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重金属污染土壤原位化学固定修复研究进展作者：徐慧婷张炜文沈旭阳傅巨阳陈菲菲王艳杨梦赵桐鹤朱维琴来源：《湖北农业科学》2019年第01期摘要：原位化学固定修复是通过添加不同外源物质固定土壤中重金属元素，达到降低重金属迁移性和生物有效性的一种重要方法。
目前原位化学固定修复的钝化固定剂类型多样，分布广泛，可分为无机钝化剂、有机钝化剂和无机—有机复合型钝化剂。
主要综述了不同类型钝化剂特性、作用机理和影响因素，同时分析了钝化剂应用过程中的存在问题和发展方向，以期为新型高效多功能钝化剂的研究提供参考。
关键词：重金属;原位化学固定修复;钝化剂中图分类号：X53; ; ; ; ;文献标识码：A文章编号：0439-8114（2019）01-0010-05DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2019.01.002; ; ; ; ; ;开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Advances in Remediation of Heavy Metal Contaminated Soils byin Situ Chemical FixationXU Hui-ting，ZHANG Wei-wen，SHEN Xu-yang，FU Ju-yang，CHEN Fei-fei，WANG Yan，YANG Meng，ZHAO Tong-he，ZHU Wei-qin（Key Laboratory of Hangzhou City for Ecosystem Protection and Restoration，Hangzhou Normal University，Hangzhou 310036，China）Abstract： In situ chemical immobilization remediation means that adding different allogenic materials to fix heavy metal element in soil， which is an important method to reduce the mobility and bioavailability of heavy metals. Now the passivating fixators used for in situ chemical immobilization present various types and distribute widely. There are inorganic passivators， organic passivators as well as organic- inorganic complexed passivators. The characteristics， immobilization mechanisms and remediation effects of different types of passivating fixators are summarized， the problems existing in the application process of various passivators and its development trend are analyzed at the same time， aiming to provide the reference for exploring some new multifunctional passivators.key words： heavy metal; in situ chemical immobilization remediation; passivators隨着城市化和工业化的脚步加快，中国土壤和水体底泥重金属污染形势日益严峻。
