蚕沙有机肥—铁基复配材料对镉砷锌复合 污染土壤的修复效应

【目的】研究蚕沙有机肥与不同铁基复配对复合污染土壤重金属的钝化效果,为筛选可高效协同钝化镉砷锌的修复材料提供技术参考。【方法】采用室内土培实验,通过向镉砷锌复合污染土壤中添加蚕沙有机肥与铁粉、硫酸亚铁和硫酸铁3种不同铁基材料复配而成的钝化剂,对比分析不同蚕沙有机肥—铁基钝化剂对土壤中重金属有效态及形态转化的影响,并对重金属有效态及其在土壤中的赋存形态进行相关性分析。【结果】蚕沙有机肥与不同铁基材料复配可不同程度降低复合污染土壤中镉砷锌3种重金属的有效态含量,增加其残渣态含量,其中以蚕沙有机肥—铁粉(配比为1∶2)复配效果最佳,可使土壤中镉、砷和锌的有效态含量分别降低42.5%、75.0%和48.6%,镉、砷和锌的酸可提取态含量分别降低18.3%、76.7%和16.3%,残渣态含量分别增加8.3%、54.2%和36.1%;对重金属的有效态与各形态进行相关性分析可知,镉、砷和锌的有效态与残渣态均呈极显著负相关(P0.01,下同),有效态镉与酸可提取态和可还原态镉呈极显著正相关,有效态锌与酸可提取态、可还原态和可氧化态锌均呈极显著正相关,有效态砷与酸可提取态砷呈显著正相关(P0.05),与可还原态和可氧化态呈极显著正相关;添加蚕沙有机肥—铁粉(配比为1∶2)使土壤pH从5.89提高至7.42,显著高于其他钝化剂处理,土壤有机质含量增加38.0%。【结论】蚕沙有机肥—铁粉复配材料可实现镉砷锌的协同钝化,以1∶2配比的钝化效果最佳,在镉砷锌多金属复合污染农田土壤修复中具有潜在应用价值。     

不同钝化剂对蔬菜中铅、镉和铬吸收的影响

【目的】选取市场上常见的8种钝化修复产品,对比它们在大田环境下对菜叶类蔬菜的产量及吸收重金属的影响,筛选出适合福建省酸性土壤重金属污染的钝化剂。【方法】选取福建屏南县某Pb、Cd和Cr污染农田为试验地块,比较不同钝化剂对上海青(第一季)、夏阳白(第二季)的产量、重金属含量、土壤pH值和有效态的影响。【结果】(1)OSA土壤重金属钝化剂和特贝钙土壤调理剂分别显著增加上海青和夏阳白产量,增产84.2%和65.4%,增幅最大。(2)Yonker土壤调理剂和OSA土壤重金属钝化剂分别显著升高上海青和夏阳白土壤的pH值,达到5.25和4.76,提升效果最好。(3)海状元土壤调理剂显著降低了上海青和夏阳白中土壤DTPA提取态Cd含量,较对照降低31.0%和25.4%,效果最好。Yonker土壤调理剂和海状元土壤调理剂分别对上海青、夏阳白土壤中DTPA的Pb含量降低幅度最大。OSA土壤重金属钝化剂和康源土壤调理剂分别对上海青、夏阳白土壤中DTPA的Cr含量降低幅度最大。(4)OSA土壤重金属钝化剂显著降低了上海青和夏阳白的Pb含量,降低了41.5%和46.0%,效果最好。OSA土壤重金属钝化剂和Yonker土壤调理剂分别显著降低上海青和夏阳白中Cd含量,降低46.0%和34.6%,效果最好。万亩田有机肥和Yonker土壤调理剂分别显著降低上海青和夏阳白中Cr含量,降低73.2%和60.6%,效果最好。其中,OSA土壤重金属钝化剂、特贝钙土壤调理剂和Yonker土壤调理剂处理后上海青中的Cd含量从超标降低至国家安全标准以内。(5)相关性分析得,上海青和夏阳白中Pb、Cd和Cr的含量与土壤DTPA提取态含量呈极显著正相关(P0.01),但与土壤pH值呈极显著性负相关(P0.01)。说明钝化剂提高土壤pH值,降低土壤有效态含量,减少土壤中重金属向上运移,降低上海青和夏阳白的重金属含量。【结论】综合分析,OSA土壤重金属钝化剂和Yonker土壤调理剂对酸性土壤Pb、Cd和Cr复合污染的钝化修复效果佳。     

