不同鈍化劑對重金屬污染土壤的修復效應

北極星節能環保網訊:大量研究通過對土壤母質分析後認為，土壤中的Al、Mn、Ni、Cr等元素主要來源於自然界中的風化、變質等物理化學過程，且不同元素間的富集情況可能因為土壤母質地質年代變化的不一致而存在差異，如Al, Mn被認為是來自古生代和中生代等最古老的地質岩石中，Ni、Cr來自於上新世鬆散沉積等地質區。Pb、Hg、Cd等重金屬元素的分布則多與人為活動因素有關。

隨著城市化和工業化的快速發展，採礦、冶煉等工礦企業排放的「三廢」，煤和石油等礦物燃料的燃燒以及農藥化肥的過量施用，重金屬通過各種途徑進入土壤。由於重金屬不能被微生物降解，很難消除，其在土壤中積累到一定程度就會對土壤-植物系統產生毒害，導致土壤質量退化、農作物產量和品質降低，惡化水文環境，並隨著食物鏈呈現逐級放大的現象，進而危及人體健康。

當前，國內外常用的土壤重金屬治理方法主要有物理、化學和生物法，並且針對土壤重金屬污染治理，思路已由將重金屬完全去除轉變為實行基於風險控制的策略。採用化學鈍化修復技術，通過向重金屬污染土壤中添加鈍化劑使重金屬在土壤中的各賦存形態發生變化，主要目的是將重金屬由生物有效性高的可交換態和碳酸鹽結合態向生物有效性低的有機結合態和殘渣態轉化，降低其生物有效性是治理重金屬污染土壤的有效途徑之一，並且該技術具有處理時間短、經濟廉價、適用範圍廣等優點。

湖南省某重金屬修復工程

常用的化學鈍化劑主要類型有無機類、有機類、微生物類及新型複合材料。無機類鈍化劑主要包括粘土礦物(海泡石、沸石、膨潤土、高嶺土等)、工業副產品(粉煤灰、飛灰、石灰、赤泥、硅粉、石膏等)、磷酸鹽類和金屬氧化物(過磷酸鈣、磷礦粉、鈣鎂磷肥、羥基磷灰石、磷酸鹽、氧化鎂等)及其他一些工農業廢棄物(泥炭、礦渣、水泥等);有機類鈍化劑主要包括動物糞便、秸稈、生物炭、黑炭、城市生活污泥等;微生物鈍化劑主要包括菌根、還原菌等;新型複合材料主要有改性物質材料、無機有機物質複合搭配材料、納米材料等。由於土壤固有基質的複雜性，以及重金屬污染土壤中大多以多種重金屬共存形成複合污染，在重金屬之間、重金屬與土壤界面之間存在複雜的相互作用。因此針對不同類型土壤中的重金屬選擇不同鈍化劑進行修復時其鈍化效果也不盡相同。然而，目前大多數研究只針對某一種重金屬進行修復，有關同時鈍化、同步修復多種重金屬複合污染土壤的報道尚少。

土壤中的重金屬與鈍化劑之間發生吸附、絡合及共沉澱等物理化學反應來調節和改變重金屬在土壤中的存在形態，主要是降低重金屬的生物有效性，進而降低重金屬對植物和人體等生物受體的毒性，達到修復污染土壤的目的。一般地，重金屬不同形態的生物有效性差異也較大，且相互之間關係密切，重金屬形態與生物有效性之間的關係大小，一般表現為可交換態>碳酸鹽結合態>鐵錳氧化物結合態>有機結合態>殘渣態。而重金屬的生物有效性，主要是指植物能夠吸收利用的那部分，相對於重金屬的分級形態來說，可交換態、碳酸鹽結合態的有效性最高，鐵錳氧化物結合態次之，有機結合態有效性較低，而殘渣態對植物而言幾乎無效。

在20%添加濃度下，坡縷石、鋼渣、磷礦粉能顯著降低土壤中5種重金屬Pb、Cu、Zn、Cd、As的生物有效態含量。

鈍化劑能使植物易吸收的可交換態和碳酸鹽結合態降低，而使難吸收的殘渣態增加。20%的磷礦粉能使殘渣態Pb、Cu、Zn及鈣型砷顯著增加，使可交換態Cd和Zn以及碳酸鹽結合態Zn顯著下降;20%鋼渣使可交換態Cd、Zn及鐵型砷顯著下降，使殘渣態Cu、Zn顯著增加;20%的坡縷石使殘渣態Pb、Zn顯著增加，可交換態Pb、Cd顯著下降。

4種鈍化劑中，木炭和坡縷石具有較大的比表面積和孔容，對重金屬的鈍化機子以吸附和表面絡合為主;鋼渣和磷礦粉雖然比表面積和孔容較小，但具有較高的pH值，對重金屬的鈍化機制以化學沉澱為主。

原標題:不同鈍化劑對重金屬污染土壤的修復效應

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