钙基磁性生物炭对Cr（VI）污染土壤钝化稳定化机制及微生物影响研究

生物炭改性材料因具有活性官能团众多、吸附效能高等优势被广泛应用于土壤重金属污染修复治理中.本研究以稻谷壳为原料，采用 共沉淀法及CaCO₃浸渍法制备了钙基磁性生物炭（Ca-Fe-B），并使用电子扫描显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射分析（XRD）、X射线光电子能谱分析（XPS）进行表征.同时，通过梯度浓度Cr（VI）污染土壤实验考察Ca-Fe-B施入对土壤pH、Cr（VI）稳定化效果、土壤酶活性及微生物群落结构的影响，并阐述其钝化机理.结果表明：①Ca-Fe-B表面负载Fe₃O₄、γ-Fe₂O₃、Fe₃C及以方解石形式存在的CaCO₃，具有大量—OH、—O—C=O、Si—O—Si、C≡C及C≡N等官能团；②Ca-Fe-B可显著提升土壤pH，在Cr（VI）污染浓度为100、200、1000 mg·kg^-1时，90 d的 固定效率分别可达72.57%、67.07%及59.88%，并使土壤中部分可交换态Cr转化为可还原态及残渣态Cr；③Ca-Fe-B可促进土壤β-葡萄糖苷酶与几丁质酶酶活性，但磷酸酶对其响应不显著，也可显著提升土壤中Proteobacteria门菌相对丰度；④Ca-Fe-B表面形成Si—O—Ca—OH键可吸附Cr（VI）， Fe（Ⅱ）作为电子供体参与土壤Cr（VI）还原过程，并生成Cr₂O₃、Cr（OH）₃沉淀及（Cr_xFe_1-x）（OH）₃、Cr_xFe_1-xOOH络合沉淀，以—OH、 —C=C—、O—C=O为主的大量含氧官能团协同吸附络合土壤中的Cr（VI）.研究显示， Ca-Fe-B对Cr（VI）污染土壤具有良好的稳定性能，有望为土壤重金属污染修复提供一种新的研究思路和技术路线.