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重金属是我国农田土壤常见的污染物,中南部分省份如湖南、江西等地农用地土壤镉、砷复合污染尤为严重。镉、砷复合污染土壤因为不同元素的环境行为机制不同而难以同时进行修复,这也是未来土壤修复的研究难点之一。牡蛎壳以及贝壳等可以用于土壤中重金属污染的固定化修复、铁化合物能够有效缓解土壤砷生物可利用性、硫素的添加可以降低土壤中镉的生物可利用性。在综合分析文献的基础上,本文制备了贝壳改性生物炭(SH-BC)和硫化亚铁改性生物炭(FS-BC),通过吸附实验分析其对Cd、As的吸附作用并通过材料表征明确其吸附机制;同时浸出实验评价了上述钝化材料在短期和长期条件下对土壤中Cd、As的浸出效果的影响;最后利用水稻盆栽实验,评价不同钝化材料对植物吸收Cd、As的影响及其钝化机理,为土壤修复提供可行性理论支持。本论文主要研究结果如下:1、通过热解技术制备SH-BC和FS-BC,考察了两种材料对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的去除效果,结果表明:贝壳和硫化亚铁颗粒覆盖在生物炭表面;SH-BC和FS-BC对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)都有较好的吸附效果,吸附过程符合准二级吸附动力学方程,对溶液中Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的限速步骤是钝化剂和被吸附物之间的化学吸附过程。Langmuir 模型提供了 SH-BC 和 FS-BC 对 Cd(Ⅱ)和 As(Ⅲ)吸附的最佳拟合,吸附主要发生在单分子层中。2、以浸出实验评价钝化材料在短期和长期条件下对土壤中Cd、As的浸出效果的影响,结果表明:添加SH-BC和FS-BC钝化剂均可升高土壤pH,降低土壤Cd、As砷浸出率,从而减少其在土壤中的迁移性。3%SH-BC处理降低土壤有效态Cd含量效果最好,酸溶态较对照组降低47.5%;3%FS-BC处理对土壤As的固定效果最好,As的专性吸附态和非专性吸附态较对照下降34.4%。3、水稻盆栽实验结果表明:与对照组相比,SH-BC和FS-BC处理后均可以促进水稻生长,有效降低了土壤中镉砷的生物利用度,减少重金属积累;同时钝化剂诱导了水稻根际表面上铁斑的形成,增加了根际铁对Cd和As的固持效果,从而降低了根际、非根际土壤Cd和As向根系的迁移和吸收,降低了水稻地上部(茎、叶)对Cd和As的累积。