【曹心德教授课题组】 生物炭作为土壤膨胀剂的不同添加模式对径流水中重金属下渗行为的影响 2020-02-02

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2019年9月，赵玲研究员的研究成果“Infiltration behavior of heavy metals in runoff through soil amended with biochar.”发表于环境领域期刊“Environmental Pollution”。

生物炭作为一种多孔炭材料，可以用来改善土壤的理化性质，而含有重金属的污染径流雨水在经过生物炭改良的土壤中渗透的潜在风险却没有得到足够的重视。本研究构建了4个体积相同的土壤-生物炭基体，其添加模式分别为：土壤单独(M1)、生物炭单独(M2)、土壤-生物炭分层(M3)和土壤-生物炭混合(M4)。对铅、铜、锌污染的径流雨水进行了淋滤试验。结果表明，生物炭的添加明显改善了水的渗透，M2、M3、M4的入渗率为2.85-23.0 mm·min^-1，远高于M1 (1.33-4.05 mm·min^-1)，但随浸出量的增加而降低。生物炭的添加对植物根系的生长有明显的促进作用。然而生物炭诱导更多的Pb、Cu、Zn通过土壤-生物炭基质渗透，对地下水带来潜在的危害。经350 L径流水渗透后，M1保留了95% Pb、90% Cu和36% Zn, M2仅保留了4.80% Pb、17.4% Cu和4.01% Zn。M3和M4中大约保留了30%的Pb、80%的Cu和15%的Zn。值得注意的是，Zn先被截留后再重新滤入滤液，导致后期出水Zn远高于进水Zn。在动态水流作用下，生物炭的物理崩解使生物炭带来的利与弊都有所减弱。本研究表明，生物炭作为土壤改良剂可以通过改善土壤结构来促进植物生长，但由于重金属的大量渗透会对环境造成危害。考虑到单位重量的生物炭比单位重量的土壤对重金属的截留能力更强，生物炭可以被压实形成更致密的物理结构，可能会有更多的重金属被截留。

Zhao, L., Nan, H.Y., Kan, Y., Xu, X.Y., Qiu, H., Cao, X.D.*, 2019. Infiltration behavior of heavy metals in runoff through soil amended with biochar. Environ. Pollut. 254, 113–114.

论文链接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749119336358?via%3Dihub