鉛污染土壤的原位鈍化技術(shù)的研究進(jìn)展

鄧華健，匡 楨

（1.西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400715；2.萬(wàn)盛經(jīng)開區(qū)環(huán)保局，重慶 400800）

據(jù)統(tǒng)計(jì)，過去的50年中大約有7.83×105噸Pb排入土壤環(huán)境中，造成土壤重金屬鉛污染［1］。鉛主要是人類在生產(chǎn)活動(dòng)中排入到土壤中的，具體包括礦產(chǎn)開發(fā)，工業(yè)生產(chǎn)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等［2］。鉛對(duì)人體健康及植物生長(zhǎng)的毒害性極強(qiáng)［3-6］。由于土壤的吸附性，鉛易在土壤中富集。目前，土壤鉛污染的修復(fù)有兩種思路：將鉛從土壤中提取出來(lái)，減少總量；降低鉛的活性。而原位修復(fù)技術(shù)正是在此思路下，向土壤中施加修復(fù)劑降低土壤鉛的危害性。本文對(duì)石灰、生物炭、羥基磷灰石三種常見的修復(fù)劑進(jìn)行論述。

1 原位鈍化修復(fù)技術(shù)

原位鈍化修復(fù)技術(shù)的思路是降低重金屬的活性來(lái)減少其危害。主要是向被污染的土壤添加石灰，生物炭，鋼渣等修復(fù)劑。修復(fù)劑和重金屬反應(yīng)生成沉淀或其他穩(wěn)定物質(zhì)，從而降低重金屬的毒性和遷移能力［7］，同時(shí)改變土壤基本理化性質(zhì)及微生物種群，進(jìn)而抑制土壤中重金屬向農(nóng)作物的遷移。

2 生物炭的修復(fù)機(jī)制

生物炭是指生物質(zhì)在缺氧或厭氧環(huán)境下，經(jīng)熱解處理而得的一種穩(wěn)定多孔的富碳固體物質(zhì)。生物炭可以改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤有機(jī)質(zhì)，提高土壤肥力從而提高農(nóng)作物產(chǎn)量［9］。研究表明，生物炭主要通過絡(luò)合作用，陽(yáng)離子交換作用提高土壤對(duì)Pb的吸附量，進(jìn)而降低土壤Pb的活性。同時(shí)，施加生物炭可有效提高土壤的pH，降低酸性土壤中有效Pb含量［10］。不同的施加量，鈍化效果不同，5%的生物炭投加量可取得顯著的鉛固定效果，考慮到成本問題，生物炭投加量不超過10%［11］。同時(shí)，施加生物炭做修復(fù)劑可改善作物生長(zhǎng)狀況，減少植物對(duì)鉛的吸收量。

3 石灰的修復(fù)機(jī)制

石灰修復(fù)的機(jī)理為石灰呈堿性，可以提高土壤pH，從而減少溶解態(tài)的鉛的含量，而碳酸鹽態(tài)，氧化態(tài)的鉛含量得到提高，從而減少了植物對(duì)鉛的吸收量。有研究表明，施用石灰后土壤的pH會(huì)快速升高。石灰施加量越大，土壤中鉛的有效量越低，并且施加時(shí)間越長(zhǎng)，效果就越不好，可能是時(shí)間增長(zhǎng)后土壤pH得到了降低，鉛有效量又升高［12］。同時(shí)，施加石灰可以提供生物的生物量（株高，莖葉鮮重），用小白菜做實(shí)驗(yàn)，施加石灰后白菜莖葉內(nèi)的鉛降低75%左右，根部鉛含量降低效果不顯著。

4 羥基磷灰石的修復(fù)機(jī)制

羥基磷灰石修復(fù)鉛污染土壤的機(jī)理是土壤中溶解態(tài)的鉛可以和羥基磷灰石反應(yīng)生成羥基磷氯鉛礦沉淀，從而降低了鉛的遷移性和生物有效性。同時(shí)，羥基磷灰石的修復(fù)過程存在溶解沉淀機(jī)理，所以通常還需要對(duì)要修復(fù)的土壤進(jìn)行預(yù)酸化處理。影響修復(fù)效果的主要因素包括溫度、pH值、用量等。pH值在4～5之間，含磷物質(zhì)對(duì)鉛的固定效果最好［13］。