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    硅硫材料對復(fù)合污染土壤鎘砷賦存形態(tài)的影響

    2020-03-14 08:02:26周靖恒喻崴倫鐵柏清劉玉玲李丹陽
    關(guān)鍵詞:態(tài)鎘含硫殘渣

    彭 鷗 ,周靖恒 ,喻崴倫 ,鐵柏清 *,劉玉玲 ,李丹陽

    近年來,我國農(nóng)田因大量使用化肥和農(nóng)藥以及工業(yè)等其他原因,使得耕地重金屬污染面積急劇增加,已達(dá)到2.0×107hm2,約占耕地面積的1/5。耕地土壤重金屬污染給農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與人類的食品安全帶來極大的危害[1]。根據(jù)原環(huán)境保護(hù)部和原國土資源部2014年聯(lián)合發(fā)布的《全國土壤污染公報》,農(nóng)田土壤重金屬污染超標(biāo)率為19.4%,中輕度污染超標(biāo)率占94.3%[2]。耕地土壤重金屬污染問題使得農(nóng)產(chǎn)品中重金屬含量超標(biāo),引發(fā)廣大民眾關(guān)注[3]。我國的土壤重金屬污染主要涉及鎘、砷、鉛等污染物,其中鎘超標(biāo)率為7%,位居第一,砷超標(biāo)率為2.7%[4]。農(nóng)田中鎘和砷的來源主要包括采礦和冶煉、交通廢氣排放、污水灌溉、大氣沉降、農(nóng)業(yè)投入等[5]。湖南省是全國著名的有色金屬之鄉(xiāng),過度的礦山開采及金屬冶煉是導(dǎo)致湖南土壤重金屬污染的主要原因之一。據(jù)統(tǒng)計,湖南省受到重金屬污染的土地面積占全省總面積的13%,被重金屬污染的耕地面積占全省耕地面積的25%[6]。因此,探究污染耕地安全利用方法十分必要。

    目前農(nóng)田重金屬污染主要修復(fù)方法有客土法、稀釋法、穩(wěn)定固定化技術(shù)、玻璃化、原位鈍化、熱脫附(揮發(fā)重金屬)、電動修復(fù)、化學(xué)淋洗、植物修復(fù)和微生物修復(fù)等[7]。其中,原位鈍化修復(fù)主要利用鈍化材料進(jìn)行原位修復(fù),如堿性材料、含磷材料、黏土礦物、鐵錳氧化物以及有機(jī)物料等[8]。通過鈍化材料使土壤重金屬與修復(fù)材料發(fā)生吸附、絡(luò)合、沉淀、離子交換等一系列物理化學(xué)反應(yīng),從而降低重金屬元素的可溶解性與轉(zhuǎn)移性[9]。硅肥改良材料具有易制備、無污染、低成本等優(yōu)點,且硅元素有利于水稻的生長和增加水稻抗逆性[10]。硅元素只有轉(zhuǎn)化成單硅酸或者單硅酸的鹽類才能被水稻吸收利用,并能與鎘砷等重金屬形成混合物沉淀,降低重金屬在土壤中的有效性,因此,硅在農(nóng)田重金屬污染修復(fù)治理中有較好的應(yīng)用前景[11-12]。硫元素同硅元素一樣對植物生長起著重要作用,硫是植物體內(nèi)含硫蛋白的重要組成部分,也參與部分酶的組成。硫用作肥料施用能改良土壤性質(zhì),能顯著影響重金屬在土壤植物系統(tǒng)中的生物化學(xué)過程[13]。近年來因作物收割、地表淋雨等問題導(dǎo)致耕地土壤硫失衡,硫的應(yīng)用逐漸受到重視。李彥等[14]利用脫硫石膏對堿化土壤進(jìn)行改良表明:脫硫石膏在短期內(nèi)能降低土壤鎘的含量,但長期對土壤鎘砷含量基本沒有影響。童澤軍等[15]使用煙氣脫硫石膏對灘涂圍墾土進(jìn)行的試驗表明:煙氣脫硫石膏能減少土壤對鎘的吸附,經(jīng)振蕩離心后能降低土壤中重金屬的毒性和生物可利用性。本試驗選用礦物硅肥作為含硅材料,石膏粉作為含硫材料。試驗通過設(shè)置含硅含硫材料的單一處理以及混合處理(均設(shè)置不同施用量)進(jìn)行污染土壤修復(fù),并對比、分析土壤鎘、砷形態(tài)變化規(guī)律,探究含硅含硫改良材料對土壤鎘砷復(fù)合污染治理的可行性。

