钝化材料组合对酸性土壤镉铅砷和中微量元素有效性的影响

采用土壤培养试验的方法，研究了在同等剂量下（6 g/kg土）海泡石(S)、铁锰矿粉(F)和生物炭(B)及其组合对酸性土壤镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)、锌(Zn)、铁(Fe)、锰(Mn)有效性的影响，以期筛选出同步钝化酸性土壤镉铅砷且对中微量元素锌铁锰有效性影响小的钝化材料组合。结果表明：海泡石、铁锰矿粉、生物炭及其组合均在一定程度上提高了土壤pH，降低了土壤中Cd、Pb和As的有效态含量，组合处理降低了土壤Cd、Pb和As有效性的效果均优于单施处理。3种钝化材料及其组合在一定程度上降低了土壤中Zn的有效态性，3种钝化材料及其大多数组合降低了土壤Fe和Mn有效性。S5F1B0组合同步钝化土壤Cd、Pb和As效率均较高，该处理土壤有效态Cd、有效态Pb、有效态As和有效态Zn含量比CK分别降低了30.9%、84.5%、60.2%和32.5%，有效态Mn含量上升了19.9%。土壤中有效态Cd、Pb、Zn和Mn含量与pH均显著负相关。S5F1B0组合同步钝化复合污染土壤Cd、Pb、As的效率均较高，可适当提高土壤Mn的有效性，应用时需适当补充Zn元素。     

水分调控对材料钝化重金属效果的影响

为了研究水分调控对材料钝化土壤重金属效果的影响,进行室内土壤培养试验。结果表明:添加复合钝化材料DLS可以显著提高土壤pH值,并降低土壤有效态Cu、Cd浓度;不同土壤含水率对土壤Cd钝化效应的影响不明显,但可显著影响土壤pH值和土壤有效Cu浓度;室内培养6天后,含水率为最大田间持水量40%处理的pH最高,20%处理最低,而对土壤有效态Cu的影响的结果相反,表现为最大田间持水量40%处理80%60%100%20%。结合旱地适宜的作物生长含水量范围一般为40%~60%,故在进行重金属污染田间修复实践过程中,推荐土壤湿度为最大田间持水量的40%~60%为宜。     

不同钝化材料对重金属污染土壤的钝化效果研究

土壤重金属污染已成为不容忽视的突出环境问题,筛选高效低成本的钝化材料十分迫切。选择有机肥、泥炭、沸石、硅藻土、石灰及不同材料的生物炭等钝化材料,采用室内模拟试验的方法,研究了不同材料不同添加用量的钝化剂对土壤中重金属Cu、Zn、Pb、Cd的钝化效果。结果表明：(1)石灰和沸石均能有效地降低地土壤中Cu、Pb和Zn浸提态含量,其中当石灰用量达到50g/kg时,Cu、Pb、Zn浸提态含量分别降低了61.75 %、25.57 %、38.45%;当沸石用量达到50g/kg时,土壤中Cu、Zn、Pb浸出态含量较对照处理分别降低了34.00 %、16.29 %和31.20%。(2)有机肥和泥炭能有效降低Pb 和Cu的浸出态含量,用量为50g/kg时,有机肥和泥炭对土壤中Pb和Cu的浸出量较对照分别减少了27.64%和33.58%。(3)锯木屑-生物炭和商品-生物炭用量达到50g/kg时,土壤中Cd浸出态含量较对照处理分别降低了21.46%和19.12%。     

不同钝化剂对酸性土壤中重金属的钝化修复研究进展

化学钝化修复技术是土壤重金属污染修复的重要方法之一,其钝化成本低、效率高、种类丰富,具有良好的前景。随着目前环境因素复杂化,土壤酸化日益严重,酸性土壤中重金属也变得多种多样,钝化修复能够较好的响应土壤环境变化,对酸性土壤中重金属污染的土壤修复前景较好。本文对单一型及复合型钝化剂的种类、作用原理、存在的问题进行了总结归纳,并分别对其各类型钝化剂研究进展及现状进行综述。单一类钝化剂主要分无机类和有机类钝化剂,其中无机类钝化剂种类较多,应用较广,主要通过吸附、络合、共沉淀等方式钝化土壤中重金属;复合型钝化剂主要有无机—无机、无机—有机、有机—有机型,其作用原理与单一型钝化剂相似,与复合型钝化剂相比单一型钝化剂对多重金属污染土壤的修复效果不明显。与此同时针对目前酸性土壤中镉、铅、砷的钝化修复研究进展进行综述,酸性土壤主要通过调节土壤pH来对其修复,基于此总结归纳了酸性土中3种重金属的最适钝化剂种类及其作用机理,针对当前重金属污染土壤修复存在的问题进行了展望,以期对钝化剂修复重金属污染的土壤提供参考。     

