砷污染土壤原位钝化材料修复效果及机制的研究进展
砷是一种常见的有毒物质，在环境中广泛存在。砷污染土壤对环境和人类健康造成了
严重的威胁，因此修复砷污染土壤具有重要的意义。
传统的修复方法包括物理方法、化学方法和生物修复方法。这些方法存在一定的局限性，比如高成本、操作复杂、影响土壤生态环境等。开发一种高效、低成本的土壤修复方
法势在必行。
近年来，一种新的土壤修复技术——原位钝化材料修复技术得到了广泛关注和应用。
这种技术利用钝化材料吸附和固化砷，将其转化为难溶于水的化合物，从而降低砷的毒性。原位钝化材料修复技术具有操作简单、成本低廉、对土壤生态环境无害等优点，因此被认
为是一种有潜力的修复方法。
目前，研究人员已经发展出了多种原位钝化材料，如铁锰氧化物、硫化铁、硫化锌、
磁锁体等。这些材料具有很强的吸附砷的能力，并且能够有效稳定砷，从而防止其重新释
放到土壤中。
研究表明，不同的原位钝化材料对砷的修复效果有所不同。铁锰氧化物在修复砷污染
土壤方面具有很好的效果。研究发现，铁锰氧化物具有很高的吸附砷能力，而且能够在不
同的土壤环境中稳定砷。一些研究还发现，将铁锰氧化物与有机改良剂结合使用可以进一
步提高修复效果。
针对原位钝化材料修复机制的研究也取得了一定的进展。研究表明，原位钝化材料的
修复机制主要包括吸附砷、离子交换和沉淀等过程。吸附过程是最为关键的一步，吸附材
料的高表面积和活性位点能够极大地促进砷的吸附反应。
目前对于原位钝化材料修复效果及机制的研究还相对较少，仍有很多问题需要进一步
研究和探讨。原位钝化材料在不同土壤环境下的修复效果会有很大的差异，需要进一步研
究影响因素；原位钝化材料修复后土壤的持久性和长期效果也需要进行深入研究。
原位钝化材料修复技术是一种有潜力的砷污染土壤修复方法。通过进一步的研究和应用，可以提高修复效果并揭示其修复机制，为砷污染土壤的修复提供科学依据和技术支
持。
重金属钝化技术修复污染土调研报告 一、原位钝化修复技术简介 原位钝化修复，指利用化学、生物等措施改变重金属污染物在土壤中的化学形态和赋存状态，从而降低重金属的生物有效性和迁移性，减少植物对重金属的吸收，主要以化学固定法和微生物修复为代表。鉴于土壤重金属污染常常涉及面积很大，各种工程修复措施的成本过高，因此发展原位钝化方法是目前中轻度污染土壤修复的较好选择。 土壤重金属钝化修复包括固化和稳定化两个概念，其中原位化学钝化修复是向重金属污染土壤中加入一种或多种物质，通过发生吸附、沉淀、离子交换、氧化还原等一系列反应，改变重金属在土壤中的化学形态、赋存状态，其主要目的是降低因土壤环境的微小变化或土壤生物活动而活化的土壤重金属污染物的迁移能力和生物有效性。钝化剂的添加并不能将重金属污染从土壤中去除，但是可以影响其形态分布，通过将可提取态的重金属转化为残渣态，减少土壤重金属污染对环境和人类健康的危害，从而达到修复污染土壤的目的。 图1 农田重金属污染钝化 重金属钝化现在是农田土壤重金属修复的主要技术，近年来研究迅速，专利情况如下图所示。
图2 重金属钝化专利分析 二、技术原理 不同的钝化过程和反应机制将直接影响钝化修复效果。如果钝化修复材料，如石灰等，仅通过改变土壤pH来降低重金属的生物有效性，这种钝化是不稳定的，一旦土壤pH通过缓冲或其他因素降低，那么环境风险又将重现；如果钝化材料通过提高土壤pH和增加吸附量两种作用，土壤重金属的这种钝化作用则相对稳定，其稳定性依赖于土壤及钝化修复剂的缓冲容量和钝化修复剂的吸附容量；如果修复材料通过矿物晶格层间吸附或形成沉淀，钝化效果则依赖于重金属污染物的固液平衡动力学特征及沉淀的溶度积Ksp，其钝化效果也相对持久稳定。 土壤中重金属的钝化过程与添加材料有关，主要包括以下几个方面作用机理: 吸附、沉淀、络合、离子交换和氧化还原等。 （1）沉淀作用 通过向污染土壤中施入石灰等碱性物质，随着pH值的升高，更易于使重金属水溶态形成氢氧化物或者碳酸盐结合态沉淀，并且随着土壤pH值提高，土壤表面负电荷也会增加，增强了土壤对重金属的亲和性，从而降低土壤中重金属迁移性和毒性。 （2）吸附作用和离子交换作用
砷污染土壤原位钝化材料修复效果及机制的研究进展 砷是一种广泛存在于自然界和工业生产中的有毒元素，其对人体健康和环境造成的危 害日益引起人们的关注。砷主要以其氧化物的形式存在于土壤中，高浓度的砷污染土壤对 土壤生态系统和农作物种植造成严重影响。寻找高效、环保的土壤修复方法成为当前研究 的热点之一。原位钝化材料修复砷污染土壤在近年来备受关注，其修复效果及机制的研究 逐渐成为学术界的重点。 原位钝化材料修复砷污染土壤是指通过在污染土壤中添加可固定砷的材料，采用原位 技术修复土壤中的砷污染。这种方法相对于传统的土壤修复方法来说具有速度快、成本低、操作简单、对土壤质地无要求等优点，因此备受研究者的青睐。