生物调理剂对土壤镉活性的影响研究

我国工农业的迅速发展,对土壤环境造成了不同程度的镉污染,农田土壤镉污染治理已经引起全球的高度重视。选取一种降低重金属生物有效性的新型生物调理剂,采用室内培养试验研究其对土壤镉活性及形态的影响。结果表明:生物调理剂中富里酸和溶解性有机物质(DOM)含量高达129.65和202.4 g/L,且微生物群落结构丰富,其中以芽孢八叠球菌属为主。生物调理剂加入到土壤后的前4周,土壤中水溶态及有效态镉含量随生物调理剂添加量的增加而降低,到第6周时低生物调理剂用量下(1%～2%)水溶态及有效镉含量升高,而高生物调理剂用量(6%～10%)水溶态及有效态镉含量下降,且形态分析表明高生物调理剂用量促进Cd向弱活性态转化。生物调理剂从土壤pH值、Eh值、DOM 3方面影响土壤水溶态及有效态镉含量,研究结果为生物调理剂在农田镉污染治理中的应用提供科学依据。     

3种含磷材料修复铜镉复合污染土壤的研究

以冶炼厂附近的实地污染土壤为材料,采取室内模拟法研究了磷酸二氢钙(CDP)、钙镁磷肥(CMP)和骨粉(BM)3种典型含磷材料对铜(Cu)、镉(Cd)复合污染土壤的修复效果。结果表明,3种含磷材料添加后均可使土壤中Cu、Cd等重金属从有效性高的形态向有效性低的形态转变;其中,以CMP的钝化效果最好,且随着含磷材料比例的增加,钝化效果逐渐增强。例如磷与重金属的摩尔比为4.0的钙镁磷肥处理后,土壤中无机结合态Cu和残渣态Cu的百分比之和最高可达78.91%,有效态Cd百分比从10.37%降到了0.19%,残渣态Cd的百分比则从66.53%增至84.84%。     

2种生物炭对Pb、Cd污染土壤的修复效果

以污泥和发酵床废弃垫料热解制备的生物炭为钝化剂,采用土壤培养试验的BCR分级提取方法研究生物炭对铅(Pb)、镉(Cd)单一和复合污染土壤中重金属形态变化的影响。采用小白菜盆栽试验,研究添加2种生物炭对植株生物量和地上部重金属含量的影响。结果表明:添加生物炭可以促进重金属从弱酸提取态向可氧化态和残渣态转化并降低其生态风险;可以提高小白菜的生物量,其中垫料生物炭处理达到了显著性效果;能降低小白菜地上部Pb、Cd的含量,且在单一重金属污染土壤处理中达到显著性效果;与污泥生物炭相比,垫料生物炭钝化修复Pb、Cd污染土壤的效果更佳。     

冀北山区矿区周边镉铅污染农田钝化修复研究

为了筛选出一种适用于冀北山区矿区周边铅镉污染农田的土壤调理剂配方,本研究采用室内土壤培养试验,以石灰、蒙脱石、生物炭、沸石为材料,研究不同组合方式和添加量(0.5%、1%、3%、5%)对土壤中有效态Cd和Pb含量的影响。结果表明,土壤有效态Cd含量、有效态Pb含量和土壤pH因土壤调理剂不同组合方式和不同添加量呈现不同的变化趋势。与对照相比,随着添加量的增加,有效态Cd和Pb含量呈下降趋势,且不同材料组合的钝化效果均好于单一材料处理。按照20%~30%、10%~20%、40%~50%和0%~30%比例将石灰、蒙脱石、生物炭和沸石组合,对该地区土壤中有效态Cd和Pb的钝化效果最好。     