    1 材料與方法

    1.1 試驗材料

    1.1.1 供試土壤

    本試驗礦區(qū)土壤采于湖南省株洲市某礦區(qū)污染土壤;試驗輕度污染耕地土壤采于湖南省瀏陽市某地耕地土壤;試驗重度污染耕地土壤采于湖南省瀏陽市某地耕地土壤。試驗中重度污染耕地土壤砷為中度污染,但鎘污染超標(biāo)達(dá)到8倍以上,因此本文將其歸納為重度污染耕地土壤。

    1.1.2 供試材料

    (1)礦物硅肥由奧斯科海外有限公司(俄羅斯)提供,其中SiO2≥70%,活性硅≥20%。

    表1 試驗土壤基本情況Table 1 Basic conditionsof test soil

    (2)石膏粉由湖南攸縣滑石粉廠提供,其中主要成分為CaSO4。

    1.2 試驗方法

    1.2.1 含硅含硫材料對輕、重度耕地污染污試驗處理方法

    瀏陽輕度和重度污染土經(jīng)風(fēng)干后過20目篩,使用上蓋帶孔保鮮膜的1000 mL燒杯,每杯裝土500 g,按各處理加入硅硫材料,每個處理設(shè)三組平行。加入一定蒸餾水保持土壤水分,室溫培養(yǎng)。每15 d取一次樣,處理方法見表2。

    表2 含硅含硫材料對輕、重度耕地污染試驗處理方法Table 2 Test method for pollution of heavy and moderatecultivated land containing silicon sulfur-containing materials

    1.2.2 含硅含硫材料對礦區(qū)污染土壤試驗方法

    將采取的礦區(qū)土經(jīng)風(fēng)干后過20目篩后,使用上蓋帶孔保鮮膜的1000 mL燒杯,每杯裝土500 g,按不同施加量添加含硅含硫材料,每個處理設(shè)三組平行。加入一定蒸餾水保持土壤水分,室溫培養(yǎng)。每15 d取一次樣,詳細(xì)處理方法見表3。

    1.2.3 樣品分析測定方法

    (1)pH與氧化還原電位(Eh)測定:采用FJA-6型氧化還原電位去極化法全自動測定儀測定。

    (2)土壤鎘砷形態(tài)測定:將15、30、45 d取得的土樣風(fēng)干,過100目篩,裝入封口袋中保存。土壤鎘形態(tài)的提取選擇改進(jìn)BCR法[16],將鎘提取為弱酸可提取態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)、殘渣態(tài)。后使用ICP-MS進(jìn)行分析測定。

    表3 含硅含硫材料對礦區(qū)污染土壤試驗方法Table 3 Test method for contaminated soil in mining area with silicon-containing sulfur-containing materials

    (3)土壤砷形態(tài)測定:使用分級測定法[17]將砷提取為交換態(tài)砷(AE-As)、鋁型砷(Al-As)、鐵型砷(Fe-As)、鈣型砷(Ca-As)、殘渣態(tài)(O-As)。使用ICP-MS進(jìn)行分析測定。

    1.2.4 數(shù)據(jù)處理

    運用IMB SPSS 22.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析處理;運用Microsoft Excel 2010軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行圖表處理。