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。
土壤重金属污染修复技术及其研究进展一、本文概述随着工业化和城市化的快速发展，土壤重金属污染问题日益严重，对生态环境和人体健康构成严重威胁。
因此，研究和发展有效的土壤重金属污染修复技术具有重要的现实意义和深远的社会影响。
本文旨在综述当前土壤重金属污染修复技术的研究进展，包括物理修复、化学修复、生物修复等多种方法，并分析各种技术的优缺点、适用范围和未来发展前景。
本文还将探讨土壤重金属污染修复技术的研究热点和难点，以期为推动该领域的科技进步和实际应用提供有益的参考。
二、土壤重金属污染概述土壤重金属污染是指由于人类活动，如工业排放、农业活动、城市垃圾处理等，将重金属元素引入土壤，导致土壤中的重金属含量超过其自然背景值，进而对土壤生态系统和人类健康造成潜在危害的现象。
重金属元素，如铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、铬（Cr）、砷（As）等，具有生物毒性和环境持久性，难以被微生物降解，且能在食物链中累积，对人类和动物健康构成严重威胁。
土壤重金属污染的来源多种多样，主要包括工业废水排放、固体废弃物堆放、农药和化肥的滥用、大气沉降等。
这些污染源导致重金属在土壤中积累，破坏土壤结构，降低土壤肥力，影响农作物的生长和产量，甚至通过食物链进入人体，造成各种健康问题。
土壤重金属污染的特点是隐蔽性、长期性和不可逆性。
由于重金属在土壤中的迁移转化过程复杂，不易被察觉，往往在被发现时已经造成了严重的生态和健康问题。
重金属在土壤中的半衰期长，不易降解，治理难度大，需要长期持续的修复工作。
针对土壤重金属污染问题，全球范围内已经开展了大量的研究和实践工作。
研究内容包括重金属在土壤中的迁移转化规律、污染风险评估、修复技术研发等。
目前，已经开发出一系列土壤重金属污染修复技术，如物理修复、化学修复、生物修复等，这些技术在不同程度上对土壤重金属污染进行了有效的治理。
然而，由于土壤重金属污染的复杂性和多样性，现有的修复技术仍面临诸多挑战，需要进一步的研发和完善。
土壤重金属污染原位钝化修复及效果评价进展研究赵乾程;杨欣;曹田;陶玲【期刊名称】《环境科学与管理》【年(卷),期】2016(041)012【摘要】近年来土壤重金属污染越来越严重,各种土壤重金属污染修复技术中,原位钝化修复技术由于成本低、操作简单易行、并且修复效率高,对于中轻度浓度污染土壤的修复具有较好的应用前景,已经成为研究的热点.本文对原位钝化修复的机理机制进行讨论,指出影响钝化修复的因素包括土壤水分、土壤酸碱度、土壤有机质含量和生长的植物类型.结合了最近的研究发现将钝化剂分为无机钝化剂、有机钝化剂、微生物钝化剂和新型钝化剂和生物炭.阐述了修复后的评价方法,就钝化剂技术的局限性和应用前景给出了方向.【总页数】5页(P98-102)【作者】赵乾程;杨欣;曹田;陶玲【作者单位】兰州交通大学环境与市政工程学院环境生态研究所,甘肃兰州730070;兰州交通大学环境与市政工程学院环境生态研究所,甘肃兰州730070;兰州交通大学环境与市政工程学院环境生态研究所,甘肃兰州730070;兰州交通大学环境与市政工程学院环境生态研究所,甘肃兰州730070;兰州坤仑环保科技有限公司,甘肃兰州730070【正文语种】中文【中图分类】X53【相关文献】1.不同钝化剂对铜污染土壤原位钝化修复 [J], 陈杰;宋靖珂;张晶;王鑫;王学江2.土壤重金属污染原位钝化修复剂 [J], 朱德强3.土壤重金属污染原位钝化修复研究现状 [J], 崔明洁;王振;李紫鑫;董家举;郭灵辉4.钝化剂对农田土壤镉污染的原位钝化修复效应研究 [J], 罗远恒;顾雪元;吴永贵;刘智敏;童非;谭印月5.5种钝化剂对土壤重金属污染的修复效果评价 [J], 郑佩君;陈余平;周飞;齐琳;孙辉;连瑛;张利娟;赵宗荣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
