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混合改良剂钝化修复酸性多金属污染土壤的效应——基于重金属形态和植物有效性的评价

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农业环境科学学报 2017年第9期36卷 1787-1795页

作者：邹富桢龙新宪余光伟黄莉敏赵仁欣华南农业大学资源环境学院广州510642 广东东篱环境股份有限公司广州510335

通过盆栽试验研究了4种由不同剂量的沸石、石灰石、无机磷、有机肥(猪粪或蘑菇渣)组配的混合改良剂对广东省韶关市大宝山周边酸性多金属污染土壤的改良效果。结果表明,4种有机-无机混合改良剂处理后,土壤pH值增加了0.52~1.76个单位,土壤... 详细信息

通过盆栽试验研究了4种由不同剂量的沸石、石灰石、无机磷、有机肥(猪粪或蘑菇渣)组配的混合改良剂对广东省韶关市大宝山周边酸性多金属污染土壤的改良效果。结果表明,4种有机-无机混合改良剂处理后,土壤pH值增加了0.52~1.76个单位,土壤中Pb、Cu、Zn的有效态含量分别比对照土壤降低70.92%~99.29%、69.47%~98.45%、67.22%~99.17%,而且土壤pH值和重金属Pb、Cu、Zn的有效态含量呈显著负相关性。在对照土壤上,菜心和油麦菜的种子发芽和生长显著受到抑制,植株地上部Pb、Cu、Zn含量均高于食品卫生标准。土壤经混合改良剂处理后,菜心和油麦菜生长健康,株高和地上部的生物量显著增加,地上部Pb、Cu、Zn含量显著降低。重金属的化学形态分析结果显示,改良后土壤中的Pb、Cu、Zn可交换态含量明显降低,铁锰氧化物结合态含量提高。因此,4种有机-无机混合改良剂通过提高土壤pH值和促进土壤中Pb、Cu、Zn由可交换态向铁锰氧化物结合态转换,从而达到钝化修复该酸性多金属污染土壤的效果。

关键词：酸性多金属污染土壤混合改良剂植物有效性沸石石灰石磷肥有机肥

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混合改良剂对土壤Cd污染的钝化修复研究

混合改良剂对土壤Cd污染的钝化修复研究

作者：蔡梅浙江大学

学位级别：硕士

针对日益严重的土壤镉(Cd)污染情况,综合国内外土壤重金属修复方法,改良剂原位修复技术是运用最为广泛的方法之一。本研究以石灰、沸石、过磷酸钙和生物质炭4种改良剂按47:47:5:1和71:23:5:1配比混合而成混合改良剂M1和M2为研究对象,利... 详细信息

针对日益严重的土壤镉(Cd)污染情况,综合国内外土壤重金属修复方法,改良剂原位修复技术是运用最为广泛的方法之一。本研究以石灰、沸石、过磷酸钙和生物质炭4种改良剂按47:47:5:1和71:23:5:1配比混合而成混合改良剂M1和M2为研究对象,利用人工培育Cd污染土壤进行了混合改良剂的室内培养试验和温室水稻-小油菜轮作盆栽试验,以及中轻度Cd污染农田修复的大田试验,研究了混合改良剂的种类和添加量对土壤交换态Cd、生物可利用性Cd和农作物的影响。主要研究结果如下:1.室内培养:混合改良剂(M1和M2)5个添加量水平(T1:0.5%;T2:1%;T3:2%,T4:4%;T5:10%)对Cd污染土壤均具有修复作用,主要是通过增加土壤pH值来降低土壤中交换态Cd的含量。在培养初期高添加量(T3、T4和T5)处理明显降低土壤交换态Cd含量,而培养期间土壤交换态Cd含量下降不明显;低添加量(T1和T2)处理会随着培养时间的延长持续降低土壤交换态Cd含量。培养第1天,M1T4和M2T3处理与CK相比土壤交换态Cd含量下降率高达99.42%和99.79%;培养90天后,M1T1、M1T2和M2T1处理土壤交换态Cd含量下降幅度为81.36%～94.29%。2.盆栽试验:土壤pH值是影响水稻和小油菜产量与生物可利用性Cd的主要因素。M1T1和M2T1处理水稻产量比CK分别增加了 8.93%和8.36%;除M1T4外,混合改良剂M1和M2处理的小油菜生物量(鲜重)比CK分别增加了 2.52～2.98倍和0.76～2.89倍。混合改良剂M1和M2能显著降低水稻和小油菜中全Cd含量,植株中全Cd的含量随添加量的增加而减少,相同添加量时混合改良剂M2降低植株中全Cd含量的效果稍优于混合改良剂M1。与CK相比,M1T3和M2T3处理中水稻糙米中全Cd含量下降率分别高达89.25%和93.16%,M1T4和M2T4小油菜中全Cd含量(鲜重)下降率分别高达94.14%和94.47%。混合改良剂对土壤中氮循环微生物产生一定的影响。土壤pH值也是影响氨氧化和反硝化微生物丰度的主要因素。添加量从T1增加至T4时,AOA、AOB、nirK、nirS和nosZ(Ⅰ)基因丰度在水稻季趋于减少,在小油菜季,AOB,nirS和oosZ(I)基因丰度先增加后降低,AOA和nirK基因丰度总体趋于减少。3.大田试验:选择修复效果较好的混合改良剂M2(3个添加量水平RM1:0.1%;RM2:0.2%;RM3:0.5%)和纯石灰对照(LM:0.5%石灰)用于小麦-水稻轮作的大田试验。混合改良剂对土壤中Cd生物有效性的降低主要通过增加土壤pH值的途径来实现,且外界条件如天气、耕作等和施入土壤的时间均对混合改良剂的有效性产生重要影响。混合改良剂在小麦季大幅度增加土壤pH值和电导率,降低土壤交换态Cd含量,添加混合改良剂可以增加小麦产量,但对水稻产量无显著性影响。与CK相比,在小麦季各处理土壤pH值增加了 12.92%～36.53%,土壤交换态Cd降低了 71.52%～97.07%,各处理的小麦产量增加幅度为20.90%～61.58%。在水稻季各处理土壤pH值增加了 2.37%～17.93%,土壤交换态Cd大于小麦季。添加混合改良剂有助于减少小麦和水稻植株根、秸秆和籽粒中全Cd含量,但水稻根和秸秆中Cd含量大于小麦根和秸秆,RM1(0.1%)、RM3(0.5%)和LM(0.5%石灰)处理小麦籽粒中全Cd含量和除RM1外其他处理糙米中全Cd含量均低于国家食品污染物限量标准。