该方法的研究进展主要包 括原位钝化材料的筛选及其性质分析、修复效果评价、机制探索等方面。 砷污染土壤原位钝化材料的筛选及性质分析是该研究的重要内容之一。钝化材料的种 类和性质直接影响着修复效果和机制的研究，因此需要对不同种类的钝化材料进行筛选和 分析。目前研究中常用的钝化材料主要包括铁、锰氧化物、硅酸铝盐、水杨酸类化合物等。这些材料在土壤中添加后，能够固定土壤中的砷，减少其迁移和生物有效性，从而达到修 复土壤砷污染的目的。在筛选过程中，需要考虑材料的稳定性、渗透性、吸附性能等因素，以确保修复效果的持久性和可靠性。 砷污染土壤原位钝化材料修复的效果评价是研究的关键环节。研究者通常通过土壤培 养实验、小区试验、田间试验等手段，对添加钝化材料后土壤中砷的浓度、分布、生物有 效性等指标进行监测和评价。通过实验结果的分析，可以直观地了解钝化材料的修复效果，进而优化修复方案，提高修复效率。 砷污染土壤原位钝化材料修复的机制研究也是该研究的重点内容之一。砷在土壤中的 迁移和生物有效性受多种因素的影响，包括土壤pH值、有机质含量、铁锰氧化物的存在等。研究者需要通过实验手段，探索添加钝化材料后土壤中砷的形态变化、吸附机制、迁移规 律等，以揭示钝化材料修复砷污染土壤的内在机制。在机制研究过程中，研究者还需要考 虑土壤微生物、植物对砷的影响，进一步完善修复机制的研究框架。 在砷污染土壤原位钝化材料修复效果及机制的研究进展中，研究者们通过对钝化材料 的筛选和性质分析、修复效果评价、机制探索等方面的研究，深入探讨了该技术的应用前 景和机制原理。虽然目前这一领域还存在一些挑战，如修复效果的持久性和可靠性、机制 研究的深入等问题，但随着相关研究的持续进行，相信砷污染土壤的原位钝化材料修复技 术将会得到进一步的完善和推广，为解决砷污染土壤问题提供更加可行和有效的途径。
土壤污染修复技术研究进展近年来，随着城市化进程的加快和工业化程度的不断提高，土壤污染逐渐成为了一个不可忽视的环境问题。土壤污染不仅对农作物生长和粮食安全产生了严重影响，还对生态环境和人类健康构成了威胁。因此，土壤污染修复技术的研究和应用变得尤为重要。本文将介绍土壤污染修复技术的研究进展，并探讨其应用前景。 一、物理修复技术 物理修复技术是通过物理手段去除或分离土壤中的污染物。常见的物理修复技术包括热解吸附、超声波处理和冷冻融化。热解吸附是利用高温分解有机污染物，并通过吸附材料将污染物吸附。超声波处理通过超声波的作用产生高温、湍流和压力效应，使有机污染物发生降解。冷冻融化则是通过将土壤冷冻并利用融化除去土壤中的污染物。 物理修复技术可以通过实验室研究提高其效率和操作方式，但是其应用仍受到一些限制。例如，处理大规模土壤污染的成本较高，且需要大量能源。因此，物理修复技术在实际应用中仍需要进一步的改进和优化。 二、化学修复技术 化学修复技术是通过添加化学剂改变土壤中有害物质的性质或将其固定化。常见的化学修复技术包括土壤酸碱调节、化学还原、氧化还原、沉淀与吸附等。土壤酸碱调节通过添加酸碱调节剂调节土壤的pH 值，从而改变有害物质的溶解度和迁移性。化学还原通过添加还原剂
将污染物转化为较为稳定和不易迁移的物质。氧化还原则是通过氧化 剂将有机物氧化为无害的产物，或还原剂将金属离子还原为较低毒性 的形态。沉淀与吸附利用沉淀剂或吸附剂将有害物质固定在土壤中， 降低其迁移性。 化学修复技术具有操作简单、效果明显等优点，但也存在一定的局 限性。化学修复技术对土壤类型和环境条件的适应性较差，且修复过 程中的副产物可能会对环境造成新的污染。 三、生物修复技术 生物修复技术利用微生物、植物等生物体去降解或吸收土壤中的有 害物质。常见的生物修复技术包括菌修复、植物修复和土壤堆肥等。 菌修复通过添加特定的菌群，利用菌体对有机污染物进行降解和转化。植物修复则是利用植物的吸收、转运和降解能力去修复土壤污染。土 壤堆肥是将污染土壤与有机物混合，利用微生物降解有机污染物的过 程修复土壤。 生物修复技术具有操作简单、成本低、对环境友好等优点。然而， 生物修复技术需要较长的修复时间，且在实际应用中受到生物群落复 杂性和环境因素的影响。 总结起来，土壤污染修复技术的研究进展包括物理修复技术、化学 修复技术和生物修复技术。各种技术具有不同的优势和适用范围，可 以针对不同类型的土壤污染进行修复。未来，应该继续深入研究以提 高修复技术的效率和稳定性，并将其应用于实际环境治理中。只有不