    2 結(jié)果與分析

    2.1 含硅含硫材料對鎘砷復(fù)合污染土壤pH和Eh的影響

    2.1.1 含硅含硫材料對耕地輕度鎘砷復(fù)合污染土壤pH和Eh的影響

    由圖1可知,瀏陽輕度污染土壤pH本底值為5.94,呈弱酸性。試驗中各處理均能提高土壤pH,其排序為:GSI>S>G>GS>CK,試驗中四個處理與對照處理相比均有顯著差異。氧化還原電位的變化除硅硫混合結(jié)合淹水處理(GSI處理)能使土壤處于還原環(huán)境,其余處理均為氧化環(huán)境,試驗中四個處理與對照處理相比均有顯著差異。施用硅肥處理(G)與施用硫肥處理(S)均會降低土壤氧化還原電位,且單一施用硅肥或硫肥處理比硅硫混合處理氧化還原電位降低效果更好。在硅硫混合處理結(jié)合淹水條件下(GSI處理)pH提高幅度最大,氧化還原電位降低最多,使土壤呈還原性。

    2.1.2 含硅含硫材料對耕地重度鎘砷復(fù)合污染土壤pH和Eh的影響

    由圖2可知,瀏陽重度污染土壤pH背景值為5.51,呈弱酸性,相比輕度污染土壤pH背景值更低。施用調(diào)理劑后土壤pH排序為:GSI>GS>G>S>CK,硅硫混合處理結(jié)合淹水處理使得pH上升了1.39,施用含硫材料處理使得pH有所下降,降低了0.24。土壤中氧化還原電位表現(xiàn)為施用硅處理(G)和施用硫處理(S)能降低氧化還原電位。在硅硫混合處理(GS)中土壤pH、氧化還原電位的效果均優(yōu)于兩者單一處理。在硅硫處理結(jié)合淹水處理(GSI)中土壤Eh為負(fù)值,使得土壤呈還原性。

    2.1.3 含硅含硫材料對礦區(qū)重度鎘砷復(fù)合污染土壤pH和Eh的影響

    圖1 含硅含硫材料對輕度耕地污染土壤Eh與pH的影響Figure 1 Effect of silicon-containing or sulfur-containing materials on Eh and pH of polluted soil with slight cultivated land

    由圖3可知,株洲礦區(qū)重度鎘砷復(fù)合污染土壤背景值為7.54,是弱堿性土壤,不同處理之間pH變化波動不大,在7.37~7.57波動,各處理沒有顯著差異。土壤中氧化還原電位各處理均為負(fù)值,土壤呈還原性。與CK相比,施用硫肥兩種施用量處理(S1和S2)以及硅硫混合低施用量處理(GS1)使氧化還原電位上升,但上升幅度不大,各處理間均無顯著差異。施用硅肥兩種施用量處理(G1和G2)以及硅硫混合高施用量處理(GS2)使氧化還原電位下降,但沒有顯著差異。

    2.2 含硅含硫材料對鎘砷復(fù)合污染土壤鎘砷形態(tài)的影響

    2.2.1 含硅含硫材料對輕度鎘砷復(fù)合污染耕地土壤鎘砷形態(tài)的影響

    圖2含硅含硫材料對重度耕地污染土壤Eh與pH的影響Figure 2 Effect of silicon-containing or sulfur-containing materials on Eh and pH of polluted soils with heavy cultivated land

    圖4 為在培養(yǎng)0~45 d下含硅含硫材料處理下輕度鎘砷復(fù)合污染耕地土壤鎘形態(tài)的變化。由圖可知,培養(yǎng)45 d后試驗中弱酸可溶態(tài)鎘含量變化為CK>G>S>GS>GSI;可還原態(tài)鎘變化為CK>S>GSI>GS>G;可氧化態(tài)鎘變化為GS>GSI>G>S>CK;殘渣態(tài)鎘變化為GS>GSI>G>S>CK。弱酸可溶態(tài)鎘、可氧化態(tài)鎘含量隨時間變化逐漸減少,殘渣態(tài)鎘與可還原態(tài)鎘含量隨時間變化逐漸上升。與CK相比,各處理可還原態(tài)鎘含量均降低,還原態(tài)鎘向殘渣態(tài)鎘轉(zhuǎn)化。硅硫混合處理結(jié)合淹水處理(GSI)土壤中弱酸可溶態(tài)鎘下降幅度最大,硅硫混合處理(GS)和硅硫混合處理結(jié)合淹水處理(GSI)弱酸可溶態(tài)鎘含量降低效果大于單一施用硅肥(G)和硫肥(S)處理。研究結(jié)果表明,硅硫混合處理結(jié)合淹水措施使得土壤中弱酸可溶態(tài)鎘含量向殘渣態(tài)鎘轉(zhuǎn)化效果最好,其次為硅硫混合處理。