关键词：混合改良剂土壤Cd污染修复土壤pH 水旱轮作

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混合改良剂对川芎镉污染土壤的修复效果研究

混合改良剂对川芎镉污染土壤的修复效果研究

作者：周俊杰常州大学

学位级别：硕士

土壤重金属污染导致的川芎镉(Cd)含量超标已经引起了中药的安全问题和出口问题。土壤改良剂的添加可以有效降低土壤有效态重金属活性,减少植物对重金属的富集并改善土壤养分状况,从而增加植物生物量,以达到治理和修复的目的。本研究基... 详细信息

土壤重金属污染导致的川芎镉(Cd)含量超标已经引起了中药的安全问题和出口问题。土壤改良剂的添加可以有效降低土壤有效态重金属活性,减少植物对重金属的富集并改善土壤养分状况,从而增加植物生物量,以达到治理和修复的目的。本研究基于染毒土壤筛选高效稳定重金属镉的改良剂,并通过设置不同浓度单一改良剂或混合改良剂,筛选最佳改良剂配方;选取效果最佳的两种土壤改良剂在四川省川芎主产地进行大田试验,探究不同添加量对川芎Cd污染土壤的修复效果;通过测定团聚体中Cd含量,分析混合改良剂的潜在修复机理;通过测定土壤基本性质和川芎用药部位的生物量,考察土壤改良剂对川芎生长的影响。主要研究结果如下:(1)基于染毒土壤的改良剂初筛,确定了两种效果最佳的土壤改良剂,分别为由轻质碳酸钙、石灰石、钙基膨润土、纳米磷酸二氢钾、生物炭、硅酸钠、凹凸棒按1:1配比而成的混合改良剂M1和由重质碳酸钙、钙基膨润土、纳米磷酸二氢钾、生物炭、硅酸钠、凹凸棒按照1:1配比而成的混合改良剂M2。比对照组相比,两种改良剂的施用使土壤有效态镉分别降低了74.24%和77.21%。选取M1和M2两种改良剂进行大田试验,筛选出对川芎Cd修复效果最好的两种改良剂各三种浓度(M1:0.5 t/ha、1.5 t/ha、5 t/ha;M2:3.0 t/ha、4.5 t/ha、6.0 t/ha)做进一步研究。(2)根据筛选出的不同浓度M1和M2两种改良剂进行的大田试验,探究不同添加量对川芎Cd污染土壤的修复效果。结果表明,混合改良剂的施入使土壤可交换态Cd转向残余态,残余态Cd增加量为9.4～28.05%,川芎抽茎期时,土壤Cd的形态变化趋于稳定。土壤Cd形态的转变直接减少了Cd向川芎药用部位(根部)的迁移。与对照组相比,川芎收获期根部Cd减少了41.76～56.13%。总体而言,M2改良剂的效果略微优于M1。(3)通过测定土壤团聚体中Cd含量,分析混合改良剂的潜在修复机理。结果表明,混合改良剂能够改变非水稳性和水稳性土壤团聚体在粗大团聚体(>2000μm)、细大团聚体(250–2000μm)和微团聚体(改良剂对川芎生长的影响。结果表明,混合改良剂改善了土壤结构,对孔隙度的增加量为3.83%～9.05%。混合改良剂处理提高了土壤养分含量(p混合改良剂M2的3.0 t/ha施加量在所有处理中效果最好。