生物炭配施微肥对菜园土壤有效态重金属含量的影响

【目的】研究生物炭配施微肥对土壤有效态重金属含量的影响。【方法】采用室内模拟试验,向重金属污染的菜园土壤中添加皇竹草生物炭、咖啡渣生物炭、花生壳生物炭和微肥(铁肥、锰肥和硅肥),分别在处理14和28 d时测定土壤中5种重金属(Cu、Pb、Zn、Cd和Ni)的有效态含量。【结果】添加了生物炭或微肥土壤中的有效态重金属含量均比对照组低。其中单一钝化剂处理中,皇竹草生物炭和硅肥的钝化效果较好。在复配试验中,皇竹草生物炭+铁肥对土壤重金属Cu、Pb和Cd的钝化效果较好,处理14 d后其有效态含量的降幅分别达32.94%、31.26%和21.21%,对土壤有效态Zn含量的降幅为6.82%,但对土壤Ni的钝化效果不明显;处理14 d后咖啡渣生物炭+铁肥对土壤重金属Ni和Zn有效态含量的降幅也分别达22.64%和10.35%,钝化效果显著;处理28 d后,花生壳生物炭+铁肥对土壤重金属Cu钝化效果最好,有效态Cu含量降幅达49.06%;咖啡渣生物炭+硅肥对土壤Ni和Zn钝化效果最好,有效态含量降幅分别达23.73%和9.72%。【结论】生物炭配施微肥对土壤有效态重金属含量降低的效果优于单施生物炭或单施微肥,其中,皇竹草生物炭配施铁肥可用于土壤重金属Cu、Pb、Zn和Cd复合污染的钝化。     

9种钝化剂对耕地土壤镉的钝化效果

为镉污染耕地土壤修复与作物种植提供科学依据,在清镇市红枫湖镇设置田间试验,比较了施加9种土壤钝化剂对土壤和白菜重金属镉含量的影响。结果表明:施加石灰的休闲土壤(不种白菜)有效态镉含量降低最多,降幅为67.97%;施加玉米生物炭的种植白菜土壤有效态镉含量降低最多,降幅为48.02%;施加玉米生物炭、土壤修复调理剂和楚戈牌土壤调理剂的白菜中镉含量较不施加的对照下降最多,降幅达17.0%左右。认为9种钝化剂对耕地土壤镉均有一定钝化效果,而8种钝化剂对白菜镉吸收积累有一定阻滞效果,建议镉污染耕地土壤修复利用施加钝化剂时,优先选用石灰、玉米生物炭、土壤调理剂。     

连续施用改性生物质炭对镉铅土壤修复效果及其对微生物群落结构的影响

为探究磷酸改性生物质炭对石灰性污染土壤重金属的稳定效果及对微生物群落结构的影响,于2015—2019年选择豫北某地污染农田土壤开展连续5a的定位试验。研究选用磷酸改性稻壳生物质炭为土壤调理剂,设置土壤调理剂不同年限的连续施用处理,分析土壤有效态镉、铅含量及小麦籽粒镉、铅含量,以探究调理剂钝化效果的持续性,借助高通量测序...     

复合淋洗剂对镉污染土壤的淋洗效果

[目的]探讨复合淋洗剂对重金属的淋洗效果。[方法]以镉污染土壤为材料,采用振荡淋洗法研究了CA+CaCl_2、CA+FeCl_3及CA+CaCl_2+FeCl_3组合试剂对土壤中镉的去除效果。[结果]几种试剂在组合条件下对镉的去除率均要高于单一试剂淋洗的去除率,且CA+FeCl_3对土壤中镉的去除效果最好,去除率为86.31%~89.61%。从淋洗前后的镉有效态含量来看,CA+FeCl_3(3∶1)中镉有效态含量最高,达1.794μg/L。形态分析结果表明,经淋洗剂淋洗后,土壤中的可交换态镉大部分被淋洗出来,其所占比例大大降低,可氧化态和残渣态含量比例增加,土壤中活性态镉减少,生物毒性大大降低。[结论]CA+FeCl_3(3∶1)对土壤中镉的去除效果最好,去除率达89.61%。     

