摘要：為探究泥炭硅藻改良劑、牡蠣鈣、生物炭和鋼渣的吸附特征以及對(duì)鎘（Cd）污染下小白菜生長(zhǎng)性狀的影響，通過吸附試驗(yàn)研究時(shí)間、濃度及投入量對(duì)改良劑吸附溶液中Cd的影響，并通過室內(nèi)試驗(yàn)，研究在Cd污染下不同改良劑對(duì)小白菜生長(zhǎng)、Cd濃度、根際土壤全量和有效態(tài)Cd濃度的影響。結(jié)果表明，（1）準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型、Langmuir模型和顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型更符合改良劑對(duì)Cd的吸附過程，鋼渣和生物炭具有較好的吸附性能，當(dāng)投入量gt;1.0 g時(shí)，二者對(duì)Cd的去除率均為99.0%以上；（2）施用改良劑均顯著促進(jìn)小白菜生長(zhǎng)，與CK對(duì)比，4個(gè)處理干重分別增加了63.82%、42.38%、98.45%和30.23%，其中生物炭的促生效果最顯著；改良劑促進(jìn)Cd在根部富集并向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)，鋼渣的轉(zhuǎn)運(yùn)作用最顯著，轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（TF）達(dá)到1.84；（3）泥炭硅藻改良劑顯著降低根際土壤全Cd濃度，與對(duì)照相比降低了16.72%，并降低了潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。鋼渣能顯著降低根際土壤有效態(tài)Cd濃度，與對(duì)照相比降低了56.91%，顯著提高根際土壤pH，達(dá)到7.96。研究表明，鋼渣具有良好的吸附Cd的性能，泥炭硅藻改良劑的綜合改良效果最好。

關(guān)鍵詞：泥炭硅藻改良劑；生物炭；鋼渣；吸附；鎘；土壤修復(fù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)耕地土壤點(diǎn)位污染物超標(biāo)率約為19.4%，主要污染元素為鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、銅（Cu）和鉛（Pb）[1]。根據(jù)2022年黑龍江省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況顯示，全省監(jiān)測(cè)的108個(gè)土壤點(diǎn)位中，共有2個(gè)點(diǎn)位Cd濃度超過了風(fēng)險(xiǎn)篩選值。美國(guó)毒物管理委員會(huì)將Cd命名為第六位對(duì)人類健康造成危害的物質(zhì)，關(guān)于人體內(nèi)Cd的最大允許攝入量，世界衛(wèi)生組織規(guī)定應(yīng)≤1 μg·（kg·d）-1[2]。蔬菜是人體Cd攝入的重要源頭，其中小白菜對(duì)Cd的富集能力較強(qiáng)，食用Cd污染的葉菜類蔬菜是人類接觸Cd的主要途徑之一，占人類Cd總攝入量的70%～80%[3]。然而由于高復(fù)種指數(shù)和高收益特點(diǎn)，農(nóng)戶長(zhǎng)期大量施用化肥、農(nóng)藥及畜禽糞便，導(dǎo)致設(shè)施土壤中Cd污染現(xiàn)象不斷出現(xiàn)。因此，近年來，設(shè)施土壤中Cd所造成的環(huán)境污染問題的防范與治理已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者們的研究熱點(diǎn)。

眾多設(shè)施土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)中，鈍化修復(fù)技術(shù)的效果更好、操作簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，適用于大面積污染土壤修復(fù)且不影響農(nóng)作物的生產(chǎn)[4]。因此選擇一種環(huán)境友好型的改良劑是當(dāng)前土壤修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵。泥炭硅藻改良劑是一種基于加工腐殖質(zhì)原料（泥炭和腐殖質(zhì)）和有機(jī)硅（硅藻）的復(fù)合物。泥炭屬于生物沉積礦產(chǎn)，是指濕地植物的殘?bào)w在積水還原環(huán)境中分解轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物[5]；硅藻土是由硅藻生物的遺?。ü柙鍤んw）經(jīng)沉積堆積后形成的礦產(chǎn)資源，其表面存在多種2∶1型和1∶1型層狀硅酸鹽黏土礦物，可以作為優(yōu)良的載體材料，二者均具有多孔結(jié)構(gòu)、比表面積大、吸附性能好、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)[6-7]，應(yīng)用前景廣闊。鋼渣是煉鋼過程中產(chǎn)生的一種副產(chǎn)物，具有高堿富硅、多孔特性，其中的CaO等成分以固溶體形式存在，極大地限制了其中的重金屬離子浸出，不會(huì)造成二次污染，可以作為優(yōu)良的吸附材料和土壤改良劑，能夠減輕土壤污染，為土壤生態(tài)修復(fù)提供支持[8-9]。