污染土壤修复技术研究进展 土壤是人类生产活动的重要物质基础，是不可缺少、难以再生的自然资源，其管理使用的好坏直接决定着农业生产的成败和人类文明的兴衰。近40年来，随着社会经济的高速发展和高强度的人类活动，土壤受污染面积不断扩大，危害越来越严重，影响到实现可持续发展的战略目标。现代农业改变了自然界原有状况，为追求高产优质，导致化肥和农药大量使用，使土壤污染成为全球性的主要环境问题之一。此外，工业生产、石油开采、交通运输、畜禽养殖及居民生活等工农业生产生活过程中也会排出大量污染物，如多环芳烃、多氯联苯及重金属等，使土壤污染进一步加剧。我国现有耕地约1.3亿hm2，其中约0.2亿hm2耕地受到不同程度的污染，由土壤污染导致的农产品的生态安全问题已不容忽视。由于土壤对环境污染具有汇的作用，土壤中有毒有害化学物质通过大气和水体传递，已危及人类和动物的生存繁衍与生命安全，土壤污染已成为全球性的主要环境问题之一，引起了世界各国的高度重视。因此，开展污染土壤修复活动，对阻断污染物进入食物链，防止对人体健康造成危害，实现社会经济可持续发展是非常重要的。基于此，本文就目前的污染土壤修复技术进行详细综述，以期为土壤污染修复研究提供一些参考。1污染土壤的修复研究及其发展污染土壤修复是指利用物理、化学或生物的方法，转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物，使其浓度降低到可接受的水平，或将有毒有害污染物转化为无害物质的过程。污染土壤修复的研究起步于20世纪70年代后期，在过去的将近40年的时间里，欧、美、日、澳等国制定了大量的土壤修复计划，并投资研究了大量土壤修复技术与设备，积累了丰富的现场修复技术与工程应用经验，成立了许多土壤修复公司和网络组织，使土壤修复技术得到了迅猛发展。我国的污染土壤修复研究起步较晚，在“十五”期间才得到重视，随后列入国家高技术研究规划发展计划，但研发水平和应用经验与美、英等发达国家存在很大差距。近年来，科学技术部、国家自然科学基金委、环境保护部等部门有计划地部署了一些土壤修复研究项目和专题，有力促进和带动了土壤污染控制与土壤修复科学技术的研究与发展。期间，以土壤修复为主题的一系列学术活动也为我国污染土壤修复技术的研究和发展起到了引领和推动作用，土壤修复理论与技术成为土壤科学、环境科学领域研究的新内容。2污染土壤修复技术根据修复原理的不同，污染土壤修复可分为物理修复、化学修复和生物修复3种类型。目前，污染土壤修复技术研究和应用已经比较广泛，包括冶金及化工等污染场地修复、农田污染土壤修复、矿区污染修复及油田污染等的修复，由于不同污染的土壤类型和性质的不同，使用的修复手段也不完全相同，并出现了一些修复技术手段的交叉融合使用。2.1污染土壤物理修复技术物理修复是指通过各种物理过程将污染物从污染土壤中去除或分离的技术。其中热处理技术是应用于场地土壤有机物污染去除的主要物理修复技术，常用的包括土壤蒸气浸提、微波加热、热脱附等技术。2.1.1热脱附技术热脱附技术是指通过直接或间接的热交换，加热土壤中有机污染组分到足够高的温度，使其蒸发并与土壤介质相分离的过程。热脱附技术具有污染物处理范围宽、设备可移动、修复后土壤可再利用等优点，特别是对PCBs等含氯有机污染物，非氧化燃烧的处理方式可以显著减少二噁英的生成。目前，欧美国家已将土壤热脱附技术工程化，广泛应用于高浓度污染场地的有机物污染土壤的离位或原位修复，但是诸如相关设备价格昂贵、脱附时间过长、处理成本过高等问题尚未得到很好解决，限制了热脱附技术在持久性有机物污染土壤修复中的应用。2.1.2土壤蒸气浸提技术土壤蒸气浸提技术是能有效去除土壤中挥发性有机污染物（VOCs）的一种原位修复技术。该技术是将新鲜空气通过注射井注入污染区域，利用真空泵产生负压，空气流经污染区域时，解吸并夹带土壤孔隙中的VOCs经由抽取井流回地上；抽取出的气体在地上经过活性炭吸附法以及生物处理法等
重金属污染土壤修复技术及其研究进展 摘要：随着社会经济的发展，我国的工农业有了很大进展，工农业现代化技术越来越先进。但是随着我国工农业的逐步现代化，许多地区的土壤环境受到不同程度的重金属污染。只依赖传统修复技术已经不能满足治理要求，因此生物修复技术应运而生，因其无害、绿色、环保的优势，得到了广泛的应用。生物修复主要可分为植物修复技术和微生物修复技术两大类，本文首先分析了土壤重金属污染来源及危害，其次探讨了土壤重金属污染修复技术现状，以供参考。 关键词：土壤污染;重金属;土壤修复;植物修复;生物修复 引言 重金属污染在我国环境污染中所占比重较高，对土壤的危害性较大，不仅影响着农作物的产量，还影响着人们的身体健康。目前，对重金属污染土壤修复技术存在多种形式，其中微生物修复技术相较于物理、化学修复技术来说，其较低的成本、效果的稳定性、二次污染小等优势都提高了其应用的广泛性，成为修复重金属污染土壤的重要手段之一。 1土壤重金属污染来源及危害 我国土壤重金属污染地区主要分布在工业核心区域，包括长江经济区、珠江经济区，总体来看，南方污染情况较北方严重。重金属来源主要分为两方面：人为因素和自然因素。自然因素较人为因素产生的影响较轻，伴随地壳运动，地质发生变化，矿物风化，地表径流以及大气迁移产生，此类因素产生影响较小。人为因素是土壤重金属污染的主要来源，近现代我国工矿业发展迅速，各类矿石、煤炭原材料开发量巨大，废弃尾渣露天无序堆放，经过雨水沉降作用进入地表径流；研究表明在矿场、钢制厂、火力发电厂及重工业区周边的土壤重金属检测值明显高于非工业区域。重金属元素大多为人体非必须元素且多数为有害元素，人类长期食用重金超标食物，或是饮用超标饮用水，均会损害人体健康。
