不同类型贝壳粉对土壤镉赋存形态的影响差异

通过室内培养探究不同类型贝壳粉对土壤中不同形态镉含量的影响,向培养完成的土壤中施用3种添加比例的天然扇贝壳粉与蛏子壳粉,分别在第1,5,15,30,50天测定土壤pH及镉的各赋存形态含量。结果表明,添加文石型与方解石贝壳粉对土壤pH升高均有一定程度的贡献,施用2种贝壳粉后,随贝壳粉添加比例的增多土壤pH升高。不同种类贝壳粉处理的土壤pH差异不大,在50天后2种贝壳粉不同添加比例间差异最明显。在整个培养过程中,随培养天数的增加,添加不同类型贝壳粉均能使镉污染土壤可交换态镉含量下降,碳酸盐结合态镉、铁锰氧化物结合态镉、有机结合态镉与残渣态镉含量整体逐渐升高。其中,使用文石型贝壳粉作钝化剂较方解石型效果更佳。随着贝壳粉添加比例变大,可交换态镉向镉的其他赋有形态转化的程度越大。培养50天后,添加不同种类贝壳粉处理的土壤有效态镉含量同CK相比均显著降低。当添加文石型贝壳粉的比例为5%时,生物可利用态镉占总镉比例最低。施用文石型贝壳粉能比方解石型贝壳粉更好地降低土壤有效态镉的活性。     

含方解石物质对土壤镉赋存形态的影响

通过室内培养试验,探究赤泥粉、海泡石粉、方解石粉在不同添加剂量情况下随时间变化对外源污染草甸土土壤镉赋存形态的影响。结果表明,土壤pH值随着钝化剂用量的增加而增加,且均明显高于对照。添加赤泥与其他2种钝化剂处理对pH值影响有所不同,随时间的延长分别呈现先降低后升高最后趋于平稳和缓慢降低的趋势。培养50d后,添加5%赤泥对土壤pH值影响最大,相较对照提高了4.09个单位。土壤可交换态镉的含量随钝化剂用量的增加而降低,培养50d后,当钝化剂添加量为1%,3%时,可交换态镉降低率分别为方解石海泡石赤泥、方解石赤泥海泡石;钝化剂添加量为5%时,降低率为赤泥方解石海泡石。pH值与交换态镉相关性分析表明:添加赤泥处理极显著负相关;添加海泡石处理相关性不显著;添加方解石处理无相关关系。各处理均能显著降低可交换态镉的含量,同时不同程度提高了碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机质结合态、残渣态镉含量,其中碳酸盐结合态最为明显。     

生物炭与沸石混施对不同污染土壤镉形态转化的影响

采用室内培养模拟了低(1.0 mg/kg)、高(10 mg/kg)镉污染的土壤,通过向镉污染土壤中添加0.4%,2%,10%的1∶1的生物炭和沸石的混合物,探究了生物炭及沸石混施对不同程度镉污染土壤的pH和镉形态变化的影响。结果表明:2种不同程度镉污染土壤的pH均较CK有所提高,且随钝化剂用量的增加而增大。随着培养时间的延长,低污染土壤pH呈现降低趋势,而高污染土壤pH先升高后降低最后趋于稳定。培养后期,低污染和高污染土壤在混合物添加量分别为2%和10%时有效态镉降低比例最大,降低比例分别为56.78%和27.33%。各处理土壤随生物炭和沸石混合物添加量的增加交换态镉降低比例逐渐增大,培养后期,低污染土壤的交换态镉较CK分别降低8.35%,13.81%,20.65%,高污染土壤的交换态镉较CK分别降低10.02%,22.34%,33.01%。各处理的钝化剂能够明显的降低交换态镉的含量,增加碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态镉的含量,低污染土壤的有机结合态明显高于高污染土壤。由此可见,生物炭与沸石混施能够降低土壤重金属的生物有效性,为农田土壤修复奠定了理论基础。     