改性赤泥-沸石修复材料对土壤中镉的稳定化研究

为探讨改性赤泥和沸石混合材料在镉污染土壤修复中的应用,通过连续提取测定重金属镉形态变化,分析修复土壤中有效硅含量、土壤p H值等对镉的稳定化影响。结果表明:土壤p H值受沸石的影响较大,添加5%沸石时土壤p H值最高(8.36);添加改性赤泥-沸石混合材料增加了土壤有效硅含量,添加量为10%时,增幅高达359.1%,而对土壤p H值基本无影响(6.92~7.35);添加量5%且改性赤泥、沸石配比3∶1时对镉的转化促进效果最明显,有效降低离子交换态镉79.31%和碳酸盐结合态镉45.17%,残渣态镉则显著增加,增幅高达170.84%。混合材料以改性赤泥为主,赤泥与沸石添加比例控制在3∶1内,铁锰氧化态镉含量和残渣态镉含量呈显著线性负相关(R=-0.975 1)。施用该混合材料在增加土壤中有效硅的同时能促进镉向稳定的残渣态转化。     

不同钝化材料对土壤中有效态Cd的钝化效果研究

通过向镉(Cd)污染土壤中分别添加不同比例的钙镁磷肥和蔗渣2种钝化材料,分析测定不同时间段土壤中有效态Cd的含量,对比分析钙镁磷肥和蔗渣对土壤Cd的钝化效果差异。结果表明,钙镁磷肥和蔗渣都能显著降低土壤中有效态Cd含量,随着钙镁磷肥和蔗渣添加量的增加,有效态Cd的钝化率不断增加,钙镁磷肥对有效态Cd的钝化效果强于蔗渣。考虑到材料投入成本,因蔗渣成本低于钙镁磷肥,故蔗渣更适合广泛应用于重金属污染土壤修复。     

水稻秸秆和蚕沙生物炭对玉米植株镉累积的影响

【目的】研究生物炭对土壤镉生物有效性和玉米植株镉累积的影响,为生物炭在重金属污染土壤修复及农业废弃物的资源化利用提供参考。【方法】选用水稻秸秆和蚕沙在500℃限氧条件下制备生物炭,通过室内培养实验(45 d)研究添加1%生物炭对镉污染土壤(5 mg/kg)中镉化学形态(BCR法)的影响,并从土壤p H值和阳离子交换量的变换初步探讨生物炭对土壤镉的钝化机理;通过玉米盆栽实验(45 d)研究添加0.5%和1%生物炭对玉米植株镉含量变化的影响。【结果】在培养结束时,添加水稻秸秆生物炭和蚕沙生物炭的土壤镉弱酸可提取态含量分别降低了27.76%和38.40%,残渣态含量分别增加了150.00%和188.10%;添加1%的水稻秸秆生物炭和蚕沙生物炭,玉米植株地下部分镉含量分别下降了33.33%和50.00%,地上部分下降了42.85%和62.86%。【结论】2种生物炭能有效降低土壤镉的弱酸可提取态和可还原态含量,增加可氧化态和残渣态含量,使土壤镉的生物活性显著降低,有效地减少了其向玉米植株的迁移和富集,蚕沙生物炭对土壤镉的钝化效果较好。     

强酸性轻度镉污染稻田安全利用技术模式探究——以浙江省永康市镉污染试验区为例

为探究适合强酸性镉(Cd)污染稻田土壤的安全利用技术模式，在浙江省永康市Cd污染试验区，连续2年开展田间Cd低累积水稻品种和土壤钝化材料筛选及其组合效果试验。结果表明：在品种筛选试验中，‘秀水519’(XS519)、‘浙糯106’(ZN106)、‘中浙优1号’(ZZY1H)和‘中嘉8号’(ZJ8H)可被推荐为当地适宜种植的低Cd累积水稻品种，其中‘秀水519’的Cd累积能力较低且稳定，2年的平均富集系数分别为0.090和0.159。在钝化材料筛选试验中，石灰对土壤p H值的提高效果显著，石灰、铁基生物质炭和钙镁磷肥能在一定程度上降低土壤有效态Cd含量(钝化率分别为14.8%、7.1%和6.9%),1 800 kg/hm²铁基生物质炭和2 400 kg/hm²土壤调理剂对‘中嘉8号’籽粒的降Cd效果较好，施用后籽粒含Cd量分别降低了32.2%和29.0%。在Cd低累积品种和钝化材料的组合试验中，施用2 250 kg/hm²铁基生物质炭和2 250 kg/hm²土壤调理剂均使水稻分蘖期和灌浆期的土壤pH...     

