模拟环境老化加剧生物炭改良酸性土壤中镉的可提取性及其长期风险评估

《Agronomy》：Simulated Environmental Aging Increases Cadmium Extractability in Acidic Soil Amended with Cadmium-Containing Rice-Straw Biochar

　　生物炭被广泛用于改良酸性土壤，但其内源性重金属的长期风险仍不明确。我们假设模拟环境老化会增加生物炭改良酸性洁净土壤中镉（Cd）的可提取性。研究人员制备了两种来自洁净（CB）和污染（PB）地点的水稻秸秆生物炭，并在加速模拟老化前后，研究了两种生物炭及其改良酸性土壤中镉的可提取性。通过干湿循环、冻融循环、酸雨和施肥的组合来模拟环境老化。结果表明，老化显著降低了生物炭pH值1.05–2.02个单位，增加了含氧官能团，但降低了芳香性和石墨化程度。这些变化可能促进了内源性镉的释放，表现为水溶性和CaCl?可提取镉分别增加了19.9–150.7%和26.1–109.9%。以5%的施用量添加生物炭后，土壤pH值提高了1.12个单位，但土壤总镉含量增加了81.3–120.3%。1–8年的老化使改良土壤中的水溶性镉（17.19–281.6 μg·kg?1）和CaCl?可提取镉（37.07–279.78 μg·kg?1）分别增加了2.53–56.8倍和1.76–18.9倍，但仅使CB处理土壤中的酸溶性镉降低了13.7–24.0%。综上所述，相当于8年的加速模拟老化削弱了pH改良效果，但增加了镉的可提取性。我们的研究结果表明，如此高用量的生物炭施用虽然在酸性洁净土壤中短期内具有pH效益，但会加剧土壤镉的可提取性，突显了长期田间风险评估的必要性。