因此基于設(shè)施土壤Cd不斷累積的形勢(shì)下，有針對(duì)性地選擇對(duì)土壤Cd鈍化性能優(yōu)異、來源安全的鈍化材料，進(jìn)而調(diào)控土壤Cd的生物有效性，對(duì)提高土壤的健康和生產(chǎn)力具有重要理論意義。目前對(duì)于土壤Cd的鈍化材料研究報(bào)道較多，

而針對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)中產(chǎn)生的Cd污染，其鈍化劑的選擇和應(yīng)用效果尚不明確。本研究探究施用不同類別的鈍化劑對(duì)Cd污染設(shè)施土壤的修復(fù)效應(yīng)，旨在降低作物的毒性風(fēng)險(xiǎn)，為進(jìn)一步組合新型復(fù)合鈍化劑奠定理論基礎(chǔ)，以期為農(nóng)產(chǎn)品安全和可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

供試植物為小白菜（Brassica rapa L. ssp. chinensis Makino），購(gòu)自北京碩源種子有限公司。

供試粉劑泥炭硅藻改良劑由俄羅斯科學(xué)院烏拉爾分院烏拉爾礦業(yè)研究所提供；牡蠣鈣購(gòu)自福建瑪塔生態(tài)科技有限公司；生物炭為玉米秸稈生物炭；鋼渣購(gòu)自曲沃縣瑞豐硅肥廠。

1.2方法

1.2.1重金屬吸附試驗(yàn)

吸附動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)于2023年6月12日在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新大廈313室進(jìn)行。分別稱取粉劑泥炭硅藻改良劑（T1）、牡蠣鈣（T2）、生物炭（T3）和鋼渣（T4）各0.2 g于50 mL錐形瓶中，加入50 mL濃度為200 mg·L-1的Cd溶液，放入恒溫振蕩器中（25 ℃，100 r·min-1）振蕩，分別在5，10，30，60，120，240，480和1 440 min取樣過濾，置于離心管中，4 ℃儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2等溫吸附試驗(yàn)

分別稱取T1～T4各0.2 g于50 mL錐形瓶中，加入50 mL濃度為5，10，30，50，70，100，200，300和500 mg·L-1的Cd溶液，置于恒溫振蕩器中（25 ℃，100 r·min-1）振蕩24 h后，過濾置于離心管中，4 ℃儲(chǔ)存?zhèn)溆?。利用吸附等溫線模型[12]，評(píng)價(jià)Cd在4種改良劑中的吸附和解吸附的平衡數(shù)據(jù)。

1.2.3投入量影響試驗(yàn)

分別稱取T1～T4中0.1，0.2，0.5，1.0，1.5和2.0 g于50 mL錐形瓶中，加入100 mg·L-1 Cd2+溶液50 mL，放入恒溫振蕩器中（25 ℃，100 r·min-1）振蕩2 h后，過濾置于離心管中，4 ℃儲(chǔ)存?zhèn)溆?，使用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）測(cè)定Cd濃度。使用pH計(jì)（雷磁PHS-3C）測(cè)定溶液pH。采用公式（6）計(jì)算去除率[13]。

1.2.4Cd污染盆栽試驗(yàn)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)：試驗(yàn)于2023年9月15日在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院溫室中進(jìn)行，土壤類型為黑土，Cd濃度為5.84 mg·kg-1。對(duì)照為不另外添加的污染土壤，根據(jù)前期吸附試驗(yàn)結(jié)果設(shè)置不同類別供試材料添加量（表1），5個(gè)處理，5個(gè)重復(fù)，共25盆。

1.2.5數(shù)據(jù)分析

采用Office 365對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；采用SPSS 25和Origin 2023b進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，建立模型并進(jìn)行曲線擬合。用單因素方差分析（one-way ANOVA）中的LSD檢驗(yàn)分析各處理間相關(guān)參數(shù)的差異性（Plt;0.05），Pearson相關(guān)性分析用于檢測(cè)Cd去除率與pH之間的相關(guān)性。

2結(jié)果與分析

2.1吸附動(dòng)力學(xué)

