生物炭在铅、镉污染土壤修复中的研究进展

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生物炭在农田重金属镉污染治理中的应用分析

伍艺郑敏怡杨振东朱芸

(桂林理工大学广西矿冶与环境科学实验中心广西桂林541000)

摘要：随着我国经济的快速发展，人类对^大自然的破坏程度也原来有严重，我国土地汚染

状态也呈现着逐年恶化的趋势，尤其是重金属对

于土地的污染问题，已经成为了当今社会一大严

峻的挑战。本文围.绕生物炭在阻碍來田金属#胁

迫下农作物保护酶系统中的应用、生物炭在调控

农田童金属土壤镉赋存形态分布中的.应用、生物

炭在农田重金.属镉吸附上的I用三个方面展开

讨论,对生物炭在农田重金属镉污染治理中的应

用进行了分析，并提出了一些作者自己的拙见，

希望能够对我国农田重金属锅的污染治理工作

提供一些理论建议D

关键词：生物炭；农田；重金属镉；污染治理

1生物炭在阻碍农田金属镉胁迫下农作物保护酶系统中的应用

根据目前的研究认为，重金属镉对农田作物产生伤害的主要方式:是引起农作物体内过氧化胁迫，其中包括产生活性氧化代谢产物以及加快氧酶活性的清除，最终引起腊质过氧化以及蛋白结构的变化和断裂, 最终导致细胞衰灭，引起农作物暈降低4

SOD\CATVPOU窆种酶共同组成保护酶系统，它们通过相互间的协闻作用，来维持自由基始终保持在较低水平状态，避免自由基升高引起农田破坏…农作物中的SOD活性会随着镉胁迫处理浓度的增加而明显上升《在单一浓度条件下加入生物炭，由C1处理的SOD 活性明显低于CK，由C2处理的SOD活性显著升高。在不同生物炭的使用条件下，农作物CAT活性未发生明显变化。农作物SOD活性与POD活性同时发生先降后升的变化，说明C2处理过程中施加的大量的生物炭，反而对农作物产生了另一种胁迫，导致酶活性的反复升高。

生物炭的环境吸附行为及在土壤重金属镉污染治理中的应用

生物炭的环境吸附行为及在土壤重金属镉污染治

理中的应用

一、本文概述

本文旨在探讨生物炭的环境吸附行为及其在土壤重金属镉污染治理

中的应用。我们将概述生物炭的基本性质及其环境吸附行为的原理，包括其表面性质、官能团种类和分布以及其对不同污染物的吸附机制。随后，我们将详细介绍生物炭在土壤重金属镉污染治理中的应用，包括其对镉的吸附效果、影响因素以及在实际应用中的可行性。我们还将对生物炭的应用前景和潜在风险进行评估，以期为其在土壤重金属污染治理中的进一步应用提供理论支持和实践指导。通过本文的研究，我们期望能够为生物炭在环境保护领域的应用提供新的思路和方法，同时为土壤重金属污染治理提供更为有效和环保的解决方案。

二、生物炭的吸附特性

生物炭作为一种具有多孔结构和巨大比表面积的炭质材料，表现出优异的吸附性能。其吸附特性主要源于其丰富的表面官能团（如羧基、酚羟基、内酯基等）以及多孔结构形成的微孔和大孔。这些官能团和孔结构使得生物炭能够有效地吸附环境中的重金属离子、有机物和其

他污染物。

生物炭的吸附过程通常包括物理吸附和化学吸附。物理吸附主要依赖于生物炭的孔结构和表面积，通过范德华力等物理作用力将污染物吸附在表面。而化学吸附则涉及到生物炭表面的官能团与污染物之间的化学反应，如离子交换、络合反应等。这种双重吸附机制使得生物炭在多种污染物的去除中表现出良好的应用潜力。

