凹凸棒是一种廉价易得的无机矿物材料,为含水的层链状镁质硅酸盐矿物。由于其具有的吸附性、离子交换性被应用到土壤重金属污染的原位钝化修复中。天然凹凸棒除含有晶体结构,还含有许多的结晶水和酸易溶物质,因此为了更好地发挥凹凸棒的吸附性能,通常对凹凸棒进行热处理或酸处理,以打通凹凸棒的内部通道,暴露出更多的内表面和吸附中心。本文所用凹凸棒选用甘肃靖远,经自然风干、破碎、高温改性、冷却制得土壤重金属修复钝化剂,通过钝化人工重金属污染土壤研究其经过不同的改性温度、不同的改性时间对凹凸棒钝化重金属的影响。用选出的最佳热改性条件得到的凹凸棒作为钝化剂,钝化白银市东大沟附近实际重金属污染的土壤,通过测定土壤pH值,土样中重金属的水溶态、DTPA萃取态,采用BCR连续提取法,测定测定土样中Cu、Zn、Ni的酸溶态、还原态、氧化态和残渣态4种化学形态分布,以分析热改性凹凸棒对土壤中重金属的钝化效果的影响。实验结果表明:(1)较低温度(<350℃)、较短的改性时间(<0.5 h)对凹凸棒钝化重金属的影响较小,当改性温度为350℃和400℃时,凹凸棒的钝化容量提高最显著,改性温度大于400℃时,凹凸棒的钝化容量开始降低,并且在较高温度下,改性的时间越长,其对重金属的钝化容量越小,甚至低于未改性的凹凸棒。添加钝化剂能显著降低玉米植株中重金属Cu、Zn、Cr、Ni的含量,并且随着钝化容量的提高,玉米植株中重金属Cu、Zn、Cr、Ni含量也相应的降低。(2)凹凸棒的p H呈碱性,在30天钝化处理后,土壤p H有所上升,并且随着凹凸棒添加量的增加,土壤pH也呈递增趋势,对重金属Cu、Zn、Ni来说,土壤pH的升高更利于被钝化。(3)钝化剂添加能显著降低重金属的水溶态和DTPA提取态的含量。钝化剂在较低添加量下,土壤中Cu、Zn、Ni水溶态降到最小,当钝化剂添加量的增加时,其变化不再明显。Cu和Zn的DTPA提取态随着钝化剂增加,逐渐降低。当钝化剂添加量为64 g/kg时Ni的DTPA提取态降到最小。(4)钝化剂添加量为32 g/kg时,随着钝化剂添加量的不断增加,促使C u的酸溶态、还原态、氧化态向残渣态转化;Zn的酸溶态、还原态向残渣态转化;Ni在土壤中主要以酸溶态和残渣态形式存在,随着钝化剂添加量的不断增加,促使Ni酸溶态向残渣态转化。(5)土壤中Cu、Zn、N i的DTPA提取态与各化学形态有显著的相关性,而其水溶态与各化学形态的相关性不显著。Cu和Zn的酸溶态与残渣态有显著负相关性,与还原态、氧化态有显著正相关性。土壤中Ni酸溶态与残渣态有显著的负相关性。(6)添加钝化剂能显著降低土壤中重金属的可迁移率。当钝化剂添加量达到64g/kg时才表现出对土壤中Cu可迁移率的影响,并且随着添加量的逐渐增加,Cu的可迁移率也逐渐降低;随着钝化剂添加量的不断增加,土壤中Zn的可迁移率逐渐降低,当钝化剂添加量达到256g/kg时,土壤中Zn的可迁移率最低,添加钝化剂AT37(400℃,1.0h)、AT38(400℃,1.5h)、AT39(400℃,2.0h)时,Zn的可迁移率从较强活力将为低活力;当钝化剂添加量达到64g/kg时,土壤中Ni的可迁移率达到最小,随着钝化剂添加量的增加,可迁移率的变化不再明显。