BIOCHAR│负载铁锰生物炭可长期钝化土壤中的Cd并降低Cd在水稻中的累积（三年盆栽试验）
镉（Cd）是目前最受关注的农田重金属污染物。原位化学钝化技术作为一种最简易有效的措施，可改变土壤Cd赋存形态，降低其迁移性和生物有效性，进而减少其在生物体内的积累。关于原位化学钝化，如何保持修复材料的稳定性和长效性，将制约其在污染土壤治理中的应用。
利用生物炭及其改性材料来修复土壤重金属污染具有广阔应用前景。目前，评估铁锰改性生物炭长期钝化土壤中Cd及减少稻米累积Cd的研究报道还未见。本文就此开展为期三年的盆栽试验（土壤Cd浓度1.05 mg/kg），探究一次性施用铁锰改性生物炭的长效性，评估其应用潜力。
结果表明，与对照组相比，添加生物炭（CSB）和铁锰改性生物炭（FM-CSB）均能长期提高土壤pH、降低土壤Eh（图1），但随着时间的增加作用效果有所减弱，且FM-CSB对Eh的影响比CSB更大。FM-CSB添加可形成更多的根表铁锰膜；但随时间增加，铁锰膜中锰的量逐渐降低（图2），而铁锰膜中Fe、Cd保持较高含量。
图1. CSB/FM-CSB对土壤pH和Eh的影响
图2. CSB/FM-CSB对水稻根表DCB-Fe/Mn/Cd
含量的影响
在三年的盆栽试验中，添加CSB/FM-CSB均能减少可交换态Cd含量，稳定增加可氧化态和残渣态Cd含量，但FM-CSB的能力更强、更持久（图3）。在三年六季的水稻盆栽试验中，FM-CSB使稻米中Cd含量降低48.6%~61.0%（详见文章表2），且Cd含量均小于0.2 mg/kg，达到了可食用标准。
图3. CSB/FM-CSB对土壤Cd形态的影响
总体来讲，铁锰改性生物炭可使土壤Eh保持在较低水平，使根表铁膜保持在较高含量，此外还可能提高生物炭本身的稳定性（图4），从而使其发挥长效作用。
图4.FM-CSB钝化Cd及减少水稻累积Cd的机制示意图
论文链接：
https://link.springer.com/article/10.1007/s42773-021-00113-2
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