    圖5為在培養(yǎng)0~45 d下含硅含硫材料對輕度鎘砷復(fù)合污染耕地土壤砷形態(tài)變化的影響。由圖可知,培養(yǎng)45 d后,試驗中殘渣態(tài)砷含量變化為S>CK>GS>G>GSI;鋁型砷變化為GSI>G>GS>S>CK;鐵型砷變化為 CK>S>GSI>G>GS;鈣型砷變化為 CK>GS>G>GSI>S;交換態(tài)As變化為 GSI>CK>S>G>GS。各試驗處理殘渣態(tài)砷隨時間推移均上升,15 d與30 d時各處理能增加土壤中殘渣態(tài)砷的含量,但到45 d時殘渣態(tài)砷含量又下降。各處理鋁型砷含量隨時間增加而上升,而GSI處理上升幅度較大。鐵型砷含量隨時間增加而上升,CK處理上升幅度最大,各處理之間上升幅度差異較小。鈣型砷含量隨時間增加而下降,各處理之間含量變化幅度差異較小。GSI處理的交換態(tài)砷含量顯著提高,其余三個處理均小于CK處理,且隨時間增加無明顯變化。試驗結(jié)果說明含硅含硫材料在淹水條件下能提高土壤中殘渣態(tài)砷含量,但淹水處理后(GIS處理)會使土壤砷含量下降。同時試驗中各處理鋁型砷的含量均比CK高,其中含硅處理中鋁型砷高于其他處理。各處理鈣型砷含量均比CK低,GSI處理低于其他處理,說明在淹水條件下土壤中殘渣態(tài)砷會向鋁型砷和交換態(tài)砷轉(zhuǎn)化。

    2.2.2 含硅含硫材料對重度鎘砷復(fù)合污染耕地土壤鎘砷形態(tài)的影響

    圖3 含硅含硫材料對礦區(qū)污染土壤Eh與pH的影響Figure 3 Effect of silicon-containing or sulfur-containing materialson Eh and pH of contaminated soil in mining area

    圖4含硅含硫材料對輕度鎘砷復(fù)合污染耕地土壤鎘形態(tài)的影響Figure 4 Effect of silicon-containing or sulfur-containing materialson cadmium forms in soil polluted by slight cadmium and arsenic

    圖6 為在培養(yǎng)0~45 d下含硅含硫材料對重度鎘砷復(fù)合污染耕地土壤鎘形態(tài)變化的影響。由圖可知各處理鎘形態(tài)的變化與輕度污染土壤中的形態(tài)規(guī)律相似,但是培養(yǎng)45 d后可還原態(tài)鎘表現(xiàn)為GS>GSI>S>CK>G;可氧化態(tài)鎘表現(xiàn)為G>GSI>CK>S>GS,隨著時間推移,可還原態(tài)鎘含量下降,可氧化態(tài)鎘上升,與輕度污染土壤可還原態(tài)和可氧化態(tài)規(guī)律相反。弱酸可溶態(tài)鎘與殘渣態(tài)鎘轉(zhuǎn)化規(guī)律與輕度污染土壤相似,施用含硅含硫材料可提高弱酸可溶態(tài)鎘向殘渣態(tài)鎘轉(zhuǎn)化,含硅含硫材料能有效鈍化土壤中活性鎘。

    圖7為在培養(yǎng)0~45 d下含硅含硫材料對重度鎘砷復(fù)合污染耕地土壤砷形態(tài)的變化。隨時間推移,除GSI處理殘渣態(tài)砷含量下降外,其余處理殘渣態(tài)砷含量變化規(guī)律為先上升,再下降。鋁型砷含量隨時間推移而增加,在45 d含量達(dá)到最大值,其中GS處理鋁型砷含量提升幅度最大,其次為GSI處理。鐵型砷含量隨著時間推移,其含量有小幅降低,但各處理之間變化幅度差異不大。鈣型砷含量隨時間推移而增加,除GSI處理大于CK外,各處理間變化幅度差異不大。交換態(tài)As含量隨時間變化不大,但GSI處理除外。GSI處理對土壤中砷形態(tài)變化影響明顯,主要體現(xiàn)為砷的形態(tài)從殘渣態(tài)砷轉(zhuǎn)化為鋁型砷與交換態(tài)砷,因此,在淹水條件下能活化殘渣態(tài)砷,提高砷的生物有效性。

