施用钝化剂对土壤重金属污染修复的研究进展-《江苏农业科学》(2020年10期).docx

龙源版权所有 施用钝化剂对土壤重金属污染修复的研究进展作者：韩云昌 张乃明来源：《江苏农业科学》2020年第10期 摘要：随着对环境污染治理重视度的不断提高，土壤重金属污染的治理与修复已受到各方的广泛关注。对于中轻度污染的土壤而言，化学钝化剂由于其使用便利、见效快等优点而广泛使用。本文结合最近的研究将钝化剂分为无机钝化剂和有机钝化剂2类，包括石灰性物质、黏土矿物、含磷材料（无机钝化剂）以及腐殖质物质、生物炭材料（有机钝化剂），总结了几种常见钝化剂的单施及配合施用对重金属铅污染土壤修复的机理和技术，介绍了钝化剂对土壤重金属铅修复的效果和注意事项，并对钝化剂进行土壤重金属污染修复的前景和目前存在的问题进行了总结。 关键词：土壤;重金属污染;无机钝化剂;有机钝化剂;修复 中图分类号： X53 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2020）10-0052-05 收稿日期：2019-05-08 基金项目：云南省科技惠民计划（编号：2014RA018）;云南省科技创新人才计划（编号：2015HC018）;云南省科技合作计划-院士专家工作站项目（编号：2015IC022）。 作者简介：韩云昌（1992—），男，山东济南人，硕士，主要从事土壤环境污染与监测研究。E-mail：2441701088@。 通信作者：张乃明，博士，教授，主要从事土壤质量演变与农业面源污染控制领域研究。E-mail：zhangnaiming@。 我国工农业不断发展，所带来的土壤重金属污染问题也日益严重。对于农耕地来讲，重金属污染会降低土壤肥力，使农作物产量下降，使作物重金属含量超标，并且重金属会随着降雨而污染地表径流和地下水，破坏水体环境，可能直接毒害植物或通过食物链危害人体及其他动物健康。铅是环境中优先控制的重金属，其毒性大，不会通过化学反应或被微生物降解，并且易在土壤和生物体内富集[1]。铅通常存在于含有铜（Cu）、锌（Zn）、银（Ag）的矿石中，并作为这些金属的共同产物而被提取。铅具有极高的可塑性和延展性，并且易于熔炼，其矿石广泛存在。如今，铅在铅酸电池、砝码、白镴、易熔合金、子弹、铅丸（颗粒）、焊料、建筑施工方面广泛应用[2]。 铅轻度中毒可能导致血压升高，神经功能减退，虚弱和四肢刺痛[3]。铅严重中毒可能会导致肾脏损伤、流产、严重的脑损伤，最终导致死亡。与成年人相比，婴幼儿更容易受到铅中毒的影响，对儿童早期心理发育造成不可弥补的影响[4]，即使轻度中毒也会影响婴儿的神经和身体发育。近年铅中毒事件频发，据公众环境研究中心发布的我国2005—2015集体铅中毒事件报告显示，仅10年间发生集体铅中毒事件就有27起，如2009年陕西省凤翔县铅中毒事件、2010年湖南省郴州市血铅中毒事件，2011年浙江省绍兴市杨汛桥铅中毒[5]等。因此，治理与修复土壤重金属污染，提高土壤环境质量，保障农作物安全，已成为当前的迫切需求。 目前，国内外修复土壤重金属污染的方法主要有物理修复、化学修复、生物修复以及联合修复。化学钝化修复是指向土壤中施加一定量的钝化剂，通过吸附、沉淀、络合、离子交换和氧化还原等一系列反应，最大限度地降低重金属的生物有效性和迁移性，从而达到修复污染土壤的目的。本文综述了国内外土壤重金属钝化修复方面的研究进展，分析了钝化剂修复机理，并指出了目前存在的问题，对以后的钝化修复工作提出了展望。 1 土壤重金属污染的现状及来源 我国作为一个工业大国，面临的土壤重金属污染问题尤为严峻。我国遭受不同程度重金属污染的土壤已经接近2 000万hm2，其中铅（Pb）、镉（Cd）污染引起的生态环境、食品安全及区域人体健康风险最为严重[6]。每年因重金属污染造成的粮食减产高达1 200万t，合计经济损失200亿元[7]。农业农村部农产品污染防治重点实验室对全国30万hm2基本农田保护区的调查结果显示，重金属超标率12.1%，粮食重金属超标率10%以上[8]。污染土壤中，严重污染面积占8.4%，中度污染面积占 9.7%，轻度污染面积占46.7%。 据统计，全世界铅的平均年排放量是 500万t[9]，土壤中重金属铅的来源可分为内源和外源。内源同土壤发育的自然条件有关，包括成土母质（即土壤背景值，全国土壤Pb的平均背景值为 22.3 mg/kg）、地形地貌、有机质含量等[10]。外源即土壤中重金属铅的外来污染源，又可分为工业污染源和农业污染源。工业污染源主要包括采矿、冶炼、电镀、化工、电子、制革等工业生产中含重金属元素的废气、废水、废渣的排放;农业污染源主要来自污水灌溉，农药、化肥的使用以及固体废弃物（工业废渣、污泥等）的农业利用等[11]。 2 钝化剂修复原理、施用量和效果 2.1 无机钝化剂 2.1.1 石灰性物质 石灰性物质是指石灰和碳