生物炭和海泡石复配对镉和锌复合污染土壤的钝化修复

为修复四川某垃圾填埋场周边镉(Cd)和锌(Zn)复合污染土壤，选用生物炭和海泡石2种钝化材料，研究不同复配比例(质量比分别为1∶1、1∶2、2∶1)、施加量(1%、3%)和钝化时间(45、90 d)对污染土壤中Cd和Zn的钝化效果，分析复配钝化剂施加前后对污染土壤中Cd和Zn有效性和形态分布的影响，并通过其稳定性指数(IR值)和移动性指数(MF值)探究土壤Cd和Zn稳定性和移动性的变化。结果显示，土壤中Cd和Zn的钝化效果随钝化培养时间和施加量的增加而显著升高，其中在钝化培养90 d,3%施加量下，生物炭与海泡石复配比例为2∶1时，对土壤中Cd和Zn的钝化效果最好，其钝化率分别为31.1%和23.1%。施加复配钝化剂培养后，土壤中Cd和Zn的弱酸提取态和可还原态占比降低，而可氧化态和残渣态占比上升。与对照相比，复配钝化剂的施加使土壤中Cd和Zn的稳定性增强，移动性减弱；其中在3%施加量下，生物炭与海泡石复配比例为2∶1时土壤中Cd的M_F值降低17.5%、I_R值升高9.0%，土壤中Zn的M_F值降低6.1%、I_R<...     

设施菜地土壤镉钝化剂筛选及应用效果研究

针对设施农田土壤重金属污染与农产品累积风险日趋严重的问题,以设施农田镉污染土壤(0.4~0.8 mg·kg-1)为研究对象,在室内钝化剂筛选实验的基础上,通过田间效果验证,重点探究炭基、磷基、硅酸盐、黏土矿物等钝化材料施加浓度和磷基-炭基钝化材料复合配施对土壤镉修复效果及对植物生长的影响。结果表明:施加生物质炭、羟基磷灰石、蒙脱石等钝化剂可明显降低土壤有效态镉含量,其中羟基磷灰石+生物质炭配施效果最好,土壤有效态镉含量降低46.52%~58.11%。与对照相比,施加钝化剂均能抑制油菜对镉的吸收和根部向地上可食部分转移,使油菜地上部镉的含量较CK降低3.9%~51.2%,全部低于《食品安全国家标准》(GB 2762—2016)食品中污染物限量。考虑生产成本、材料来源等因素,推荐羟基磷灰石(225 kg·hm-2)与0.6%生物炭复合添加配施为优选钝化剂组合。田间效果分析也表明,土壤EC与土壤有效态镉含量呈显著正相关,进一步证明污染设施菜地中施加钝化剂降低土壤镉的生物有效性,是实现设施菜地安全生产的可行措施。     

不同秸秆与城市污泥好氧堆肥过程中重金属质量分数及形态变化

以油菜、小麦、玉米和水稻秸秆为调理剂,与城市污泥混合进行好氧堆肥,研究了不同作物秸秆作调理剂对城市污泥好氧堆肥产品重金属质量分数及形态的影响.结果表明:好氧堆肥使堆体中Cd,Pb和Cr 3种重金属质量分数升高,使Pb,Cr可交换态质量分数及生物有效性降低,但不能降低Cd的生物有效性.其中,添加玉米秸秆有利于Cd的碳酸盐结合态向残渣态转化;添加油菜和水稻秸秆促进Cr分别向有机结合态和残渣态转化;添加玉米秸秆能有效降低Pb碳酸盐结合态质量分数,而水稻秸秆更有利于Pb向残渣态转化.表明4种秸秆作为调理剂对重金属形态的影响有一定的差异,对不同的重金属钝化效果不同,应根据污泥中的重金属选择合适的调理剂.     

