几种固定剂对镉污染土壤的原位化学固定修复效果

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1、李佳华等：几种固定剂对镉污染土壤的原位化学固定修复效果2275几种固定剂对镉污染土壤的原位化学固定修复效果李佳华1,2，林仁漳3，王世和1，郭红岩2，王晓蓉21.东南大学市政工程系，江苏南京210096；2.污染控制与资源化研究国家重点实验室//南京大学环境学院，江苏南京210093；3.泉州市环保局，福建泉州362000摘要：在野外现场条件下，开展了硅肥、钙镁磷肥、石灰和骨炭粉等多种材料对镉污染土壤的固定修复研究。结果表明，施用这几种固定剂后不同程度地抑制了玉米（ZeamaysL.）对Cd的吸收,其中骨炭粉和石灰的效果最好，在0.5%的施用量下，这两种固定剂可使玉米可食部位Cd含

2、量降低到安全限量标准水平。而其它处理在本研究条件下未能使作物Cd含量降低到安全范围。固定剂抑制植物吸收Cd的效果从大到小顺序依次为：骨炭粉≈石灰﹥硅肥≈钙镁磷肥﹥高炉渣≈钢渣。形态提取分析表明，施用固定剂处理使土壤Cd的水溶态、可交换态和碳酸盐结合态减少，而有机结合态和残渣态增加，说明促进Cd从有效态向缓效/迟效态转化是固定剂抑制植物吸收Cd的重要机制。关键词：固定剂；镉污染；原位化学固定；土壤修复中图分类号：X53文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）06-2271-05李佳华等：几种固定剂对镉污染土壤的原位化学固定修复效果2275土壤是人类生存与发展的重要自然资

3、源和整个陆地生态系统赖以存在的基础，对于农业可持续发展和人类的生存都非常重要[1]。随着现代化进程的推进，我国土壤污染的问题日益严重,其中每年因重金属污染土壤引起的粮食减产达上千万吨，对耕地资源可持续利用和粮食生产安全提出了严峻的挑战[2-4]。土壤重金属污染的修复研究已成为国内外环境科学领域的热点课题之一[5-6]。不同土壤重金属污染的类型因针对性差异治理修复方法不同[7-8]。原位化学固定就是通过往土壤中加入外源添加物固定剂,调节和改变重金属在土壤中的物理化学性质,使其产生沉淀、吸附、离子交换、腐殖化和氧化—还原等一系列反应,降低其在土壤环境中的生物有效性和可迁移性,从而减少这

4、些重金属元素对动植物的毒性[9-10]。这种修复方法因投入低，修复快速，对于农业生产活动中所造成的大面积中低度污染以及土壤酸化加剧引起的重金属活化问题的解决具有优越性，能更好地满足当前治理土壤中重金属污染以及保障农产品安全生产的迫切要求[11-13]。以往在化学固定修复研究方面取得了不少进展[14-16]，但是野外固定修复的效果受当地自然环境条件影响较大，研究条件的差异导致不同研究结果之间缺乏可比性。基于此，需针对具体环境条件开展针对性的研究，在此基础上才能提出有效控制措施[13]。Cd是一种常见的重金属元素，在土壤中的活性较强,很容易被作物吸收而污染食物链,危及人类健康[17-1

5、9],因此，Cd的土壤污染修复研究更有现实意义。本研究区域八卦洲土壤为江苏沿江典型农业土壤，主要特征是因土壤酸化诱导Cd的活化，提高Cd的生物可利用性，导致农产品Cd含量超标。本研究选用了6种碱性固定剂，通过野外现场调控试验，考察不同固定剂对玉米（ZeamaysL.）吸收Cd的抑制效果以及对土壤Cd形态变化的影响，并初步探讨了固定剂作用下Cd化学形态和生物可利用性的相关性，以期为解决江苏沿江土壤重金属污染和食品安全问题提供初步的科学依据和技术支持。2材料与方法2.1修复地点和试验时间修复试验点位于八卦洲镇新河路旁，经纬度：32°10′22.8〞，118°49′22.8〞。土壤基本理

6、化性质为：pH5.05±0.21，CEC：21.38cmol·kg，有机质：1.75%，容重：1373kg·m-3；全Cd：0.35mg·kg-1，全Cu：51mg·kg-1，全Zn：270mg·kg-1，全Pb：40mg·kg-1。试验时间为2007年2月—2007年7月，种植作物为玉米（ZeamaysL.）。2.2固定剂来源及性质及成分固定剂有六种，其中石灰（轻质碳酸钙）、硅肥、钙镁磷肥、骨炭粉均为市售产品；钢渣、高炉渣取自南京市钢铁集团炼钢厂。固定剂性质参见文献[13]，其中重金属含量均在《有机-无机复混肥料国家标准》（GB18877-2002）、《农用污泥污染物控制标准》（

7、GB4284-84）和《农用粉煤灰污染物控制标准》（GB8173-87）允许值内。2.3试验处理将一300m2李佳华等：几种固定剂对镉污染土壤的原位化学固定修复效果2275的长方形地块，平整后用PVC隔板隔为若干1m×2m的长方形小区，隔板埋深25cm。每3个相邻的小区为1组平行，不同处理之间间隔1m隔离带。对照记为CK，石灰、硅肥、钙镁磷肥、骨炭粉、钢渣和高炉渣分别记为A、B、C、D、E、F，下标标号1、2、3代表固定剂的添加水平分别为小区耕作层土壤重量的0.05%