在重金属镉的吸附中，生物炭的吸附能力受多种因素影响，包括生物炭的制备条件、表面性质、镉离子的浓度、pH值以及共存离子等。一般来说，生物炭的吸附能力随着镉离子浓度的增加而增强，但过高的浓度可能导致吸附饱和。pH值对生物炭吸附镉离子的影响也显著，通常在中性或弱碱性条件下，生物炭对镉离子的吸附能力较强。共存离子则可能通过与镉离子竞争吸附位点而降低生物炭的吸附效率。

生物炭对土壤重金属污染修复研究

随着工业化和城市化的快速发展，土壤重金属污染问题日益突出。重金属的大量排放会导致土壤环境质量下降，严重影响植物的生长和发育，对生态系统和人体健康构成潜在威胁。寻找一种有效的方法来修复土壤重金属污染是十分迫切的。

生物炭对土壤重金属的修复机理主要有吸附和还原两个方面。生物炭具有多孔结构和高比表面积，可以吸附土壤中的重金属离子，并阻止其迁移和转化为可动态的形态。生物炭富含有机质和微生物，可以通过与土壤重金属形成络合物，降低其活性和毒性。生物炭通过还原土壤环境，改善土壤的物理、化学和生物性质，从而减少土壤中重金属的毒性。

近年来，越来越多的研究证明了生物炭对土壤重金属污染修复的有效性。研究发现，添加生物炭可以显著减少土壤中重金属的有效性，并改善土壤的理化性质。生物炭还能够促进土壤微生物的生长繁殖，提高土壤的生态功能和物质转化能力。

生物炭对土壤重金属污染的修复效果受到多种因素的影响。生物炭的性质和添加量、土壤类型和pH值、重金属的类型和含量等，都会影响生物炭的吸附和还原能力。在使用生物炭修复土壤重金属污染时，需要综合考虑这些因素，并进行合理的优化设计。

生物炭固定化微生物钝化土壤重金属镉效果研究与机理初探

生物炭固定化微生物钝化土壤重金属镉效果研究与机理

初探

生物炭固定化微生物钝化土壤重金属镉效果研究与机理初探

摘要：土壤重金属污染对环境和人类健康造成了严重威胁。本研究通过添加生物炭并引入特定微生物菌株，初步探索了生物炭固定化微生物钝化土壤重金属镉的效果及其机理。结果表明，生物炭的添加能够有效提高土壤的镉稳定性，并且微生物菌株的引入进一步提升了镉的固定化效果。此外，SEM和XRD

分析结果显示，生物炭作为吸附剂可与镉形成稳定的结合物，从而降低镉的生物有效性。实验结果揭示了生物炭固定化微生物钝化土壤重金属镉的潜力，为进一步开发土壤修复技术提供了参考。

关键词：生物炭；微生物菌株；土壤重金属镉；固定化；机理

1. 引言

土壤重金属污染严重影响了土壤环境的质量，对人类健康和生态系统产生了重大威胁。镉是一种常见的土壤重金属污染物，由于其毒性较大且生物有效性高，对生物体造成严重危害。传统的土壤修复技术包括物理、化学和生物修复方法，然而这些方法存在一些局限性，如高成本、长周期和对环境的二次污染等。因此，寻找一种有效且可持续的土壤修复技术具有重要意义。

生物炭是一种由有机废弃物经过热解或氧化处理得到的碳质材料。生物炭具有良好的吸附性能和环境友好性，被广泛用于土壤改良和环境修复领域。此外，一些微生物菌株对土壤中

的重金属具有很强的固定和转化能力。基于以上背景，本研究旨在通过将生物炭与特定微生物菌株结合，探索生物炭固定化微生物钝化土壤重金属镉的效果与机理。

2. 材料与方法

2.1 实验材料

实验采用的生物炭为某草木炭厂生产的秸秆生物炭，微生物菌株为镉胁迫条件下培养的镉耐受菌株。

生物炭制备及其应用在土壤修复中的研究

生物炭是一种来源于生物质的碳质材料，在高温、无氧的条件下制备而成。它

具有良好的环境友好性和生物活性，因此近年来被广泛应用于土壤修复、肥料改良等领域。本文将探讨生物炭的制备和应用在土壤修复中的研究进展。

一、生物炭的制备

生物炭的制备原料主要包括木材、秸秆、稻壳等生物质，在高温（400-600℃）的条件下进行炭化反应，得到具有良好吸附性、孔隙结构和稳定性的生物炭。其中，生物炭的物理化学性质受到原料、制备温度、加热速率等因素的影响。

