硅富集生物炭对稻田镉的稳定化效应：吸附机制与生物有效性降低研究

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Silicon-Enriched Biochar for Cadmium Stabilization in Paddy Soils: Sorption Mechanisms and Bioavailability Reduction

本研究针对稻田镉污染治理需求，由国内外研究人员开展了硅富集生物炭对镉的稳定化机制研究。通过KOH和K2SiO3改性稻壳/木屑生物炭，发现其能显著提升土壤pH值，促进CdCO3形成，降低孔隙水镉浓度和可交换态镉，使残渣态镉增加。虽然土壤有效硅含量提升，但镉稳定化主要归因于pH效应而非硅组分。该研究为重金属污染农田修复提供了新材料和新见解。

　　

这项研究旨在评估通过KOH（氢氧化钾）和K₂SiO₃（硅酸钾）改性稻壳和木屑制成的硅富集生物炭，在溶液和稻田土壤中增强镉稳定化的效果。研究人员采用等温吸附动力学实验和土壤培养实验，验证了硅富集生物炭能通过形成CdCO₃（碳酸镉）显著增强镉吸附，并降低其生物有效性。土壤实验表明，改性生物炭通过提高土壤pH值，有效降低孔隙水镉浓度和可交换态镉，同时增加残渣态镉含量。虽然生物炭也提升了土壤中CaCl₂（氯化钙）可提取硅含量，但硅组分对镉稳定化的贡献远小于pH提升的作用。有趣的是，尽管稻壳生物炭的释硅能力更强，但并未表现出更优的镉稳定效果，印证了pH调控在镉固定中的主导地位。