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生物炭炭际微域土壤中镉的分布和迁移转化机制研究

17、土壤科学与环境健康 > 专题5：生物质炭与土壤环境生态功能

近年来，国内农业环境中重金属镉等污染问题引起了全社会的关注。生物质炭作为一类新型环境功能材料，因其特殊的结构和基本特性，其对土壤中重金属的迁移性、归趋以及生物有效性影响的研究是近年来兴起的一个热点。目前多数研究关注于生物质炭对土壤重金属钝化的宏观效应，而土壤系统中生物质炭对重金属固定的微观过程和反应机理研究较少。本研究通过双层网袋法研究生物质炭对炭际微域生物质炭和土壤理化性质、重金属镉分布及迁移转化的影响，探讨生物质炭老化过程对炭际微域土壤中镉固定的微观过程和反应机理。研究结果发现，猪粪生物质炭可显著提高炭际微域土壤的pH值，使远炭际微域土壤镉向近炭际微域土壤发生迁移，使炭际微域土壤中交换态镉向残渣形态转化，显著降低炭际微域土壤中有效镉的含量；生物质炭随着老化时间的延长，生物质炭的pH值逐渐降低并趋于中性，但生物质炭中镉的总量呈逐渐上升趋势；猪粪生物质炭可以降低农田土壤镉的有效性，降低水稻和小麦作物对镉的吸收。因此，基于猪粪制备生物质炭可应用于农田土壤镉污染钝化修复，然而猪粪生物质炭对土壤镉的钝化稳定化效果有待开展长期定位研究。