技术与检测Һ㊀重金属污染土壤修复技术及其研究进展刘芹芹摘㊀要：土壤环境安全是支撑健康中国和美丽中国建设的重要基础，重视土壤污染及防治工作，扎实推进净土保卫战，保证人居环境㊁农产品质量安全以及生态环境安全，是我国生态文明建设和乡村振兴的战略的重大需求㊂关键词：土壤污染；修复技术；生态保护措施一㊁土壤重金属污染的概况所谓的重金属，指的是单质密度在４．５ｇ／ｃｍ３以上的一类金属元素总称，而当重金属元素进入到土壤里面，且含量超过安全标准时就会给土壤生态环境带来极大的破坏，这样的现象就叫作土壤重金属污染㊂二㊁土壤污染修复的重要性土壤污染具有地域性㊁长期性㊁滞后性㊁隐蔽性等特征，遭受污染的土壤当中含有大量的有毒有害物质㊂我们需从思想意识上认识运用修复技术对修复污染土壤的重要性㊂土壤是维系人类生存繁衍的基础，修复土壤中的污染物才能生产出安全㊁优质的农产品，保证人民的健康㊂另外，修复土壤还能有效阻断污染的迁移路径，消除干净其中的有害物质，规避引起水污染㊁大气污染等，实现环境质量改善的目标㊂三㊁土壤污染修复的技术与应用（一）传统修复技术中国的土壤修复技术起步较欧美晚，传统的客土法技术仅适用于对一些污染面积比较小的土壤进行治理㊁修复㊂其中，客土法指的是将一些没有受到污染的土壤加入污染土壤的表层，从而降低土壤中的重金属含量，减少对土壤的危害㊂而换土法与客土法有着异曲同工之妙，无论是换土法还是客土法，修复后的土壤厚度都会比原土壤高，能够结合污染土壤的表层土特性，有效提高新土壤性能㊂但是，这类传统的修复技术有着很明显的缺陷，不仅是应用场合有局限，还会产生很高的人力㊁财力㊁成本等消耗，同时还不能够从根源上解决土壤重金属污染的问题㊂（二）原位生物修复这种技术一般来说主要用在对亚表层土壤的生态修复，原位生物修复技术原理是将一种有机营养物质加入了被污染土壤中，或是控制污染土壤当中的氧含量，来分析土壤中有害物质的一种方法㊂毋庸置疑，被污染的土壤普遍覆盖面广，如果我们采用取土修复方法，不管是从经济层面还是工程量层面来说都都会花费较大的人力物力㊂对此，当前我们主要采用偷菌法㊁土耕法㊁生物通气法来修复被污染土壤的原微生物㊂在上述方法当中，最为经济的修复方法是土耕法，并且这种方式见效快㊁操作简单㊁污染小㊂然而这种方式也存在一定的缺点，如在被污染物在土壤中会依托各种方式或是途径进行传播和分散，并且土耕法所需工期较长㊂（三）植物修复法植物修复是一组利用不同的植物种类对污染区域进行固定㊁降解和减少人为污染源所产生的环境毒素的技术㊂植物修复技术涉及利用不同植物的不同类型的植物修复过程来去除受污染地点的金属污染，其基本原理是通过植物根系将污染物从土壤中提取出来，并在植物体内通过代谢作用分解为毒性较小的物质，进而将其储存在植物的茎叶中㊂各种研究表明，通过添加螯合剂㊁肥料㊁有机改良剂和改善ｐＨ值，可以增强金属的生物可利用性和植物对金属的吸收效果㊂因此，在受污染土壤修复的领域中，植物修复技术受到了广泛的关注㊂（四）化学修复技术化学修复技术是土壤重金属污染中比较常见的一项修复技术，其工作主要体现在化学试剂的使用㊂工作人员将化学试剂撒入土壤中，以此吸附重金属㊂同时，化学试剂所具备的拮抗也能达到氧化还原的目的，从而减少重金属元素给土壤造成的损害㊂从目前的化学修复技术来看，主要分为以下三类，即拮抗剂㊁吸附剂与抑制剂，以及土壤沉淀技术㊂无论哪种化学修复技术，所能达到的效果仅仅是对土壤进行优化，无法从根本上解决重金属污染的问题，也无法改变土壤的重金属污染性质㊂使用化学试剂极易对土壤中的植物和生物造成影响㊂工作人员需要结合修复的实际情况，慎重使用㊂（五）土壤淋洗技术事实上这种技术就是将被污染的土壤与化学洗涤剂混合，并通过溶剂解吸㊁