新型碱性肥料治酸改土降镉的效果和机理

通过大田试验和模拟实验,研究碱性肥料治酸改土的效果、土壤pH对Cd吸附解吸热力学性能的影响,为碱性肥料治理土壤酸化和降低土壤Cd污染提供理论依据.结果表明:碱性肥料能明显提高大田土壤pH、显著降低土壤有效镉含量,明显遏制土壤酸化和土壤镉污染.施用碱性肥料是提高土壤pH和降低土壤有效镉含量的有效措施.当土壤Cd含量小于等于60 mg·L–1时,pH从5增加到9时几乎不影响Cd的吸附强度(在15.77 mg·kg–1/(mg·L–1)～16.67 mg·kg–1/(mg·L–1)之间);而当Cd含量大于60 mg·L–1,Cd的吸附强度随pH的升高而明显增大,但吸附率随浓度的增大而减少.土壤Cd含量相等时,pH越高土壤Cd的吸附量及吸附率越大.土壤Cd的等温吸附曲线适于用Freundlich方程拟合和定量描述.土壤吸附Cd是自发反应过程,表现为Cd的吸附自由能(?Go)为负.同一pH下,?Go随着土壤Cd含量的增大而增大;?Go随着土壤溶液pH的升高而减小.碱性条件下Cd吸附自由能小于酸性条件下的?Go,即碱性条件下的Cd吸附反应更加剧烈.可见,提高土壤pH有利于增加土壤吸附Cd的能力.当土壤镉含量相对较低时,镉吸附为专性吸附;而当镉含量增加或当镉污染程度大时,在高pH下土壤可变电荷及其非专性吸附对Cd吸附起到积极作用.在农业生产实践中,建议采取施用碱性肥料的措施遏制土壤酸化,提高土壤pH,增加Cd的吸附量,降低土壤Cd的生物有效性,达到以肥治酸降镉的目的.