在生物炭的制备过程中，还可以添加一些微生物菌剂、化学物质等辅助剂。这

样可以在生物炭中加入微生物菌群，对土壤中的有益微生物起到促进作用，从而达到提高土壤肥力、改善土壤结构的目的。另外，生物炭还可以添加一些化学物质，如钾肥、磷酸盐等，从而提高肥料的利用率和作用时间。

二、生物炭在土壤修复中的应用

由于生物炭具有高度的吸附性、稳定性和生物活性，因此它在土壤修复中有着

广泛的应用。

1. 肥料改良

生物炭可以通过增加土壤微生物数量和活性，提高土壤有机物含量、酸碱度、

肥料吸收力等，从而改善土壤条件，提高作物产量和质量。实验证明，将生物炭与化肥混合施用，明显提高了水稻和小麦的产量。

2. 污染物吸附

生物炭的微观孔隙结构和吸附性能可以吸附检测中的重金属、农药等有害物质，从而减少有害物质对土壤和水体的污染。近年来，研究者在实验中使用木屑生物炭，对污染水体进行了修复和净化，效果显著。

3. 土壤改良

生物炭具有良好的水保持能力和改善土壤结构的作用，可以为有机农业和生态

生物炭在土壤重金属污染修复中的应用

随着人口的增加和工业化的不断发展，土壤污染已经成为了世界性的问题。其中重金

属污染是一种严重的土壤污染类型。重金属污染会对土壤、植物、水资源和人类健康产生

负面影响。因此，重金属污染的治理已经成为了国际上的热门话题。目前，有很多方法可

以用来治理土壤重金属污染，其中，生物炭的应用在治理土壤重金属污染方面具有很大的

潜力。

生物炭是一种由生物质炭化而成的固体，这种材料具有很多优点。首先，生物炭的表

面积很大，并且含有大量的负电荷基团，因此它可以很好地吸附重金属离子。其次，生物

炭含有多种微生物，这些微生物可以降解有机物，促进土壤改良。此外，生物炭还可以提

供氮、磷等养分，促进植物生长。基于这些优点，生物炭被广泛应用于治理土壤重金属污染。

在土壤重金属污染治理领域，生物炭可以用来降低土壤重金属的毒性。由于重金属的

毒性很强，土壤中一旦存在过量的重金属，就会对环境和健康产生非常严重的影响。而生

物炭可以在土壤中吸附重金属离子，从而降低它们的毒性，使得土壤中的重金属对生物的

影响减小。

生物炭还可以用来修复沉积土壤中的重金属污染。沉积土壤中的重金属污染比较严重，很难用其他方法进行治理。而生物炭可以与沉积土壤中的重金属离子发生物理吸附和离子

交换，从而将重金属离子从土壤中去除。此外，生物炭中含有多种微生物，这些微生物可

以降解沉积土壤中的有机物，促进沉积土壤的改良。

生物炭还可以用来促进植物生长。由于生物炭中含有众多的负电荷基团，它可以吸附

并激活土壤中的养分，从而促进植物生长。同时，生物炭还可以破碎土壤粘性，改善土壤

生物炭修复重金属污染土壤的研究进展

工作研究农业开发与装备 2019年第3期

摘要：随着我国工业化进程的逐步加快，重金属污染日益严重，其具有生物相容性、高毒性、不可降解性以及持久性等特点，治理周期长、成本高以及难度大，生物炭活性基团丰富、比表面积大，在重金属修复中具有良好效果。本文主要针对生物炭修复重金属污染土壤的研究进展进行分析和探究，希望给予我国相关领域以些许参考和借鉴。

