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经济快速发展、城市化进程加快、污泥土地利用以及化肥农药的不合理施用导致的土壤重金属污染一直是国内外关注的焦点环境问题之一。土壤重金属污染不仅导致粮食减产,还可以经过植物—食物链富集而影响人体健康。我国人均土地面积相对较少,土壤重金属污染相对普遍。因此,研发安全高效、价廉易行的土壤重金属污染修复技术具有重要意义。论文在广泛的文献调研、综述基础上,基于材料安全高效、价廉易得、稳定性能好的原则,筛选了过磷酸钙磷肥、石灰以及斑脱土作为本实验钝化材料。通过污染土壤钝化实验和盆栽实验,研究土壤重金属在30天、60天以及90天钝化效果,初步探讨钝化机理,筛选适宜重金属复合污染土壤修复的高效、廉价、安全钝化剂,为复合重金属污染土壤修复提供技术支撑。具体研究成果如下:(1)本研究所选钝化剂:过磷酸钙磷肥(G)、石灰(S)、斑脱土(B)。不同钝化剂对土壤中Zn、Cd、Pb、As的钝化率随钝化时间增加而不断升高。其中,土壤Zn在60d时,17号(G:7.68mg/kg;S:30mg/kg;B:50mg/kg)、18号(G:7.68mg/kg;S:30mg/kg;B:90mg/kg)、25号(G:17.68mg/kg;S:30mg/kg;B:70mg/kg)、24号(G:17.68mg/kg;S:10mg/kg;B:90mg/kg)的钝化效果最好,钝化率分别为63.9%、62.5%、61.1%和60.7%;25号、18号、17号钝化剂对土壤Cd的钝化效果最好,90d钝化率分别为49.7%、52.3%、56.9%,60d钝化率分别为46.4%、48.1%、59.8%,30d钝化率分别为46.3%、48.3%、48.8%;25号、9号(G:12.68mg/kg;S:30mg/kg;B:90mg/kg)、10号(G:7.68mg/kg;S:20mg/kg;B:70mg/kg)、6号(G:12.68mg/kg;S:10mg/kg;B:90mg/kg)、13号(G:7.68mg/kg;S:10mg/kg;B:70mg/kg)、16号(G:7.68mg/kg;S:30mg/kg;B:70mg/kg)、24号钝化剂对土壤Pb的钝化效果最好,其中25号、9号、10号钝化剂60d钝化率分别为62.8%、60.2%、60.0%,6号、13号、16号、24号钝化剂30d钝化率分别为55.6%、55.5%、55.8%、55.9%;17号、18号、25号和11号(G:7.68mg/kg;S:20mg/kg;B:50mg/kg)钝化剂对土壤As的钝化效果最好,18号、25号、11号钝化剂60d钝化率分别为45.1%、47.0%和43.6%,17号钝化剂对于As在90d钝化率为49.4%。(2)18号、25号对土壤复合污染的钝化效果最好。对土壤Cd、Pb、Zn、As在90d平均钝化率为57.98%(18号)、56.58%(25号);对土壤Cd、Pb、As的60d平均钝化率为54.03%(25号),90d平均钝化率55.4%(18号);对土壤Zn、Cd、As的90d平均钝化率为57.77%(18号)、55.53%(25号);对于土壤Zn、Pb、As的90d平均钝化率为57.37%(18号)、56.47%(25号);对土壤Zn、Cd的30d平均钝化效率为50.95%(25号),90d平均钝化效率为62.75%(18号),60d平均钝化效率为56.7%(25号);对土壤Zn、Pb的60d平均钝化率为62.25%(25号);对土壤Zn、As的60d平均钝化率为53.8%(18号),90d平均钝化率为54.85%(25号);对土壤Cd、Pb的30d平均钝化率为49.9%(25号);对土壤Cd、As的60d平均钝化率为46.6%(18号)、50.9%(25号);对土壤Pb、As的60d平均钝化率分别为46%(18号)、54.9%(25号)。(3)盆栽实验表明,用18号、25号优势钝化剂处理污染土壤90d时种植小白菜和油菜,对钝化土壤中Cd、Pb、Zn、As的再活化程度很低,与空白对比,9、17、18、25号钝化剂处理下小白菜和油菜根际土/非根际土的有效态Cd、Pb、Zn、As增幅很小,钝化剂处理土壤中油菜、小白菜长势良好,生物量增加,对Zn、Cd、Pb、As富集能力较低。(4)由土壤钝化实验和盆栽实验结合,得出18号和25号对复合重金属Zn、Cd、Pb、As钝化效果最好。两组优势钝化剂组合在90天处理时,p H均有所升高,且土壤中重金属形态均由活跃性高的SE、WSA形态向活跃性低的OM、RES形态转化。其中25号对Zn、Cd、Pb、As形态转化程度更明显,OM的增加说明土壤中有机质含量有所提升,促进了钝化作用,重金属形成难溶性沉淀(如硫化物)使RES含量得以增加,影响重金属迁移转化有利于修复的进行;另一方面,18号和25号处理下的土壤p H在60天-90天提升且趋于稳定。石灰在两组钝化剂作用时,作为添加剂存在,主要机理是保持土壤酸碱度稳定,防止重金属进一步活化。而过磷酸钙磷肥的施入,不但可与重金属形成沉淀,减弱Zn、Cd、Pb、As的活跃态,增加RES的含量,还可作为肥料保证土壤肥力。在25号组合中充分证明了过磷酸钙磷肥的优异钝化效果。对于18号组合,斑脱土成分相对较高,其较大的比表面积及微孔道存在了大量可交换阳离子,易与土壤中的H+、Al3+等发生置换,另一方面对Zn、Cd、Pb、As起到良好的吸附固定作用。