零价纳米铁-壳聚糖改性生物炭对土壤结构体分布和Cd形态的影响

为明确土壤结构体分布和Cd赋存形态对零价纳米铁-壳聚糖改性生物炭的响应,以黄绵土为试验对象,枸杞枝条制备改性生物炭,以不添加改性生物炭土壤为对照,研究不同浓度CdCl2溶液污染条件下,1%～3%改性生物炭输入处理对土壤pH值、有机碳(SOC)、阳离子交换量(CEC)、水稳性团聚体及不同Cd形态含量的影响。结果表明:经过300 d沉化,相对于对照处理,添加改性生物炭后,土壤pH、CEC、SOC分别平均显著增加8.30%、17.23%、68.48%;土壤大颗粒团聚体(> 0.25 mm)含量增加7.69%,有效态Cd含量中弱酸提取态、可还原态和可氧化态各占比都有所减少,分别减少12.61%、5.52%和1.21%,无效态Cd含量(残渣态)增加19.34%。路径分析表明,土壤pH和SOC含量直接影响有效态Cd的含量且存在因果关系,SOC含量直接影响土壤小颗粒团聚体(< 0.25 mm)的形成,且土壤小颗粒团聚体形成和CEC与有效态Cd存在因果关系。从路径分析的结果来看,土壤CEC和土壤团聚体是土壤Cd有效性的关键作用因子。在本试验条件下,对于高浓度Cd污染土壤,零价纳米铁-壳聚糖改性生物炭对Cd固定有较好的效果。     

珠江三角洲城郊菜地耕层土壤中Cd、Pb赋存形态及其相互关系

选取珠江三角洲典型区域城郊菜地41个耕层土壤样品,采用化学形态分级-连续提取法研究了土壤中Cd、Pb赋存形态,通过统计分析,揭示了菜地耕层土壤Cd、Pb形态分布特征及其相互关系。Cd赋存形态平均含量顺序为:铁锰氧化物结合态(32.4%)≥碳酸盐结合态(27.2%)≥交换态(21.0%)>残渣态(10.4%)>有机态(9.0%);Pb则为:残渣态(54.1%)>铁锰氧化物结合态(27.5%)>有机态(11.6%)>碳酸盐结合态(4.6%)>交换态(2.1%)。非残渣态Cd占各形态Cd总和的平均比例(89.6%)明显高于Pb(45.9%)。碳酸盐结合态Cd分别与铁锰氧化物结合态Cd、有机结合态Cd呈极显著正相关和显著正相关(前者r=0.8482,P<0.01;后者r=0.4090,P<0.05),但与残渣态Cd呈极显著负相关(r=-0.5343,P<0.01),铁锰氧化物结合态Cd和有机结合态Cd分别与残渣态Cd呈极显著正相关(前者r=0.6965,p<0.01;后者r=0.5379,P<0.01);铁锰氧化物结合态Pb与残渣态Pb呈极显著正相关(r=0.5217,P<0.01),但有机结合态Pb却与残渣态Pb呈显著负相关(r=-0.3252,P<0.05)。在散点图矩阵的基础上建立了曲线估计的回归方程,用之可预测土壤中交换态Cd、Pb的大致数量及植物有效性。     