农田土壤镉污染原位钝化修复技术的研究进展

笔者介绍了国内外土壤镉污染的现状、农田土壤镉的来源,并对土壤中镉的形态及其生物有效性、原位钝化修复的概念与机制以及主要钝化剂类型及其修复效果进行了概述。土壤镉污染的原位钝化修复技术具有投入低、效率高、修复时间短、操作简单等特点,对于中低浓度镉污染的土壤具有较好的应用前景。此外笔者对农田土壤镉污染原位钝化修复技术的局限性及改进措施进行了展望。     

钝化剂对农田土壤重金属形态与其稳定性影响研究

钝化剂因其处理成本低廉、效果快速、操作简单和不影响农作物生产等优点而受到广泛关注。常见的钝化剂主要为石灰性物质、炭材料、粘土矿物、含磷材料、有机肥等。施用钝化剂后使土壤中的重金属可交换态、碳酸盐结合态、铁-锰氧化物结合态、有机物结合态和残渣态发生改变,降低其生物有效性。不同钝化剂对农田土壤中的重金属形态影响的稳定性存在一定差异。高污染土壤中施用的钝化剂可能会被污染物所饱和,其钝化容量有限,随着时间延长,钝化效果不明显。钝化剂对农田土壤重金属形态影响的稳定性持续时间仍有待探究。     

不同钝化剂对恩施Cd污染土壤的钝化效果研究

为解决恩施高山蔬菜土壤重金属镉(Cd)污染问题,采用盆栽试验,研究施加不同钝化剂（生物炭、羟基磷灰石、石灰粉、粉煤灰、混合有机钝化剂）对试验土壤中Cd的钝化效果及小白菜产量、品质及Cd含量的影响。结果表明,除石灰粉处理对小白菜生长抑制外,其他处理对小白菜鲜重、株高均有促进作用,且粉煤灰处理增加小白菜鲜重达109.72%。羟基磷灰石、石灰粉和混合钝化剂等3种处理分别提升土壤pH 25.18%、36.61%和28.21%。各处理对土壤脲酶、纤维素酶、蔗糖酶活性无显著性影响;生物炭、混合钝化剂处理显著提高磷酸酶活性达52.85%和69.82%,而石灰粉处理显著抑制了磷酸酶活性。5种钝化剂处理均降低了小白菜重金属Cd的含量,其中生物炭、羟基磷灰石、石灰粉、混合钝化剂均达到抑制吸收显著效果,且石灰粉最优,降低了73.80%。各处理对小白菜品质无显著性影响。生物炭和混合钝化剂处理分别降低了土壤中总Cd含量27.21%、46.98%;石灰粉和混合钝化剂处理降低了土壤中离子交换态Cd43.67%、47.35%。5种钝化剂的施用均能降低小白菜的Cd含量,其中混合钝化剂处理在不影响小白菜产量和品质的同时,增强了土壤酶活性,降低了土壤中总Cd及有效Cd（离子态、水溶态）比例。     

土壤重金属原位钝化修复技术研究进展

随着现代工农业的发展,土壤重金属污染问题日趋严重,成为亟待解决的问题。重金属离子在土壤中可发生吸附、沉淀、络合、氧化还原等反应。土壤原位钝化修复技术是基于添加外源修复剂,与重金属发生系列反应,改变重金属在土壤中的赋存形态,以降低其在土壤中移动性和生物有效性的技术。目前研究较多的钝化剂主要有石灰类物质、富硅类物质、含磷物质、有机物料、黏土矿物、金属及金属氧化物、生物碳及纳米新型复合材料等。本文概述了以上钝化剂对重金属污染土壤的钝化修复效果和作用机理,对修复效果的化学和生物评价方法进行了归纳对比,并进一步从环境风险、评价体系、研究方法等方面分析了原位钝化修复技术存在的问题和今后的研究方向。提出钝化修复剂对土壤-作物系统的潜在环境风险、钝化材料修复效果的田间长期稳定性评价以及新型高效多功能材料的研制是该领域今后研究的重点。     