重金属污染土壤修复 生物炭对重金属污染土壤修复的研究 1.土壤重金属污染现状 重金属就是指比重大于5.0g/cm3的金属元素，主要包含锌（zn）、银（pb）、镉（cd）、铜（cu）、铬（cr）、镍（ni）、汞（hg）和科东俄金属砷（as）等。近年来， 随着工业化、城市化的不断发展，工业活动、矿产的采矿和炼钢、城市垃圾的处置、污水 烧概、农药和化肥的不合理杀灭、机动车尾气的排放量等人类活动引致大量重金属以各种 相同的形式步入土壤，引发环境质量轻微转差。由于重金属难于在生物物质循环和能量互 换中水解，土壤重金属污染不仅遏制作物生长发育，催生作物早衰，减少产量，并且还可 以通过食物链的天然、传达，危害人体身心健康。尤为轻微的就是，有害重金属在土壤系 统中所产生的污染过程具备隐蔽性、长期性和不可逆性等特点,一旦有害污染物步入土壤，则极难清扫出。随着土壤重金属污染不断激化，因土壤重金属污染导致的病原体事件频发，重金属污染土壤的复原问题逐渐引发了人们的高度关注，逐渐沦为土壤及环境领域的研究 热点和难点。 目前，人类活动是造成重金属在土壤中累积的主要来源。比如，金属矿产资源的开发 利用通常会使矿区及周边地区土壤重金属含量累积；农业活动中肥料和农药的不合理施用 也会造成土壤污染，以磷肥为例，由于磷矿石成分复杂，含有多种重金属，比如zn、cr、pb、cu等，在施入过程中一同被带入土矗进而在土壤中富集。 2.重金属污染土壤修复研究进展 土壤重金属的生物有效性及其对环境危害程度不仅与其总量相关，还与其在土壤中的 赋存形态有关。而重金属污染土壤修复的主要技术手段是更大程度的减少土壤中重金属的 总量和降低其在环境中的有效性。根据修复手段，土壤重金属修复技术大致可以分为物理 修复技术、化学修复技术和生物修复技术。其中，物理修复是指通过物理手段对土壤重金 属进行稀释、热挥发或者移除等，比如客土法、电热法等；化学修复是指通过外源添加修 复材料或土壤自身物质改变土壤环境引起化学反应来达到治理的效果，比如淋洗法、添加 改良剂等（凯迪电厂的炭 化物就属改良剂的一种，属生物炭）；生物复原即为利用生物体去同时实现土壤重金 属的搬迁转变，比如说微生物复原、植物复原等。相同的复原技术各存有好坏，如何因地 制宜地挑选复原技术就是土壤重金属复原的研究方向之一。 重金属污染土壤原位修复是指向污染土壤中投加一种或多种物质，调节土壤理化性质，通过与重金属发生一系列反应，改变重金属在土壤中的赋存形态，降低其生物活性和毒性，减少对环境的毒害作用和在土壤中的迁移积累，达到修复土壤的目的。目前，比较常见的 改良剂主要包括粘土矿物、含磷材料、硅钙物质、金属氧化物、有机物料、生物炭和新型 材料等，如表1-1所示。
某地下水砷污染地块修复案例分析 摘要：积极推进污染地块风险评估和修复治理,既是防治土壤及地下水污染 的重要举措,更是保障人民群众身体健康的必然要求。本文研究地块为某工业地块,通过对该污染地开展土壤与地下水场地环境初步调查、详细调查和风险评估、修复方案比选、修复工程实施、修复效果评估等工作,最终完成该污染地块地下 水砷污染的修复。可为今后异位修复技术在地下水砷污染修复中的应用提供借鉴。 关键词：地下水；砷污染；修复 引言 大量工业企业污染场地的存在，不仅不利于城市的可持续发展，还会对城市 的整体建设造成严重影响。且由于废弃的工业场地大多处于城市待扩建的范围之内，所以，对其进行污染控制和修复势在必行。通常情况下，在场地受到污染后，其会对土壤，空气，地下水环境均造成威胁，而且，还不利于人体健康。在进行 工业场地污染控制以及修复时，对地下水污染进行修复是关键环节，其修复技术 主要包括原位修复、异位修复和监测自然衰减技术。 1工程概况 该污染地块站点面积约7642m2,为某化学材料公司厂区,该公司主要进行罐用 密封胶、水泥及混凝土添加剂和水泥添加剂以及涂料的生产。初步调查发现,场 地部分监测点位地下水中砷、总石油烃和氨氮的检测浓度超出相关标准限值。详 细调查及风险评估结果发现该地块部分区域地下水中重金属砷对建筑工人的致癌 和非致癌风险超出了可接受水平。对于超风险的地下水区域,须进一步采取治理 修复措施,降低或消除场地污染对人体的健康风险。 2地下水环境治理的必要性 长期以来，水资源保护工作的重点主要集中在对地表水环境的保护上。但对 于大部分缺乏地表水资源的地区来说，地下水是唯一可用的水资源，可从当前的
