将蓝细菌生物结皮与生物炭结合，用于固定中国西北半干旱地区尾矿区周围土壤中的镉

《Plant and Soil》：Combining cyanobacteria biocrust and biochar for immobilization of Cd in the collected soil surrounding tailing areas in semi-arid northwest China

土壤镉污染治理;生物炭-蓝藻复合钝化;EPS荧光调控;抗性基因丰度;协同效应

　　

摘要

背景与目的

干旱和半干旱地区尾矿周围的土壤重金属污染可能对生态环境构成更大威胁，尤其是镉（Cd）造成的污染。因此，迫切需要开发原位钝化修复技术。本研究评估了生物炭应用与人工蓝细菌接种相结合在固定Cd²⁺方面的效果。

方法

通过土壤培养实验，系统分析了蓝细菌生物膜-生物炭对土壤物理化学性质、Cd²⁺的生物可利用性及其分布、胞外聚合物物质（EPS）的荧光特性、微生物群落组成以及Cd抗性基因丰度的影响。

结果

接种45天后，蓝细菌生物膜-生物炭不仅提高了土壤pH值、阳离子交换容量（CEC）、有机碳（OC）和有效氮（AN）含量以及Cd抗性相关基因的丰度，还有效降低了Cd²⁺的生物可利用性和迁移效率。与对照组（CK）相比，土壤中可溶性Cd的比例降低了24.92%，而残余Cd的比例增加了42.68%。这两种改良剂的联合应用在固定Cd²⁺方面取得了最佳效果。蓝细菌生物膜-生物炭通过调节EPS的分泌、促进Cd抗性基因的表达以及改善土壤物理化学性质，实现了Cd²⁺的协同稳定。

结论

这些发现表明，生物炭改良剂与蓝细菌接种技术的结合在修复受Cd污染的土壤方面具有巨大潜力。