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近年来随着工业的迅猛发展,含重金属的污染物通过各种途径进入土壤,使生态环境受到了严重破坏。生物炭/铁酸锰复合材料由于其具有特殊的性质和结构,在土壤重金属修复方面效果显著。但是,当外界环境变化时,生物炭/铁酸锰的性质可能随之变化,从而影响其固定重金属的长期稳定性。本实验通过制备生物炭/铁酸锰复合材料并模拟老化实验,测定老化过程中土壤重金属的TCLP浸出毒性变化,pH的变化,重金属形态的变化,生物炭理化性质的变化,研究生物炭老化过程对固定土壤重金属长期稳定性的影响。主要研究结果如下:(1)为了考察生物炭(BC)、生物炭/铁酸锰复合材料(BC/FM)对Pb-Cd复合污染土壤的稳定效果,采用定量加速老化方法,对不同稳定剂投加量的土壤进行模拟老化。结果表明,随老化时间的推移,土壤TCLP提取态Pb、Cd含量均呈上升趋势,而pH呈下降趋势。老化作用对稳定剂固定土壤重金属产生不利影响。(2)为了考察冻融和雨水冲别对Pb-Cd复合污染土壤固定效果的影响,研究了10 g/kg稳定剂投加量的铅镉复合污染土壤,在冻融循环、雨水、定量加速三种老化方式下,模拟老化100年5个时间段的土壤TCLP浸出毒性、pH以及金属形态的变化。结果表明,模拟老化后BC和BC/FM浸出毒性均有不同程度增加,其中BC对铅、隔的稳定受冻融循环影响较大,分别增加52.33 mg/kg、2.96 mg/kg;BC/FM对铅、隔的稳定受雨水影响较大,分别增加88.23 mg/kg、6.26 mg/kg。同时,在老化过程中生物可利用形态有所增加,残渣态有所减小,进一步证明老化作用对稳定剂固定土壤重金属产生不利影响。(3)老化前后的BC和BC/FM,其理化性质存在差异,不同老化处理的BC和BC/FM之间也存在差异。通过SEM-EDS、BET、FTIR等技术对其老化前后的组成、形貌和结构等进行了表征。同时利用吸附等温线实验研究老化前后对铅镉的吸附效果。结果表明,在三种老化方式的培养下,BC和BC/FM的表面结构受到破坏,C、O、Fe、Mn元素含量发生变化,大部分官能团伸缩振动峰减弱,老化后稳定剂的吸附能力明显减弱。