摘要
镉（Cd）被认为是高毒性和高致癌性的重金属污染物，我国Cd污染形势严峻，其严重威胁土壤质量、动植物生长、农产品安全及人类健康。目前，土壤重金属修复多采用化学钝化修复和植物修复，土壤污染情况日益复杂，多品种钝化剂复配、化学和植物修复技术联用是土壤污染修复领域的发展趋势，但目前将化学钝化修复与植物修复联合使用的研究还比较少。为了研究多品种钝化剂复配及钝化剂联合植物修复对Cd污染土壤的修复效果，论文以生物炭、海泡石、磷酸浸渍改性生物炭、磷酸浸渍改性海泡石以及三叶鬼针草（BidenspilosaL.)为修复材料，进行田间试验、培养试验和盆栽试验。采用现代仪器分析技术对钝化剂进行分析表征，通过测定土壤pH、电导率、有效磷、有效态Cd含量、土壤Cd赋存形态和三叶鬼针草镉富集含量，研究不同比例钝化剂、钝化剂联合三叶鬼针草对Cd污染土壤的修复效果，以及钝化剂对三叶鬼针草富集吸收Cd能力的影响。取得了以下主要研究结果: （1）田间试验中2％生物炭+1％海泡石（B2M1）联合三叶鬼针草对土壤Cd的修复效果及提高土壤pH的幅度要优于单独施加B2M1。相比于CK,B2M1联合三叶鬼针草对Cd的钝化率为12.7％-39.7％;显著提高了土壤pH0.23-0.65个单位。B2M1对Cd的钝化率则为7.4％-18.5％，显著提高了土壤pH0.14-0.34个单位。 （2）磷酸浸渍改性改善了生物炭（B）和海泡石（M）的表面结构和吸附性能。生物炭和海泡石经过磷酸浸渍改性，材料的pH降低，比表面积和孔隙体积大幅增大。磷酸改性海泡石（PM）形成了新的含磷基团和矿物结晶，提升了磷负载能力。 （3）土壤培养试验和盆栽试验中，1％M、1％PM对土壤Cd的修复效果较好。相比于CK,其显著降低土壤有效Cd含量，钝化率为5.4％-11.4％;降低了弱酸提取态Cd占比2.9％-3.1％,提高了残渣态Cd占比2.1％-3.7％;提高了土壤pH0.14-0.70个单位。同时1％PM显著提高了土壤有效磷含量41.3％，这有助于形成磷酸镉络合物，可能是其降低土壤有效态Cd的原因之一。 （4）盆栽试验中1％M、1％PM联合三叶鬼针草对土壤Cd的修复效果，优于单独施加1％M、1％PM。与1％M、1％PM对比，1％M、1％PM联合三叶鬼针草处理对土壤有效Cd的钝化效果分别提高了6.7％、5.5％;残渣态Cd占比分别提高了1.0％、1.3％。同时1％PM联合三叶鬼针草提高了土壤有效磷含量73.5％，这可能促进了三叶鬼针草的生长和其对Cd的富集。 （5）1％M、1％PM、1％PBM处理提高了三叶鬼针草对Cd的富集能力。其中1％PM处理下三叶鬼针草地上部Cd含量提升了51.5％、地下部则提升了377.8％;Cd富集系数为0.80,提高了0.27。 综上所述，2％生物炭+1％海泡石、1％磷酸改性海泡石修复Cd污染土壤的效果较好，同时能改善土壤的理化性质。2％生物炭+1％海泡石、1％磷酸改性海泡石联合三叶鬼针草的修复效果要优于单独施用钝化剂，且钝化剂的施入均能够提升三叶鬼针草吸收富集Cd的能力。研究结果可为化学钝化修复与植物修复联合应用提供参考。
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