螯合㊁溶解或固定的化学作用分离污染物，以及回收和分离重金属，以此修复被污染的土壤㊂土壤淋洗技术不管使用什么淋洗剂，在污染土壤的淋洗过程或多或少就会导致土壤肥力的降低㊂虽然酸性淋洗剂淋洗效率高，但是这种淋洗剂具有较强的破坏力会改变土壤的性质，基于此，当前生物表面活性剂和有机酸逐渐取代了酸性淋洗剂，追本溯源主要是因为其对土壤的破坏性较小㊂四㊁土壤生态环境保护措施（一）加大环保宣传力度土壤污染问题是一项综合性的环境问题㊂一方面，需要对已经受到污染的土壤进行修复，另一方面，要减少新增污染㊂基于此，相关部门应加大环保工作的宣传力度，引导人们认识到环境保护的重要性㊂同时，针对一些容易造成污染的行业进行整治，例如工业企业㊁化学企业等㊂制订明确的法律法规和行业规范，形成统一的排放标准，减少环境污染问题㊂（二）制度完善措施众所周知，我国国土面积较为辽阔，由于地区的差异性，不同地区经济发展水平不同，为更好地保护生态环境还要依托各个地区政府和有关部门的力量，在推进城市生态环境保护工作的同时，还需瞄准自身发展需求或生态环境方面存在的弊端，立足于可持续发展，造福后代子孙的目标，制订符合自身实际情况的土壤生态环境保护措施㊂五㊁结语我国的土壤重金属污染来源主要是农业和工业生产㊂进行重金属污染土壤的修复工作是一项任重而道远的任务，需要众多科研工作者与广大社会人员的共同努力，应用先进的修复技术对已经受到污染的土壤进行修复，同时，还需要从源头上控制重金属物质的排放，这样多方面共同作用才能更好地完成土壤的修复工作㊂参考文献：［１］席晋峰．重金属污染土壤修复技术及其修复实践［Ｊ］．中国金属通报，２０１８（１２）：２７１－２７２．［２］李俊．土壤重金属污染治理的修复方法探析［Ｊ］．绿色科技，２０１８（２４）：８４－８５．［３］嵇东，孙红．农田土壤重金属污染状况及修复技术研究［Ｊ］．农业开发与装备，２０１８（１２）：７４－７５．作者简介：刘芹芹，山东合创环保科技有限公司㊂１８１。
土壤重金属污染原位钝化修复技术研究摘要：土壤重金属污染是当今面临的主要环境问题之一，其修复也已成为当前研究的热点问题。
本研究首先介绍了重金属污染土壤原位钝化修复技术，并通过实验研究，验证了该技术的实际可行性，最后就该技术钝化的长期稳定性展开了探究，以期能够为土壤重金属污染修复提供理论参考。
关键词：土壤；重金属污染；原位钝化修复技术近年来，随着现代工农业的发展，我国重金属污染事件频发，严重影响广大群众的身体健康，土壤重金属污染与修复成为人们关注的环境问题之一。
目前，在各种土壤重金属污染修复技术中，原位钝化修复技术由于成本低、操作简单易行、并且修复效率高，对于中轻度浓度污染土壤的修复具有较好的应用前景，成为研究的热点。
1.原位钝化修复技术概述原位钝化修复是指向土壤中投加钝化材料，改变重金属污染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，也称为原位固定技术或原位稳定化技术。
这种钝化修复方法从成本和时间上能更好地满足轻微、轻度重金属污染土壤的治理要求，尤其满足重金属复合污染土壤修复的要求。
因此，针对我国耕地土壤以轻微、轻度重金属污染为主的特点，重金属污染土壤原位钝化修复技术已成为当前我国重金属污染耕地土壤修复技术的研究热点。
纳米材料因其巨大的比表面积和强大的吸附能力被广泛应用到土壤污染修复当中，强酸改性后的纳米碳黑增加了表面C＝C和O－H官能团，并引进了O＝C －OH、C－O 和CNO 等官能团，应用于重金属Cu、Cd污染过的修复中。
但是目前仍然缺乏对纳米材料的土壤环境行为和生态环境风险的研究。
2.原位钝化技术盆栽试验2.1供试材料本试验所用土壤为典型棕壤，其pH值为6.65；供试钝化材料为硝酸－高锰酸钾改性纳米碳黑，pH值在5～6左右；供试植物分别选用耐受植物黑麦草和超积累植物红叶菾菜。