炭基及硅酸盐类钝化剂对辣椒地土壤中度Cd污染效应研究

本研究旨在为黔中地区辣椒的安全生产提供理论指导以及筛选在中度镉污染地区钝化效果良好的钝化剂。选取2种炭基钝化剂（椰壳生物炭、活性炭）和2种硅酸盐类钝化剂（硅钙肥、海泡石）开展田间小区试验。试验设计选择单施钝化剂以及炭基钝化剂与硅酸盐类钝化剂混合配施,施用总量均为3000 kg/hm²。结果表明：单施硅钙肥处理下对提高土壤pH效果最显著,使土壤pH与CK相比提高了2.36个单位;混施处理下对提高土壤pH效果最显著的处理是：活+海,使土壤pH提高了2.07个单位。单施硅钙肥对降低土壤中DTPA-Cd的含量效果最好,其降低率为36.5%;混施处理下对降低土壤中DTPA-Cd的含量效果最好的处理是：椰+硅,降低率为28.5%。单施海泡石能够显著降低土壤Cd在辣椒果实中的富集系数,使辣椒果实中Cd的含量显著降低,降低率为47.4%,最大限度降低辣椒可食用部分中的安全风险。初步建议在中度Cd污染地区施用炭基钝化剂与硅酸盐类钝化剂时单独施用或者错开时间施用,不仅能有效降低土壤及作物中Cd的污染风险,还能最大限度改良土壤和提高钝化剂的钝化效率。     

有机无机钝化剂及组合对重金属污染土壤上小白菜吸收Pb和Cd的影响

为修复重金属污染的土壤,通过室内盆栽模拟试验,研究有机、无机钝化剂及组合对小白菜的生长、土壤重金属Pb和Cd有效性及小白菜体内Pb和Cd含量的影响。结果表明,有机无机钝化剂组合对小白菜的生长均有一定程度的促进作用,以加入鸡粪处理效果最明显。与对照(不添加任何钝化剂)相比,所有钝化剂组合处理均明显降低土壤有效态Pb和Cd含量,其中活性炭+磷矿粉组合效果最好,土壤有效态Pb和Cd含量分别降低80.60%和49.21%;其次是鸡粪+磷矿粉组合,土壤有效态Pb和Cd含量分别降低76.16%和36.78%。与对照相比,所有钝化剂组合处理小白菜地上部Pb和Cd含量均明显降低。鸡粪+磷矿粉组合小白菜地上部Pb含量降低79.37%,效果最明显;其次是活性炭+磷矿粉组合处理。活性炭+磷矿粉组合小白菜地上部Cd含量降低56.55%,效果最明显;其次是鸡粪+磷矿粉组合处理。可见,在轻度Pb和Cd复合污染土壤上,施用有机无机钝化剂活性炭+磷矿粉组合或鸡粪+磷矿粉组合均是一种高效且环境友好的钝化手段。     

石灰配施有机物料对稻麦轮作土壤镉影响研究

研究旨在开展探究田间试验条件下铜陵市矿区附近镉重度污染农田土壤经石灰和有机物料修复后土壤镉形态的变化,为农田镉污染提供依据.通过水稻和小麦生长田间试验,研究生物有机肥、生物炭、生物肥3种有机物料与石灰配施对稻麦轮作土壤中镉形态变化的影响.研究结果显示:石灰配合有机物料施用后,小麦季土壤酸碱度范围为pH 4.72～5.3...     

钢渣对酸性重金属污染土壤的修复研究进展

改良剂原位固定技术是重金属污染土壤修复的重要措施,其中选择经济有效的改良剂是该技术的关键。本研究主要介绍了具有碱性富硅特性的炼钢副产品钢渣对酸性重金属污染土壤的修复效果及作用机制,以期为重金属污染土壤修复提供理论参考。首先分析了改良剂固定技术的研究现状;然后介绍了钢渣的主要理化性质,阐述了其对污染土壤pH及重金属活性的影响;最后论述了钢渣对喜硅植物生长的促进作用及对其重金属耐性的增强机制。通过分析表明：施用钢渣能同时调控重金属在土壤和植物2个系统中的迁移和转化,能够减少重金属向食物链的迁移,在酸性重金属污染土壤修复实践中具有重要的潜在应用价值。     

重金属污染农田土壤的稳定化修复技术及其修复实践研究

为研究重金属污染农田土壤的稳定化修复技术,通过实施云南省某农田土壤重金属污染修复项目,对各修复技术进行比选,对优选出的稳定化修复技术涉及的稳定化药剂进行归纳分析,并开展了小试—中试—工程实施系统的工艺研究、技术应用。结果表明：该技术保证了修复效果并降低了修复成本,实现了污染农田土壤的安全利用。形成了控源—减量—降活—低吸—农产品安全达标生产的修复模式,构建了具有针对性的稳定化—植物—农艺调控的联合修复技术体系,实现了重金属污染农田土壤修复、生态建设、经济效益的有机结合。     

