提高土壤氧化还原动力学:Fe修饰生物炭 (N-Fe和S-Fe) 对氧化铁转化和Cd固定化的比较影响
Tianren Si1, Rui Yuan1, Yanjie Qi1
1Institute of Resources, Ecosystem and Environment of Agriculture, Nanjing Agricultural University, 1 Weigang, Nanjing 210095, China; Jiangsu Collaborative Innovation Center for Solid Organic Waste Resource Utilization, China.
用铁修改的生物炭通过增强土壤特性和促进氧化铁的形成,在污染的土壤中显著固定 (Cd). 铁修饰生物炭 (N-FeBC) 显示最有效的Cd降低,降低了79%的CaCl2-可提取Cd.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 土壤科学 土壤科学
- 环境化学环境化学
背景情况:
- 土壤中的 (Cd) 污染对环境和健康构成重大风险.
- 生物炭和改性生物炭因其在土壤修复方面的潜力而越来越受认可.
- 了解Cd被修改生物炭固定的机制对于有效的补救策略至关重要.
研究的目的:
- 调查强奸草生物炭 (RSB),硫铁改性生物炭 (S-FeBC) 和铁改性生物炭 (N-FeBC) 对土壤铁 (Fe) 氧化物转化和Cd固定的影响.
- 阐明生物炭的电子交换能力 (EEC) 和表面特性在Cd修复中的作用.
- 为了将土壤物理化学变化与Cd固定效率相关联.
主要方法:
- 在无氧条件下40天内用RSB,S-FeBC和N-FeBC化Cd污染的土壤.
- 介导电化学分析以确定生物炭的电子交换能力 (EEC).
- 测量CaCl2可提取的Cd,土壤pH和氧化还原潜力 (Eh).
- 序列提取分析Cd分数和氧化铁转化.
- 扫描电子显微镜 (SEM) 用于可视化Cd与生物炭表面的结合.
主要成果:
- 铁的修改显著增强了生物炭的EEC.
- 与对照组相比,N-FeBC,S-FeBC和RSB治疗分别减少了79%,53%和23%的CaCl2-可提取Cd.
- N-FeBC显著降低了土壤Eh和增加了pH,与CaCl2-可提取的Cd负相关.
- 无论是N-FeBC还是S-FeBC,都促进了Cd转移到与Fe/Mn氧化物结合的部分.
- N-FeBC和S-FeBC刺激了无形铁氧化物 (amFeox) 的形成,观察到Cd与Fe-modified生物炭表面的amFeox涂层结合.
结论:
- 用Fe修饰的生物炭通过转化土壤Fe氧化物,有效地固定污染土壤中的Cd.
- 增强的EEC和性N-FeBC有助于优越的Cd固定.
- 用Fe修饰的生物炭表面作为Fe转换的热点,促进amFeox沉和随后的Cd封存.
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