效态的影响研究

通过室内培养试验,研究了不同水分(淹水与非淹水)和不同磷肥(磷酸二氢钙-CDP、磷酸氢二铵-DHP)共同作用对土壤中有效态Pb、Cd、Zn和As含量的影响。结果表明:淹水能使酸性土壤p H值趋于中性,降低土壤Eh值,在非淹水处理(T0)中,较淹水条件下,土壤有效态Pb、Cd、Zn的含量分别降低了11%、13%和41%。无论淹水还是非淹水条件下,施用CDP、DHP均降低了土壤有效态Pb、Cd、Zn的含量,但是只有施用较高CDP(0.30 g·kg-1P2O5)的处理(T3)土壤中有效态Pb、Cd、Zn含量显著降低;在淹水和非淹水条件下,与对照(T1)相比,T3处理土壤有效态Pb含量分别降低了14%和13%,有效态Cd分别降低了15%和9%,有效态Zn含量分别降低了10%和9%。但是,淹水与磷肥均增加了土壤有效态As的含量,其中不施用任何肥料情况下,较非淹水,淹水使土壤有效态As含量增加46%;施用DHP对土壤有效态As含量影响较施用CDP大,并且施用量增加,土壤有效态As含量也增加。相关分析表明,土壤有效态Pb、Cd、Zn含量与土壤p H值、Eh值相关明显,而土壤有效态As含量主要受到土壤速效P含量的影响。     

12种钝化剂在镉污染稻田上的应用效果对比

在轻度Cd污染稻田上开展12种钝化剂(硅钙镁钾肥、钙镁磷肥、过磷酸钙、海泡石、膨润土、沸石粉、木质生物质炭、果壳生物质炭、腐殖酸、商品土壤调理剂、复合改良剂1号和复合改良剂2号)的田间效果对比试验。结果表明,与不施用钝化剂的对照(CK)相比,12种钝化剂处理后,水稻糙米Cd含量降低了14%~71%,其中以钙镁磷肥和硅钙镁钾肥的效果最明显,其次为膨润土、果壳生物质炭、木质生物质炭、过磷酸钙、商品土壤调理剂、腐殖酸和复合改良剂1号,其余钝化剂的效果不明显。钝化剂主要通过降低土壤中的有效态Cd以阻控水稻吸收,过磷酸钙和硅钙镁钾肥处理的土壤有效态Cd含量较CK下降50%以上。根据12种钝化剂对水稻产量、有效态Cd含量和糙米Cd含量的综合影响,硅钙镁钾肥和钙镁磷肥能有效降低土壤中Cd的生物有效性,增加水稻产量,且稻米安全达标,在本试验条件下,在轻中度镉污染稻田上具有良好的应用效果。     

不同钝化剂对污染土壤中多重金属的固定（英文）

采用钝化剂培养试验,研究施加沸石、石灰、赤泥和花生壳炭4种钝化剂对酸性多重金属污染土壤Cd、Pb、Cu和Zn的固化效果,以期筛选出对其固定效果较好的钝化剂。结果表明:施用沸石、石灰、赤泥和花生壳炭土壤pH值分别显著升高0.51~1.02、0.82~1.29、0.72~0.89和0.30~0.35;4种钝化剂对土壤中Cd和Zn固化效果的影响依次为石灰>赤泥>沸石>花生壳炭,Pb固化效果的影响依次为赤泥>石灰>沸石>花生壳炭,对Cu固化效果的影响依次为赤泥>石灰>花生壳炭>沸石;土壤CaCl_2提取态Cd、Pb、Cu和Zn含量随着4种钝化剂施用量的增加而降低,石灰和赤泥对Cd、Pb、Cu和Zn均有较好的固定效果,施加低量(2.5 g/kg)石灰和赤泥土壤CaCl_2提取态Cd、Pb、Cu和Zn含量降低程度分别在41%、84%、76%和83%以上。可知,土壤pH值与CaCl_2提取态Cd、Pb、Cu和Zn含量均呈显著负相关(P <0.01),石灰和赤泥在低施用量时对酸性多重金属污染土壤Cd、Pb、Cu和Zn具有的固定效果。     