褐煤基改良剂对石灰性土壤复合体镉赋存形态的影响

为筛选和评估褐煤基材料对镉污染的修复效果,降低通过垂直入渗进入地下水或通过地面径流污染更大面积水土的镉通量,通过将3％各种材料均匀混入污染土壤并培养120 d,提取其胶散分组复合体并测定镉化学形态变化.结果表明:1)各改良剂处理的离子交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态镉质量分数在复合体中分布均为G0＞G1＞G2,而弱有机态、强有机态质量分数分布的顺序相反.残渣态镉质量分数具有G0组复合体低于G1组和G2组复合体内镉质量分数的趋势,除钙化处理,其他处理3组复合体中残渣态之间均无显著差异.2)施用褐煤基材料普遍提高土壤中弱有机结合态镉质量分数,主要提高水稳性复合体中弱有机态镉,G0、G1和G2中施用材料的比对照分别提高5.27％、20.74％和17.82％.褐煤、硝化褐煤、腐植酸显著提高水稳性复合体强有机态镉质量分数,平均分别提高27.26％、23.90％和40.05％,显著降低交换态镉质量分数和水稳性复合体碳酸盐态镉质量分数,平均降低幅度分别为14.63％～22.79％和14.31％ ～ 34.56％.硝化褐煤和腐植酸显著降低G1和G2中铁锰氧化物结合态镉的质量分数.3)褐煤改性后多数提高了交换态镉和碳酸盐态镉质量分数,以碱化、钙化、去矿化和活性炭在改性后提高交换态镉质量分数的幅度较大,较褐煤提高幅度最大值分别是29.41％、34.03％、33.82％和43.32％.改性后所有材料普遍降低土壤弱有机结合态镉的质量分数,除腐植酸外,强有机态镉质量分数均比改性前降低.残渣态镉质量分数有向易利用态转化的趋势.总之,非水稳性复合体主要由离子交换态和碳酸盐结合态等易效性镉赋存,水稳性复合体中主要由有机态和残渣态等难效性镉赋存.褐煤、硝化、腐植酸处理显著降低污染土复合体中离子交换态、碳酸盐态、铁锰氧化物态镉质量分数,显著提高水稳性G1和G2复合体强有机态镉质量分数,腐植酸还提高残渣态镉质量分数,起到对镉的钝化作用,但改性后多数是削弱了钝化效果.     

4A沸石对土壤铅浓度及形态的影响

采用室内土柱淋洗培养法研究了4A沸石对土壤重金属铅浓度与形态变化的影响。结果表明,4A沸石对土壤重金属铅具有一定的钝化效果,可有效抑制土壤铅的迁移及生态有效性。未添加4 A沸石土壤经过淋洗培养后土壤铅的可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化态铅浓度上升,有机结合态和残渣态铅浓度显著下降,37 d淋洗培养后土壤中铅以可交换态为主,所占比例为52.9%;而添加4 A沸石可有效降低土壤可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化态铅的浓度,土壤铅以残渣态为主,其占比例44.8%～59.2%。     

改性稻壳炭和改性沸石对红壤磷有效性的影响

为探究改性稻壳炭、改性沸石对红壤磷素有效性的影响,以稻壳炭(R)、HCl改性稻壳炭(HR)、沸石(Z)、铵化沸石(NZ)、低温活化沸石(RZ)和铵化低温活化沸石(NRZ)为试验材料,以1%、3%、5%和8%的剂量添加到混合肥料中并与供试红壤充分混合,经过7、14、28和56 d的室内培养后测定土壤有效磷含量,并通过土壤盆栽试验研究添加5%改性稻壳炭、改性沸石对玉米磷肥利用率的影响。研究结果表明,在土壤培养的第7、14和28 d,沸石、稻壳炭改性方式和添加量对土壤有效磷含量影响显著(P0.01),且其交互作用对土壤有效磷含量影响显著(P0.01),添加量是影响土壤有效磷含量有关参数的主要决定因子。在不同稻壳炭、沸石改性方式和添加剂量处理下,土壤有效磷含量增加,磷肥固定率降低。沸石经铵化和低温活化处理后,吸附能力和吸附容量增加,提高了土壤中磷素有效性。稻壳炭经HCl氧化改性处理后,对土壤中磷素的吸附能力增强,降低了土壤对磷的固定作用。混合肥料中添加5%改性稻壳炭、改性沸石后,玉米磷素利用率比对照提高了34.45%～45.53%,但各添加材料处理间差异不显著。     

