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不同稳定化材料对镉砷复合污染土壤稳定化修复效果研究

王一 王松 施柳 巩宗强 贾春云 李晓军 侯伟

王 一, 王 松, 施 柳, 巩宗强, 贾春云, 李晓军, 侯 伟. 不同稳定化材料对镉砷复合污染土壤稳定化修复效果研究[J]. 土壤通报, 2022, 53(5): 1203 − 1211 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021102104
引用本文: 王 一, 王 松, 施 柳, 巩宗强, 贾春云, 李晓军, 侯 伟. 不同稳定化材料对镉砷复合污染土壤稳定化修复效果研究[J]. 土壤通报, 2022, 53(5): 1203 − 1211 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021102104
WANG Yi, WANG Song, SHI Liu, GONG Zong-qiang, JIA Chun-yun, LI Xiao-jun, HOU Wei. Effect of Different Stabilization Materials on Stabilization and Modification of Cadmium-Arsenic Combined Contaminated Soil[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2022, 53(5): 1203 − 1211 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021102104
Citation: WANG Yi, WANG Song, SHI Liu, GONG Zong-qiang, JIA Chun-yun, LI Xiao-jun, HOU Wei. Effect of Different Stabilization Materials on Stabilization and Modification of Cadmium-Arsenic Combined Contaminated Soil[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2022, 53(5): 1203 − 1211 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021102104

不同稳定化材料对镉砷复合污染土壤稳定化修复效果研究

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021102104
基金项目: 国家重点研发计划课题(2019YF D1100504)资助
详细信息
    作者简介:

    王一:王 一(1995−),男,内蒙古赤峰人,硕士研究生,主要研究方向:土壤重金属污染稳定化修复。E-mail: 1315783851@qq.com

    通讯作者:

    E-mail: lixiaojun@iae.ac.cn

    E-mail: houws d@163.com

  • 中图分类号: (X53)

Effect of Different Stabilization Materials on Stabilization and Modification of Cadmium-Arsenic Combined Contaminated Soil

  • 摘要:   目的  探究4种稳定化材料(碱性硼泥、酸性硼泥、高岭土和铁改性生物炭)对镉砷复合污染土壤高效同步稳定化修复的效果。  方法  选用碱性硼泥、酸性硼泥、高岭土和铁改性生物炭4种稳定化材料,分别以0.5%、1%、2%、5%的比例添加于镉砷复合污染土壤中进行恒温恒湿培养,研究不同稳定化材料添加对土壤pH值及镉、砷有效态含量的影响。  结果  除碱性硼泥外,其他3种材料均降低了土壤pH值,其中5%铁改性生物炭对土壤pH降低最为显著,处理21 d后土壤pH值下降了3.12个单位。5%铁改性生物炭对砷稳定效果最佳,稳定效率为57.17%,其次是5%高岭土和5%酸性硼泥,稳定效率分别为40.40%和33.37%;5%铁改性生物炭对镉稳定效果也为最佳,稳定效率为35.03%,其次是5%的碱性硼泥,稳定效率为28.20%。  结论  综合考虑土壤镉-砷的同步稳定化修复效果,铁改性生物炭的修复效果明显优于其它3种稳定材料。
  • 图  1  不同添加量稳定化修复材料对土壤pH值的影响

    (a)BM-1,(b)BM-2,(c)KL,(d)F-BC。不同大写字母表示相同处理,不同时间的差异显著;不同小写字母表示相同时间,不同处理间的差异显著(P < 0.05)。

    Figure  1.  Effects of different amounts of stabilized remediation materials on soil pH value

    图  2  BM-1、BM-2对土壤有效态As含量的影响

    (a)BM-1,(b)BM-2,大写字母表示不同时间段相同处理组间差异显著,小写字母表示相同时间段不同处理组内差异显著(P < 0.05)。

    Figure  2.  Effect of BM-1 and BM-2 on soil available As contents

    图  3  KL、F-BC对土壤有效态As含量的影响

    (a)KL,(b) F-BC,大写字母表示不同时间段相同处理组间差异显著,小写字母表示相同时间段不同处理组内差异显著(P < 0.05)。

    Figure  3.  Effect of KL and F-BC on soil available As contents

    图  4  BM-1,BM-2对土壤有效态Cd含量的影响

    (a)BM-1,(b)BM-2,大写字母表示不同时间段相同处理组间差异显著,小写字母表示相同时间段不同处理组内差异显著(P < 0.05)。

    Figure  4.  Effect of BM-1 and BM-2 on soil available Cd contents

    图  5  KL、F-BC对土壤有效态Cd含量的影响

    (a)KL,(b)F-BC,大写字母表示不同时间段相同处理组间差异显著,小写字母表示相同时间段不同处理组内差异显著(P < 0.05)。

    Figure  5.  Effect of KL and F-BC on soil available Cd contents

    表  1  稳定化修复材料性质

    Table  1.   The properties of stabilized repair materials

    修复材料
    Repaired material
    简称
    Abbreviation
    主要成分
    Main ingredient
    pHAs总量(mg kg−1)
    Total As
    Cd总量(mg kg−1)
    Total Cd
    碱性硼泥 BM-1 CaO、MgO、Ca3(PO4)2、CaSiO3 9.33 7.50
    酸性硼泥 BM-2 (NH4)HPO4、Ca3(PO4)2、Mg(OH)2、Al(OH)3 6.77 4.16
    高岭土 KL Al2Si2O5(OH)4 6.31 0.42
    铁改性生物炭 F-BC Fe2O3、Fe3O4、C 3.67 0.03
      注:−表示未检出;铁改性生物炭Cd总量为未改性前生物碳含量。
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    表  2  试验处理

    Table  2.   Experimental treatment

    修复材料
    Repaired material
    用量(%)
    Dosage
    0.00.51.02.05.0
    BM-1 CK 0.5BM-1 1.0BM-1 2.0BM-1 5.0BM-1
    BM-2 0.5BM-2 1.0BM-2 2.0BM-2 5.0BM-2
    KL 0.5KL 1.0KL 2.0KL 5.0KL
    F-BC 0.5F-BC 1.0F-BC 2.0F-BC 5.0F-BC
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    表  3  不同稳定化修复材料添加量、土壤pH值与土壤有效态As、Cd含量相关性分析

    Table  3.   Correlation analysis between the amount of different stabilized remediation materials and the contents of available As, Cd and pH in soil

    材料
    Material
    指标
    Index
    添加量
    Amount of addition
    pH有效态As
    Available As
    有效态Cd
    Available Cd
    BM-1 pH 0.935** 1
    有效态 As −0.083 −0.210 1
    有效态 Cd −0.764** −0.753** 0.086 1
    BM-2 pH −0.552* 1
    有效态 As −0.161 0.232 1
    有效态 Cd 0.355 0.251 −0.258 1
    KL pH 0.111 1
    有效态 As −0.197 0.520* 1
    有效态 Cd −0.170 −0.595** −0.586** 1
    F-BC pH −0.923** 1
    有效态 As −0.526* 0.343 1
    有效态 Cd −0.794** 0.709** 0.195 1
      注:*表示相关性显著(P < 0.05),**表示相关性极显著(P < 0.01)。
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-10-21
  • 录用日期:  2022-04-07
  • 修回日期:  2022-01-24
  • 刊出日期:  2022-09-30

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