关键词：生物炭；重金属污染土壤修复；研究进展

在工业化发展进程下，土壤污染已经成为困扰居民健康和社会发展的重要原因，重金属作为土壤污染的主要形式，其来源于工业排放、采矿、冶炼、化工、农药化肥以及汽车尾气，通过径流、降尘等方式对土壤形成污染。重金属污染治理难度较大，无法通过生物法或者化学法进行降解，在进入食物链后容易导致人类出现中毒情况，例如铬中毒会出现恶心、腹泻以及头疼等病状，危害人们身体健康。采用生物炭可以有效治理重金属污染土壤，缓解以及减少其对人类和环境的毒害和污染，有助于实现社会生产和生态环境的协同发展。

1　生物炭性质

1.1　元素组成

组成生物炭的元素较多，其中主要包括 N、O、H、 C等，其中碳元素含量为80％左右。生物炭成分为芳香类以及烷基类物质，在高温环境下，其中的P、C元素含量持续升高，通过限氧裂解法进行秸秆生物炭制备，其中灰分含量较高，有机碳含量较低。

1.2 pH值

通过试验对水稻和淤泥的灰分含量进行测定后可以发现，将生物炭掺入到土壤中，可以提升土壤pH值，进而起到改良土壤性能的作用。将酒糟生物炭掺入到酸性土壤中，在提升土壤PH值的同时，还可以降低其中的重金属含量，将其转化为固体残渣，有助于缓解土壤重金属污染。中性以及碱性土壤不能使用含有生物炭的肥料，会导致土壤出现肥力下降以及板结等情况，对于酸性土壤需要适当使用生物炭进行pH值调节，进而提升土壤肥力。1.3　比表面积

生物炭在土壤重金属污染修复中的应用

近年来，随着工业化和城市化的持续发展，土壤重金属污染问题越来越引起人们的关注。土壤重金属污染对环境和人类健康都有着不可忽视的危害，因此急需一种有效的方法

对其进行修复。在众多修复技术中，生物炭的应用在近年来备受关注。

生物炭是通过高温热解植物或木材制成的一种稳定性高的炭质材料。其具有高的孔隙

率和比表面积，以及优秀的吸附性能和土壤调节作用。这些特性使得生物炭成为了土壤重

金属污染修复的一种新型材料。

生物炭可以通过吸附、离子交换、沉淀和还原等多种作用机制，对土壤中的重金属进

行有效的吸附和去除。生物炭的孔隙结构和高比表面积能够增加其与重金属之间的接触面积，从而提高吸附效率。同时，生物炭中特有的官能团和电荷能够与重金属进行离子交换，进一步提高了吸附性能。

生物炭还能够通过调节土壤环境来影响重金属的行为和转化。例如，将生物炭添加到

土壤中可以改善土壤的通气性和保水性，促进微生物活动和有益菌群的生长，进而促进重

金属的还原和转化。此外，生物炭中的生物质组分也能够作为土壤有机质的补充，增加土

壤的肥力和改善其结构，对重金属的持久性和迁移性也有一定的控制作用。

生物炭的应用在土壤重金属污染修复中具有很高的潜力。一些研究表明，生物炭能够

显著降低土壤中重金属的含量，并且对土壤有机质、pH值等指标也有一定的改善作用。此外，生物炭的应用还具有经济性和生态性的优势，可以利用农业、林业和城市垃圾等废弃

物资源来生产，同时对环境影响较小，从而避免了其他修复技术可能存在的二次污染问题。

总之，生物炭的应用已成为土壤重金属污染修复技术中的一种重要手段。未来，需要

生物炭在土壤重金属污染修复中的应用

生物炭在土壤重金属污染修复中的应用【摘要】

该文章探讨了生物炭在土壤重金属污染修复中的应用。首先介绍了生物炭的制备方法和在土壤中的作用机理，然后阐述了生物炭对重金属的吸附和富集能力。接着探讨了生物炭修复土壤重金属污染的途径，并列举了实际项目中的应用案例。最后总结了生物炭在土壤重金属污染修复中的潜力，提出了未来研究方向。通过本文的研究，我们可以看到生物炭在土壤修复中具有巨大的潜力，为解决土壤重金属污染问题提供了一种可行的途径。