如圖1a和圖1b所示，對(duì)比不同改良劑對(duì)Cd的吸附效果可知， T4（鋼渣）表現(xiàn)出更優(yōu)的吸附能力。T1（泥炭硅藻改良劑）和T2（牡蠣鈣）對(duì)Cd的吸附量隨時(shí)間的增加而逐漸累積，在120 min時(shí)穩(wěn)定在一定水平不再變化。T3（生物炭）和T4（鋼渣）對(duì)Cd的吸附在前60 min呈快速吸附過程，60～240 min吸附速率緩慢，240 min時(shí)基本達(dá)到吸附飽和。當(dāng)240 min達(dá)到吸附平衡時(shí)，T4（鋼渣）的吸附量達(dá)到51.1 mg·g-1，分別超過生物炭、牡蠣鈣和泥炭硅藻改良劑吸附量的20.8%、77.4%和50.7%。

由表2可知，準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)均能較好地?cái)M合吸附過程，但準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合更接近于t時(shí)刻的吸附容量（qt），說明改良劑對(duì)Cd的吸附主要為化學(xué)吸附過程。

如圖1c和表3所示，各處理3個(gè)階段的擬合結(jié)果均為直線，說明吸附過程中發(fā)生了顆粒內(nèi)擴(kuò)散作用。均可明顯分為3個(gè)階段：T1（泥炭硅藻改良劑）分為快速去除階段（0～0.5 h）、慢速去除階段（0.5～2.0 h）、漸變平衡階段（2.0～24.0 h）；

牡蠣鈣gt;鋼渣gt;生物炭gt;泥炭硅藻改良劑；在第2階段，吸附速率由高至低為鋼渣gt;泥炭硅藻改良劑gt;牡蠣鈣gt;生物炭；第3階段，吸附速率由高至低為鋼渣gt;生物炭gt;泥炭硅藻改良劑gt;牡蠣鈣。

2.2等溫吸附

不同改良劑對(duì)Cd的等溫吸附曲線如圖1b所示，分別利用Langmuir方程和Freundlich方程對(duì)其進(jìn)行擬合，相應(yīng)擬合參數(shù)如表4所示。通過比較擬合參數(shù)可知，Langmuir等溫吸附模型更好地?cái)M合了改良劑對(duì)Cd的吸附平衡數(shù)據(jù)，這表明改良劑對(duì)Cd的化學(xué)吸附過程為單層吸附。進(jìn)一步比較Langmuir模型中qmax可知，T4（鋼渣）對(duì)Cd的qmax為59.75 mg·g-1，分別比T3（生物炭）、T2（牡蠣鈣）和T1（泥炭硅藻改良劑）的吸附量提高了8.5%、40.2%和12.5%。說明，鋼渣對(duì)Cd有更好的吸附性能。

2.3改良劑投入量對(duì)Cd去除率的影響

如圖2a所示，隨著投入量的增加，T1～T3（泥炭硅藻改良劑、牡蠣鈣和生物炭）3種改良劑對(duì)Cd2+去除率呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，T4（鋼渣）呈現(xiàn)基本不變的趨勢(shì)，穩(wěn)定在99.8%以上。其中當(dāng)T3（生物炭）投入量在1.0～2.0 g之間時(shí)，對(duì)Cd去除率保持在99.5%以上，說明生物炭是極具潛力的吸附材料。

如圖2b所示，將Cd去除率與pH進(jìn)行相關(guān)性分析可以發(fā)現(xiàn)，二者呈極顯著正相關(guān)（r=0.774，Plt;0.01）。

2.4Cd污染下不同改良劑對(duì)小白菜生長(zhǎng)性狀的影響

2.4.1株高動(dòng)態(tài)變化

如圖3所示，播種5 d后，T3處理株高顯著高于T2處理，與CK和T1處理間差異不顯著，但CK和T1處理株高顯著高于T4處理。在10 d時(shí)，CK處理株高顯著高于T1、T2和T4處理。在15 d時(shí)，CK處理株高

顯著高于T2和T4處理。在20 d時(shí)，T1處理株高顯著高于T4處理。在25 d時(shí)，T3處理株高顯著高于T2處理。在30 d時(shí)，T3處理株高顯著高于T1處理。此外，在各時(shí)間段內(nèi)T3處理株高顯著均高于T4處理。因此，說明在Cd污染土壤中，生物炭具有較強(qiáng)的促進(jìn)小白菜生長(zhǎng)的作用。