2.2盆栽试验称取500gCd2+污染棕壤于聚乙烯花盆中，每个花盆中的基肥一致，称取尿素2g和磷酸二氢钾4.4g共溶于1L水中，在每个花盆底部托盘浇水120mL，钝化一周后播种。
工 作 研 究农业开发与装备 2017年第3期翻挖整平；如场地为现填土时，为防止将来大面积下陷，整平后要对土壤先实施洒水，让土壤下沉后再实施草皮铺设工作。
12）播籽草坪表面土壤要求较为细致平整，不得出现积水现象，土壤应配相应比例的有机肥，如是粘性土应对土壤进行改良。
13）播完籽后要用无纺布盖住，盖无纺布时要求平整，在铺盖的同时要用铁丝钩插入土内，将无纺布均匀地固定住，不得被风吹乱或被风吹走。
14）无纺布铺设时严禁乱踩、乱踏，应从前往后顺序铺设。
浇水时不得乱踩踏，应在草坪周边有顺序均匀地喷洒。
禁止水管对草坪直冲、乱喷。
参考文献[1] 周兴元，李晓华.园林植物栽培[M].高等教育出版社，2011.[2] 杨自云.园林植物栽培及养护技术应用现状及未来发展[J].现代园艺，2013，（16）：163.摘要：总结了常见的土壤重金属污染修复钝化剂类型，对其修复机理、效果与局限性进行了阐述，讨论了钝化技术目前存在的问题，并对今后的发展前景做出展望。
关键词：钝化剂；重金属；土壤污染；修复0 引言近年来，随着工农业生产的迅猛发展，污水灌溉及农业投入品的过量施用，土壤重金属污染日趋严重。
重金属污染不仅使土壤理化性质及生物学特性不断恶化，而且会导致农产品质量的下降，危及人类和动物的健康。
目前，国内外修复治理土壤重金属污染主要有两种途径：一是改变重金属在土壤中的存在形态使其固定，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性；二是从土壤中去除重金属。
围绕这两种途径，已研究提出了各种物理修复、化学修复、生物修复和生态修复等治理方法。
其中化学钝化修复技术在修复成本、修复效率、稳定性及可操作性上都具有明显优势，而且便于实现“边生产边修复”，适用于大面积中轻度重金属污染农田土壤修复治理。
1 重金属在土壤中的形态分布特征重金属进入土壤后，通过溶解、沉淀、凝聚、络合吸附等各种反应，形成不同的化学形态，并表现出不同的活性，土壤中重金属的形态影响它的活性和对植物的有效性。
重金属污染土壤修复领域技术研发进展摘要：近年来随着经济发展与大量的工业企业的搬迁，大量遗留下来的场地都存在一定程度的污染，其中土壤中的重金属由于其难降解性与累积毒性，不仅影响土地的转型还会对周围居民的身体健康产生一定的影响，因此这些重金属污染场地亟需得到修复。
为此国家也出台了一系列的方针政策，并开展污染场地的修复治理工作，同时对重金属污染场地的修复治理技术进行了研究。
目前本文对于重金属污染土壤的修复技术有以下几种：物理修复、植物修复、电动修复技术、淋洗修复技术、化学钝化等。
基于此，本篇文章对重金属污染土壤修复领域技术研发进展进行研究，以供参考。
关键词：重金属污染；土壤修复；应用技术；研发进展引言土壤重金属污染是指人类活动导致土壤中重金属元素过量沉积，超过土壤该重金属元素背景值的现象。
污染土壤的重金属主要包括汞（Ｈｇ）、镉（Ｃｄ）、铅（Ｐｂ）、铬（Ｃｒ）和类金属砷（Ａｓ）等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌（Ｚｎ）、铜（Ｃｕ）、镍（Ｎｉ）等元素。
这些重金属物质主要通过农药、废水、污泥和大气沉降等方式进入土壤，不仅造成作物减产，还会通过食物链在人体累积，危害人体健康。
当前我国重金属污染土壤防治形势严峻，如何开展重金属污染土壤修复，保障环境安全是重金属污染土壤领域亟待解决的问题。
1重金属和重金属污染重金属是指密度大于4.5g/cm3的金属元素,常见的重金属有Cu、Pb、Zn、Fe、Co、Ni、V、Nb、Ta、Ti、Mn、Cd、Hg等,部分重金属(如Mn、Fe、Zn等)在一定浓度内对人类生命活动有益,但超过一定浓度范围会危害人类健康。
