土壤学报

作者：李诗怡，茹东周，房友田，田欣，连斌，赵科理，李章涛，吴骥子

单位：李诗怡，浙江农林大学环境与资源学院, 杭州 311300；,茹东周，浙江农林大学环境与资源学院, 杭州 311300；,房友田，浙江农林大学环境与资源学院, 杭州 311300；,田欣，浙江农林大学环境与资源学院, 杭州 311300;浙江农林大学浙江省土壤污染生物修复重点实验室, 杭州 311300；,连斌，浙江农林大学环境与资源学院, 杭州 311300;浙江农林大学浙江省土壤污染生物修复重点实验室, 杭州 311300；,赵科理，浙江农林大学环境与资源学院, 杭州 311300;浙江农林大学浙江省土壤污染生物修复重点实验室, 杭州 311300；,李章涛，浙江省废弃生物质循环利用与生态处理技术重点实验室, 浙江科技大学, 杭州 310023；,吴骥子，浙江农林大学环境与资源学院, 杭州 311300;浙江农林大学浙江省土壤污染生物修复重点实验室, 杭州 311300；jiziwu@zafu.edu.cn,

关键词：重金属;铁改性生物质炭;硅-铁复合材料;吸附机理;原位修复

基金：国家自然科学基金项目（42207011）、国家级大学生创新创业训练项目（202210341022）和浙江省自然科学基金项目（LQ22D010009）共同资助

土壤、水体中共存的镉（Cd）、砷（As）极易通过食物链危害人类健康，是亟待解决的全球性环境问题。通过共沉淀-物理混合法制备新型硅-铁改性生物质炭（CMSMB），并通过Cd、As复合污染水体吸附试验与土壤培养试验探究其修复能力与机理。结果表明，CMSMB对Cd（Ⅱ）、As（Ⅲ）复合污染修复效果优异，最大吸附容量分别为272.73和17.59 mg·g-1，两种元素在CMSMB表面的吸附过程同时存在拮抗和协同作用，其相对强弱取决于溶液中Cd（Ⅱ）和As（Ⅲ）的浓度。拮抗作用主要源于Cd（Ⅱ）、As（Ⅲ）对羟基和芳环表面结合位点的竞争，而协同作用主要通过静电吸附、Cd-As共沉淀和三元表面络合物的形成实现。土壤培养20 d后，CMSMB的添加提高了土壤pH和可溶性有机碳含量，从而促进土壤中有效态Cd浓度的显著降低（降幅64.86%～74.25%），是CMSMB与土壤理化性质变化交互引起的静电吸附、沉淀、络合等机制共同作用的结果。而短期土壤培养下CMSMB对土壤As有效性影响不显著，有效态As浓度仅随培养时间增加而略有降低。综上所述，CMSMB是一种对Cd（Ⅱ）、As（Ⅲ）复合污染水体有着良好修复能力的环境功能材料，其在短期内能实现对复合污染土壤中Cd的钝化和抑制As有效性升高的趋势，可应用于矿尾水、农用地污灌水等镉砷复合污染污水及农用地土壤的修复，但其长期修复能力及修复所包含迁移转化和微生物组学机制，有待进一步探究和验证。

来源：2024年第6期

《土壤学报》期刊编辑部

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