多种材料对铅镉污染农田土壤原位修复效果的研究

为选取费效比高的铅镉污染农田土壤修复材料,研究比较了黏土矿物和生物炭不同组合:硅藻土(Diatomite,D)、膨润土(Bentonite,BE)、海泡石(Sepiolite,S)、人造沸石(Artificial zeolite,AZ)、羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)、生物炭(Biochar,B)、硅藻土+生物炭(Diatomite/Biochar,DB)、膨润土+生物炭(Bentonite/Biochar,BEB)、海泡石+生物炭(Sepiolite/Biochar,SB)、人造沸石+生物炭(Artificial zeolite/Biochar,AZB)以及羟基磷灰石+生物炭(Hydroxyapatite/Biochar,HAB)等修复材料对农田土壤中铅镉的原位修复效果并对修复前后铅镉形态分布和土壤理化性质变化进行了跟踪。结果表明,修复21 d后,上述各修复材料对铅修复率大小顺序依次为:HADAZBESDBBEBAZBSBHABB,对镉修复率大小顺序依次为:SBAZBBHABBEBDSBEAZHADB;各修复材料均能提高铅、镉残渣态(RS)的比例。以HA为代表的黏土矿物在原位修复铅污染农田土壤有明显优势,含生物炭的修复材料在原位修复镉污染农田土壤中有明显优势,SB和AZB适合用于铅镉复合污染农田土壤,处理后农田土壤理化性质未发生较大变化。     

三种黏土矿物对蚕豆生长和重金属含量的影响

以云南会泽铅锌矿周边污染农田土壤为供试土壤,施加沸石、钠基膨润土、硅藻土3种黏土矿物,开展室内种植蚕豆的盆栽试验,研究黏土矿物对蚕豆光合生理、生物量、矿质营养、重金属含量和累积量的影响。结果表明:3种黏土矿物显著增强蚕豆叶片的光合作用,增加植株的生物量,其中钠基膨润土处理的增幅最大,为21.7%。黏土矿物降低土壤速效氮、磷、钾的含量,降幅为12%～48%,改变蚕豆植株氮、磷、钾的含量,其中,硅藻土显著增加蚕豆植株磷、钾和根系氮的含量,增幅为23%～83%,钠基膨润土降低蚕豆地上部氮、磷、钾的含量。3种黏土矿物均显著降低土壤有效态铅和铜的含量,降幅为14%～28%,减少蚕豆植株的锌含量、根系铅和铜的含量;沸石还显著降低土壤有效态镉、蚕豆植株镉和地上部铅的含量。相关分析发现,土壤有效态镉与蚕豆地上部镉、有效态铜与根系铜、有效态锌与植株锌的含量呈极显著或显著正相关。研究表明黏土矿物能降低污染土壤重金属的生物有效性,减少蚕豆植株的重金属含量,改善光合作用和提高生物量。     

