有机物料不仅可作为土壤肥力改良剂,也是有效的土壤重金属吸附、络合剂,因而被广泛应用于土壤重金属污染修复中。有机物质通过提升土壤 pH、增加土壤阳离子交换量、形成难溶性金属有机络合物等方式来降低土壤重金属的生物可利用性。
源自不同工艺有机堆肥的改土效果不同。有机废物在好氧堆肥工艺过程中,重金属与堆肥中的有机成分、晶格结构紧密地结合在一起,重金属的迁移性、有效性明显下降。土壤中分别添加由好氧堆肥工艺、厌氧消化流程制成的两种有机肥料试验研究表明,好氧堆肥处理作物组织的 Cu、Zn 浓度明显偏低。但是,土壤施用有机肥的长期试验发现,源自不同工艺有机肥对同一污染土壤的修复效果差异不大,随着土壤有机质的分解,没发现土壤中金属有效性增加的证据。
不同金属含量有机肥的改土效果不同。研究表明,在输入土壤重金属量相同的情况下,接受高金属含量堆肥土壤DTPA 提取态 Cu、Pb、Cd 浓度要比接受低金属含量堆肥土壤的要高,原因是低金属含量堆肥的晶格结构对金属的固定作用更强,重金属的移动性、生物有效性更低。
有机肥所含重金属进入中性 pH 范围土壤后,大部分转化为有效性较低的难溶态。研究显示,与对照相比,土壤 Zn、Cu、Cr、Pb、Ni 的总量虽有所增加,但增加部分集中在有机结合态、硫化 物结 合态 、碳 酸盐 结合 态上。
腐殖酸具有丰富的活性功能基团,能够和重金属发生各种形式的结合,从而成为土壤重金属的钝化固定剂,影响重金属在土壤中的形态转化、移动性和生物有效性。研究表明,随腐殖酸投入比的加大,可溶态 Cd 含量明显下降,有机态 Cd 明显上升,氧化态和有机态 Cd相似,腐殖酸对可溶态 Cd 分配比率最高,达19%~73%,分别是有机态、氧化态 Cd 的 4.2~5.5倍和 1.6~3.8 倍。而且,不同腐殖酸组分对土壤重金属的钝化效果不一,灰色胡敏酸>棕色胡敏酸>富里酸,即分子量愈大、芳构化程度愈高的腐殖酸组分,对重金属的钝化愈强。