巯基改性生物炭对Cd污染土壤的钝化修复及土壤微生物响应

作     者：焦志强 葛世纪 郑文秀 柳金辉 陈铭 孔雨可 王洋洋 JIAO Zhi-qiang;GE Shi-ji;ZHENG Wen-xiu;LIU Jin-hui;CHEN Ming;KONG Yu-ke;WANG Yang-yang

作者机构：河南大学环境与规划国家级教学示范中心开封475004 河南大学地理与环境学院开封475004 河南省土壤重金属污染控制与修复工程研究中心开封475004 

出 版 物：《环境科学》 (Environmental Science)

年 卷 期：2024年第45卷第9期

页      面：5570-5577页

核心收录：

学科分类：07[理学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

基　　金：人因工程重点实验室开放基金项目(614222210022213) 河南省科技攻关计划项目(222102110359) 河南省教育厅科学技术研究重点项目(23A610013) 

主　　题：Cd污染 畜禽粪便 改性生物炭 结构方程模型 微生物响应 

摘      要：为探究畜禽粪便生物炭对Cd污染土壤的钝化修复效果及其土壤环境效应,以牛粪生物炭(BC)和巯基改性牛粪生物炭(SBC)为钝化材料,Cd污染土壤为修复对象,利用室内土壤培养实验,研究BC及SBC对土壤理化性质、Cd生物有效性和微生物群落结构的影响,并利用结构方程模型(SEM)解析BC和SBC对土壤微生物群落的影响路径.结果表明,与CK相比,BC和SBC均提高了土壤pH值、速效钾、速效磷及有机质含量,但降低了土壤碱解氮含量.BC对土壤Cd的钝化效果较差,最高钝化效率仅为14.97%;而SBC则可显著降低土壤Cd有效态含量(P0.05),最高钝化效率高达85.71%.此外,SBC提高了土壤中优势菌群的丰度,其中Proteobacteria、Bacteroidota及Cyanobacteria增加最为明显,但降低了土壤中微生物群落的多样性,而与BC及CK相比该降低不显著(P≥0.05).SEM分析显示,SBC处理中土壤速效磷、速效钾、有机质及pH值是影响土壤Cd有效态的关键因子,而土壤有机质及Cd有效态是影响土壤微生物群落组成的关键因素.总体而言,SBC可高效钝化土壤Cd污染并提高土壤中优势菌群的丰度,在Cd污染土壤钝化修复中具有一定的应用潜力.