添加生物质炭改良剂对土壤-烟草中重金属含量的影响

以贵州省遵义市务川县涪洋镇前进村科技园和湄潭县茅坪镇烤烟区土壤、烟叶为研究对象,选择生物质炭和生物质炭基肥作为改良剂,探究其对不同部位烟叶及对应土壤中As、Cd、Cr、Pb的削减效果。试验设置生物质炭（6000 kg·hm^-2）和生物质炭基肥处理（6000 kg·hm^-2）,以常规施肥处理为对照,分析添加生物质炭和生物质炭基肥对植烟土壤中重金属含量的影响。结果表明,与对照处理相比,生物质炭处理显著降低两试验点烟地土壤中As（务川：15.21%~31.71%;湄潭：13.9%~25.3%）和Pb（务川：15.37%~33.33%;湄潭：9.83%~20.7%）含量（P<0.05）,而对务川土壤中Cd含量及湄潭土壤中Cr含量无显著削减效果;同时显著降低两试验点烟叶中As（务川：中部和上部叶未检出;湄潭：中部和上部叶未检出）、Cd（务川：32.5%~41.2%;湄潭：64.0%~73.2%）、Cr（务川：8.33%~50.4%;湄潭：25.6%~62.5%）和Pb（务川：10.1%~69.8%;湄潭：19.6%~83.5%）含量（P<0.05）。生物质炭基肥处理显著降低务川试验点烟地土壤中As（11.5%~24.2%）、Cd（10.0%~33.3%）、Cr（11.0%~26.4%）和Pb（4.21%~26.1%）含量（P<0.05）,但对湄潭试验点烟地土壤中Cd含量影响并不显著;对务川试验点烟叶中Cd和Cr含量以及湄潭试验点烟叶中Pb含量无显著影响。各重金属元素主要累积在下部叶中,而上部叶累积较少。综上所述,添加生物质炭和生物质炭基肥能够显著降低两试验点土壤中As和Pb含量;生物质炭处理同时能够显著降低两试验点对应烟叶中As、Cd、Cr和Pb含量,且效果优于生物质炭基肥。     

水作和旱作施用改良剂对蕹菜-土壤系统中铅镉生物有效性的影响差异

为探讨不同农艺调控措施组合对蔬菜-土壤系统重金属生物有效性的影响,以能同时适应水作和旱作两种栽培方式的蕹菜为研究对象,探讨了在人为添加铅镉复合污染情况下,不同栽培方式和施用改良剂(石灰或生物炭)的农艺调控措施组合对蕹菜中铅镉累积规律的影响差异,并从不同处理情况下的土壤理化性质和重金属有效态含量变化特征等方面分析其作用机理。结果发现,旱作和水作两种栽培方式下,蕹菜中重金属累积及土壤重金属有效性等方面出现了不同的变化规律:在水作条件下施用石灰比旱作能更有效地降低土壤铅镉有效态含量,而水作条件下施用石灰和生物炭均能在提高蕹菜产量的情况下降低蕹菜中铅镉含量,且施用6 g·kg~(-1)生物炭的效果最优。总的来说,与旱作模式相比,水作条件下施用改良剂往往对蕹菜-土壤系统中铅镉累积特性的影响效果更明显。     

钝化剂处理对玉米与伴矿景天间作下植株生长及镉累积特征的影响

为了探讨玉米与伴矿景天间作与钝化剂处理对植株Cd吸收积累特征的影响,通过盆栽试验,将6种复配钝化剂[石海剂(LS)、石磷剂(LP)、石殖酸(LH)、海磷剂(SP)、海殖酸(SH)、磷殖酸(PH)]施用在Cd污染土壤中后种植玉米,间作超富集植物伴矿景天(Sedum plumbizincicola)进行研究。结果表明,玉米与伴矿景天间作与单作相比较,玉米单株生物量显著上升了12.2%～52.4%,玉米植株Cd含量显著降低了10.0%～38.9%,玉米Cd转运系数显著降低,伴矿景天单株生物量显著上升了20.3%～73.4%;两种种植模式中,石海剂处理下的玉米单株生物量最大,玉米茎叶中Cd含量最低,符合国家饲料卫生标准,玉米Cd累积量较对照显著降低;间作模式中,石海剂和石殖酸处理下,伴矿景天单株生物量和Cd累积量最大。石海剂+玉米与伴矿景天间作的联合修复模式可以运用在Cd污染农田土壤修复中达到边修复边生产的目的。     

