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冻融对生物炭稳定化修复中土壤镉形态的影响

作  者:
王月;孙剑平;孙梨宗;贾春云;台培东
单  位:
中国科学院污染生态与环境工程重点实验室中国科学院沈阳应用生态研究所;沈阳建筑大学市政与环境工程学院
关键词:
生物炭;冻融;镉形态;稳定化修复;
摘  要:
冻融是北方寒冷地区重要的气候变化过程,是影响土壤及稳定化材料性质的重要因素。本研究通过模拟冻融循环过程,考察了冻融对生物炭稳定化修复过程中镉(Cd)形态变化的影响,探讨冻融交替影响Cd形态变化的主要机理。结果表明:在生物炭稳定化修复过程中,冻融交替16次,土壤中弱酸提取态Cd含量提高了16.07%,可还原态Cd含量提高6.67%,可氧化态Cd含量升高15.37%,残渣态含量变化不明显,总体上土壤有效态Cd含量升高,增加了Cd的生态风险。其可能原因有:一方面,冻融交替16次,未加生物炭土壤自身弱酸提取态Cd含量升高11.74%,可还原态Cd含量升高13.53%;土壤毛管孔隙度从41.72%增加到57.63%,土壤p H值略有降低,土壤溶解性有机碳的含量呈现先显著升高15.38%后降低10.17%的趋势,共同促进了土壤-Cd体系中弱酸提取态和可还原态Cd的升高;另一方面,冻融交替过程中,生物炭的孔道管状结构及完整性遭破坏,羟基-OH、烷烃CH、芳香结构等伸缩振动峰减弱且发生偏移,碳酸盐成分减少,导致了生物炭对Cd吸附位点减少,吸附能力降低。

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