农田重金属污染原位钝化修复研究进展-生态环境学报.PDF

生态环境学报 2014, 23(4): 721-728 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@ 农田重金属污染原位钝化修复研究进展 李剑睿，徐应明，林大松，梁学峰，孙约兵，王林 农业部环境保护科研监测所，天津 300191 摘要：污染土壤重金属原位钝化修复是通过向土壤中施加一些活性钝化修复材料，通过溶解沉淀、离子交换吸附、氧化还原、 有机络合等反应来改变重金属在土壤中的赋存状态，降低土壤中重金属的有效浓度、迁移性和生物有效性。这种方法成本较 低、操作简单、见效快且适合大面积推广，在重金属污染土壤修复中有着不可替代的作用。尤其对主要由污水灌溉、大气沉 降等造成的农田土壤面源污染，一些具有吸附固定土壤中重金属离子特性的天然物质和工业副产品都可运用在实地的钝化修 复中，且不同类型的钝化修复剂对重金属污染土壤的钝化修复效果各不相同。采用实验室评价和实地应用评价，一方面可以 评估钝化修复材料对污染土壤中重金属离子的固定效率；另一方面可以评估钝化修复材料对土壤理化性状、养分状况和生物 活性的影响。对重金属污染土壤原位钝化修复中不同来源的钝化剂进行了分类，目前广泛使用的钝化修复剂主要包括硅钙物 质、含磷材料、有机物料、黏土矿物、金属及金属氧化物、生物碳及新型材料等，概述了它们各自对重金属污染土壤的钝化 修复效果。从研究方法、评价指标、环境影响因子、钝化机制以及环境风险评价等方面分析了该领域的研究现状以及存在的 主要问题，今后应重点关注钝化修复剂对土壤-作物系统的潜在环境风险以及钝化材料修复效果的田间长期稳定性评价。 关键词：农田；重金属；污染；钝化；修复 中图分类号：X53 文献标志码：A 文章编号：1674-5906 （2014 ）04-0721-08 引用格式：李剑睿，徐应明，林大松，梁学峰，孙约兵，王林. 农田重金属污染原位钝化修复研究进展[J]. 生态环境学报, 2014, 23(4): 721-728. LI Jianrui, XU Yingming, LIANG Xuefeng, LIN Dasong, SUN Yuebing, WANG Lin. In situ immobilization remediation of heavy metals in contaminated soils: A review [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(4): 721-728. 随着中国工业化、城镇化进程快速推进，土 2008 ；腾应等，2008 ）。目前，重金属污染土壤修 壤重金属污染日益突出，化工、采矿、冶炼等工 复技术可分为2 类：1 ）利用各种手段削减土壤重 业“三废” 、城市交通、大气沉降、畜禽粪便、城 金属总量。工程措施和植物修复是主要代表，前 市污泥、农药化肥等成为主要污染源（Brown 等， 者有新土置换法、物理分离法等，后者涉及植物 2004 ）。据统计，中国受重金属污染耕地面积约 提取技术、植物挥发技术等；2 ）通过改变金属在 7 2 2.0×10 hm ，占耕地总面积的20%左右，以中轻 土壤中的存在形态，降低在土壤中的移动性和生 度污染为主（韦朝阳和陈同斌，2001 ），重金属污 物有效性，原位化学钝化技术和微生物修复是其 染而引起的粮食和食品安全问题屡见不鲜（刘凤 主要代表。土壤重金属污染涉及面大，一般要经 枝等，2006 ；黄勇等，2005 ）。据2011 年对中国 历修复成本和修复效率两个瓶颈，同时要接受二 26 个城市土壤样品重金属含量分析发现，各金属 次污染的考验。工程措施成本高、破坏土壤自然 平均含量均超过了土壤环境背景值，其中铅和镉 性状，植物修复目标生物量低、修复周期长、植 污染尤其严重，分别是背景值的41.9 和91.4 倍， 物