重金属污染是人类活动或自然过程中产生的重金属及其化合物进入环境中,超过环境自净能力,引起环境恶化、破坏生态平衡及危害人类健康的现象。
2重金属污染重金属污染具有来源广、种类复杂、污染范围广、持续时间长、隐蔽性、污染不可逆、无法被生物降解等特点,一直是环境污染研究的重点。
传统重金属检测方法主要有原子吸收光谱法(AAS)、分光光度法(UV)、感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)等光学类仪器或光学和电化学仪器联用的分析方法。
工业场地土壤重金属污染现状及修复治理技术研究进展工业场地土壤重金属污染是当前环境保护领域面临的严重问题之一。
工业活动产生的金属废水、废气以及固体废弃物都会导致土壤重金属污染，对人类健康和生态环境造成严重影响。
对工业场地土壤重金属污染的修复治理技术的研究成为当务之急。
本文将探讨工业场地土壤重金属污染的现状，并介绍目前的修复治理技术研究进展。
一、工业场地土壤重金属污染现状工业活动中的重金属主要包括铅、镉、汞、铬、镍等，这些金属具有毒性和蓄积性，会长期残留在土壤中，危害植物的健康生长，甚至对人类健康产生潜在的危害。
目前，全球范围内工业场地土壤重金属污染已成为一个普遍存在的问题。
在我国，工业化进程加快，土壤重金属污染问题尤为突出。
据统计，中国的土壤重金属超标面积已占到全国土地面积的10%以上，且呈逐年增长的趋势。
土壤重金属污染已成为我国环境保护的重点问题之一。
工业场地土壤重金属污染主要来源于工业废水、废气以及固体废弃物的排放，这些污染物在土壤中长期累积，使得土壤中的重金属含量明显超标。
一旦土壤中的重金属超标，将对生态环境和人类健康带来巨大危害。
工业场地土壤重金属污染的修复治理技术的研究显得尤为迫切。
1. 土壤重金属污染修复技术目前，有多种技术可用于工业场地土壤重金属污染的修复，包括植物修复、微生物修复、物理化学修复等。
植物修复技术是指利用某些植物对重金属具有吸附、富集、转运和耐受的特性，通过植物的根系将土壤中的重金属富集到植物体内，达到净化土壤的目的。
目前，已有多种植物被证实对重金属具有较强的富集能力，如柳树、太阳花、石竹等。
微生物修复技术是指通过利用某些微生物对重金属具有还原、氧化、螯合、沉淀等作用，促进土壤中重金属的转化和迁移，从而减少土壤中的重金属含量。
物理化学修复技术也包括吸附剂添加、热处理、电动力等方法，通过改变土壤中重金属的形态和分布状态，降低土壤中重金属的活性和生物有效性，达到修复土壤的目的。
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 重金属污染土壤原位钝化修复技术研究进展 作者：马远 来源：《城市地理》2015年第09期
摘要：综述了常用的土壤重金属污染原位钝化剂的实用性、介绍了原位钝化修复的原理，及其国内外研究与发展动态，并在此基础上做了进一步的展望，提出土壤原位钝化修复技术的未来发展方向。
关键词：重金属；污染土壤；钝化；修复 引言 随着工业化城市的快速发展，我国整体土壤环保安全的问题逐步突显出来，各种工业污染、废气废水、重金属、化学农药直接影响自然环境土壤的健康。截止目前，我国已经由2000万m3的土壤受损，占耕地总面积20%以上，其中大部分为中度或重度污染，直接影响土壤的正常修复更新。通过各种方法实现原位钝化，确定修复效果，减缓生物化学迁移过程，提高修复效果，逐步降低重金属的修复比例。原位钝化修复技术是一种极其经济高效的污染治理技术方法，是符合我国目前可持续快速发展的基本战略方针和技术需求，未来可以广泛的提高土壤环境的保护效果，确保土壤的多项利用。
1、土壤修复的方法 土壤污染中，采用钝化修复来提高土壤的活性，通过增加矿物质成分，确定微生物、磷酸机物料，控制土壤的沉淀吸收比例，实现快速氧化过程，分析土壤内部的性质变化，提高土壤的自主调理过程，改善土壤的污染程度，确定有效的土壤修复效果，实现多种类、多方式的修复，确保土壤修复效果，完成土壤修复目标。