不同碳材料增强有机酸对土壤重金属的去除及对土壤化学性质的影响

为了解碳材料和有机酸去除土壤重金属的效果,通过振荡淋洗法分别研究4种碳材料与柠檬酸、乙酸以及它们的复合淋洗剂对土壤重金属的去除。结果表明,单一纳米碳黑、水稻秸秆生物炭、木屑生物炭和果壳生物炭对重金属的去除率均低于0.5%。总体上,碳材料对柠檬酸去除重金属效果的提升作用高于乙酸,其中纳米碳黑对有机酸去除重金属的提升率最高,可达10.1%~11.1%,水稻秸秆次之,果壳和木屑生物炭对两种酸的提升率均低于5.8%。碳材料的加入,主要使酸溶态、可还原态和部分可氧化态的重金属在复合淋洗后显著降低(P0.05),相对于单一有机酸淋洗,复合淋洗更有利于减缓有机酸对土壤速效养分的损失。研究结果表明,纳米碳黑和水稻秸秆生物炭是能改进有机酸淋洗效果的两种材料。     

石灰与生物炭对矿山废水污染农田土壤的改良效应

为研究石灰、生物炭单施和配施对酸性矿山废水污染农田土壤理化性质及作物生长的影响,在云南某酸性矿山废水污染农田,开展石灰（0、1 500、4 500 kg·hm^-2）、生物炭（0、15 000、45 000 kg·hm^-2）单施与配施的大田试验。结果表明：双因素分析表明,石灰和生物炭对土壤pH、速效养分含量、有效态Cd含量、养分含量、产量存在显著的影响,并且二者之间存在显著的交互作用。与不添加石灰和生物炭处理相比,石灰单施升高酸性磷酸酶活性,增加细菌和放线菌数量,降低脲酶活性和碱解N含量;生物炭单施增加真菌和放线菌数量,减少碱解N含量,降低酸性磷酸酶和脲酶活性;石灰、生物炭配施增加微生物数量和碱解N含量,升高脲酶活性,降低酸性磷酸酶活性;石灰、生物炭单施和配施均显著提高土壤pH和速效K含量,增加CEC,显著降低土壤速效P、有效态Cd和玉米植株Cd含量,同时增加玉米生物量、养分含量和产量。相关分析表明,土壤pH值与有效态Cd含量呈极显著负相关;玉米产量与土壤有效态Cd含量呈显著负相关。研究表明,石灰、生物炭单施和配施均能改善酸性矿山废水污染农田土壤理化性质,降低土壤Cd有效性和玉米Cd含量,提高玉米产量,具有明显的土壤改良效应。石灰与生物炭配合施用更佳,其中4 500 kg·hm^-2石灰+45 000 kg·hm^-2生物炭处理效果最好。     

AMF对铅锌矿区农田土壤部分理化性质、玉米生长和镉铅含量的影响

为研究重金属污染胁迫下丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）对土壤部分理化性质、玉米生长、光合生理、养分与镉铅含量的影响，以云南会泽、兰坪铅锌矿区周边重金属污染农田土壤为供试土壤，玉米为宿主植物，设置接种和不接种AMF处理，开展室内盆栽试验。结果表明：接种AMF显著增加土壤易提取球囊霉素相关蛋白（EE-GRSP）与总球囊霉素相关蛋白（T-GRSP）的含量；降低土壤有效态镉、铅含量，降幅为34.6%~79.5%；增加土壤中碱解氮和速效磷的含量，增幅为30.9%~206%。接种AMF显著增加玉米植株氮磷养分含量，增幅为17.6%~38.5%；增强叶片光合作用，提高植株生物量；降低植株镉铅含量，降幅达30.0%~68.7%。相关性分析发现，土壤T-GRSP与碱解氮、速效磷含量呈极显著正相关；EE-GRSP、T-GRSP与有效态铅含量呈显著负相关；玉米植株镉、铅含量与土壤有效态镉、铅含量呈显著正相关；玉米根系氮与土壤碱解氮含量、植株磷与土壤速效磷含量呈显著正相关。研究表明，接种AMF增加土壤球囊霉素相关蛋白含量，降低污染土壤镉、铅生物有效性，减少玉米植株镉、铅的含量；增加土壤速效养分含量，改善玉米矿质营养和光合生理，提高玉米植株生物量。