油菜连作及施用堆肥对土壤镉赋存形态和生物有效性的影响

通过温室土培盆栽试验,研究了重金属镉污染土壤上连作油菜及施用堆肥对土壤中镉赋存形态及生物有效性的影响。结果表明：（1）在油菜连作体系下,施用堆肥显著降低油菜地上部镉含量。施用堆肥改变了土壤镉赋存形态,显著降低土壤易溶态和碳酸盐结合态镉含量而增加土壤铁锰氧化物结合态镉含量,从而降低土壤镉的生物有效性。（2）在相同堆肥处理下,种植两茬油菜后的土壤易溶态和碳酸盐结合态镉含量与不种植油菜的处理相比显著降低;而土壤硫化物及有机结合态镉含量较对照有所上升,种植油菜对土壤铁锰氧化物结合态镉和残渣态含量影响不显著,但是不同积累镉能力油菜朱苍花籽和川油Ⅱ-93之间对土壤镉形态的影响差异不显著。     

天然和热活化蛇纹石对土壤镉赋存形态的影响

以天然蛇纹石粉为原料,应用马弗炉制备不同温度(550℃和700℃)的热活化蛇纹石,通过室内培养试验,探究不同剂量(分别为土重的1%,3%,5%)的天然和热活化处理的蛇纹石对外源镉污染土壤中镉赋存形态的影响。结果表明,土壤pH值随蛇纹石用量增加而增加,随培养时间延长呈现先降低后趋于稳定的趋势,但均显著高于对照。高剂量700℃热活化蛇纹石对土壤pH值影响最大,培养60d时与对照相比提升了1.98个单位。添加天然蛇纹石、550℃和700℃热活化蛇纹石均能降低土壤可交换态镉的含量,与对照相比分别降低了17.42%~28.32%,28.99%~39.63%,33.11%~53.72%。相关性分析表明,各培养时期土壤可交换态镉的含量与土壤pH值呈现极显著负相关关系。各处理对土壤镉各形态含量的影响差异不同,显著降低了土壤可交换态镉的含量,不同程度地提高了碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态镉的含量,对有机物结合态镉的影响并不明显。总的来说,蛇纹石添加入土壤后能够提高土壤pH值,促使可交换态镉向其他生物可利用性较低的镉形态转变,且不同剂量、不同热活化温度间存在显著差异。     

秸秆还田对镉污染农田土壤中镉生物有效性的影响

通过温室盆栽试验和土壤培养试验,研究了重金属镉污染水稻土和人为模拟镉污染土壤上不同种类和不同量的作物秸秆还田后,土壤中可提取态镉的动态变化规律以及对白菜生长和吸收重金属镉的影响。结果表明,秸秆还田显著提高了2种镉污染土壤的pH值。镉污染水稻土上还田玉米和菜豆秸秆显著提高了土壤中醋酸铵提取态镉和DTPA提取态镉含量,秸秆还田后2周时醋酸铵提取态镉含量增加了17%~33%,随时间延长,土壤中可提取态镉增加变的不明显。模拟镉污染土壤上还田玉米和菜豆秸秆对土壤中醋酸铵提取态镉和DTPA提取态镉含量影响不明显。镉污染水稻土上秸秆还田量2%时显著降低了白菜体内镉含量,还田菜豆秸秆和玉米秸秆白菜体内镉含量分别降低了18%和27%。还田玉米秸秆影响了白菜生长,降低了白菜的产量;模拟镉污染土壤上还田菜豆秸秆对白菜生长和镉含量影响不明显,但还田2%玉米秸秆降低了白菜生物量,增加了白菜镉含量。     