【关键词】

生物炭、土壤重金属污染、修复、制备方法、作用机理、吸附、富集能力、途径、应用案例、潜力、未来研究方向、结论总结。

1. 引言

1.1 生物炭在土壤重金属污染修复中的应用

生物炭在土壤中的作用机理主要包括物理吸附、化学吸附和生物降解等多种途径。通过表面官能团与重金属元素之间的化学键结合，生物炭可以快速吸附土壤中的重金属离子，减少其在土壤中的生物有效性。

生物炭对重金属的吸附和富集能力是其在土壤污染修复中的关键

优势。研究表明，生物炭可以显著降低土壤中的重金属浓度，并改善

土壤的肥力和生态环境，从而实现土壤修复和植被恢复的双重效果。

在实际项目中，生物炭已经成功应用于多个土壤重金属污染修复

项目中。通过不同形式和用量的生物炭施用，可以有效改善土壤质地、减少重金属的生物有效性，为土壤生态系统的修复提供可行的技术方案。

生物炭在土壤重金属污染修复中的应用具有广阔的前景和潜力。

未来的研究方向应注重生物炭的制备工艺优化、应用效果评价和环境

风险评估，以推动生物炭在土壤修复领域的进一步应用和推广。部分

生物炭对土壤重金属污染修复研究

【摘要】

本文主要对生物炭在土壤重金属污染修复中的研究进行了探讨。

首先介绍了生物炭的性质及制备方法，接着分析了土壤重金属污染的

情况和生物炭在修复中的作用机制。然后对生物炭对不同重金属元素

的修复效果进行了讨论，进一步探讨了影响生物炭修复效果的因素。

结论部分指出生物炭在土壤重金属污染修复中具有潜在的应用前景，

并展望了未来研究的方向。通过本文的综合研究，可以为解决土壤重

金属污染问题提供一定的理论基础和实践指导。

【关键词】

生物炭，土壤重金属污染，修复研究，性质，制备方法，作用机制，修复效果，影响因素，应用前景，研究展望

1. 引言

1.1 研究背景

近年来，随着工业化的快速发展，土壤重金属污染问题日益严重。重金属污染不仅影响了土壤的肥力和生态环境，还对人类健康造成了

严重威胁。研究和发展有效的土壤修复方法成为了迫在眉睫的任务。

生物炭在土壤重金属污染修复中的作用机制和效果还存在许多未

知之处，需要进一步深入研究。本文旨在系统总结生物炭在土壤重金

属污染修复中的应用情况，探讨其作用机制和修复效果，为解决土壤重金属污染问题提供科学依据和技术支持。

1.2 研究目的

为了解决土壤重金属污染对环境和人类健康造成的影响，本研究旨在探讨生物炭在土壤重金属污染修复中的应用效果及机制。具体目的包括：

1.分析生物炭的性质及制备方法，以确定最适合修复土壤重金属污染的生物炭种类和制备工艺；

2.调研土壤重金属污染的情况，明确不同土壤类型和污染程度对修复效果的影响；

3.研究生物炭在土壤重金属污染修复中的作用机制，探讨其与重金属元素的相互作用机理；

重金属污染土壤修复

生物炭对重金属污染土壤修复的研究

1.土壤重金属污染现状

重金属就是指比重大于5.0g/cm3的金属元素，主要包含锌（zn）、银（pb）、镉（cd）、铜（cu）、铬（cr）、镍（ni）、汞（hg）和科东俄金属砷（as）等。近年来，

