复合钝化剂对砷污染土壤钝化修复及微生物群落结构的影响

蒋顺, 武敬, 陈波, 丁希楼, 洪欣竹, 练建军

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安徽工业大学学报(自然科学版) ›› 2024, Vol. 41 ›› Issue (06) : 655-666.

复合钝化剂对砷污染土壤钝化修复及微生物群落结构的影响

  • 蒋顺, 武敬, 陈波, 丁希楼, 洪欣竹, 练建军
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摘要

将羟基磷灰石(HAP)和水热炭(HTC)混合制备新型复合钝化剂HAP-C,采用扫描电子显微镜和能谱分析、X射线衍射、傅立叶红外光谱等测试方法表征HAP-C的形貌特征、晶体结构和官能团;以As污染土壤为研究对象,探究添加质量分数为1%,3%,5%的HAP-C对土壤理化性质、砷形态及酶活性的影响,采用高通量测序技术分析土壤微生物群落组成的变化特征。结果表明:HAP-C含有HAP和HTC的主要特征元素(碳、氧、磷和钙)、晶体结构与主要官能团(P—O,—OH,C=O,—CH2—);HAP-C的添加可降低土壤中可被生物利用的吸附态砷含量(22.20%~40.26%,质量分数,下同),3%HAP-C的钝化效果最显著;HAP-C对土壤砷的钝化机理主要包括表面络合、化学沉淀和离子交换,HAP-C的添加可提高土壤的pH(19.56%~21.51%)和电导率(205.99%~290.91%)及增加土壤的有机质(23.12%~32.16%)、有效磷(104.29%~176.54%)和硝态氮含量(203.33%~250.19%),同时提高土壤酶活性及微生物物种的丰富度和多样性;砷污染土壤中产黄杆菌属(Rhodanobacter)和鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)相对丰度较高,3%HAP-C处理组中产黄杆菌属(Rhodanobacter)和芽单胞菌属(Gemmatimonas)的相对丰度与对照组相比分别增加了10.30%~29.06%,34.94%~48.12%。HAP-C的添加不仅可提高土壤As的钝化效果,还可改善土壤环境健康状态,其在As污染土壤修复工程中具有一定的应用潜力。

关键词

/ 羟基磷灰石 / 水热炭 / 钝化机制 / 微生物群落 / 土壤污染 / 土壤修复

中图分类号

X53 / X172

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蒋顺, 武敬, 陈波, 丁希楼, 洪欣竹, 练建军. 复合钝化剂对砷污染土壤钝化修复及微生物群落结构的影响. 安徽工业大学学报(自然科学版). 2024, 41(06): 655-666

基金

国家自然科学基金项目(52370159); 安徽省自然科学基金项目(2208085ME154); 安徽工业大学青年基金项目(QZ202318)

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