土壤重金属污染及修复效果评价研究进展 随着科学技术的发展，各种土壤重金属污染修复方法在土壤修复方面取得了很大的进步，然而土壤重金属污染及修复效果评价作为土壤重金属污染修复流程中最后也是最关键的一个环节，更为受到人们重视，因此文章对目前主要的土壤重金属污染评价方法及修复效果评价方法进行简述，最后对未来的发展进行展望。 标签：土壤；重金属污染；修复标准；效果评价 引言 在进行土壤重金属污染修复的过程中，土壤本身的特性也会随之变化，土壤中重金属污染物的减少，并不意味着土壤从生态学的角度就是清洁的和安全的。因此，重金属污染的土壤经修复后能否够达到我们对于修复效果的预期、土壤的生态功能能否最大限度的恢复，我们就需要通过科学的方法进行评价，从而确定修复后的土壤能否达标，能否从根源消除土壤污染对人类健康和生态系统产生的威胁。 1 土壤重金属污染评价方法 主要的土壤重金属污染评价方法包括单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、潜在生态风险指数法，具体方法如下： 1.1 单因子污染指数法 该方法是基于单因子污染指数法对土壤中各种重金属做单一污染评价，其公式如下： Pi=Ci/Si 式中：Pi为土壤中污染物i的环境质量指数；Ci为污染物i的实测质量分数（mg·kg-1）；Si为污染物i的评价标准（mg·kg-1）[1]，一般取二类标准。 1.2 内梅罗综合污染指数法 该方法是综合考虑个重金属的污染情况，从而更加全面反应重金属的联合污染程度，同时突出某一种严重污染的重金属的危害，其公式如下： P综=■ 式中：P综为某地区的综合污染指数；（Ci/Si）max为土壤污染物中污染指数最大值；（Ci/Si）av为土壤污染物中污染指数平均值。P综>1表示污染，P综
Fe对土壤As活性的影响及作用机理研究进展 张子叶;谢运河;刘昭兵;柳赛花;田发祥;纪雄辉 【摘要】砷(As)是仅次于镉(Cd)的第二大农田重金属污染物.As在土壤中具有多种价态,且土壤As的不同存在形态受土壤pH值、Eh值、中微量元素等因子的影响, 而具有不同的环境效应.其中,铁(Fe)对As具有强亲和性,可生成难溶的沉淀,具有良 好的固As能力.因此,综合当前国内外研究结果,详细阐述了土壤As的形态及生物 有效性、铁氧化物和铁盐对土壤As的钝化效果及作用机理,从土壤pH值、Eh值、共存离子、铁盐用量及类型等方面对Fe固化As的效果及影响机制进行了归纳总结,并对当前用含Fe材料固As研究中存在的问题进行探讨,对研究方向进行了展望,为As污染农田的修复治理,尤其是含Fe材料修复As污染土壤提供科学指导. 【期刊名称】《湖南农业科学》 【年(卷),期】2019(000)006 【总页数】6页(P110-114,120) 【关键词】砷;铁;农田;重金属污染;固化修复;研究进展 【作者】张子叶;谢运河;刘昭兵;柳赛花;田发祥;纪雄辉 【作者单位】湖南大学研究生院隆平分院,湖南长沙 410125;湖南省农业环境生态研究所,农田土壤重金属污染防控与修复湖南省重点实验室,湖南长沙 410125;南方粮油作物协同创新中心,湖南长沙 410125;农业部长江中游平原农业环境重点实验室,湖南长沙 410125;湖南省农业环境生态研究所,农田土壤重金属污染防控与修复湖南省重点实验室,湖南长沙 410125;南方粮油作物协同创新中心,湖南长沙410125;农业部长江中游平原农业环境重点实验室,湖南长沙 410125;湖南省农业
生物炭钝化修复镉、铅、铜和砷污染土壤的研究进展 邢英;张永航;韦万丽;李心清;陈卓 【摘要】生物炭在改良土壤、增加土壤碳汇等方面具有很大的应用潜力,且可以钝化土壤重金属,降低重金属污染的环境风险.为给西南地区开展生物炭钝化修复重金属污染土壤提供参考,对国内外利用生物炭钝化修复镉、铅、铜和砷污染土壤的研究现状进行综述,提出目前存在的挑战以及未来研究的侧重点. 【期刊名称】《贵州农业科学》 【年(卷),期】2015(043)007 【总页数】6页(P193-197,201) 【关键词】生物炭;钝化;重金属;污染治理;土壤 【作者】邢英;张永航;韦万丽;李心清;陈卓 【作者单位】贵州师范大学化学与材料科学学院,贵州贵阳550001;贵州省功能材料化学重点实验室,贵州贵阳550001;贵州师范大学化学与材料科学学院,贵州贵阳550001;贵州省功能材料化学重点实验室,贵州贵阳550001;贵州师范大学化学与材料科学学院,贵州贵阳550001;贵州省功能材料化学重点实验室,贵州贵阳550001;中国科学院地球化学研究所,环境地球化学国家重点实验室,贵州贵阳550002;贵州师范大学化学与材料科学学院,贵州贵阳550001;贵州省功能材料化学重点实验室,贵州贵阳550001 【正文语种】中文 【中图分类】S39