随着工业化、城市化的不断发展，工业活动、矿产的采矿和炼钢、城市垃圾的处置、污水

烧概、农药和化肥的不合理杀灭、机动车尾气的排放量等人类活动引致大量重金属以各种

相同的形式步入土壤，引发环境质量轻微转差。由于重金属难于在生物物质循环和能量互

换中水解，土壤重金属污染不仅遏制作物生长发育，催生作物早衰，减少产量，并且还可

以通过食物链的天然、传达，危害人体身心健康。尤为轻微的就是，有害重金属在土壤系

统中所产生的污染过程具备隐蔽性、长期性和不可逆性等特点,一旦有害污染物步入土壤，则极难清扫出。随着土壤重金属污染不断激化，因土壤重金属污染导致的病原体事件频发，重金属污染土壤的复原问题逐渐引发了人们的高度关注，逐渐沦为土壤及环境领域的研究

热点和难点。

目前，人类活动是造成重金属在土壤中累积的主要来源。比如，金属矿产资源的开发

利用通常会使矿区及周边地区土壤重金属含量累积；农业活动中肥料和农药的不合理施用

也会造成土壤污染，以磷肥为例，由于磷矿石成分复杂，含有多种重金属，比如zn、cr、pb、cu等，在施入过程中一同被带入土矗进而在土壤中富集。

2.重金属污染土壤修复研究进展

土壤重金属的生物有效性及其对环境危害程度不仅与其总量相关，还与其在土壤中的

赋存形态有关。而重金属污染土壤修复的主要技术手段是更大程度的减少土壤中重金属的

立体修复技术对镉铅复合污染麦田土壤的作用效果研究

第46卷第6期2023年11月

河北农业大学学报

JOURNAL OF HEBEI AGRICULTURAL UNIVERSITY

Vol.46 No.6

Nov.2023

立体修复技术对镉铅复合污染麦田土壤的作用

效果研究

华桂丽1，李鼎豪1，马信泽2，赵全利3，耿丽平1，刘文菊1，薛培英1

（1.河北农业大学资源与环境科学学院/华北作物改良与调控国家重点实验室/河北省农田生态环境重点实

验室，河北保定 071000；2.保定市农产品质量监督管理站，河北保定 071000；3.河北农业大学教学实验场，

河北保定 071000）

摘要：针对镉（Cd）、铅（Pb）复合污染土壤中小麦籽粒重金属超标问题，以Cd、Pb复合污染石灰性土壤为研究对象，

选用Cd、Pb低积累小麦品种‘济麦22’，探究杏核生物炭单独施用以及与叶面调理剂（ZnSO4、MgSO4、氨基

酸复合菌剂）联合施用对Cd、Pb复合污染麦田的修复效果。结果表明：生物炭单独施用修复效果有限，单施生

物炭处理根际土有效态Cd、Pb含量占总量的比值与对照（CK）相比差异不显著，而添加10 t/hm2生物炭（C2）

处理效果优于5 t/hm2（C1）处理，10 t/hm2生物炭+叶面喷施调理剂联施与单施生物炭相比，各处理根际土壤有

效态Cd、Pb含量占总量的比值差异不显著，对Cd而言，只有生物炭+氨基酸复合菌剂处理（C2+A）小麦籽粒

Cd降低22.56%（P>0.05），对于Pb而言，生物炭+ZnSO4处理（C2+Zn）和C2+A处理小麦籽粒Pb含量分别

生物炭对黄土中镉的吸附—固定化作用及植物有效性影响及其机制

生物炭对黄土中镉的吸附—固定化作用及植物有效性影

响及其机制

生物炭对黄土中镉的吸附—固定化作用及植物有效性影响及其机制

【摘要】

镉污染对土壤环境和生态系统的影响日益引起人们的重视。本研究以黄土为实验土壤，通过对比试验探究生物炭对黄土中镉的吸附—固定化作用以及对植物有效性的影响及其机制。结果表明，生物炭对黄土中镉具有较好的吸附—固定化能力，能显著降低黄土中镉的有效性。同时，生物炭对植物的生长也具有一定的促进作用，可以有效提高植物对镉的耐受性。生物炭吸附黄土中镉的机制主要包括表面吸附、离子交换和化学反应等。这些结果对于理解生物炭修复镉污染土壤的机制以及其在实际应用中的推广具有重要的科学意义。

