生物炭/石灰混施对重金属复合污染土壤的稳定化效应

摘要：

采用室内模拟实验,以南方砷镉铅复合污染的酸性红壤为对象,利用化学钝化原理,探讨钝化材料对重金属稳定化的技术效果及应用配方,以期为砷镉铅复合污染红壤修复与安全利用提供依据.具体做法为:选择生物炭(BC)和石灰(SH)为钝化材料,以土壤重量的1％、4％为材料添加量,单一或混合施用于砷镉铅复合污染土壤,并于恒温(25℃)条件下培养60d,在实验进行至第1天、第30天、第60天时取样,测定红壤酸碱度(pH)和水溶态(Water soluble)有效砷(As)、镉(Cd)、铅(Pb)即WSAs、WSCd、WSPb含量,以及土壤重金属As、Cd、Pb结合态含量与占比的变化,明确生物炭石灰单/混施对重金属的稳定化效应.结果表明:生物炭/石灰无论单施或混施均能不同程度地降低土壤中水溶态WSCd和WSPb含量,钝化效率分别为33.51％～78.89％和9.05％～96.24％.而材料单施(1BC、4SH)和两者混施高用量(4BC4SH)处理,均能大幅降低土壤中有效As含量,钝化效率为10.25％～55.27％,其中以两者混施高用量(4BC4SH)处理对土壤重金属As、Cd、Pb协同钝化的效果最佳,当培养实验进行至第60天时,钝化效率依次达55.27％、76.39％和96.24％.培养后土壤中As形态由易被植物吸收的非专性吸附态、专性吸附态转化为稳定的残渣态,土壤中Cd和Pb则由活性最强的酸可提取态转化为残渣态,土壤中As、Cd、Pb的稳定化效应明显,迁移系数下降;此外,生物炭/石灰的单施及混合施用,均可导致土壤酸碱度(pH)显著提升(P<0.05),有利于南方酸化土壤的改良.总体而言,本研究中生物炭/石灰两者混施高用量水平下(4BC4SH)土壤重金属的钝化效果最优,可实现对As、Cd和Pb复合污染红壤的稳定化修复.

关键词：红壤、重金属污染、生物炭、石灰、化学钝化

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资助基金：国家重点研发计划2020YFC1806401

在线出版日期：2021-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：272-286