生物质炭与铁钙材料对镉砷复合污染农田土壤的修复

选取了铁钙材料(FC)和山核桃蒲生物质炭(BC)制备得到复合材料(BF),用于修复农田土壤中镉砷复合污染,以降低水稻糙米中的镉和砷含量.通过水稻盆栽试验,在植物生长期内,采集了土壤孔隙水、根际土壤、非根际土壤、水稻植株和水稻根表铁膜,探究了铁钙材料、生物质炭及其复合材料对土壤中镉和砷生物有效性和植株中镉和砷含量的影响及机制.结果表明,生物质炭材料能显著(P<0.05)提高非根际土壤(0.55~0.66个单位)和根际土壤(0.28~0.36个单位)pH,且提升土壤DOC含量;铁钙材料能显著(P<0.05)降低非根际土壤(0.14~0.27个单位)和根际土壤(0.38~0.41个单位)pH,同时降低土壤DOC含量.铁钙材料和复合材料能够同时降低土壤孔隙水、根际土壤和非根际土壤有效态Cd和As含量,而生物质炭能降低Cd含量,却提高了As含量,其中复合材料1%添加处理的效果最佳,土壤有效态Cd和As分别降低了41.8%~48.2%和6.1%~10.1%.生物质炭、铁钙材料和复合材料均能提高植株生物量(根、茎、叶和籽粒的干重),水稻籽粒干重较CK增加了48.5%~184.0%,根表铁膜含量增加7.5%~13.6%.与空白对照组相比,生物质炭能够有效降低水稻糙米中Cd含量(21.0%~26.1%),铁钙材料和复合材料能够同时降低糙米中Cd和As含量,其中复合材料对糙米中Cd和As降低效果最佳,降幅高达36.9%~42.0%和40.4%~44.4%,使水稻糙米Cd和As含量均低于国家标准值(GB 2762-2017).

两种铁基材料对污染农田土壤砷、铅、镉的钝化修复

制备得到了铁钙(FeCa)和铁锰(FMBO)两种铁基材料,用于钝化修复As、Pb和Cd污染土壤.研究采集了来自绍兴上虞(SY)、广东佛山(FS)、广东韶关(SG)、湖南浏阳(LY)、江西赣州(GZ)、贵州独山(DS)和安徽马鞍山(MAS)的7种重金属污染水稻土(潮泥土),通过土壤培养试验,研究铁钙材料(FeCa)和铁锰材料(FMBO)对各类土壤溶液中As、Pb和Cd浓度动态变化的影响,对土壤中有效态As、Pb和Cd钝化效果的影响,以及在不同种类土壤中有效态As、Pb和Cd钝化效果差异及影响因素.结果表明,培养过程中,铁基材料处理下土壤溶液中As、Pb和Cd浓度均低于对照处理.研究发现,两铁基材料均能对土壤中As、Pb和Cd起到较好的钝化作用,相同添加量下,铁钙材料对土壤As的钝化效率优于铁锰材料,而材料之间对土壤Pb和Cd钝化效率无显著差异.铁钙材料处理下各种土壤As钝化效果表现为GZ>SG>DS和MAS,土壤铅钝化效果表现为FS>SY、LY和SG>MAS,土壤镉钝化效果表现为SY、GZ和DS>MAS;铁锰材料处理下各种土壤As钝化效果表现为SY、LY和GZ>DS>FS,土壤Pb钝化效果表现为FS>GZ>SY,土壤Cd钝化效果表现为DS>LY>MAS.各种土壤As钝化效率在两铁基材料处理下均与土壤黏土含量呈显著负相关,各种土壤Pb钝化效率在两铁基材料处理下均与土壤p H呈显著正相关,各种土壤Cd钝化效率在铁钙材料处理下与土壤黏土含量显著负相关.总体来看,两铁基材料均适用于各不同种类As、Pb和Cd污染土壤的治理.