| 李艳梅,王微,林小兵,刘长征,刘士余,徐振唐,张嵚,胡奔流.聚天冬氨酸对土壤镉有效性及其吸附解吸特性的影响[J].农业环境科学学报,2026,45(1):94-104. |
| 聚天冬氨酸对土壤镉有效性及其吸附解吸特性的影响 |
| Effects of polyaspartic acid on cadmium availability and adsorption-desorption behavior in Cd-gradient soils |
| 投稿时间：2025-07-04 |
| DOI：10.11654/jaes.2025-0631 |
| 中文关键词: 聚天冬氨酸 镉生物有效性 吸附-解吸 土壤修复 |
| 英文关键词: polyaspartic acid（PASP） cadmium bioavailability adsorption and desorption soil remediation |
| 基金项目:严格管控类耕地重金属镉污染修复关键技术研究项目（9131210804）；江西省自然科学基金项目（20212BAB215028） |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 李艳梅 | 江西农业大学国土资源与环境学院, 农业农村部鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室, 南昌 330045
江西省华赣环境技术研发有限公司, 南昌 330096 | | | 王微 | 江西农业大学国土资源与环境学院, 农业农村部鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室, 南昌 330045 | | | 林小兵 | 江西省红壤及种质资源研究所, 国家红壤改良工程技术研究中心, 南昌 331717 | | | 刘长征 | 江西农业大学国土资源与环境学院, 农业农村部鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室, 南昌 330045 | | | 刘士余 | 江西农业大学国土资源与环境学院, 农业农村部鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室, 南昌 330045 | 397013250@qq.com | | 徐振唐 | 江西省华赣环境技术研发有限公司, 南昌 330096 | | | 张嵚 | 江西农业大学国土资源与环境学院, 农业农村部鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室, 南昌 330045 | | | 胡奔流 | 江西省华赣环境技术研发有限公司, 南昌 330096 | |
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| 中文摘要: |
| 为探究聚天冬氨酸（PASP）对镉污染土壤生物有效性的调控机制，明确其最佳作用条件及镉梯度差异响应规律，通过选取轻度（0.9 mg·kg-1）和重度（19.66 mg·kg-1）两种镉污染水平的耕地原土，研究了PASP对镉赋存形态、吸附-解吸行为及环境因子响应的影响。结果表明：分子量为4 000~5 000 Da、施用量为10 mg·kg-1的PASP可显著提升土壤有效态镉含量（P<0.05），促进土壤中活性较低的镉形态向高生物有效性的弱酸提取态转化，但不会对土壤本底pH产生大的扰动；Freundlich模型证实PASP可降低土壤镉吸附能力，同步提高解吸率并降低滞后指数，即PASP通过抑制吸附-促进解吸双重途径促使土壤固相中的镉更多地释放进入土壤溶液，进而增强镉的生物有效性；Elovich模型表明吸附过程呈快速（0~1 h）、慢速（1~10 h）和平衡（>10 h）三阶段特征；PASP的最适作用条件是pH 6、温度15~25℃，其效率受pH、温度及土壤吸附容量驱动，而受土壤本底镉含量影响有限。研究表明，PASP通过重塑镉形态分布、削弱吸附结合能及降低解吸能垒，显著活化了土壤镉，为发展以PASP为核心的螯合诱导植物修复技术，精准治理镉污染土壤提供理论依据。 |
| 英文摘要: |
| To investigate the regulatory mechanism of polyaspartic acid（PASP）on cadmium bioavailability in contaminated soils, and to determine its optimal operational conditions and the response patterns under varying cadmium concentration gradients. In this study, two typical Cd-contaminated agricultural soils were investigated using BCR sequential extraction, batch adsorption -desorption experiments, and kinetic modeling to assess the effects of PASP（molecular weight：4 000 - 5 000 Da）on Cd speciation and adsorption - desorption behavior. The results demonstrated that the addition of PASP at 10 mg·kg-1 significantly increased the content of bioavailable Cd（P<0.05） by facilitating the transformation of less active Cd fractions into the acid-soluble form, without inducing significant changes in soil pH. Freundlich isotherm analysis revealed that PASP reduced the Cd adsorption capacity of the soil, increased the desorption rate, and lowered the hysteresis index, collectively indicating that PASP inhibits Cd adsorption and promotes its desorption. According to the Elovich model, Cd adsorption proceeded through three distinct phases：rapid（0 - 1 h）, slow（1 - 10 h）, and equilibrium（>10 h）. The most effective Cd activation occurred at pH 6 and temperatures between 15-25 ℃, with background Cd levels exerting minimal influence. This study offers theoretical insights essential for advancing PASP-enhanced phytoremediation strategies for Cd-contaminated soils. |
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