不同原料生物质炭复配对土壤镉的赋存形态及小白菜镉吸收的影响

通过生物质炭复配,降低治理成本,为提高秸秆生物质炭对镉污染土壤的治理效果,将秸秆生物质炭（大豆秸秆炭（SSB）、油菜秸秆炭（RSB））与动物屠宰废弃物炭（SWB）复配,设置2.22 g kg?1（B1）、4.44 g kg?1（B2）两个施用量,通过小白菜盆栽试验,研究生物质炭对原位污染土壤镉赋存形态及小白菜镉吸收的影响。研究表明,与对照（CK）相比,生物质炭显著降低小白菜根系和地上部的镉含量。在4.44 g kg?1施炭水平下,SSB2和RSB2处理的小白菜根系镉含量较SWB2处理显著降低、降幅分别达 33.40%和 20.49%。SSB2处理小白菜根系镉的富集系数较SWB2处理显著降低、降幅达31.68%。与 SSB2处理相比,SSB与SWB复配（SSWB2）处理根系和地上部镉含量分别降低22.57%和 36.14%。生物质炭显著降低土壤中镉的生物有效性,其中RSB2和SSB2处理的土壤交换态镉占比（F2）较SWB 2处理分别降低 9.31%和 3.63%,强有机结合态镉占比（F6）分别提高 16.11%和 9.74%。复配生物质炭SSWB2 处理的F2较SSB2 处理降低 11.05%,铁锰结合态镉占比（F5）提高13.50%。因此,秸秆生物质炭与屠宰废弃物炭复配可有效降低污染土壤镉的生物有效性及小白菜对镉的吸收和富集。     

Effects of Co-Application of Zeolites and Vermicompost on Speciation and Phytoavailability of Cadmium,Lead, and Zinc in a Contaminated Soil

In this study, we investigated, with pot experiments, whether combined application of zeolites and vermicompost is more effective than single application on plant growth and heavy metals’ uptake in a heavy metal contaminated soil. The results showed that co-application of these amendments decreased zinc (Zn) and cadmium (Cd) availability by their redistribution from plant available forms to organic matter and metal oxide associated fractions. While, the addition of vermicompost and zeolites increased the lead (Pb) concentration significantly in the soluble/exchangeable form as compared with the control. Applying vermicompost individually or in combination with zeolites markedly increased plant biomass. Single zeolites and vermicompost reduced Zn and Pb contents of corn roots and shoots compared to un-treated soil, but less compared to the combined zeolite and vermicompost treatments. The results obtained suggest that co-application of zeolites and vermicompost could be an option for immobilizing Cd, Pb, and Zn in heavy metal contaminated soils.     

耐性植物秸秆覆盖对荠菜生长及镉积累的影响

[目的]研究秸秆覆盖对富集植物重金属积累的影响,筛选能促进荠菜生长和镉积累的镉耐性植物.[方法]通过盆栽试验研究镉污染条件下,覆盖4种镉耐性植物(扬子毛茛、通泉草、邻近风轮菜和车前)秸秆对荠菜生长及镉积累的影响。[结果]覆盖扬子毛茛、通泉草、邻近风轮菜和车前秸秆后,荠菜的地上部分生物量、总生物量和叶片叶绿素含量值均低于未覆盖处理。覆盖扬子毛茛、通泉草、邻近风轮菜和车前秸秆的荠菜总生物量则较未覆盖分别降低了34.04%,49.85%,40.27%和18.39%。只有覆盖邻近风轮菜秸秆提高了荠菜根系镉含量,而覆盖扬子毛茛和通泉草秸秆则提高了荠菜地上部分镉含量(较未覆盖分别提高了18.61%和12.87%)。然而,覆盖4种耐性植物的荠菜根系、地上部分及整株镉积累量均低于未覆盖。[结论]在盆栽条件下,覆盖镉耐性植物(扬子毛茛、通泉草、邻近风轮菜和车前)秸秆不能提高荠菜对镉污染土壤的修复能力。     

Speciation of Phosphorus and Cadmium in a Contaminated Soil Amended with Bone Char: Sequential Fractionations and XANES Spectroscopy