关键词：混合改良剂川芎镉污染团聚体生物量

生物炭+石灰混合改良剂对稻田土壤pH、有效镉和糙米镉的影响

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广东农业科学 2017年第9期44卷 63-68页

作者：黄庆刘忠珍黄玉芬黄连喜魏岚李衍亮杨少海许桂芝广东省农业科学院农业资源与环境研究所/农业部南方植物营养与肥料重点实验室/广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室广东广州510640

生物炭+石灰混合改良剂(BL)由生物炭和石灰以10:1的重量比配制而成。为了研究该混合改良剂的施用效果,在广东省粤北某矿区附近的Cd污染稻田进行小区试验。结果表明:与习惯施肥(NPK)对照比较,生物炭+石灰处理可以明显提高酸性稻田土壤pH... 详细信息

生物炭+石灰混合改良剂(BL)由生物炭和石灰以10:1的重量比配制而成。为了研究该混合改良剂的施用效果,在广东省粤北某矿区附近的Cd污染稻田进行小区试验。结果表明:与习惯施肥(NPK)对照比较,生物炭+石灰处理可以明显提高酸性稻田土壤pH值0.53个单位,降低土壤有效态Cd含量24.14%,降低水稻糙米Cd含量53.12%,以上三者均达到显著水平。土壤pH值与土壤有效Cd含量之间、土壤pH值与糙米Cd含量之间均呈显著的负相关;土壤有效Cd含量与糙米Cd含量之间呈显著的正相关。生物炭+石灰处理糙米Cd含量降低至《GB 2762-2012食品安全国家标准食品中污染物限量》中限定Cd 0.2 mg/kg标准值以下,说明生物炭+石灰混合改良剂对治理酸性稻田土壤重金属Cd污染有显著效果。

关键词：生物炭石灰混合改良剂土壤pH 土壤有效镉糙米镉

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基于Meta分析的苏打盐碱土改良效果评估

土壤学报 2024年

作者：黄广志黄立华刘伯顺蒋小曈杨璨梁燕萍蔡婧晖中国科学院东北地理与农业生态研究所中国科学院大学吉林大安农田生态系统国家野外科学观测研究站

苏打盐碱土集中分布于我国东北松嫩平原西部，长期以来人们在苏打盐碱地治理中采用了多种物料或措施进行土壤改良，也取得了较好的改良效果。然而，这些改良措施多是定点的单一评估，缺少不同改良剂多点位的综合比较。为此本研究利用Met... 详细信息

苏打盐碱土集中分布于我国东北松嫩平原西部，长期以来人们在苏打盐碱地治理中采用了多种物料或措施进行土壤改良，也取得了较好的改良效果。然而，这些改良措施多是定点的单一评估，缺少不同改良剂多点位的综合比较。为此本研究利用Meta分析，从近30年有关苏打盐碱土改良报道的589篇文献中遴选出符合条件的854组相关数据，综合量化评估了石膏类改良剂、生物炭和混合改良剂（2种及2种以上改良物料配施）对苏打盐碱土的改良效果，采用随机森林方法解析了影响不同改良剂改良效果的因素。结果表明，石膏类改良剂、生物炭和混合改良剂在稻田上施用后土壤碱度分别降低21.5%、19.6%和37.0%，改良效果显著，改良剂之间差异不显著；生物炭对土壤养分含量提升效果最佳（47.8%），石膏类改良剂相对最低（26.4%）。三种改良剂多用于中、重度苏打盐碱土表层（0～20 cm）土壤改良，其施用量和施用年限对土壤改良效果存在差异。改良剂施用量是影响石膏类改良剂、生物炭和混合改良剂降低土壤碱度和盐分效果的主要因素。石膏类改良剂主要作用原理是降低土壤碱度，进而间接提升土壤养分和促进作物生长，生物炭和混合改良剂兼具降低土壤碱度和直接提供土壤养分的作用。土壤改良剂在选择使用上不仅要考虑用量，种植作物类型、改良剂成本、作用效果持久性以及环境安全性问题也是重要的参考因素。

关键词：苏打盐碱土化学改良剂 Meta分析石膏生物炭混合改良剂