在我国《重金属污染综合防治“十二五”规划》中，铅、镉、铬和类金属砷等被列为重点防控的重金属元素，由于特殊的地质背景，我国西南地区已发育有多个矿种（Hg，Sb，As，Pb－Zn）。矿山开采及矿石冶炼使有毒有害重金属随大气、水、固废物迁移到周边的土壤造成污染并引起粮食安全问题，给区域经济发展和社会稳定造成一定影响。目前，全国的138个重金属污染防控区中西南地区就有28个，占总数的1／4［1］，污染形势严峻，选用适用、有效、成本可控和操作性强的 修复技术开展重金属污染土壤修复迫在眉睫，且对保障我国西南地区土壤质量安全具有重要意义。 重金属污染土壤修复技术主要包括客土法、稀释法、稳定／固定化技术、玻璃化、原位钝化、热脱附（挥发重金属）、电动修复、化学淋洗、植物修复和微生物修复等。其中，客土法、稀释法、稳定／固定化技术、原位钝化和植物修复可原位修复土壤，适宜大面积农田污染修复。然而，客土法和稀释法虽然容易工程化操作，但是修复成本高，很难大面积推广应用；固定化技术修复土壤后，土壤被固化，很难种植作物，植物修复技术一般修复年限时间长，且受气候和土壤条件影响较大；原位钝化修复技术是修复大面积污染土壤的一种相对较理想的技术。目前，用于重金属钝化的材料（钝化剂）有天然粘土矿物、磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐、有机堆肥和微生物材料等［2－3］。 近几年，很多学者研究利用生物炭钝化修复土壤重金属。生物炭是植物残体在缺氧或低氧环境下，经高温热解形成的产物，具有原材料来源广、成本低、生态安全、可大面积推广等技术优势［4］。生物炭自身化学性质稳定，添加到土壤后可作为碳库长期储存，生物质碳化技术是公认的解决气候变化问题的可行技术措施之一［5］。因此，利用生物炭修复重金属污染土壤具有多方面的积极环境效应。生物炭具有孔隙多、比表面积大、丰富的含氧官能团（羧基、羟基和酚基）和阳离子交
土壤砷污染化学淋洗技术的研究进展 摘要:土壤淋洗技术具有工艺简单、处理范围广、修复效率高和成本低等优点，目前已成为国内外应用最多的土壤修复技术之一。为给砷污染土壤的淋洗修复提供理论依据和科学参考，综述了土壤淋洗技术的修复原理、适用范围、技术成本及工程应用，详细阐述了土壤质地、淋洗剂种类、砷的赋存状态及淋洗条件对修复效果的影响，讨论了3种耦合修复技术，并提出了存在的问题及进一步研究方向。 关键词：砷污染;土壤淋洗;影响因素;耦合;研究进展 0引言 随着工农业发展，矿产采选、金属冶炼、污水灌溉、化肥施用及农药使用等活动导致土壤砷污染日益严重。全国土壤As污染点位达2.7%，在国家土壤质量相关标准规定的8种重金属中排名第三，仅次于Cd和Ni，As污染治理已成为生态环境领域亟需解决的焦点问题之一[1]。针对重金属污染土壤，按照修复策略主要有改变重金属的赋存形态以降低其迁移能力和生物有效性、降低土壤中重金属的含量及通过建设阻隔措施使污染土壤与外界环境隔离3种方式[2]。土壤淋洗技术因可降低污染物总量、修复后土壤可满足未来用地规划的再开发利用，且具有工艺简单、处理范围广、修复效率高和修复费用相对低廉等优点，已成为国内外应用最多的土壤修复技术之一[3]。目前大多数淋洗研究忽视了As与其它重金属淋洗特性的差异性，缺乏对As污染土壤淋洗修复的单独区分。本文对As污染土壤淋洗技术的研究进展进行了系统总结与分析，以期为As污染土壤的淋洗修复提供科学参考。 1技术概述 1.1修复原理
土壤淋洗技术的基本原理是指通过化学淋洗的方式，利用淋洗剂与污染物发 生的溶解、螯合、络合等化学作用，将污染物从固相转移入液相，再对淋洗液处 理达标后回用或排放，从而达到修复土壤的目的[4]。研究认为，淋洗剂对重金属 的解吸过程为非均相扩散过程，主要受扩散因子控制[5]。土壤淋洗技术按处置地 点可分为原位土壤淋洗技术和异位土壤淋洗技术，原位土壤淋洗技术一般包括化 学淋洗与多相抽提2种工艺，主要原理是通过注射井向土壤污染区域注入淋洗液，淋洗液在土壤孔隙中运移并与污染物反应，再利用抽提井对淋洗液收集至地面处理。 1.2适用范围 土壤淋洗技术适用于去除重金属、半挥发性有机物，不适用于挥发性有机物。原位土壤淋洗技术一般适用于易透水、多空隙、水利传导系数大于10－3cm/s的 均质土壤。异位土壤淋洗技术的物理筛分工艺适用于粒径差异较大、黏粒占比少(低于30%)、污染程度较低的砂性土壤，化学淋洗工艺则适用于修复中高浓度污 染土壤。 1.3技术成本 土壤淋洗技术成本主要取决于土壤类型、淋洗剂种类、工程量及修复目标等 因素。原位土壤淋洗技术因对地块水文地质条件要求较高、可能污染地下水、修 复效果及修复进度难以把控，技术成本难以估计。异位土壤淋洗技术处理周期一 般为3～12个月，中国处理成本约为600～3000元/m3，美国处理成本为53～420 美元/m3，欧洲处理成本为15～456欧元/m3。 2影响因素 2.1土壤质地 土壤质地直接影响淋洗修复效果，一般砂土污染物的淋洗去除率明显高于壤 土与黏土。不同粒径土壤因表面积、有机质和矿物含量等理化特性存在较大差异，导致吸附和滞留污染物的能力及特征明显不同。淤泥与黏土比砂土具有更大的比 表面积，且土壤粒径越小对重金属的吸附作用越强。
