生物炭對水稻土鉛鎘銅鋅復(fù)合污染的鈍化效果研究.pdf

1、尋找高效廉價的土壤重金屬的鈍化材料，對于治理土壤重金屬污染極為重要。本文選用水稻秸稈、稻殼、小麥秸稈與甘蔗渣4種農(nóng)業(yè)廢棄物為原料，在500℃下熱解2h制備4種生物炭（分別標記為RS、RH、WH與SC），研究不同原料制備的生物炭對重金屬Pb、Cd、Cu與Zn污染水稻土的理化性質(zhì)及鈍化效果的影響。另外，研究在300℃、500℃與700℃下熱解2h的水稻秸稈生物炭（以RS300、RS500與RS700表示）對重金屬Pb、Cd、Cu與Zn污染水

2、稻土的理化性質(zhì)及重金屬有效態(tài)的影響，探究不同熱解溫度的生物炭對土壤重金屬Pb、Cd、Cu與Zn污染的鈍化效果，旨為生物炭應(yīng)用于土壤重金屬污染修復(fù)實踐提供參考依據(jù)。主要結(jié)果如下:
　　(1)生物炭的元素性質(zhì)與原料種類、熱解溫度緊密相關(guān)。RS、RH、WH與SC的pH在6.9-10之間，RS的pH和產(chǎn)率最高;WH的灰分、N含量、O含量、H/C、O/C及(O+N)/C高于其它3種生物炭;而SC的pH、灰分、產(chǎn)率、N含量、O含量、O/C及(

3、O+N)/C最低。4種生物炭均有明顯的蜂窩結(jié)構(gòu)。此外，隨熱解溫度升高，生物炭的pH、灰分及C含量增加，其產(chǎn)率、H含量、O含量、H/C、O/C及(O+N)/C，均隨熱解溫度增加而降低。隨著熱解溫度升高，生物炭的孔隙結(jié)構(gòu)越來越明顯，700℃制備的生物炭的整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷的趨勢。
　　(2)生物質(zhì)原料影響土壤重金屬的鈍化效果。4種生物炭均能提高土壤的pH、電導(dǎo)率、速效磷及水溶性有機碳含量。同空白相比，生物炭添加量為1.5％和3％時，土壤

4、pH增加了0.1-0.7個單位，速效磷及水溶性有機碳含量的增幅分別為14.3％-93.8％和7.0％-55.7％。且土壤pH、電導(dǎo)率、速效磷及水溶性有機碳含量均隨生物炭添加量的增加而增加。與空白相比，生物炭能顯著降低土壤中可交換態(tài)重金屬的含量(p＜0.05)。所有處理中，WH3、RS3及WH1.5處理降低土壤的可交換態(tài)Pb、Cd、Cu與Zn含量幅度均超過60％。添加RS、WH與SC處理對土壤Cd的鈍化效果優(yōu)于RH處理。WH與RS對污染稻

5、田土壤Cu與Zn鈍化效果優(yōu)于RH及SC。3％用量的生物炭鈍化效果優(yōu)于1.5％用量?？傊?，WH及RS更適宜作為Pb、Cd、Cu與Zn復(fù)合污染的土壤修復(fù)劑，3％添加量鈍化效果較好。
　　(3)熱解溫度影響生物炭鈍化土壤重金屬的效果。與空白相比，不同熱解溫度的生物炭均能顯著提高土壤pH、電導(dǎo)率、速效磷及水溶性有機碳含量(p＜0.05)。土壤的pH與電導(dǎo)率隨生物炭熱解溫度上升而提高，而土壤的速效磷及水溶性有機碳含量的增幅隨生物炭熱解溫度上

6、升而降低。與空白相比，生物炭處理下土壤的pH值、電導(dǎo)率、速效磷含量及水溶性有機碳含量均顯著增加。添加RS300、RS500與RS700生物炭培養(yǎng)后，與空白相比，土壤的有效態(tài)Pb、Cd、Cu、Zn含量分別降低了10.2％-24.2％、10.7％-25.2％、12.8％-27.6％和4.2％-4.9％，有效態(tài)Zn的降低幅度低于其他3種重金屬。RS300處理鈍化土壤中的Pb與Cd的效果最佳;而RS700處理鈍化土壤中的Cu的效果最佳。相對而言

7、，RS700及RS300的鈍化效果優(yōu)于RS500。總之，RS300鈍化土壤Pb與Cd的效果較好，RS700鈍化土壤Cu的效果較好，而不同溫度生物炭鈍化土壤的Zn效果差異不顯著。
　　(4)WH與RS因灰分含量、pH及O/C比較高，對土壤pH的影響大于RH與SC，致使它們鈍化重金屬的能力強于RH與SC。RS300鈍化土壤Pb與Cd的效果較好，歸因于RS300較高的O/C比。RS700鈍化土壤Cu效果較好，可能與其較高的pH及灰分含量