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2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示,我国耕地土壤点位超标率为19.4%,其中轻微、轻度、中度和重度污染分别占13.7%、2.8%、1.8%和1.1%,主要受到Cd、As、Hg、口Cr等重金属污染,尤以西南和中南地区最为严重；Cd、Hg、As和Pb等4种重金属含量呈现沿西北向东南、东北向西南逐渐升高的态势,工矿业、农业和交通运输业等人类活动是造成土壤重金属污染和超标的主要原因。进入土壤中的Pb、Cd不被微生物降解,不仅能使土壤肥力、作物的产量与品质下降,还能在动植物体内富集积累,最终通过食物链进入人体,影响人体健康。近年来,我国相继出现Pb、Cd污染事件,如陕西凤翔的“血铅事件”、湘和化工厂的“Cd污染事件”、广东和湖南等省的“镉米污染事件”等,引起政府、公众和学术界的广泛关注。因此,发展Pb、Cd污染土壤的修复技术成为环境科学领域的热点研究问题。目前,Pb、Cd污染土壤的修复技术主要有客土法、热处理法、电动修复法、植物修复法、化学固定法和淋洗法等,这些方法存在修复时间长、成本高、效率低或造成二次污染等问题,采用多种技术联合修复重金属污染土壤逐渐受到学术界的青睐。通过淋洗提高土壤中Pb、Cd的生物有效性,结合植物修复治理Pb、Cd污染土壤,具有广阔的发展前景。为此,本研究制备了模拟Pb、Cd的单一和复合污染土壤,设置3个污染水平(轻度、中度和重度污染),采用振荡淋洗实验,考察有机螯合剂(EDTA、EDDS和柠檬酸)和生物表面活性剂(鼠李糖脂)对模拟污染土壤的淋洗效果,筛选出对Pb、Cd具有最佳淋洗效果的螯合剂,研究有机螯合剂、生物表面活性剂淋洗土壤中Pb、Cd的动力学特征；采用土柱淋溶实验,优化EDTA和鼠李糖脂的配比,获得联合淋洗复合污染土壤中Pb、Cd的动力学特征；比较土柱淋溶前后土壤中Pb、Cd形态的变化,揭示EDTA和鼠李糖脂对Pb、Cd的联合淋溶机制,为植物修复Pb、Cd污染土壤提供基础。取得了如下主要研究结果：1.考察了EDTA、EDDS和柠檬酸(CIT)的浓度和初始pH对污染土壤中Pb、Cd的淋洗效果,获得3种污染水平的土壤中Pb、Cd的最佳淋洗条件：淋洗剂浓度为0.025 mol/L,初始pH 7。淋洗剂对Pb、Cd复合污染土壤与单一污染土壤的淋洗率变化趋势相同,均随土壤污染程度的增加而增加；3种螯合剂对单—污染土壤的淋洗率比复合污染土壤高,对Cd的淋洗率大于Pb。准二级动力学方程能够很好地描述3种有机螯合剂对污染土壤中Pb、Cd的淋洗过程。EDTA和EDDS淋洗单一污染土壤是一个慢速过程,Pb、Cd淋洗分别在120和180 min达到平衡；CIT淋洗Pb、Cd相对较快,分别在45和60 min达到淋洗平衡。EDTA对Pb轻度、中度和重度污染土壤的最大淋洗率分别为81.89%、82.91%和84.4%,Cd污染土壤分别为93.16%、93.62%和94.09%；EDTA对Pb、Cd的最大淋洗率比EDDS和CIT高。对于单一和复合污染土壤,3种螯合剂对Pb、Cd的淋洗速率常数均为轻度污染土壤>中度污染土壤>重度污染土壤,淋洗能力表现为CIT> EDDS> EDTA, Pb的淋洗速率常数大于Cd。总体来看,单一污染土壤中Pb、Cd的淋洗速率常数大于对应的复合污染土壤,而EDTA和EDDS对重度复合污染土壤中Pb的淋洗速率常数比对应的单一污染土壤高。2.考察了鼠李糖脂的浓度和初始pH对污染土壤中Pb、Cd的淋洗效果,获得3种污染水平的土壤中Pb、Cd的最佳淋洗条件：鼠李糖脂浓度为0.025 mol/L,初始pH 7。鼠李糖脂对Pb、Cd复合污染土壤与单一污染土壤的淋洗率变化趋势相同,均随污染程度的增加而增加；鼠李糖脂对Pb单一污染土壤的淋洗率小于复合污染土壤,而Cd恰好相反。鼠李糖脂淋洗Pb、Cd是一个快速过程,分别在30和25 mmin达到淋洗平衡,且对Cd的淋洗速率常数大于Pb,明显快于3种有机螯合剂。对于单一和复合污染土壤,Pb、Cd的淋洗速率常数均为轻度污染土壤>中度污染土壤>重度污染土壤；复合污染土壤中Pb、Cd的淋洗速率常数大于对应的单一污染土壤。3.采用土柱淋溶实验,用EDTA和鼠李糖脂联合淋洗复合污染土壤中的Pb、Cd。随着混合淋洗液体积的增加,两种重金属的淋溶率均呈现逐渐升高到趋于平衡的过程；随着EDTA与鼠李糖脂配比的增加,两种重金属的淋溶率呈现先升高、达到最大值、再降低的变化趋势。当EDTA和鼠李糖脂的配比为1.5：1时,Pb、Cd的淋溶率达到最大,轻度、中度和重度污染土壤中Pb的淋溶率分别为82.97%、87.61%和91.45%,Cd分别为85.45%、89.25%和93.88%,以重度污染土壤的淋溶效果最好。准二级动力学方程可以很好地描述EDTA和鼠李糖脂对复合污染土壤中Pb、Cd的联合淋洗过程,获得轻度、重度和重度污染土壤中Pb的淋溶速率常数分别为0.00092、0.00080和0.00072 kg.mg-1.min-1,Cd分别为0.0004、0.00025和0.00021kg.mg-1.min-1,淋溶速率常数均比它们单独淋洗时低。4.研究了联合淋洗前后污染土壤中Pb、Cd的形态变化,发现联合淋洗能够有效去除土壤中可交换态和碳酸盐结合态,其次为有机结合态,对铁锰氧化物结合态的淋洗效果较差,几乎不淋洗残渣态。EDTA与鼠李糖脂联合淋洗污染土壤中Pb、Cd是配位螯合和胶束增溶共同作用的结果。