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土壤是构成生态系统的基本环境要素,是人类生存和发展的重要物质基础。随着工业化和城市化的推进,我国土壤重金属污染问题日益严重,引发社会各界人士的关注。生物炭是一类富炭的固体物质,是动植物残渣在限氧条件下,经过低温（350-700℃）热解而形成的产物,由于其具有多孔、富官能团、大比表面积和高CEC等特性,可用来修复土壤重金属污染,进而减少土壤重金属的毒性和有效性,降低其流动性。本论文以玉米芯生物炭（CCB）和工业生物炭（GB）作修复剂,通过盆栽实验研究CCB对污染土壤中水稻生长的影响;通过土壤室内培养实验,研究原始工业生物炭（GB）和磷酸钙改性工业生物炭（P-GB）对土壤镉的固持能力。本研究可为生物炭在土壤修复领域中的应用提供新的理论和实验依据。主要研究内容和结果如下:1.玉米芯生物炭对镉污染土壤上水稻生长及镉吸收的影响采用CCB为实验材料,以水稻为指示植物,利用盆栽实验研究CCB对镉污染土壤pH、有效态Cd、水稻产量、水稻生物量及水稻可食部位Cd含量的影响。结果表明:（1）添加CCB可提高土壤pH,与对照相比,当添加量为1%、3%和5%时土壤pH分别提高了0.14、0.25、0.26,且各处理均达显著水平。（2）添加CCB可降低土壤有效态Cd含量,其降幅随着投加量的增多而变大,当添加量为5%时其降幅达到18.2%。（3）向镉污染土壤中施加CCB可明显改善水稻穗长、单株分蘖数、穗数、株高和千粒重等生长指标,与对照相比,这些指标最大分别增加了10.92%、20.88%、12.78%、12.02%与43.52%。（4）在镉污染土壤中添加CCB可促进水稻地上和地下部的生长,添加量越多效果越明显。（5）添加CCB使水稻可食部位Cd含量显著降低,与对照实验相比,当添加量为1%、3%和5%时水稻可食部位Cd含量分别降低37.6%、48.5%及35.6%。2.工业生物炭及其磷酸钙改性对土壤中镉形态的影响以某企业生产的工业生物炭为原料,采用磷酸钙溶液等体积浸渍法制备改性生物炭（P-GB）,通过室内培养实验比较改性生物炭（P-GB）和原始工业生物炭（GB）对土壤中镉形态的影响,并结合元素分析、N2吸附-脱附实验（BET）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、冷场发射扫描电子显微镜（FESEM）与BCR形态提取分析等实验表征,初步探讨了生物炭钝化镉的机制。结果表明:（1）GB的pH=9.76,P-GB的pH=10.10,P-GB的pH比GB升高了0.34,具有更强的碱性;磷酸钙改性导致P-GB比GB的灰分含量高16.9%,芳香性更高、极性更小。（2）GB和P-GB含有-OH、-COOH、C-O-C和-OCH3等含氧表面官能团,具有芳香性。改性后生物炭的总孔体积、孔径增大。（3）与对照处理（CK）相比,土壤在培养30 d后,GB和P-GB处理均明显提高了土壤的pH值,使pH分别由7.64最大升高到8.43与8.52,并且pH提升效果与生物炭施加量正相关;土壤培养90 d的pH与30 d类似,说明施加生物炭的土壤有较高的pH缓冲能力。（4）向镉污染土壤中添加不同量的GB和P-GB,经培养30 d和90 d后,各处理均能明显降低土壤有效态镉的含量,其中,以添加比例为5%的P-GB的效果最佳,并且P-GB对镉的钝化效果优于GB。（5）与CK相比,施加不同量（1%,3%,5%）的GB和P-GB使土壤酸提取态镉含量降低,使土壤可还原态镉含量与土壤残渣态镉含量提高,显示两种生物炭对土壤中的镉均具有钝化修复效果,其中以施加3%的P-GB修复效果最好。