2.4.2收獲期農(nóng)藝性狀

如圖4所示，T1處理小白菜葉綠素含量顯著高于T3處理，增加幅度為9.74%。與CK對(duì)比，4個(gè)處理的增加幅度分別為0.87%、-5.41%、-8.08%和-7.62%。T3處理小白菜葉面積最大，顯著高于T1和T4處理，增加幅度分別為50.98%和72.97%；與CK對(duì)比，4個(gè)處理的增加幅度分別為55.04%、68.39%、134.08%和35.33%。T3處理小白菜根長(zhǎng)顯著高于T1和T4處理，增加幅度分別為24.05%和36.11%；與CK對(duì)比，4個(gè)處理的增加幅度分別為5.33%、17.33%、30.67%和-4.00%。T3處理小白菜鮮重顯著高于T1、T2和T4處理，增加幅度分別為44.99%、44.14%和61.54%，T1和T2處理小白菜鮮重顯著高于CK處理，增加幅度分別為82.35%和83.42%；與CK對(duì)比，4個(gè)處理的增加幅度分別為82.35%、83.42%、164.38%和63.66%。T3處理小白菜干重顯著高于T2、T4和CK處理，增加幅度分別為39.38%、52.38%和98.45%；與CK對(duì)比，4個(gè)處理的增加幅度分別為63.82%、42.38%、98.45%和30.23%。綜上，在Cd污染情況下，T3處理顯著促進(jìn)了小白菜生長(zhǎng)。

2.5Cd污染下不同改良劑對(duì)鎘累積特征的影響

2.5.1Cd累積特征

如圖5所示，各處理小白菜地上部Cd濃度在3.51～7.14 mg·kg-1之間，T2和T4處理顯著高于其他處理，T3處理顯著高于CK處理。各處理小白菜根部Cd濃度在2.48～5.04 mg·kg-1之間，T2處理顯著高于其他處理。

各處理根際土壤中全Cd濃度在3.79～4.83 mg·kg-1之間，T2處理顯著高于T3和T1處理。各處理根際土壤中有效態(tài)Cd濃度在0.37～0.85 mg·kg-1之間，T4處理顯著低于其他處理。說明鋼渣對(duì)降低根際土壤有效態(tài)Cd濃度具有顯著作用。

2.5.2Cd轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（TF）、生物富集系數(shù)（BCF）和污染評(píng)價(jià)

由表5可知， T4處理小白菜的Cd轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（TF）顯著高于CK和T1～T3處理，T3處理為最小值。T2和T4處理小白菜地上部的生物富集系數(shù)（BCF地上部）顯著高于T1、T3和CK處理。T2處理小白菜的BCF根部為最大值，顯著高于其他處理；T3和T4處理顯著高于T1處理。T2～T4處理小白菜Cd總吸收量（TCd）顯著高于CK處理。CK處理小白菜的BCF地上部、BCF根部和TCd為最小值。T4處理根際土壤pH顯著高于其他4個(gè)處理。

根據(jù)單因子指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)和潛在生態(tài)危害指數(shù)對(duì)各處理進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明T1處理各指數(shù)均為最小值，Pi和Pn為最高等級(jí)，Prlt;1 200，為高等危害；其他4個(gè)處理各指數(shù)均為最高等級(jí)，T2處理各指數(shù)均為最大值，說明泥炭硅藻改良劑（T1）對(duì)降低小白菜污染風(fēng)險(xiǎn)具有顯著作用。

3討論

3.1不同改良劑的Cd吸附性能

有研究表明，改良劑去除Cd的吸附機(jī)制可能有礦物沉淀、離子交換、表面含氧官能團(tuán)絡(luò)合、Π電子的配位和靜電吸引等[21-22]。使用吸附動(dòng)力學(xué)模型和等溫吸附模型解釋吸附機(jī)制，R2越接近1，該模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)果越符合（表2），各改良劑均符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型、Langmuir等溫吸附模型，說明吸附過程與吸附質(zhì)、吸附劑性質(zhì)有關(guān)[23]。鋼渣表現(xiàn)出較好的吸附性能，可能由于鋼渣內(nèi)部存在Al2O3、MgO及鐵氧化物等復(fù)合氧化物，結(jié)構(gòu)上具有較大的比表面積和較多的層間孔隙[24-25]。有研究對(duì)鋼渣用傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）測(cè)定吸附前后基團(tuán)變化，結(jié)果表明在470～600 cm-1范圍內(nèi)出現(xiàn)振動(dòng)帶，可能因?yàn)殇撛械蔫F氧化物能夠與重金屬離子進(jìn)行配位交換或通過共價(jià)鍵形成穩(wěn)定的絡(luò)合物[26-27]。因此，鋼渣作為吸附劑能將重金屬離子固定在其表面或孔隙中，達(dá)到去除污染物的目的。

顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型擬合結(jié)果進(jìn)一步解釋了本研究的吸附過程[28]：在吸附初期，Cd擴(kuò)散阻力較小，與改良劑表面大量吸附位點(diǎn)結(jié)合，發(fā)生外表面擴(kuò)散和表面吸附[29]；在吸附中期，速度較緩慢，表面吸附作用減少，逐漸發(fā)生顆粒內(nèi)擴(kuò)散作用，并進(jìn)行孔隙填充[30]；在吸附后期，吸附位點(diǎn)逐漸飽和，呈現(xiàn)逐漸平衡狀態(tài)。當(dāng)生物炭投入量大于1.0 g時(shí)，溶液pH在7～8之間，Cd去除率接近100%（圖2），可能是因?yàn)镃d在堿性環(huán)境下形成了氫氧化物沉淀，或者生物炭表面的負(fù)電荷與Cd之間的電荷相互作用增強(qiáng)[31-32]。其次，溶液pH會(huì)改變反應(yīng)體系中陰陽(yáng)離子濃度和吸附劑的表面電荷，從而影響吸附劑對(duì)Cd的吸附[33]。劉澤浩等[34]研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合生物炭投入量為0.6 g時(shí)，去除率與溶液pH呈正相關(guān)，當(dāng)溶液pH為7時(shí)，去除率大于99%。這與本研究結(jié)果相似，生物炭表面帶負(fù)電荷，隨著溶液pH的升高，表面電位逐漸降低，使生物炭與Cd的靜電引力作用加強(qiáng)。因此，改良劑對(duì)Cd的吸附是一個(gè)多環(huán)節(jié)、多步驟的反應(yīng)過程，未來考慮針對(duì)影響因素開展進(jìn)一步研究，使其表現(xiàn)出更優(yōu)異的吸附性能。

3.2不同改良劑的Cd污染土壤的修復(fù)

本研究在5～30 d內(nèi)，泥炭硅藻改良劑和生物炭均不同程度上促進(jìn)了小白菜生長(zhǎng)。這與趙瑞芬等[35]的研究相似。陳妮[36]的研究也指出，施用改性泥炭能夠促進(jìn)小白菜生長(zhǎng)，施加量的增加會(huì)引起地上部干重隨之增加，并緩解Cd的毒害作用。本研究結(jié)果是添加泥炭和生物炭顯著增加小白菜生物量，可能由于泥炭中含有腐殖酸類物質(zhì)，生物炭中含有礦質(zhì)元素[37-38]，這些物質(zhì)均能刺激植物生長(zhǎng)，加強(qiáng)小白菜根系的生長(zhǎng)發(fā)育。本研究中添加的改良劑減低小白菜葉綠素值，但并未與CK處理達(dá)到顯著水平，可能由于Cd脅迫長(zhǎng)時(shí)間累積抑制了小白菜的光合生理活動(dòng)。

土壤pH是影響土壤中重金屬有效態(tài)的最主要原因[39]。pH升高使Cd在土壤固相上的吸附量和吸收能力增強(qiáng)，從而降低Cd的活性[40]，使其形成碳酸鹽、氫氧化物沉淀等。有研究表明鋼渣屬于硅酸鹽，是硅鈣質(zhì)類的單一固化劑，可以提高重金屬污染土壤的pH，增加土壤表面負(fù)電荷，從而降低污染土壤中重金屬的遷移性和生物有效性[41]。本研究中T4處理pH為7.96，明顯高于T1～T3和CK處理（6.94～7.25），這可能是由于鋼渣本身呈堿性，且主要組成成分是CaO和MgO。