生物质炭修复后污染土壤铅赋存形态的转化及其季节特征

为了解农田土壤污染典型重金属铅的赋存形态对生物质炭修复措施的响应,以不同生物质炭施用量修复铅污染土壤为研究对象,采用BCR三步连续提取法对2010—2012年土壤中铅的形态分布特征及其季节变化规律进行分析,探讨铅污染稻田生物质炭修复的稳定机制。结果表明：生物质炭施用后,土壤pH和有机质(SOM)分别升高了0.11~0.65个单位和16.0%~51.2%。土壤中铅元素赋存形态中,酸溶态、还原态和氧化态组分显著降低并向残渣态转化,譬如2010年小麦季,施用生物质炭后,三者分别降低了5.3%~25.0%、9.8%~22.3%和40.8%~43.5%;而残渣态铅含量升高了7.8%~16.1%,但小麦季及水稻季的响应有所差异,4个形态的各个处理2011年小麦季显著高于2010年水稻季9.1%~28%,原因在于不同水分条件导致氧化还原电位的变化。铅的各赋存形态与土壤pH及SOM值具有较好的相关性,生物质炭本身含有的大量碱性物质及羟基、羧基等有机官能团可通过络合、沉淀等化学机制有效实现土壤中铅的固定,说明生物质炭的施用可有效降低铅元素的生物可利用性和生态毒性,为重金属土壤污染的修复研究提供理论依据。     

土壤因子对阿特拉津吸附动力学及其污染土壤微生物修复的影响

除草剂阿特拉津已经对中国北方农田土壤产生了较高的污染风险,对其有效的原位修复已成为研究热点。微生物修复技术因具备高效、廉价、生态友好等优势,利用其进行阿特拉津污染土壤的原位修复逐渐受到广泛关注。本文从土壤成分、酸碱度、物理结构、养分水平等方面,分别详尽的阐述了土壤因子对阿特拉津的吸附-解吸动力学、功能微生物的增殖与活力的影响。同时,也为今后增强微生物原位修复效果提出了一些可行的建议和方案。总之,本文可为污染土壤生物修复方式的因地制宜选择与推广奠定理论基础,也为进一步强化微生物原位修复污染土壤的效果提供理论指导。     

高砷硫铁矿周边农田土壤砷分布及真菌群落结构特征研究

本文主要以高砷硫铁矿区周边农田中的真菌群落为研究对象,研究利用Miseq高通量测序技术系统的分析了矿区周边不同区域土壤中真菌的群落特征,对硫铁矿区周边土壤真菌群落的适应机制进行了探究分析。结果表明,(1)砷、铁复合污染土壤可促使土壤真菌丰富度降低,而对土壤真菌多样的影响则表现为先促进后抑制;(2)砷、铁复合污染抑制土壤中Ascomycota(子囊菌门)代谢,促进Basidiomycota(担子菌门)代谢,而对Zygomycota(接合菌门)则表现为低浓度促进,高浓度抑制,对Fusarium(镰刀菌属)、Pseudallescheria(假霉样真菌属)、Cryptococcus(隐球菌属)也呈现“低浓度促进、高浓度抑制”作用;(3)砷、铁的复合物污染使土壤中真菌群落结构产生了明显差异,环境因子对土壤环境真菌群落结构差异影响大小依次为有效砷、总砷、总铁。     

硒肥与钝化材料组配对土壤Cd钝化及稻米Cd消减效果

为了探讨不同硒肥施用方式联合钝化材料对土壤镉钝化和稻米镉消减的效果,采用盆栽试验的方式,选用亚硒酸钠作为硒肥,钙镁磷肥和硅藻土作为钝化材料,设置基施硒肥+钙镁磷肥+硅藻土和叶面喷施硒肥+钙镁磷肥+硅藻土2种方式,研究其不同用量对镉污染酸性稻田土壤修复与安全利用的影响。结果表明：随着施用量的增加,稻米产量增加,基施硒肥产量略高于叶面喷施硒肥,产量差为 2.115 g/pot,与对照(CK)相比,基施0.28%钙镁磷肥+0.12%硅藻土+0.004‰硒(T3)能够提高1.68倍的稻米产量;随着施用量的增加,pH升高,有效Cd降低,有机质与CEC变化不大;基施硒肥与叶面喷施硒肥处理对土壤pH、有机质与CEC差异不显著,但基施硒肥处理有效Cd含量略低于叶面喷施硒肥处理,T3对土壤Cd的钝化效果最佳;随着基施硒肥用量的增加,稻米Cd含量降低,随着叶面喷施硒肥用量的增加,稻米Cd含量先降低后升高,基施硒肥处理对稻米Cd的消减程度强于叶面喷施硒肥处理,相差 0.021 mg/kg,与对照(CK)相比,T3处理稻米Cd降低0.063 mg/kg。可见,硒对调控稻米镉累积具有重要作用,且基施硒肥强于叶面喷施。综上所述,基施0.28%钙镁磷肥+0.12%硅藻土+0.004‰硒对土壤Cd钝化与稻米Cd消减的效果最佳,值得在镉污染稻田推广应用。