ENV POLLUT BIOAVAIL：基于DGT技术的生物炭环境微界面中磷和镉的释放与分布特性
文章信息
第 一作者：常臻哲
通讯作者：魏张东
通讯单位：河南大学
期刊：Environmental Pollutants and Bioavailability
DOI：10.1080/26395940.2024.2429434
摘要
本研究采用土壤-生物炭-土壤三明治模型，探讨生物炭-土壤界面上磷和镉的运输机制。利用DGT-CID技术，我们发现磷和镉表现出梯度扩散，以生物炭为扩散中心。生物炭显著提高了土壤有效磷浓度，增加了7倍（p < 0.05），通过持续释放。镉浓度从7.11 mg/L增加到10.09 mg/L，在界面处出现浓度跃升，表明镉的聚集和向生物炭层的转移。理论计算表明，磷和镉在界面的运输通量分别为0.94 mg/L和0.75 mg/L。我们的研究结果阐明了这些元素在生物炭-土壤界面的分布和运输通量。
在第一天和第十五天进行的实验中，DGT固定膜上有效磷(P)浓度的变化
界面上活性磷的二维分布
第0天和第15天土壤层中DGT有效Cd的平均浓度比较
(a) 是第0天碳层中DGT有效Cd的平均浓度，(b) 是第15天碳层中DGT有效Cd的平均浓度
结论
1.生物炭-土壤微界面中磷的有效性：在15天的孵化期内，实验组土壤层中有效磷含量比对照组增加了7倍。这表明生物炭中的磷扩散进入土壤，显著提高了土壤中有效磷含量。
2.生物炭-土壤微界面中镉的有效性：经过15天的孵化，空白组土壤层中镉的浓度随时间增加。与对照组相比，实验组上层土壤中有效镉含量相对保持恒定，而下层土壤中有效镉含量有所下降。排除水溶液增加的影响，生物炭层中有效镉含量显著增加了两倍，表明生物炭可以通过吸附有效减少土壤中镉的可用性，促进其转移到生物炭中。
3.生物炭-土壤微界面中磷和镉的传输通量：基于DGT扩散膜的吸附能力变化和确定的分辨率（1毫米），计算出磷的传输通量为0.94 mg/kg，镉的传输通量为0.75 mg/kg。
Chang, Z., Guo, S., Zhang, Y., Shao, R., Yue, F., & Wei, Z. (2024). Phosphorus and cadmium release and distribution characteristics in environmental microinterfaces of biochar based on DGT technology.
Environmental Pollutants and Bioavailability, 36(1). https://doi.org/10.1080/26395940.2024.2429434
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