钝化剂对土壤性质及镉生物有效性的影响研究

摘要：为研究土壤重金属钝化稳定化技术中钝化剂施加对土壤物理化学性质及镉生物有效性的影响，通过培养试验结合定期密集采样监测方法，研究羟基磷灰石（HAP）、小麦生物炭（WB）、巯基改性坡缕石（MPG）施加对镉污染碱性土壤pH 值、EC 值、团聚体组成和DTPA-Cd 变化规律的影响，并分析不同因子间的相关关系。

结果表明：HAP 显著提高土壤pH 值0.16~0.30 个单位（P< 0.01），降低土壤EC 值；WB 则降低土壤pH 值0.09~0.32 个单位，显著提高土壤有机质、增加土壤EC 值（P< 0.05）；MPG 处理对土壤pH 值和EC 值无显著影响。与对照组（不施加钝化剂）相比，3 种钝化剂施加后短时间内（5 d）土壤中 < 2 μm 和2~20 μm 团聚体比例增加，随着钝化稳定时间的延长，土壤中>20 μm 团聚体占比逐渐增大；对比3 种钝化剂对Cd2+的钝化效果，MPG 钝化效果最佳，40 d 后DTPA-Cd 含量较对照组降低3.01 mg·kg-1。相关性分析表明，HAP 和WB 通过改变土壤pH 值影响土壤DTPA-Cd 含量，XRD 表明HAP 通过磷酸镉沉淀降低土壤DTPA-Cd 含量，HAP 和MPG 处理组土壤Cd2+的稳定化导致各粒径团聚体比例的变化。

研究表明，MPG 可显著降低镉的生物有效性且对土壤理化性质无显著影响，可作为碱性土壤原位钝化技术中钝化剂的优先选择。

结论：

（1）3 种钝化剂对土壤Cd2+的钝化呈现一定的动态变化，钝化剂加入土壤30 d 后Cd2+有效性趋于稳定，稳定效果分别为巯基改性坡缕石 > 羟基磷灰石 > 小麦生物炭，其中巯基改性坡缕石处理土壤DTPA-Cd 钝化率达80.85%，为碱性污染土壤中较理想的钝化剂。

（2）3 种钝化剂对土壤中Cd2+有效性和土壤性质的影响不同。羟基磷灰石主要通过与Cd2+形成磷酸镉沉淀降低DTPA-Cd 含量，土壤pH 值与DTPA-Cd 含量呈极显著负相关；小麦生物炭施入土壤后土壤pH 值显著降低，EC 值、有机质升高，提高土壤Cd2+生物有效性；巯基改性坡缕石对土壤pH 值和EC 值无显著影响。

（3）3 种钝化材料在钝化初期，土壤 < 2 μm 和2~20 μm 团聚体较对照增加，随着培养时间延长，> 20 μm 团聚体比例逐渐增加。HAP 和MPG 处理中较大团聚体（> 20 μm）在土壤中比例的增长与土壤中Cd2+的稳定性呈极显著正相关关系。

原标题：钝化剂对土壤性质及镉生物有效性的影响研究