不同钝化材料对土壤镉和砷钝化效果研究

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[目的]我国部分耕地受镉(Cd)和砷(As)等重金属的复合污染。由于Cd和As在性质以及土壤中存在形态的差异,致使同时治理Cd、As污染稻田土壤、实现稻田系统Cd和As污染的有效控制及农业安全利用,成为一个亟需解决的难题。[方法]本研究以湖南省Cd和As严重污染稻田土壤作为研究对象,采用室内土壤培养试验方法,研究不同材料(天然海泡石、改性海泡石、钢渣、铁基生物炭)对土壤Eh、pH,土壤孔隙水Cd、As浓度动态变化,以及土壤Cd、As形态的影响。[结果]研究结果表明:在培养期间,CK处理土壤pH介于4.5~5.5之间;除铁基生物炭处理外,其余处理均显著提高了土壤pH值、降低了土壤Eh值。淹水处理后,所有处理土壤孔隙水Cd浓度均逐渐降低,而土壤孔隙水As浓度则增加。与CK相比,在淹水1d后,除铁基生物炭处理外,其余处理土壤孔隙水Cd浓度均显著低于对照处理;在淹水30d时,2.5%改性海泡石处理(w/w)、5%钢渣处理土壤孔隙水As浓度显著低于对照处理。与对照处理相比,所有处理均降低土壤可交换态Cd含量,增加了土壤可还原态Cd、可氧化态Cd和残渣态Cd含量,其中以2.5%改性海泡石处理、钢渣处理(1%、5%)、1%铁基生物炭处理钝化效果最优,残渣态Cd含量与对照处理相比增加了56.09%~79.47%。除钢渣、铁基生物炭处理外,其余处理均降低了土壤非专性吸附态As含量,2.5%改性海泡石处理降低了土壤非专性吸附态As含量、专性吸附态As含量,增加了无定形铁氧化物态As含量。[结论]施用钝化剂(除铁基生物炭外)能明显提高土壤pH;2.5%改性海泡石能有效降低土壤孔隙水Cd、As浓度,降低土壤中生物有效性较高部分的Cd、As形态,具有较好的同步钝化Cd、As效果。
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