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土壤改良剂在土壤修复过程中的应用价值研究

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【摘要】当前，土壤污染日趋严重，土壤污染修复已成为我国的热点环境技术问题，土壤污染修复和治理得到了众多学者的广泛关注和研究。根据近年来国内外相关报道，土壤污染的修复技术主要有物理修复、化学修复和生物修复，土壤改良剂修复技术指向土壤加入改良剂以达到修复污染土壤的目的，本文针对土壤改良剂在污染土壤的修复技术进行了简要介绍，指出各修复技术的原理、优缺点和实用性，重点介绍了改良剂修复技术的作用机理及在国内外的应用情况，并对今后改良剂固化技术的研究提出了一些发展思路。

【关键词】改良剂；重金属；土壤；修复；研究进展

1前言

随着工业化和城市化的飞速发展，土壤污染已成为目前突出的环境问题，总体上不容乐观。在中国被污染的土壤占到了总耕地面积的1/5，其中重金属污染的耕地面积达到2000万公顷，导致每年遭受上千万吨的粮食损失，经济损失至少200亿元。根据2014年4月全国污染状况调查公报显示，全国土壤总超标率16.1%，污染以无机型为主，占超标点位的82.8%，耕地土壤点位超标率为19.4%，部分地区土壤污染比较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿废气地突出一些，南方土壤污染重于北方地区。所以形势十分严峻，近几年的血Pb中毒事件频繁发生，引起了人们的关注和重视。

因此，土壤修复已迫在眉睫，其中往土壤中添加改良剂得到了广泛推广。土壤改良剂修复技术是一种化学修复方法，它的作用机理主要是通过与污染土壤中的污染物如重金属发生化学反应，从而改变土壤的pH值、Eh等理化性质，达到钝化土壤中的污染物，降低其活性目的。改良剂主要分为有机改良剂和无机改良剂，有机改良剂，如绿肥、堆肥、动物粪便和泥炭等对重金属的修复主要通过影响污染物的溶解或解离动力学过程而改变污染物在土壤固-液相间的平衡，从而降低其有效性；无机改良剂主要是通过改变土壤对重金属的亲和力和重金属在土壤中的形态而达到降低重金属含量的目的。由于添加改良剂具有原位修复、成本低等特点，对重金属污染土壤，尤其是中轻度污染，是一种很有效的修复方法。该技术近年来得到了快速发展。

2有机改良剂修复土壤研究成果

2.1石灰、钙镁磷肥改良剂对土壤污染的修复

土壤中施用石灰、钙镁磷肥后，其钝化的机理主要是由于施加石灰后土壤pH值升高，有利于重金属离子形成氢氧化物或碳酸盐结合态沉淀或共沉淀，起到钝化重金属离子作用，从而降低重金属的有效性；另施用钙镁磷肥可改善土壤中养分状况，能明显抑制作物对重金属的吸收心，可降低或显著降低土壤中Hg、Cd、Pb的植物可利用性，Hoods研究表明，施用石灰调节土壤pH为7时，显著降低了胡萝卜和菠菜体内重金属的含量，但是不同的重金属离子降低幅度是不一样，与Cu和Pb相比，Cd、镍和Zn的降幅更大。

2.2海泡石改良剂对土壤污染的修复效果

海泡石同沸石、蒙脱石一样，属于无机改良剂中的天然或人工合成矿物，它们具有颗粒小、比表面积大、矿物表面富有负电荷、较强的吸附性能和离子交换能力等特点，海泡石的层状结构使其具有离子吸附交换性，可与土壤中的重金属离子发生置换，从而使土壤重金属钝化防止其游移[1]。还能增加土壤中有效硅的含量，激发抗氧化酶的活性，缓解重金属对植物生理代谢的毒害[2]。林大松等研究结果表明，海泡石粘土矿物加入土壤后，显著降低了土壤中溶解状态的Cd、Zn含量。在海泡石最大施用量（土重的4%）时，水溶态Cd、Zn含量分别比对照下降了57.3%和41.4%[3]。

2.3赤泥

赤泥是制铝工业从铝土矿中提取氧化铝后的副产物，赤泥的主要化学成分由占赤泥总量60%以上的Al2O3、CaO、SiO2等较多碱性物质组成，添加到土壤中可显著提高土壤pH，pH值可达10-13，。土壤pH升高是赤泥降低重金属移动性和生物有效性的一个重要机制。郝晓伟等研究表明，添加赤泥可以显著降低土壤中可交换态Pb、Zn含量，减弱土壤中Pb、Zn的植物毒性和生物有效性。而且5%赤泥添加效果最为显著。

3无机改良剂修复土壤研究成果

有机改良剂一般指农家肥、绿肥、草炭及植物残余腐熟物为主要成分，它们的改良机理及稳定机制是通过补充土壤中的有机质，改善土壤团粒结构，增加土壤养分，钝化重金属、降解农药和除草剂，激化土壤自我净化能力。高卫国[4]等研究表明，腐植酸和堆肥，单独或者复合应用对土壤中Pb、Zn形态的影响显著。单独添加腐植酸和堆肥均可以显著改变土壤中Zn、Pb形态转化，使它们从容易被植物吸收的交换态和碳酸盐结合态向难以被植物吸收利用的有机结合态和残渣态转化。而当两者一起使用时，可以中和它们各自所引起的pH值的变化，对重金属固定效率明显增强。有机质含有大量的腐殖质，能激活和繁殖土壤中的有益微生物，提高其