【关键词】生物炭；黄土；镉；吸附—固定化；植物有效性；机制

一、引言

镉是一种常见的重金属污染物，它对人类健康和环境产生严重影响。土壤是镉的主要储存与传输介质，因此对土壤中镉的修复和控制成为解决镉污染的关键。目前，生物炭因其特殊的物化性能和环境友好性成为镉污染土壤修复的研究热点。然而，目前关于生物炭对黄土中镉的吸附—固定化作用及其对植物有效性的影响及其机制研究尚未系统深入。

二、材料与方法

本研究选择位于某某地的黄土作为实验土壤，采用批量实验研究生物炭对黄土中镉的吸附—固定化效果。实验设置不同处理

组，分别添加不同浓度的生物炭与镉溶液，通过浸提实验分析镉的吸附—固定化效果。同时，采用温室培养植物，观察生物炭对植物生长和镉累积的影响。

三、结果与讨论

1. 生物炭对黄土中镉的吸附—固定化效果

实验结果显示，生物炭对黄土中镉具有较高的吸附—固定化能力。随着生物炭添加量的增加，黄土中镉的有效性明显降低。这是因为生物炭具有大量的孔隙结构和功能化官能团，能够提供丰富的吸附位点，将黄土中的镉离子吸附固定。此外，生物炭还能通过离子交换和化学反应等机制与黄土中的镉形成稳定的络合物，从而降低镉的活性与迁移性。

生物炭与微生物(哈茨木霉和枯草芽孢杆菌)复合施用可提高谷类豆科作物的生产力、修复土壤镉污染

生物炭与微生物（哈茨木霉和枯草芽孢杆菌）复合施用可提高谷类豆科作物的生产力、修复土壤镉污染

近年来，随着工业化进程的加快和化肥农药的大量使用，土壤污染问题逐渐引起了人们的关注。镉是一种常见的重金属污染物，在农业生产中广泛存在。镉对植物的生长发育和人体健康都具有一定的危害。因此，如何有效地修复镉污染土壤，提高土壤肥力和农作物产量成为了迫切需要解决的问题。

生物炭作为一种新型土壤改良剂，具有良好的吸附能力和生物活性，被广泛应用于土壤修复和农业生产中。同时，土壤微生物也被认为在土壤肥力维持、养分转化和植物生长发育过程中发挥着重要作用。近年来，研究人员发现，生物炭与微生物的复合施用能够提高谷类豆科作物的生产力，并有效地修复土壤镉污染。

首先，生物炭的添加可以改善土壤结构和养分保持能力。生物炭具有多孔结构和大量的表面积，能够大大增加土壤有机质含量，提高土壤保水保肥能力。此外，生物炭还能吸附土壤中的重金属物质，防止其被作物吸收，从而减少镉对农作物的毒害作用。研究表明，合理添加生物炭可以显著提高土壤肥力，增加作物产量。

其次，微生物的施用可以促进土壤养分的循环与转化。哈茨木霉和枯草芽孢杆菌是一些常见的土壤细菌，它们分解有机物质并释放出有益元素，例如氮、磷和钾等。这些元素是植物生长发育的重要营养物质。研究发现，与单独施用微生物相比，与生物炭复合施用可以显著促进微生物的生长和活性，提高土