浅谈土壤重金属污染原位钝化修复剂 作者：朱德强 来源：《绿色科技》2017年第20期 摘要：指出了原位钝化技术以其诸多优点被频繁的应用于土壤重金属污染修复，钝化剂的选择是该技术的核心和关键。就目前不同种类钝化剂的优缺点展开了综述，旨在为原位钝化修复剂日后的使用与研究提供帮助。 关键词：土壤重金属污染；原位钝化；钝化剂 中图分类号：X53；S15 文献标识码：A文章编号：16749944（2017）20008502 1引言 近年来，土壤重金属污染问题越来越严重，无论是已经污染的还是正在污染的土壤，都急需治理。因此也产生了各类修复技术，总体上可以分为两类[1]：①将土壤中的重金属与土壤分离，并处理，如植物修复、热处理等；②降低土壤重金属的活性，减少其对土壤、植物的危害，如玻璃化、深耕翻土、原位钝化。原位钝化以其成本较低、操作简单、对土壤环境影响较小、适合大面积修复[2]等诸多优点逐渐被频繁利用，但是该技术也有其局限和短板；比如钝化剂的长期稳定性，像有机物质、石灰性物质；又如钝化剂对土壤环境是否会造成二次污染，像赤泥、含磷物质。因此，钝化剂的选择、创造、应用成了原位钝化技术的核心与关键[3]。笔者就目前为止不同种类钝化剂的优缺点展开论述、分析，为原位钝化技术的发展、钝化剂的探索研究提供理论依据。 2原位钝化剂种类 重金属对土壤的影响主要取决于其在土壤中的有效量，而非全量[4]。原位钝化法正是向污染土壤中添加钝化剂后经过各种化学反应来降低污染物的溶解性、扩散性以及生物毒性[5]，从而降低其有效含量。目前，重金属污染土壤钝化修复剂主要包括无机材料、有机材料、新型材料这3大类。 2.1有机材料 有机材料作为钝化剂不仅可以增加土壤肥力、同时还能改善土壤理化性质，而且还是土壤重金属的络合剂。有机材料主要是通过增加土壤阳离子交换量、提高土壤pH值、形成难溶性
土壤重金属污染的修复技术研究及进展 摘要：介绍了土壤中重金属的来源和形态，综述了当前土壤修复常用的物理、 化学和生物修复法的原理和特点，对比了各方法的优点、局限性及其实用性，并 对土壤修复技术今后的研究方向进行了展望。 关键词：重金属；土壤污染；修复；研究；进展 土壤是地球生态环境的重要组成部分，也是数千年来人类得以生存发展的自 然基础。然而随着人类社会不断地发展，人类的活动区域不断扩大，城市污染、 工业、矿业以及农业等导致土壤的重金属污染日渐严重。导致土壤污染的重金属 主要为毒性显著、对生物有害的元素，如汞（Hg）、铅（Pb）、镉（Cd）、铬（Cr）和类金属砷（As）等；和一些有一定毒性的元素，如铜（Cu）、锌（Zn）、镍（Ni）等。这些重金属污染物在土壤中迁移性差、停留时间长并且难以被微生 物降解，除了可能使生态环境被破坏、使土壤退化之外，还会通过冲刷、径流和 雨水淋溶等作用扩散，造成周围水环境污染。此外，重金属污染也可以通过自然 生态系统食物链传递，对人类健康、甚至是生命造成危害。因此，不论是在国内 还是国外，修复土壤重金属污染已逐渐成为了领域内研究实验的焦点。重金属污 染土壤修复的方法主要可以分为物理修复、化学修复和生物修复。 1 重金属的来源与形态 按照进入途径土壤中重金属的来源主要可分为以下四种:①随大气沉降作用 进入，重金属的主要来源是冶金、能源、交通和建材生产中产生的气体和粉尘； ②随污水进入，重金属的来源主要是城镇生活污水、石油化工污水、混合污水等； ③随固体废弃物进入，固体废物多数成分复杂且种类繁多，不同固废的危害和污染程度各不相同，其中来自矿业和工业的废弃物污染最严重；④随农用物资进入，重金属的来源主要是农药、化肥以及地膜的长期不合理施用导致。重金属进入土 壤后，它的化学性质及存在形态决定了其在土壤中的迁移性和对人体的危害作用。重金属的形态通过溶解、沉淀、凝聚、络合吸附等各种反应形成。根据Tessier分类法，按照土壤中重金属的活性和生物可利用性的大小，可以将其分为可溶态、 交换态、碳酸盐结合态、铁锰结合态、有机结合态和残渣态，其中重金属污染主 要是通过前三种形态造成的。 治理和修复土壤重金属污染的基本原理主要为以下两种:①去除土壤中重金属，减少有害物质的总量；②改变重金属在土壤中的存在形态，降低其迁移性和生物有效性，减轻对土壤的危害性。 2 土壤修复技术 选择重金属污染土壤的修复方式主要取决于污染物的特性，修复技术可以分 为三类:物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术。 2.1物理修复技术 2.1.1改土法 改土法包括客土法、换土法、深翻法等。①客土法，即在污染的土壤中加入大量洁净的土壤，然后通过翻耕使之混合，降低土壤中污染物浓度。②换土法，即利用洁净的土壤置换重金属污染土壤，再将污染土壤经过固化/稳定化后处理，然后进行填埋或送往水泥窑进行资源化利用，从而消除土壤污染。③深翻法，即将表层污染土壤原位翻耕至底层土壤，使得原来深层的洁净土壤成为新的表层土