1.1 无机钝化法 无机钝化修复方法的种类主要有：磷酸盐类无机钝化修复法、黏土矿物钝化修复法以及一些其他化学成分的无机钝化修复法。按照其基础的化学原理不同，区分无机修复剂的类别，确定黏土矿物修复剂、磷酸盐类修复剂以及一些化学无机钝化制剂修复剂的不同修复效果。其中，采用磷酸化合物可以实现有效的钝化修复作用，改变土壤的酸碱程度值，完成化学变化，降低铅和汞的生物效应，实现生物植物积累控制。磷酸能够有效的降低植物对Cd的吸收，但是对Zn的影响不是很大，磷肥的使用可以提高植物剂的有效使用。As在土壤的迁移过程中，常常选用含铁、铝氧化物进行处理。另外，因为资源的不足，某些矿物质因质地受到严重的限制，一些富含铁铝物质的应用中采用钝化重金属得到了有效的认可。
1.2 有机钝化法 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 有机钝化修复法的处理方式有：堆肥修复方法、淋洗剂修复方法、生物农机肥修复方法等等。有机钝化修复重金属土壤具有一定的优势，通过增加土壤阳离子的交换量，降低土壤中重金属水溶液比例，提高交换组频率效果，实现生物的有效改变。其中，堆肥剂中类似有机物的应用，实现对低生物污染的土壤元素进行动态含量分析，降低植物的吸收效果，促进植物的有效生长。淋洗剂有机钝化修复方法是通过确定淋洗比例，提高整体试验效果。采用生物农机剂可以有效的实现金属浓度降低，实现整体植物叶片金属含量的有效降低。
1.3 微生物钝化法 微生物钝化修复方式有：微生物固定修复方式、微生物转化修复方式。微生物固定修复方式是依据细胞表面的电荷进行土壤中重金属离子的有效化吸附作用，从而实现金属移动性的降低。微生物的生物转化是通过微生物的氧化还原过程，去除重金属中的有机分泌配体，确保激素、有机分泌物质可以间接的完善微生物氧化还原过程，实现微生物对重金属的吸收过程。例如，微生物钝化可以将硫酸盐转换为硫化物，确保污染短效的沉淀作用。特别对于沸石和碳源配合的情况下，还原细菌可以在72小时后去除90%以上的Zn钝化。一些菌株可以提高Zn、Mn的移动性，完成Cd、Cu的钝化固定。实际的生物菌种一般都对Cd可以净化，逐步降低整体态含量。微生物钝化是有效的修复氧化，土壤氧化还原的影响比例较大，硫酸盐对还原细菌有优势，可以快速的完成Cd和Zn的钝化修复。
1.4 复合材料 复合材料是将化学修复方法、生物修复方法组合实现的修复材料，种类极其丰富，只要可以实现重金属修复效果，都可以被命名为重金属污染复合修复材料。
复合材料具有良好的复合效果，可以对不同钝化修复剂进行整合处理，提高重金属土壤的整体修复发展效果。对于土壤的污染处理具有一定的选择效果，选择有效的钝化修复实现修复效果。例如，选择碳酸钙与碳酸氰化物组合可以提高钝化修复剂的使用效果，避免了单独使用钝化修复剂造成土壤酸碱不平衡的问题。钝化重金属污染物时，可以通过修复剂有效的提高钝化修复效果，亦可以通过有机质提高修复效果，从而在一定程度上弥补单一元素降解不足带来的问题。合理的控制有机质分解带来的风险问题，逐步提高复合材料的修复效果，实现合协而有效的技术弥补作用，快速的完善整体修复效果。
2、土壤重金属钝化的机理 土壤钝化的机理是通过酸碱程度确定钝化效果和钝化标准，根据金属的有效程度，确定钝化中可能产生的不稳定因素，实现土壤PH的有效控制。通过土壤钝化缓冲逐步降低土壤钝化效果，降低环境风险，逐步加强土壤钝化效果。选用合理的材料，提升土壤的整体钝化稳定效果，确保钝化吸附比例容量，保证土壤稳定修复过程。采用复合材料，实现矿物质晶格层之间污染物的有效吸附，修复材料通过晶格实现吸附，完成沉淀。合理的分析重金属污染物的钝化机制，有效的钝化修复持续发展，确定不同吸附剂的钝化差异比例，完善土壤修复效果。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 2.1 沉淀 沉淀可以实现土壤中Cd的有效溶解，降低土壤毒性、污染程度。磷酸根对于土壤中的Cd钝化有一定的作用，可以合理的实现污染物的稳定沉淀控制管理。当酸碱程度升高的时候，沉淀反应产物的晶格水平变弱，不易沉淀。但在适宜的PH值条件下，采用磷酸盐可以有效的实现Cd钝化作用。表面沉淀中在酸性土壤上施用磷石膏、红石膏和白云石残渣能显著提高Pb、Cd、Cu在土壤固相组分中的稳定性，降低其迁移和生物有效性。由于钝化剂具有一定的溶解度，因此能够与污染元素更好地接触反应，从而有望发挥更有效的钝化效果。
