生物碳对土壤中镉的影响研究.pdf

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1、第1期总第223期农业科技与装备No．1TotalNo．223兰Q!兰±!旦垒垂!尘坐丛兰!!!璺!竺垒!竺!垫璺旦!旦￡Ⅸ兰里堡里g旦iP里!呈!I!兰璺：垄Q!兰生物碳对土壤中镉的影响研究杜胜南(沈阳农业大学土地与环境学院，沈阳110866)摘要：重金属镉在土壤中的污染日益严重，降低土壤中有效镉的含量相当必要。为降低土壤镉污染程度，探讨生物碳降低土壤镉活性的应用效果。试验结果表明，施用生物碳能降低交换态镉的含量，促进碳酸盐结合态、铁猛氧化结合态及有机态镉的形成，其最佳施用量为6g瓜g土。关键词：镉；生物碳；铁粉；土壤中图分类号：S153文献标

2、识码：A文章编号：1674-1161(2013)01-0006-02自日本“痛痛病”产生以来．人们对镉污染的关注度日益提高。近年来，一些研究结果发现．重金属镉在环境中的毒性主要取决于其在环境中的存在形态。Tessier将土壤中的镉分为5种形态：交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化结合态、有机态及残渣态。其中交换态镉所占比例大，活性也较大，对植物镉吸收起决定作用：碳酸盐态、铁锰氧化态、有机态镉的活性比交换态低．因而对植物吸收镉有一定的抑制作用；残渣态镉属强结合态，活性最低，不易被植物吸收，其含量越高。土壤活性镉所占比例越小。寻找经济高效．适合于饮用水处理

3、的新型吸附剂已成为环境科学和工程领域关注的焦点之一。研究表明，环境中普遍存在的生物碳质具有超强的吸附性能。很多科学家冠予生物碳“黑色黄金”的美誉。由于其具有含碳量高和多孑L的特性，因此可提高储水蓄养的能力，能够保护土壤中的微生物。近年来，曹心德教授正致力于生物碳对重金属的吸附及土壤修复的研究。1材料与方法1．1试验方法试验共设8个处理，每个处理重复2次。每盆装1kg土，镉的加入量皆为100mg／kg土；经过一周干湿交替培养后，加入不同量的生物碳，搅拌均匀，继续培养15d。1．2测定方法土壤镉形态采用Tessier连续提取法测定。交换态镉的样品处理

4、方法为：取过100目筛土样收稿日期：2012一11—17作者简介：杜胜南(1987一)，女，硕士。从事植物营养及肥料方面的研究。1．0g．置于50mL塑料离心管中，加入1mol／L的MgCl2(pH=7．0)溶液10mL，在25℃下震荡2h，离心10min(4000r／min)，过滤，在上清液中加1滴浓硝酸(可不加)，待测。碳酸盐结合态的样品处理方法为：向离心管中加1mol／L的NaAc—HCl溶液(pH=5．0)10mL(土液比=1：10)，震荡6h，离心10min(4000r／min)，过滤，取上清液，待测。铁锰结合态镉的样品处理方法为：加0

5、．1mol／LNH20H—HCI(盐酸羟胺)溶液10mE(土液I：L=I：to)，称定质量，置于(96±3oC)水浴上加热6h，间歇搅拌，取出，冷却后补足损失的质量，离心10min(4000r／min)，过滤，取上清液，待测。有机结合态镉的样品处理方法为：取5mL水分散土壤(最好摇晃．因为离心后的土壤沉积比较紧实)，加30％的H20：溶液10mL，在85℃水浴中加热，间歇摇动，近干后取出冷却，再用5mL的30％的H：0：溶液处理进干(切勿干燥)，冷却后按交换态镉的样品处理步骤提取。其他项目采用常规法进行处理。1．3数据处理采用EXCEL进行数据统

6、计；应用SPSS软件进行方差(ANOVA)统计分析。2结果与分析生物碳对土壤镉各个形态的影响见表1。在不加铁的情况下，交换态含量降低，碳酸盐结合态、铁锰氧化结合态及有机态含量均有所升高。虽然大量研究表明，生物碳有很强的吸附性，但交换态含量的降低只与生物碳的吸附性有关是不切实际的。除了生物碳简单的物理吸附作用外。还应该有化学作用。随着生物碳施用量的增加，pH值和有机质都随之2013年第1期杜胜南：生物碳对土壤中镉的影响研究7增加。大量文献说明，碳酸盐结合态、铁锰氧化结合态的形成都与pH值升高有关．有机态的形成与有机质含量有关。由此可得出结论：生物碳

7、不仅可以通过物理吸附作用来降低土壤镉的活性．还可以通过促进交换态向其它形态的转换来降低土壤镉活性．达到土壤改良的目的。由表1可以观察到：当生物碳施用量为6g／kg时，土壤中交换态镉含量最低，碳酸盐结合态、铁猛氧化结合态及有机态镉含量最高。由此可见，该施用量可作为土壤镉污染治理的一个指标。不同生物碳施用量对土壤镉形态分布的影响见图1。在不施生物碳的情况下．土壤中的镉形态含量基本分布为交换态>碳酸盐结合态>残渣态>有机态>铁锰氧化结合态。但经生物碳处理后，土壤中镉形态分布发生了显著的变化：交换态镉含量从83％降到68％以下；碳酸盐结合态含量从不到11

8、％上升到15％；铁锰氧化结合态含量从2％上升到9％；有机态含量从3％上升到9％。从图1还可以明显看出。生物碳施用量在3g／kg土时，交换