水稻全生育期内零价铁与生物炭钝化土壤镉砷的协同效应与机制

发布时间：2022-12-04 00:58

　　镉（Cd）和砷（As）在土壤中地球化学行为相反,因而难以实现对它们的同步钝化。为了同时降低稻米中Cd和As的积累以达到提高粮食安全的目的,选择了零价铁（ZVI）和生物炭（BC）的组合材料来修复稻田土壤中的Cd/As复合污染。通过盆栽实验,在水稻全生育期内,密集采取了孔隙水、根际土壤、水稻植株和根表铁膜等样品,分析了其中Cd/As含量与存在形式的动态变化过程,并以此探究了水稻整个生命周期内ZVI或/和BC对稻田土壤中Cd/As生物有效性的钝化效果与机制。结果表明,相比于对照组,生物炭仅降低稻米中Cd,降低率为15.4%;ZVI能同时降低稻米中Cd和As质量分数,其降低率分别达17.0%和24.5%;而ZVI+BC组合对稻米中Cd和As降低量最强,分别高达50.2%和35.6%,表现出明显的协同钝化效应。土壤孔隙水与重金属连续提取结果表明,ZVI能使水溶态、吸附态与可交换态Cd和As转化为铁氧矿物结合态,而BC主要导致水溶态与可交换态Cd转为碳酸盐结合态。相对而言,ZVI+BC组合通过共同促进铁氧矿物的形成与分散,从而导致大部分的水溶态、吸附态与可交换态Cd和As与铁氧矿物形成结合态,是抑... 

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【文章目录】：
1 实验材料与方法
    1.1 土壤的采集与分析
    1.2 生物炭与零价铁粉的制备与表征
    1.3 盆栽实验
    1.4 样品测试方法
        1.4.1 孔隙水中溶解态离子的测试方法
        1.4.2 根际土中结合态Cd/As的分析方法
        1.4.3 植物样品Cd和As含量的测定方法
        1.4.4 铁膜中TFe、Cd和TAs的分析方法
    1.5 数据处理方法
2 结果与分析
    2.1 ZVI和/或BC对稻米与稻壳中Cd和As累积的影响
    2.2 ZVI和/或BC对水稻植株Cd和As含量的影响
    2.3 ZVI和/或BC对溶解态Cd/As的影响
    2.4 ZVI和/或BC对土壤提取态Cd和As和p H的影响
    2.5 ZVI和/或BC对根表铁膜中Cd和As含量的影响
3 讨论
    3.1 ZVI的作用
    3.2 BC的作用
    3.3 ZVI与BC的相互作用
4 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]零价铁处理重金属废水的研究进展[J]. 马健伟,周彤,宋亚瑞,任淑鹏.  化学工程师. 2019(08)
[2]汞、镉、铅、砷单一和混合暴露的毒性效应及机理研究进展[J]. 曾晨,郭少娟,杨立新.  环境工程技术学报. 2018(02)
[3]生物炭对土壤中重金属铅和锌的吸附特性[J]. 王红,夏雯,卢平,布雨薇,杨浩.  环境科学. 2017(09)
[4]硒（Ⅳ）预处理下根表铁膜对水稻幼苗吸收和转运汞的影响[J]. 高阿祥,周鑫斌,张城铭.  土壤学报. 2017(04)
[5]零价铁固定稻田土壤砷的持久性研究[J]. 胡立琼,曾敏,雷鸣,廖柏寒,周航.  水土保持学报. 2014(02)
[6]镉对人体健康危害及防治研究进展[J]. 邓新,温璐璐,迟鑫姝.  中国医疗前沿. 2010(10)



本文编号：3707306