Prompt-Beschreibung

Die Abbildung ist in drei Hauptteile unterteilt: (A) Bodenverbesserung und Mechanismen der Schwermetallpassivierung Zusammensetzung der Komposit-Bodenverbesserer: Klärschlamm (liefert organische Substanz, Huminsäure und Nährstoffquellen) Attapulgit-Ton (besitzt zahlreiche Schichtstrukturen und Oberflächenhydroxylgruppen, die Adsorptions- und Ionenaustauschplätze bieten) Biokohle (Kohlenstoffquelle, funktionelle Oberflächengruppen –COOH, –OH, –C=O, Porenstruktur kann Metallionen adsorbieren) Hauptwirkungswege: Physikalische Adsorption und Fixierung: Biokohleporen und Attapulgit-Zwischenschichtporen adsorbieren Schwermetallionen wie Cu²⁺, Pb²⁺ und Cd²⁺. Ionenaustausch und Oberflächenkomplexierung: Si–OH und Mg–OH auf der Oberfläche von Attapulgit bilden Koordinationsbindungen mit Metallionen; sauerstoffhaltige funktionelle Gruppen auf der Oberfläche von Biokohle bilden stabile Komplexe mit Schwermetallen. Ausfällung und Mineralisierung: Phosphat und Carbonat, die aus Klärschlamm freigesetzt werden, bilden unlösliche Salze mit Schwermetallen (z. B. Cu₃(PO₄)₂, PbCO₃, CdS usw.). Veränderungen in pH-Wert und KAK: Bodenverbesserer erhöhen den pH-Wert des Bodens und die Kationenaustauschkapazität, wodurch der Anteil löslicher Formen von Schwermetallen reduziert wird. Erhöhte mikrobielle Aktivität: Klärschlamm und Biokohle fördern das Wachstum nützlicher Mikroorganismen, die Schwermetalle durch Biosorption oder Biotransformation weiter passivieren können. Ergebnisse (durch Pfeile in der Abbildung gekennzeichnet): Abnahme der wasserlöslichen und austauschbaren Schwermetallkonzentrationen Zunahme des Anteils an residualen und carbonatgebundenen Schwermetallen Die Gesamtleistung zeigt eine reduzierte Bioverfügbarkeit (B) Absorptions- und Barriere-Mechanismen in der Mais-Rhizosphäre Wurzeloberflächenschichten zeigen: Die Wurzelhaarzone kann eine geringe Menge an Schwermetallen adsorbieren, die jedoch durch Carboxyl- und Hydroxylgruppen gebunden und passiviert werden. Rhizosphärensekrete (organische Säuren, Schleimstoffe, GRPs) wirken synergistisch mit Bodenverbesserern, um Metall-organische Komplexe zu bilden, wodurch die Konzentration aktiver Ionen, die in Zellen eindringen, reduziert wird. Zellwand- und Membranbarrieren: Metallionen werden hauptsächlich durch –COOH- und –OH-Gruppen an der Zellwand gebunden. Die Expression von Metallionentransportern (wie ZIP-, HMA-Familien) auf der Plasmamembran wird bei geringer Metallverfügbarkeit herunterreguliert. Intrazellulär freigesetzte organische Säuren (wie Zitronensäure, Äpfelsäure) bilden Chelate mit Metallen oder gelangen zur Sequestrierung in Vakuolen. In-vivo-Transportwege: Abnahme des Transferkoeffizienten von Wurzel → Stängel → Blatt. Wurzelzellen sequestrieren Schwermetalle in Vakuolen. Oberirdische Teile werden hauptsächlich über symplastische Wege transportiert, wobei der Anteil deutlich reduziert ist. (C) Quantitative Pfeile und Effekte Nach der Bodenverbesserung zeigt der Pfeil von „aktiven Schwermetallen → unlöslichen Komplexen/mineralisierten Formen“. Bodenwirksames Metall ↓ (Cu, Cr, Cd, Pb, Zn, Ni) Wurzelaufnahme ↓ Spross-/Kornverlagerung ↓ Endgültige Anzeige: Reduzierte Schwermetallmobilität und Bioverfügbarkeit → Verbessertes Maiswachstum & geringeres Risiko für die Nahrungskette III. Zeichenvorschläge Hintergrundschichtung: Maispflanzen oben, Wurzelsystem unten, Rhizosphärenbereich in der Mitte, Komposit-Bodenverbesserer und Bodenschicht unten. Es können verschiedene Farben verwendet werden