壤的养分供给能力。此外，微生物还能促进植株根系的发达和代谢活动的增强，进一步提高植物的养分吸收和利用效率。

生物炭负载纳米零价铁对镉污染土壤的修复效果研究

文章编号：1673-887X(2023)05-0097-02

生物炭负载纳米零价铁对镉污染土壤的修复效果研究朱运龙，施晓雨，吴易芸，钱万月，王瑜，徐轶群，薛文静

（扬州大学环境科学与工程学院，江苏扬州225009）

摘要本研究制备了生物炭负载纳米零价铁（nZVI/BC）复合材料，通过有效态镉（Cd）质量浓度、浸出毒性以及土壤理化性质等指标评价了nZVI/BC对土壤中Cd的修复效果。结果表明：与对照组相比，15d修复后，nZVI/BC处理组中有效态Cd质量浓度降低了86.18%，Cd的浸出质量浓度由0.105mg/L降低至0.038mg/L，有效降低了Cd的溶出和环境风险。

关键词镉污染；土壤；纳米零价铁；生物炭；稳定机制

中图分类号[TE991.3]文献标志码A doi:10.3969/j.issn.1673-887X.2023.05.036

Study on the Remediation Effect of Biochar Supported Nanoscale Zero-valent Iron

on Cadmium-contaminated Soil

Zhu Yunlong,Shi Xiaoyu,Wu Yiyun,Qian Wanyue,Wang Yu,Xu Yiqun,Xue Wenjing

(College of Environmental Science and Engineering,Yangzhou University,Yangzhou552009,Jiangsu,China) Abstract：Biochar-supported nano zero-valent iron(nZVI/BC)composites were prepared.The remediation effect of nZVI/BC on heavy metal Cd in soil was evaluated by the mass concentration of available cadmium,leaching toxicity and soil physical and chemi‐cal properties.Results showed that compared with the control group,after15days of remediation,the mass concentration of avail‐able cadmium in nZVI/BC treatment group decreased by86.18%;the leaching mass concentration of cadmium decreased from0.105 mg/L to0.038mg/L,and effectively reduces the dissolution of cadmium and environmental risks.

生物炭在土壤修复中的应用

生物炭在土壤修复中的应用随着城市化的发展和农业生产的不断扩大，土壤污染问题日益凸显。除了政府对环境保护的大力投入与推广，科学家们也在探索新的土壤修复途径。生物炭，作为一种新型土壤改良剂，在近年来的土壤修复治理中被逐渐应用并得到越来越广泛的认可。本文将对生物炭在土壤修复中的应用进行介绍。

第一章：生物炭的概述

1.1 什么是生物炭

生物炭是一种以天然植物为原料，通过高温处理并得到的炭质物质。其主要原料有木材、稻壳、秸秆等，也可以选用废弃物作为制造原料。所制造的生物炭具有黑色或深棕色的外观，质地比较稳定，不易分解。其结构特征诱导了其高度的孔隙率和极大比表面积，使得其在多方面拥有独特的吸附、保水、保肥等特性。

1.2 生物炭的种类

根据生物炭的制作原料、制作过程和应用领域等方面可将生物炭分为多种类型。目前常见的生物炭包括木屑生物炭、竹杆生物炭、禾秆生物炭、泥炭、荫生+淤泥生物炭、板栗果壳生物炭等。

第二章：2.1 生物炭的化学性质及对因污染而稳定的土壤的影响

在污染土壤修复过程中，生物炭可用于加速有害物质的分解，减轻有害物质对土壤的污染；同时，生物炭能够稳定因污染而失去稳定性的土壤，提高土壤的pH值，改善土质。在土壤修复行业中，研究表明，生物炭能够在短时间内显著降低土壤污染物的毒性和活性，从而降低污染物的迁移和生态风险。

2.2 生物炭的生物学特性及对生态系统的影响

生物炭不仅对土壤有益处，还可对生态系统带来深刻的正面影响。生物炭可以提高土壤生物量，促进土壤微生物生长和代谢活动，从而加速有机物的分解，促进植物生长和减轻植物对土壤的污染物的吸收。同时，生物炭在刺激生态系统健康方面发挥了重要作用，可以增加土壤中的生物多样性，提高土壤肥力，缓解酸化等问题。