模拟酸雨条件下铁硅材料和生物炭对土壤镉砷形态及生物有效性的影响

摘要

采用温室盆栽实验,研究了模拟酸雨条件下铁硅材料、鸡粪及其高温裂解生物炭单施或复配对土壤Cd、As形态及生物有效性的影响.结果表明:酸雨导致土壤pH值显著降低,并提高土壤有效态Cd、As含量,几种钝化剂的添加能提高土壤pH值0.41～1.34个单位,铁硅材料与生物炭组合能显著降低土壤Cd、As有效态含量.酸雨对蔬菜的生长有显著抑制作用,并促进重金属在蔬菜体内积累,且显著增加铁硅材料和生物炭单一处理蔬菜对Cd、As的吸收,而铁硅材料与生物炭复合处理可以有效抵御酸雨的不良影响.土壤重金属的化学形态分析显示,酸雨处理显著提高土壤中水溶交换态Cd(1 mol·L-1 MgCl2提取)比例,降低有机硫化物态和残渣态Cd比例.铁硅材料与生物炭复合处理(IS+BC700)土壤中水溶交换态Cd显著降低,土壤中Cd形态主要向铁-锰氧化物结合态和有机硫化物结合态转化且土壤中残渣态Cd比例升高,从而显著降低其生物有效性.IS+BC350组合处理显著降低土壤中非专性吸附态As比例.本研究表明铁硅材料与生物炭的组合可以有效缓解酸化条件下镉砷复合污染农田土壤重金属对作物的毒害作用.