In this work, photocatalytic degradation of two reactive dyes, Reactive Yellow 84 (RY 84) and Reactive Black 5 (RB 5), on FeTiO₃/TiO₂ heterojunction in the presence of UV–visible radiation and H₂O₂ has been reported. FeTiO₃/TiO₂ heterojunction has been prepared from ilmenite FeTiO₃ and anatase TiO₂ by employing oxalic acid as an organic linker. FeTiO₃/TiO₂ ratios have been varied from 1 to 5 wt.%, and the materials were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscope and diffused reflectance UV–visible spectroscopic analysis. The photocatalytic activity of FeTiO₃/TiO₂ heterojunction for the degradation of the organic dyes RY 84 and RB 5 in the presence of UV–visible light was found to be higher than that of pure TiO₂. The addition of H₂O₂ increases the rate of degradation of both dyes on FeTiO₃/TiO₂ heterojunction. It facilitates the fast degradation of dye solutions even when their concentration was above 100 mg/l, which is otherwise very slow due to the low transmittance of light by the dye solution. The extent of mineralisation of the reactive dye during photocatalytic degradation was estimated from chemical oxygen demand analysis. FeTiO₃/TiO₂ heterojunction photocatalyst was also found to have good photostability; the material retains almost 97 % of its initial activity even in the fifth cycle.     

不同调理剂对农田镉污染稳定效果及水稻吸收的影响

采集浙江杭州郊区富春江沿岸镉(Cd)污染水稻土，选择前期试验筛选的对土壤Cd钝化效果良好、可显著降低稻米Cd的4种调理剂，开展室内培养试验和温室盆栽试验，探讨不同调理剂种类(袁梦YM、祝天峰ZTF、天象一号TX1、永清YQ)、用量(推荐用量、3倍推荐用量)和调理剂与生石灰配施对污染水稻土Cd的稳定效果及对水稻生长和糙米Cd含量的影响。室内培养试验结果发现，添加调理剂能使土壤pH显著升高，落干条件下土壤pH增幅较淹水条件下更为明显；施用推荐用量调理剂，土壤硝酸铵提取态Cd显著下降，调理剂推荐用量+生石灰处理较调理剂推荐用量处理下降更为显著；总体上，同一调理剂3倍推荐用量处理下硝酸铵提取态Cd降幅更大，表明硝酸铵提取态Cd受土壤pH影响显著，且YM、TX1调理剂对硝酸铵提取态Cd的降低效果较好。盆栽试验结果显示，施用石灰和商品调理剂均可实现水稻稳产或增产，并显著降低水稻糙米Cd含量，与调理剂施用后土壤Cd有效性降低相一致。含钙、能调节土壤pH并辅以有机质和养分的复合调理剂因兼具养分作用，对水稻稳产增产、糙米Cd含量降低更为有效。     

木醋液对Cd污染石灰性土壤理化性质及Cd形态转化的影响

为寻找可行的强化Cd污染土壤植物修复的方法,通过室内培养试验,设置7个不同稀释梯度木醋液添加处理,研究木醋液对石灰性重金属污染土壤的理化性质、酶活性和Cd形态的影响。结果表明:随木醋液浓度升高,土壤pH逐渐降低,EC(除原液外)无明显变化。土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量较CK分别增加0.35%~66.64%,9.74%~96.10%,31.71%~56.64%,8.34%~30.87%。稀释10~100倍土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性明显增加,而稀释5倍和木醋液原液处理土壤酶活性显著被抑制(P＜0.05)。土壤可交换态Cd含量除稀释5倍处理外较CK均[JP]显著升高(P＜0.05),增加24.69%~72.40%。各处理Cd的碳酸盐结合态、铁锰氧化物态及有机物结合态含量较CK均升高,分别为6.67%~196.70%,16.24%~80.09%,31.51%~70.32%。Cd残渣态含量与CK相比均显著降低,降幅为45.88%~59.93%(P＜0.05)。综上所述,添加适宜浓度的木醋液可提高土壤养分含量和酶活性,促进残渣态Cd向其他形态转化。