Release kinetics governs the detachment and migration of potentially toxic trace elements (PTEs) over time between the solid phase and soil solutions. The assessment of PTEs’ release behavior through time supports more accurate prediction models of toxicity in highly polluted soils. Recently, biochar, a charcoal black carbon ameliorant, was extensively applied for decreasing the release of Zn and Pb to the soil solution. This study was arranged during a short-term (45 days) incubation experiment to estimate the possible effects of walnut leaves (WL) and their biochars produced at three temperatures (200 (B200), 400 (B400), and 600 (B600) °C) on the kinetics of Zn and Pb release in a naturally calcareous and highly polluted soil. Results showed that the biochars could reduce the release of Zn and Pb to the soil solution. The rate of Zn release (“b” in power function) at different biochar levels was 0.35 (2% B600)–0.38 (control) (mg kg−1)−1, respectively; also, the release of Pb was 0.23 (2% B600)–0.33 (control) (mg kg−1)−1, respectively. The results illustrated that a lower concentration of these metals was associated with exchangeable and oxides of Fe-Mn, whereas the higher content of residual fractions of Zn and Pb reduced the release of Zn and Pb in soils treated with biochar. Overall, the more the level and temperature of biochar increased, stabilizing PTEs through changing the distribution of metals in the soil, the more biochars succeeded significantly in lessening the release of PTEs, which ultimately could retard the further toxicity in the soil solution.

中文翻译：

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生物炭对采矿活动污染的钙质土壤中 Pb (II) 和 Zn (II) 释放动力学的影响

释放动力学控制着潜在有毒微量元素 (PTE) 在固相和土壤溶液之间随时间的分离和迁移。随时间推移对 PTE 释放行为的评估支持更准确的高污染土壤毒性预测模型。最近，生物炭，一种炭黑碳改良剂，被广泛应用于减少锌和铅释放到土壤溶液中。本研究安排在短期（45 天）孵化实验中，以评估核桃叶 (WL) 及其在三种温度（200 (B200)、400 (B400) 和 600 (B600) 下产生的生物炭）可能产生的影响° C) 在天然石灰质和高度污染的土壤中锌和铅的释放动力学。结果表明，生物炭可以减少锌和铅向土壤溶液的释放。不同生物炭水平下的锌释放速率（幂函数中的“b”）分别为 0.35（2% B600）–0.38（对照）（mg kg-1）-1；此外，Pb 的释放量分别为 0.23 (2% B600)–0.33（对照）（mg kg-1）-1。结果表明，较低浓度的这些金属与 Fe-Mn 的可交换氧化物和氧化物有关，而较高含量的 Zn 和 Pb 残留部分减少了用生物炭处理的土壤中 Zn 和 Pb 的释放。总体而言，生物炭的含量和温度越高，通过改变土壤中金属的分布来稳定 PTE，就越能显着减少 PTE 的释放，最终可以延缓土壤溶液中的进一步毒性。分别; 此外，Pb 的释放量分别为 0.23 (2% B600)–0.33（对照）（mg kg-1）-1。结果表明，较低浓度的这些金属与 Fe-Mn 的可交换氧化物和氧化物有关，而较高含量的 Zn 和 Pb 残留部分减少了用生物炭处理的土壤中 Zn 和 Pb 的释放。总体而言，生物炭的含量和温度越高，通过改变土壤中金属的分布来稳定 PTE，就越能显着减少 PTE 的释放，最终可以延缓土壤溶液中的进一步毒性。分别; 此外，Pb 的释放量分别为 0.23 (2% B600)–0.33（对照）（mg kg-1）-1。结果表明，较低浓度的这些金属与 Fe-Mn 的可交换氧化物和氧化物有关，而较高含量的 Zn 和 Pb 残留部分减少了用生物炭处理的土壤中 Zn 和 Pb 的释放。总体而言，生物炭的含量和温度越高，通过改变土壤中金属的分布来稳定 PTEs，就越能显着减少 PTEs 的释放，最终可以延缓土壤溶液中的进一步毒性。而较高含量的 Zn 和 Pb 残留部分减少了用生物炭处理的土壤中 Zn 和 Pb 的释放。总体而言，生物炭的含量和温度越高，通过改变土壤中金属的分布来稳定 PTE，就越能显着减少 PTE 的释放，最终可以延缓土壤溶液中的进一步毒性。而较高含量的 Zn 和 Pb 残留部分减少了用生物炭处理的土壤中 Zn 和 Pb 的释放。总体而言，生物炭的含量和温度越高，通过改变土壤中金属的分布来稳定 PTE，就越能显着减少 PTE 的释放，最终可以延缓土壤溶液中的进一步毒性。