蔬菜大棚土壤重金属有效态几种修复方法

目前土壤重金属污染已成为广受关注的环境问题,探讨对田间土壤重金属污染有效的修复方法成为热点工作。采用深翻闷棚措施并选用海泡石、木霉菌、竹炭、石灰+钙镁磷肥、有机肥5类不同钝化剂两大类方法对土壤进行处理,降低土壤中重金属镉(Cd)、铜(Cu)、锌(Zn)的有效态含量,从而达到修复重金属污染土壤的效果。结果表明,深翻闷棚对土壤中Zn钝化效果为极显著,钝化剂处理对土壤中Cd钝化效果不明显。种植1茬白菜后对土壤重金属有效态分析表明,深耕闷棚对土壤中3种重金属的钝化效果极显著。添加钝化剂没有降低土壤中Cd的有效态含量。木霉菌和海泡石处理对土壤中Cu有效态含量降低效果显著,木霉菌、竹炭、海泡石处理对土壤中Zn有效态含量降低效果显著。通过深耕闷棚的方法能对Cd、Cu、Zn污染土壤进行有效修复,木霉菌和海泡石是较好的土壤重金属修复钝化剂。     

不同钝化剂对鸡粪有机肥还田重金属 （Cd、Cr、Pb）的钝化作用

以烤烟为供试植物,采用土培盆栽试验方法,利用连续提取法研究了不同混合钝化剂对发酵鸡粪生物有机肥还田重金属Cr、Cd、Pb的钝化作用.结果表明:(1)向土壤中施加钝化剂会使土壤pH升高,但不会影响烤烟植株的正常生长;(2)施加不同混合钝化剂的土壤重金属(Cd、Cr、Pb)交换形态分配率与植株中重金属含量变化基本一致,无显著差异;(3)不同钝化剂对不同重金属钝化效果不同,粉煤灰+膨润土组合是重金属(Cd、Cr、Pb)钝化最理想的钝化剂,与对照处理相比交换态+碳酸盐结合态分配率降幅分别达27.79％、14.91％和12.45％,粉煤灰+草炭和海泡石+钾长石组合钝化效果次之,而沸石+膨润土、沸石+草炭和粉煤灰+沸石组合钝化效果最差.     

保水剂对土壤重金属镉形态及生物有效性的影响

基于保水剂所具有的较强重金属吸附能力,近年来已被作为重金属污染土壤的修复候选材料之一,为弄清保水剂如何影响重金属在土壤中的形态转化,通过向镉污染土壤中添加不同用量保水剂后的黑麦草盆栽试验,探讨保水剂(聚丙烯酸钠)对黑麦草吸镉以及对土壤镉形态转化的影响。结果显示,试验所用保水剂对溶液中重金属镉有较强的吸附能力,在镉浓度为200 mg·L~(-1)的溶液中,保水剂吸附镉可达120 mg·g~(-1)以上,添加保水剂可减少镉在黑麦草地上部的积累量。仅添加保水剂处理,60 d后土壤镉下降20%以上。添加保水剂并栽种黑麦草,可使土壤镉附加下降16%以上,培养过程中减少的土壤镉绝大部分被保水剂所吸附。黑麦草根系分泌物对镉的络合可促使难溶性镉向可溶性镉转化,而保水剂通过对可溶性镉的吸附降低了可溶性镉的浓度,促进镉由"残渣态→可氧化态→可还原态→酸溶态"的转化,两者共同促进了土壤镉的降低。添加保水剂一方面促进了土壤中难溶性镉向可溶性镉的化学转化,另一方面又减少了镉在植物体内的积累。因保水剂吸附的镉是否在一定时间后可重新释放出来被植物吸收还不清楚,将保水剂作为钝化剂正式用于修复镉污染土壤之前,还须通过长期的生物学试验加以验证。