生物炭对矿区土壤重金属有效性及形态的影响

土壤中的重金属总量可以评价一个地区土壤污染的水平，但是并不能准确地反映土壤污染的实际情况。因此，分析土壤中重金属的形态分布很有必要。本次研究采用BCR分级连续提取法，将重金属分为酸可提取态、可还原态、可氧化态和残渣态。其中酸可提取态迁移性较强，容易被生物直接利用；可还原态和可氧化态在一定的物理化学条件下也可转化为酸可提取态，可以被生物间接利用。残渣态主要存在于土壤晶格中，短期内不易释放，最稳定，迁移性小，不能被生物所利用[27]。

培养结束（56d）后，土壤中重金属的赋存形态分布如图6所示。由图6可知，添加生物炭后明显降低了土壤中酸可提取态Cu的比例，与CK处理相比，添加生物炭后随着添加水平的增加，土壤酸可提取态Cu依次分别相对降低了18.36%、49.68%和66.84%，可氧化态Cu分别降低了2.86%、7.50%和11.42%。可还原态Cu和残渣态Cu与对照CK相比，随着生物炭添加量的增加而增加，其中残渣态Cu增加了18.54%、52.60%和67.67%。酸可提取态Zn随着生物炭添加量的增大由对照CK组的24.43%依次减少到21.23%、18.02%和15.10%。添加1%生物炭土壤可还原态Zn含量与对照相比明显降低，之后开始逐渐升高，当添加量为5%时，土壤可还原态Zn反而比对照增加了4.68%。土壤中可氧化态Zn含量较低，总体呈现先升高后降低的趋势。残渣态Zn比对照分别增加了9.24%、21.58%和24.03%。土壤中Pb酸可提取态比对照CK组降低了9.76%、23.03%和41.16%，可还原态Pb降低了22.46%、34.52%和51.32%。Pb可氧化态含量也略有降低，但变化不大。与对照CK处理相比，随着生物炭添加量的增加，主要的赋存形态可还原态Mn含量呈现下降趋势，降幅分别为3.87%、10.61%和15.72%。酸可提取态Mn含量也逐渐下降，降幅为5%添加水平＞3%添加水平＞1%添加水平。可氧化态Mn在赋存形态中所占比例较低，添加生物炭后可氧化态Mn的含量较未添加生物炭处理有一定升高。残渣态Mn的增幅分别为8.88%、22.05%和25.22%。不同的重金属，钝化效果也不尽相同，对比这4种重金属元素，钝化效果依次为Pb>Cu>Zn>Mn。