花生壳及中药渣混合生物炭对铅污染土壤的修复研究.pdf

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1、第46卷第1期2016年1月中国海洋大学学报PERIODICALOF0CEANUNIVERSITY0FCHINA46(1)：101～107Jan．，2016花生壳及中药渣混合生物炭对铅污染土壤的修复研究+刘曼慧1’2，王震宇1’2“，陈蕾1’2，刘国成L2，郑浩k2(1．中国海洋大学环境科学与工程学院，山东青岛266100；2．海洋科学与技术青岛协同创新中心，山东青岛266100)摘要；以花生壳和中药渣为原料，于400℃下热解制备生物炭，并将两者按1：l(w：w)比例混合作为修复剂用于Pb污染土壤修复，研究发现，土壤

2、总Pb含量为1000mg·k911时，生物炭添加量为5％(w／w)时，土壤pH增加了0．93个单位，有效态Pb含量降低了90％，印度芥菜(BrassicajunceaL．)的生物量和株高分别提高了35％和57％，植株中Pb含量减少了83．3％～84。2％。由于根际作用的影响，印度芥菜根际土pH下降了0。43～o．57个单位，这可能会使土壤中的Pb被活化，对生物炭固持Pb的作用产生负效应。然而，研究中发现，在5％的生物炭添加量下，虽然根际土pH下降，但根际土与非根际土的有效态Pb含量无显著性差异，表明在这样的试验条件下

3、，生物炭对土壤中Pb的固持作用占主导。这些研究结果为开发适宜于重金属污染土壤修复的功能生物炭以及生物炭技术建立提供了重要的理论数据。关键词：生物炭；Pb；土壤；芥菜；根际效应中图法分类号：X131．3文献标志码：A文章编号：1672—5174(2016)01—101—07DOI：10．16441／j．cnki．hdxb．20150035引用格式：刘曼慧，王震宇，陈蕾，等．花生壳及中药渣混合生物炭对铅污染土壤的修复研究[J]．中国海洋大学(自然科学版)，2016，46(1)：101—107．LIUMin-Hui，WAN

4、GZhen-Yu，CHENLei。eta1．ApplicationofpeanutshellandChinesemedicinemixedbiocharassoilamendmenttoleadcontaminatedsoil[J]．PeriodicalofOceanUniversityofChina，2016，46(1)：101—107。目前，中国的土壤污染问题已成为国内外关注的焦点，公众对农业生产安全的担忧与日俱增。2014年中国环保部和国土资源部发布的《全国土壤污染调查公报》指出，全国土壤污染总超标率为16．1

5、％，其中，农田土壤超标率高达19．4％(相当于2600万公顷耕地)，无机污染超标点位占全部超标点位的82．8％，且污染物主要以重金属为主[1]。据统计，中国遭受重金属污染的污灌区土地面积达到90．7万hm2，占总污灌区面积的64．8％[2]，土壤铅(Pb)污染是其中一个亟需解决的问题。目前，土壤重金属污染修复技术主要有植物修复、物理修复(如客土法)和化学修复(如石灰法)[3。4]，但每种修复方法都存在一定的缺陷。如植物修复不能彻底去除土壤中的重金属；物理修复易破坏土壤结构；化学修复易引发二次污染L3q]。因此，开发高

6、效环保经济的重金属污染土壤修复或治理技术已成为土壤修复领域的当务之急。环境友好材料生物炭的出现，为重金属污染土壤的修复提供了新途径。生物炭是生物质在缺氧或无氧条件下热解生成的一类富碳固态产物[5]。生物炭添加到土壤中，在实现碳封存的同时嘲，能够改善土壤结构[7]，提高土壤肥力[8]，增加作物产量[8l。近年来，研究表明，生物炭能够通过络合作用、阳离子一兀作用和沉淀作用[9]有效吸附水体中的Pb2+。Jiang等[1阳将水稻秸秆生物炭添加到2种老成土和一种氧化土中培养30d后发现，生物炭的添加使所有土壤对Pb2+的吸附

7、能力显著增加，且土壤对Pb2+的吸附随生物炭添加量的增加而增加。A1一Wabel等[11]以果树废弃物制备生物炭作为土壤改良剂，评价其对土壤中Fe、Mn、Zn、Cd、Cu和Pb的可利用性。结果表明，生物炭的添加显著降低了用NH40Ac或者是AB-DTPA法提取的Fe、Mn、Zn、Cd、Cu和Pb的浓度，增强了土壤对上述重金属的固持。可见，土壤中生物炭的添加能促进土壤中Pb的固定。然而，不同热解温度和不同类型原料制备的生物炭物理化学性质不同，对Pb2+的吸附能力不同[1213]，添加到土壤中对重金属的固持能力也不同[1

8、3

9、。因此，筛选高效的生物炭修复剂对于土壤Pb污染的治理至关重要。*基金项目：国家海洋公益性行业科研专项(201305021)；国家自然科学基金(41406085)；国家自然科学杰出青年基金(41325013)；中国博士后基金(2014M550374)资助(SupportedbyOceanPublicWelfareScientificResea