生物炭对茶园土壤镉的固定机理研究

The contaminated soil of heavy metal has worsened each year in China, in order to define the value of biochar for controlling contaminated soil of cadmium.The pot experiment is conducted to study the mechanisms of cadmium deposit morphology, transport, distribution in soil-plant system by different biochar added to cadmium polluted tea soil, explore cadmium morphology, structure and biological effects and analyze the feasibility of remediating the cadmium contaminated soil by selecting the biological treatment of biochar materials as cadmium immobilizing agent, combined with X-ray diffraction, electron microscopy spectroscopy, infrared spectroscopy and other analytical techniques.It is possible to remediate cadmium contaminated soil remediation for the contaminated tea soils, and provide a scientific basis for ecological restoration of the tea farms.

我国重金属污染土壤日趋严重，为明确生物炭治理镉污染土壤的应用价值。本研究拟采用室内盆栽试验，选择生物炭作为镉的钝化剂，结合X射线衍射、能谱电镜、红外光谱等分析技术，研究添加不同物料制成的生物炭对镉在土壤一茶树系统中的赋存形态变化、镉在植物体内的传输、分布机理，探讨生物炭对土壤中镉的形态、微结构和生物有效性变化的影响机理，分析生物炭对镉污染茶园进行修复的可行性，提出适合我国镉污染茶园土壤的高效修复技术，为茶园土壤生态修复提供科学依据。

我国重金属污染土壤日趋严重，为明确生物炭在治理镉污染土壤中应用价值，本项目研究了不同裂解温度生物炭的理化性质及其表面特征，粒径大小对镉离子的吸附性能影响，利用傅里叶光谱分析了生物炭吸附机理，通过物炭改良研究Cd污染土壤生长及吸收Cd情况，利用傅里叶光谱分析探讨了生物炭改良后土壤Cd的钝化情况。主要研究结果如下：.（1）生物炭的pH值随着裂解温度的升高而增加，生物炭中的羧基、内酯基、酚羟基含量也随裂解温度升高而降低，全氮也随之降低，SEM 观测生物炭表面的孔径大小和数量随裂解温度升高而逐渐增大。.（2）稻壳生物炭粒径越小，对镉的吸附效果越好；稻壳生物炭含氧官能团羟基，可能对吸附溶液中Cd2+产生了重要作用；芳香环结构中阳离子-π作用可能存在于稻壳生物炭吸附Cd2+过程中；稻壳生物炭所含的Si-O-Si与Cd2+发生反应。.（3）增施生物炭提高了Cd污染土壤pH值，同时增加了茶苗的生物量，茶苗生物量随生物炭施加量增加而增加，茶苗根部金属Cd含量高于茎和叶部，生物炭改良后可能有利于土壤的有机化合物醇酚-OH，醇,酚,羧酸,酯,酸酐C-O等形成，为Cd2+提供吸附位点。