文章摘要
MnSO4与钝化材料联合施用对镉污染稻田修复效果研究
Study on the effect of combined application of MnSO4 and passivation materials on the remediation performance of cadmium-contaminated rice fields
投稿时间:2025-03-11  修订日期:2025-04-03
DOI:
中文关键词: MnSO4  钝化材料  联合应用  镉污染  稻田修复
英文关键词: MnSO4  Passivation materials  Combined application  Cadmium Contamination  Rehabilitation of rice paddies
基金项目:国家自然科学基金(41877403),(42307057)
作者单位邮编
张彦儒 农业农村部环境保护科研监测所农业农村部环境保护科研监测所湘潭综合实验站 400191
孙思佳 农业农村部环境保护科研监测所农业农村部环境保护科研监测所湘潭综合实验站东北农业大学资源与环境学院 
王雅君 农业农村部环境保护科研监测所农业农村部环境保护科研监测所湘潭综合实验站 
姜玉韬 农业农村部环境保护科研监测所农业农村部环境保护科研监测所湘潭综合实验站东北农业大学资源与环境学院 
李哲涵 农业农村部环境保护科研监测所农业农村部环境保护科研监测所湘潭综合实验站东北农业大学资源与环境学院 
卞广聪 农业农村部环境保护科研监测所农业农村部环境保护科研监测所湘潭综合实验站 
刘国飞 农业农村部环境保护科研监测所农业农村部环境保护科研监测所湘潭综合实验站 
林大松* 农业农村部环境保护科研监测所农业农村部环境保护科研监测所湘潭综合实验站 400191
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中文摘要:
      【目的】为探讨硫酸锰(MnSO4)和不同钝化材料联合施用对酸性镉(Cd)污染稻田的钝化修复效果,【方法】选取某酸性Cd污染稻田为试验对象,研究MnSO4和4种钝化材料(生物炭BC、腐殖酸HA、赤泥RM和高岭土KL)联合施用对土壤的理化性质、有效态Cd含量、Cd形态分布和水稻各部位(根、茎叶、籽粒)Cd的富集量。【结果】结果表明,MnSO4与材料的联合施用可显著降低Cd污染稻田土壤中Cd的生物有效性,并抑制水稻对Cd的吸收。添加量越大,钝化效果越明显。MnSO4和生物炭(MnBC2)、MnSO4和赤泥(MnRM2)两种组合在成熟期分别提高土壤pH值0.5和0.4个单位,降低土壤有效态Cd含量51.22% 和47.15%,降低糙米Cd含量51.42%和48.21%。MnSO4和高岭土(MnKL2)、MnSO4和腐殖酸(MnHA2)两种组合在成熟期分别提高土壤pH值0.3和0.4个单位,降低土壤有效态Cd含量33.33%和37.40%,降低糙米Cd含量32.14%和38.93%。MnSO4+BC协同机制表现为Mn氧化物沉淀与BC吸附互补、协同调控Cd化学形态、基因调控与营养竞争;MnSO4+RM协同机制表现为调控pH促进Cd形态转化、促进根表铁胶膜形成、锰氧化物和铁铝氧化合物复合吸附Cd。MnSO4+KL修复效果易受土壤pH和自身吸附容量影响;MnSO4+HA修复效果易受土壤pH、温度和材料组成分子量影响。【结论】研究表明,MnBC2和MnRM2两种组合的修复性能最优,MnKL2和MnHA2两种组合的修复性能还需进一步加强,后续研究应关注田间长期修复效果及材料稳定性。
英文摘要:
      当前针对MnSO4与钝化材料协同修复Cd污染农田土壤的研究较为有限,其联合作用是否在克服单一材料局限性的同时提升对Cd的固定效能仍有待阐明。基于此,本研究通过大田试验首次探究MnSO4与生物炭(BC)、腐殖酸(HA)、赤泥(RM)、高岭土(KL)对酸性Cd污染农田的联合修复效果,揭示MnSO4与钝化材料协同修复Cd污染土壤的作用机制,完善“土壤-植物”系统的重金属阻控理论。
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