2.2 化学吸附 Fe与Mn的氧化物具有良好的吸附作用，吸附As污染物。砷酸根在含铁、铝物质作用下，可以通过基团交换反应替换铁铝氧化物表面的-OH、-OH2等基团而被吸附在矿物表面，并通过X射线吸收精细结构光谱（XAFS）证实形成了稳定的双齿双核结构的复合物。赤泥也主要是通过化学吸附作用，使重金属污染物进入铁铝矿物晶格内形成稳定的复合物，来降低其生物可利用性和毒性。
2.3氧化还原 采用氧化还原作用分解有机质中的官能团，实现金属络合物的稳定氧化还原处理，实现植物生物的有效吸收。细菌壁的活性因子通过真菌和细菌作用完成，对金属进行强行络合处理，实现细胞的吸附处理。降低土壤中的生物比例，有效完善络合效果。但是，氧化还原对于不同金属变价有不同的改变，钝化可以逐步降低土壤中金属对土壤的影响，实现电位还原处理，完成离子交换控制。
2.4 有机络合 有机质中含有大量的有机官能团，在与重金属反应后形成一定稳定程度的金属有机络合物，从而降低重金属污染物的植物吸收性以及生物可利用性。其中腐熟度较高的有机质可以通过形成粘土-金属-有机质三元复合物增加重金属污染物在土壤中的吸附量。卡尔森等利用XAFS研究发现，Cd在土壤中可以与有机质中的羧（RCOOH）及巯基（RSH）形成稳定的有机络合物。
2.5离子交换 采用钝化修复剂中的离子交换技术，完成化学分析的吸附，从而逐步降低重金属的生物效用。例如，砷酸根在铝铁氧化物的作用下，会对重金属中的氢键或氢羥根进行结合，形成稳定的双架构分子元素。
3、钝化在土壤重金属修复中的未来发展趋势 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 由于钝化剂只是暂时降低了土壤中重金属污染物的生物有效性以及重金属的有效形态而并没有消除重金属污染，因而钝化的稳定性和时间效应以及对土壤的环境风险需要进一步明确。提高钝化稳定性，缩短钝化时间，确保钝化修复效果。通过有机质、工业产品配合，采用纳米技术实现钝化修复的效果，减少污染物质的排放量，提高土壤降解能力，减少钝化剂使用量，降低环境的污染情况，确保整体钝化修复过程，逐步在修复中开展技术研发过程，并研究未来有效的修复缺陷的方法。
参考文献： [1]刘文华.改性膨润土钝化修复重金属土壤污染技术研究与应用[M].北京：中国环境出版社，2014：16-25.
[2]张宝杰.典型土壤污染的生物修复理论与技术[M].北京：电子工业出版社，2013：21-99. [3]张颖.土壤污染与防治[M].北京：中国林业出版社，2012：18-105. [4]周启星，宋玉芳等著.污染土壤修复原理与方法[M].科学出版社， 2004 [5]鲍士旦主编.土壤农化分析[M].中国农业出版社， 2000 [6]王焕校主编.污染生态学[M].高等教育出版社， 2002 [7]傅献彩等编.物理化学[M].高等教育出版社， 1990 [8][美]希姆恩斯（Hiemenz，P·C） 著，周祖康，马季铭 译.胶体与表面化学原理[M].北京大学出版社， 1986
[9]汪娜，韩永刚，黄义雄，叶功富.福州市建成区生态系统健康评价研究[J].水土保持研究.2014（02）
[10]林福兴，黄东风，林敬兰，谢建华，杨舜成.南方红壤区水土流失现状及防控技术探讨[J].科技创新导报.2014（12）
作者简介：马远（1994-），男，内蒙古包头市，大学本科学历，环境科学专业。