绿色合成纳米铁对污染土壤中砷的钝化效果引言 砷是一种普遍存在于地球壳中的元素，它可以以多种形式存在，包括无机形式和有机 形式。砷的过量污染对生态环境和人类健康造成了严重影响。砷的毒性主要取决于其化学 形态和溶解度，特别是无机砷污染对环境和人类健康的危害更为突出。在土壤中，砷主要 以砷酸盐和砷酸盐的形式存在，这些无机砷化合物具有很强的毒性和溶解性，容易被植物 吸收并进入食物链，对生态环境和人类健康构成风险。寻找有效的方法来修复污染土壤中 的砷成为了当务之急。 本文将对绿色合成纳米铁对污染土壤中砷的钝化效果进行综述，包括绿色合成纳米铁 的制备方法、在土壤中的应用及其钝化机制等方面，以期为相关研究和应用提供参考。 绿色合成纳米铁的制备方法 绿色合成纳米铁主要是利用生物和植物提取物、天然矿物、生物质等绿色原料来合成 纳米铁材料，而不使用有毒的还原剂和表面活性剂。常见的制备方法包括植物提取物还原法、微生物还原法、矿物还原法等。 微生物还原法是利用一些具有还原能力的微生物，如铁还原菌、硫酸还原菌等，来将 铁离子还原成纳米铁材料。这种方法能够将微生物与纳米材料的制备过程结合起来，具有 很高的绿色环保性和广泛的适用性。 矿物还原法是利用天然矿物或矿石对铁离子进行还原，从而合成纳米铁材料。常用的 矿物包括辰砂、黄铁矿等。 在以上制备方法中，绿色合成纳米铁材料的特点在于不使用有毒的还原剂和表面活性剂，从而减少了对环境和人类健康的危害。绿色合成纳米铁材料制备的过程简单易行，成 本低廉，具有很高的应用前景。 绿色合成纳米铁在土壤中的应用主要包括原位钝化和土壤修复两个方面。 在原位钝化方面，绿色合成纳米铁可以通过直接混合或喷洒的方式添加到污染土壤中，与土壤中的砷化合物进行反应，从而将其转化为难溶于水的砷化合物，减少了其毒性和溶 解度。这种方法不仅操作简便，而且对土壤和植物的影响较小，能够很好地控制砷的迁移 和生物有效性。 在土壤修复方面，绿色合成纳米铁可以与其它修复材料结合使用，如活性炭、植物、 微生物等，形成复合修复体系，对污染土壤进行修复。这种方法结合了纳米铁的还原和钝 化能力以及其它修复材料的特点，能够更有效地降低土壤中的砷浓度，并改善土壤的物理 化学性质。
柱撑改性海泡石钝化修复砷镉复合污染土壤 韩晓晴;白璐;韦建林;韩晓桐;汤宜昆;颜宇琛;肖细元 【期刊名称】《湖南有色金属》 【年(卷),期】2018(034)002 【摘要】采用羟基Fe、羟基Al及羟基Fe/Al柱撑液改性海泡石,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析海泡石柱撑前后理化特性变化,研究其对As、Cd复合污染土壤的钝化修复效果.结果表明,改性海泡石对土壤As、Cd钝化效果均优于原海泡石,且随钝化时间延长,效果更显著.其中,羟基Fe/Al海泡石对As、Cd的钝化效果最佳,处理42 d时土壤As、Cd有效态含量较对照处理可分别降低67.0％和47.6％,土壤有效态As含量从占总量比例1.5％降低到0.5％,有效态Cd含量由占总量比例22.5％降低到11.3％.改性海泡石处理降低了土壤酸可提取态Cd含量,使残渣态Cd含量增加,Cd更趋向稳定,但对土壤中As的形态变化影响不明显. 【总页数】6页(P51-55,64) 【作者】韩晓晴;白璐;韦建林;韩晓桐;汤宜昆;颜宇琛;肖细元 【作者单位】中南大学冶金与环境学院,湖南长沙410083;中南大学冶金与环境学院,湖南长沙410083;中南大学冶金与环境学院,湖南长沙410083;中南大学冶金与环境学院,湖南长沙410083;中南大学冶金与环境学院,湖南长沙410083;中南大学冶金与环境学院,湖南长沙410083;中南大学冶金与环境学院,湖南长沙410083【正文语种】中文 【中图分类】X758
【相关文献】 1.不同氮磷钾肥对海泡石钝化修复镉污染土壤的稳定性研究 [J], 黄荣;徐应明;黄青青;谢忠雷;尹秀玲;秦旭 2.二种钾肥对海泡石钝化修复镉污染土壤效应影响的研究 [J], 黄荣;徐应明;黄青青;孙国红;尹秀玲;梁学峰;秦旭 3.复合钝化剂修复铅锌镉砷复合污染土壤的应用研究 [J], 李伟新 4.水肥耦合对海泡石钝化修复镉污染土壤效率的影响 [J], 刘艺芸;徐应明;黄青青;秦旭;赵立杰 5.镉、砷复合污染土壤钝化修复研究进展 [J], 杨京民;Gahonzire Bonheur;姜娜;祖艳群 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买