影响农田重金属污染钝化修复效率的因素


   近年来一些新型材料开始被用于土壤重金属污染钝化修复中,其中包括介孔材料、功能膜材料、植物多酚物质及纳米材料等,由于这类材料具备独特的表面结构、组成成分,使得它们在较低的施加水平下可以获得较好的修复效果。研究表明,土壤施加介孔材料后,CdPb Cu 酸可提取态含量均降低,有机结合态含量增加,供试小白菜体内重金属积累量显著下降。磷酸铁纳米材料在土壤铜污染修复中可以显著降低土壤中水溶态、可交换态和碳酸盐结合态 Cu 含量,促使 Cu 向残渣态转化;铁纳米材料同样可显著降低土壤淋洗液中Cr 含量。通过对新型有机-无机多孔杂化材料土壤重金属污染修复试验研究表明,可显著降低土壤 TCLP 提取态 PbCd 含量,减少供试油菜体内的重金属 PbCd 累积量。

  壤 pH 是影响重金属吸附固定的主要内因。总体来说,土壤对重金属的吸附随 pH 的降低而减弱,移动性变大;随着 pH 升高,土壤吸附重金属的能力增强,金属沉淀形成;对于 PbCu,当 pH>6时,溶解度反而增大,移动性增强;AsCd 在碱性条件下溶解度较大,不利于它们的固定。

  氧化还原电位(Eh)同样是影响农作物对土壤重金属吸收累积的重要因素。一般来说,随着Eh 升高,土壤中有效态重金属含量、作物吸收量随之增加。可通过控制土壤水分来调节 Eh,达到降低土壤重金属活性的目的。土壤不同水分管理对水稻吸收累积 Cd 影响的试验表明,长期淹水处理水稻根表吸附的还原态 Fe(II)量是湿润灌溉处理的 10.5 倍,且长期淹水导致水稻糙米的 Cd 质量分数比湿润灌溉处理降低了 70.7%;长期淹水条件下Fe 2+ 等离子与Cd 2+ 的竞争吸附及S 2- Cd 2+的共沉淀作用是土壤中 Cd 生物有效性下降的主要原因。

  土壤有机质含量是另一重要影响因素。当有机物质与重金属形成难溶络合物时,促进了土壤对金属的吸附固定,当土壤中低分子量有机酸与金属形成可溶性络合物时,抑制了金属在土壤胶体上的吸附固定。尤其在碱性土壤中,土壤溶液中可溶性有机碳升高,可使重金属的淋溶性显著增加。