通过在森林土壤污泥改善过程中添加生物炭来减轻重金属迁移风险:评估跨多种介质的差异性损失

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 土壤科学 土壤科学
• 地质化学 地质化学

背景情况:

• 城市污泥的土地应用带来了重金属 (HM) 通过下水流迁移的风险.
• 生物炭可以固定HMs并减少土壤侵蚀,但其有效性因原料而异.
• 不同生物炭对多媒体HM传输 (排水,交流,沉积物) 的影响需要澄清.

研究的目的:

• 评估污泥生物炭 (SSC),树叶生物炭 (SSE) 和松粉生物炭 (SSP) 对陆地应用污泥中HM流动性的影响.
• 评估生物炭特性对土壤结构,水文学和HM物种化的影响.
• 确定不同生物炭处理下与HM迁移相关的主要途径和风险.

主要方法:

• 实地模拟的降雨实验是使用单独应用的市政污泥 (SS) 或5%生物炭 (SSC,SSE,SSP) 进行的.
• 测量包括地表排水量,沉积物侵蚀,颗粒大小分布以及排水和交流中的HM度.
• 使用水质指数 (WQI) 和风险指数 (RI) 计算进行了生态风险评估.

主要成果:

• SSC和SSP处理减少了表面流水和沉积物侵蚀,而SSE增加了它们.
• SSC和SSP促进了颗粒聚合,并显著减少了表面流水和交流中的可溶性 (Cd) 损失.
• SSE增加了可溶性Cd的浸出,其间流度是表面下水的22.58倍,表明隐藏的风险路径.
• 沉积物是主要的HM运输介质,富含细颗粒.
• 互流带来了显著的风险 (WQI > 300),SSE治疗带来了中度的生态风险 (RI = 152.4),主要是由于Cd.

结论:

• 生物炭的特性极大地影响了土壤-水文-分类联系,决定了HM的命运和运输.
• 泥衍生生物炭 (SSC) 和松粉生物炭 (SSP) 有效地减少HM损失和侵蚀.
• 精心选择生物炭原料对于安全的污泥应用至关重要,建议SSC以最大限度地降低风险.
• 监测互流和生物可用HM对于确保陆地应用污泥的安全至关重要.