γ-聚谷氨酸改性生物炭对镉污染土壤的修复作用.pdf

河 南 农 业 科 学 2 0 2 4 5 3 8 7 0 7 8 J o u r n a l o f H e n a n A g r i c u l t u r a l S c i e n c e s d o i 1 0 1 5 9 3 3 j c n k i 1 0 0 4 3 2 6 8 2 0 2 4 0 8 0 0 8 聚 谷 氨 酸 改 性 生 物 炭 对 镉 污 染 土 壤 的 修 复 作 用 李 志 娟 贺 文 星 张 来 星 刘 铮 孙 丹 徐 淑 霞 1 河 南 省 地 质 研 究 院 河 南 郑 州 4 5 0 0 0 1 2 河 南 农 业 大 学 生 命 科 学 学 院 河 南 郑 州 4 5 0 0 4 6 摘 要 为 了 强 化 生 物 炭 对 镉 污 染 土 壤 的 修 复 作 用 采 用 聚 谷 氨 酸 对 玉 米 秸 秆 生 物 炭 进 行 活 化 改 性 采 用 扫 描 电 镜 和 红 外 光 谱 对 聚 谷 氨 酸 改 性 生 物 炭 的 结 构 进 行 表 征 通 过 模 拟 土 壤 镉 污 染 试 验 探 究 聚 谷 氨 酸 改 性 生 物 炭 对 C d 2 的 钝 化 效 果 结 果 表 明 聚 谷 氨 酸 改 性 生 物 炭 的 羟 基 和 羧 基 官 能 团 数 量 显 著 增 加 与 施 加 1 0 原 始 生 物 炭 处 理 相 比 在 镉 污 染 土 壤 中 施 加 等 量 的 聚 谷 氨 酸 改 性 生 物 炭 处 理 其 土 壤 的 阳 离 子 交 换 量 有 机 质 含 量 及 土 壤 磷 酸 酶 过 氧 化 氢 酶 和 脲 酶 的 活 性 均 显 著 提 高 分 别 提 高 9 1 7 1 8 1 5 2 0 土 壤 中 残 渣 态 C d 的 含 量 增 加 1 5 弱 酸 可 提 取 态 C d 的 含 量 降 低 2 7 土 壤 中 C d 2 的 生 物 有 效 性 明 显 降 低 种 植 的 小 白 菜 根 和 叶 中 C d 2 含 量 显 著 降 低 综 上 聚 谷 氨 酸 改 性 可 以 提 高 生 物 炭 钝 化 土 壤 中 镉 的 能 力 聚 谷 氨 酸 改 性 生 物 炭 在 镉 污 染 土 壤 修 复 中 极 具 潜 力 关 键 词 镉 土 壤 修 复 改 性 生 物 炭 聚 谷 氨 酸 生 物 有 效 性 中 图 分 类 号 S 1 5 6 4 文 献 标 志 码 A 文 章 编 号 1 0 0 4 3 2 6 8 2 0 2 4 0 8 0 0 7 0 0 9 收 稿 日 期 2 0 2 4 0 1 0 5 基 金 项 目 河 南 省 重 点 研 发 专 项 2 2 1 1 1 1 1 1 2 3 0 0 河 南 省 科 技 攻 关 项 目 2 2 2 1 0 2 1 1 0 1 2 0 河 南 省 地 质 研 究 院 2 0 2 3 年 度 地 质 科 技 攻 关 项 目 2 0 2 3 9 0 6 X M 0 1 4 K T 0 1 作 者 简 介 李 志 娟 1 9 9 0 女 河 南 焦 作 人 工 程 师 硕 士 主 要 从 事 土 壤 地 下 水 调 查 及 修 复 治 理 研 究 E m a i l 4 5 3 9 0 1 5 1 6 1 6 3 c o m 通 信 作 者 徐 淑 霞 1 9 7 1 女 河 南 灵 宝 人 教 授 博 士 主 要 从 事 环 境 污 染 物 的 微 生 物 转 化 和 修 复 研 究 E m a i l s h u x i a x u h e n a u e d u c n R e m e d i a t i o n o f C a d m i u m C o n t a m i n a t e d S o i l b y P o l y g l u t a m i c A c i d M o d i f i e d B i o c h a r L I Z h i j u a n 1 H E W e n x i n g 2 Z H A N G L a i x i n g 2 L I U Z h e n g 1 S U N D a n 1 X U S h u x i a 2 1 H e n a n A c a d e m y o f G e o l o g y Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 1 C h i n a 2 C o l l e g e o f L i f e S c i e n c e s H e n a n A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y Z h e n g z h o u 4 5 0 0 4 6 C h i n a A b s t r a c t I n o r d e r t o s t r e n g t h e n t h e r e m e d i a t i o n e f f e c t o f b i o c h a r o n c a d m i u m c o n t a m i n a t e d s o i l p o l y g l u t a m i c a c i d w a s u s e d t o a c t i v a t e a n d m o d i f y c o r n s t r a w b i o c h a r T h e s t r u c t u r e o f p o l y g l u t a m i c a c i d m o d i f i e d b i o c h a r w a s c h a r a c t e r i z e d b y s c a n n i n g e l e c t r o n m i c r o s c o p y a n d i n f r a r e d s p e c t r o s c o p y T h e p a s s i v a t i o n e f f e c t o f p o l y g l u t a m i c a c i d m o d i f i e d b i o c h a r o n C d 2 w a s i n v e s t i g a t e d b y s i m u l a t i n g s o i l c a d m i u m p o l l u t i o n t e s t T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e n u m b e r o f h y d r o x y l a n d c a r b o x y l f u n c t i o n a l g r o u p s o f p o l y g l u t a m i c a c i d m o d i f i e d b i o c h a r i n c r e a s e d s i g n i f i c a n t l y C o m p a r e d w i t h t h e a p p l i c a t i o n o f 1 0 o r i g i n a l b i o c h a r a p p l y i n g e q u a l a m o u n t o f p o l y g l u t a m i c a c i d m o d i f i e d b i o c h a r i n c a d m i u m c o n t a m i n a t e d s o i l s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e d t h e s o i l c a t i o n e x c h a n g e c a p a c i t y o r g a n i c m a t t e r c o n t e n t s o i l p h o s p h a t a s e c a t a l a s e a n d u r e a s e a c t i v i t i e s b y 9 1 7 1 8 1 5 a n d 2 0 r e s p e c t i v e l y T h e c o n t e n t o f r e s i d u a l C d i n s o i l i n c r e a s e d b y 1 5 t h e c o n t e n t o f w e a k a c i d e x t r a c t a b l e C d d e c r e a s e d b y 2 7 a n d t h e b i o a v a i l a b i l i t y o f C d 2 i n s o i l d e c r e a s e d s i g n i f i c a n t l y T h e c o n t e n t o f C d 2 i n r o o t s a n d