药渣生物炭基质联合麦饭石对土壤-黑麦草体系的调控与机制

以板蓝根药渣为原料，选择300℃和500℃厌氧裂解制备2种生物炭（BC300和BC500）、BC500载Fe改性炭（Fe-BC500）、天然麦饭石（MFS）、BC500与MFS等质量组合［BC500∶MFS（1∶1）］、Fe-BC500与MFS等质量组合［Fe-BC500∶MFS（1∶1）］材料为钝化剂，采用室内盆栽实验和等温吸附实验，研究了其对土壤-黑麦草体系的调控效果，并通过比表面孔分布测定（BET）、扫描电镜分析（SEM）、X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）探讨了其机制.结果表明，在添加量为2%（土）时，BC300、BC500、Fe-BC500、MFS、BC500∶MFS（1∶1）和Fe-BC500∶MFS（1∶1）均可显著降低（P<0.05）黑麦草体内Cu和Cd含量以及显著增加黑麦草的生物量，且黑麦草的叶绿素含量和根系活力均可指示这一效果.BC300处理抑制黑麦草吸收Cu和Cd，增加黑麦草的生物量的效果要优于其他处理，可使黑麦草地下部分Cu和Cd含量分别减少44.78%和63.89%，地上部分分别减少76.34%和53.40%；地下部分生物量增加327.22%，地上部分生物量增加504.11%.Langmuir方程更好地拟合BC300、BC500和Fe-BC500的吸附效果，且对Cu的最大吸附量分别为8.02、9.20和8.82 mg·g-1；对Cd的最大吸附量分别为7.97、8.51和7.70 mg·g-1.Freundlich方程能更好地拟合MFS的吸附效果，对Cu和Cd的最大吸附量分别为7.03 mg·g-1和6.10 mg·g-1.BC300和BC500主要通过其表面羟基、羧基、羰基和酯基，Fe-BC500主要通过其表面羟基和铁羟基，MFS主要通过其中NaAlSi3O8和Al2Si2O5（OH）4表面的硅羟基、羟基和羧基分别与Cu和Cd发生配合反应，进而达到钝化修复Cu和Cd污染土壤的效果.因此，药渣生物炭、铁改性药渣生物炭和麦饭石及其组合材料均可被用于Cu和Cd复合污染土壤修复，但修复机制不同