本研究小白菜地上部Cd濃度明顯高于根部Cd濃度，表明Cd主要在小白菜地上部積累。也有研究發(fā)現(xiàn)施用生物炭使白菜葉片對(duì)Cd的富集作用高于葉柄[42]。而且4種改良劑均提高了地上部和根部的Cd濃度，可能與改良劑自身的性質(zhì)和添加量有關(guān)。張英英等[43]研究發(fā)現(xiàn)在Cd脅迫下，4 g·kg-1腐殖酸增加了甜高粱（Sorghum bicolor）根部和莖部Cd濃度，當(dāng)添加量為6 g·kg-1時(shí)，則降低了根部和莖部Cd濃度。說明改良劑對(duì)土壤有效Cd濃度和作物吸收Cd效應(yīng)的影響因素是復(fù)雜的交互作用，有待今后深入研究。目前對(duì)于鋼渣、泥炭、硅藻等作為土壤改良劑的研究相對(duì)較少，治理土壤的效應(yīng)機(jī)制尚不清晰，需系統(tǒng)研究改良劑中各種有效元素含量及其在土壤中遷移轉(zhuǎn)化和對(duì)土壤、植物效應(yīng)機(jī)制，更好地評(píng)估其在土壤中的應(yīng)用能力，以及為復(fù)合改良劑的制備提供理論基礎(chǔ)。

4結(jié)論

吸附試驗(yàn)擬合表明，鋼渣具有優(yōu)異的吸附性能，對(duì)Cd的吸附過程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型、Langmuir模型和顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型，證明吸附過程以化學(xué)吸附、單層吸附為主，且發(fā)生顆粒內(nèi)擴(kuò)散作用。

泥炭硅藻改良劑和生物炭能顯著促進(jìn)小白菜生長(zhǎng)，降低了土壤潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。施用改良劑均在不同程度上促進(jìn)Cd在根部富集并向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)，T1～T4處理BCF地上部分別為1.05，1.41，1.13和1.51。施用泥炭硅藻改良劑降低了小白菜根際土壤全Cd濃度，比CK顯著降低了16.72%，鋼渣降低了小白菜根際土壤有效態(tài)Cd濃度，比CK顯著降低了56.91%。

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Effects of Amendments on Cadmium Adsorption Capacity of Soil and Growth of Brassica rapa L.

SUN Simiao1， WANG Xiaojun GU Xuejia NATALIA Y. Antoninova AIBERT I. Usmanov ARTEM V. Sobenin"GAO Hongsheng

（1.Heilongjiang Fertilizer Engineering Technology Research Center/Heilongjiang Academy of Black Soil Conservation ＆ Utilization / Northeast Plain Agricultural Environment Key Laboratory， the Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Harbin 150086， China； 2.Ural Branch， Russian Academy of Sciences/Mining Ecology Laboratory of Mining Research Institute， Yekaterinburg 620075， Russian）

Abstract：In order to investigate the adsorption characteristics of peat diatom amendments， oyster calcium， biochar， and steel slag， as well as their differential effects on the growth characteristics of Brassica rapa under cadmium （Cd） pollution. Through adsorption experiments， the effects of time， concentration， and input amount on the adsorption of Cd by amendments in solution were studied. Through indoor experiments， the effects of different amendments on the growth， Cd concentration， total amount of rhizosphere soil， and effective Cd concentration of Chinese cabbage under Cd pollution were studied. The results showed that： （1） the quasi-second order kinetic model， Langmuir model， and intra-particle diffusion model were more in line with the adsorption process of the modifier for Cd. Steel slag and biochar had good adsorption performance. When the input amount was gt;1.0 g， their removal rates for Cd were both above 99.0%; （2） The application of ameliorants significantly promoted the growth of bok choy. Compared to the CK group， the dry meight of the four treatments increased by 63.82%， 42.38%， 98.45%， and 30.23%， respectively， with biochar showing the most pronounced growth-promoting effect. The ameliorants facilitated the enrichment of Cd in the roots and its translocation to the above-ground parts， among which biochar had the most significant growth-promoting effect， and steel slag had the most pronounced translocation effect， TF reaching 1.84; （3） The peat diatom amendment significantly reduced the total Cd concentration in rhizosphere soil， which decreased by 16.72% compared to the control group and reduced potential ecological risks. Steel slag significantly reduced the effective Cd concentration in the rhizosphere soil， which decreased by 56.91% compared to the control group， and significantly increased the pH of the rhizosphere soil， reaching 7.96. Studies have shown that steel slag has good adsorption performance for Cd， and the comprehensive improvement effect of peat diatom ameliorant is the best.

Keywords：peat diatom amendment; biochar; steel slag; adsorption; cadmium; soil remediation