    2.2.3 含硅含硫材料對礦區(qū)鎘砷復(fù)合污染土壤鎘砷形態(tài)的影響

    圖8為在培養(yǎng)0~45 d下含硅含硫材料對礦區(qū)鎘砷復(fù)合污染土壤鎘形態(tài)變化的影響。由圖可知,隨著培養(yǎng)時間推移,含硅材料處理與含硫材料處理能增加殘渣態(tài)鎘含量和可還原態(tài)鎘含量,降低弱酸可溶態(tài)鎘含量,可氧化態(tài)鎘含量無明顯變化。培養(yǎng)45 d后,各處理間弱酸可溶態(tài)鎘含量表現(xiàn)為CK>G2>S1>S2>GS1>GS2>G1;可還原態(tài)鎘含量表現(xiàn)為 G1>S1>S2>GS2>GS1>G2>CK;殘渣態(tài)鎘含量表現(xiàn)為GS2>GS1>S2>G2>S1>G1>CK。其中,GS2和GS1處理使弱酸可提取態(tài)鎘向殘渣態(tài)鎘轉(zhuǎn)化,G1處理使弱酸可提取態(tài)鎘向可還原態(tài)鎘轉(zhuǎn)化。含硅含硫材料能使土壤中弱酸可提取態(tài)鎘向殘渣態(tài)和可還原態(tài)鎘轉(zhuǎn)化,降低土壤中鎘的有效性。試驗中GS2和GS1對土壤鎘鈍化效果最好,能增加土壤殘渣態(tài)鎘含量并能降低弱酸可溶態(tài)鎘含量,且隨時間推移效果增加。

    圖5 含硅含硫材料對輕度鎘砷復(fù)合污染耕地土壤砷形態(tài)的影響Figure 5 Effect of silicon-containing or sulfur-containing materials on arsenic species in soilswith moderate cadmium and arsenic contaminated soil

    圖6含硅含硫材料對重度鎘砷復(fù)合污染耕地土壤鎘形態(tài)的影響Figure 6 Effect of silicon-containing or sulfur-containing materials on cadmium forms in soil polluted by heavy cadmium and arsenic

    圖9 為在培養(yǎng)0~45 d下含硅含硫材料對礦區(qū)鎘砷復(fù)合污染土壤砷形態(tài)變化的影響。由圖可知,各處理與CK相比,殘渣態(tài)砷含量變化規(guī)律表現(xiàn)為GS1>GS2>S2>G2>G1>S1>CK;交換態(tài)砷含量變化規(guī)律表現(xiàn)為 CK>G1>G2>S2>S1>GS2>GS1;鐵型砷含量隨著時間推移逐步下降,G1處理下降最為明顯;鈣型砷含量隨時間推移逐步上升,G1處理上升幅度最大;鋁型砷含量除CK、G1處理上升外其余處理均有所下降。含硅含硫材料使土壤中交換態(tài)砷與鐵型砷、鋁型砷轉(zhuǎn)化為殘渣態(tài)砷與鈣型砷。G1處理使鐵型砷向鈣型砷和鋁型砷轉(zhuǎn)化。GS1、GS2處理使得交換態(tài)砷降低幅度最大,殘渣態(tài)砷上升幅度最大,能有效降低土壤中砷的生物有效性,GS2處理效果優(yōu)于GS1處理。

    3 討論

    本試驗中,礦物硅肥和石膏粉一般呈堿性,能提升弱酸性土壤的pH值,使土壤氧化還原電位下降,如圖1和圖2,但對弱堿性土壤pH與Eh效果不明顯,如圖3。研究認(rèn)為pH越高,土壤中鎘生物有效性越低[18]。在氧化還原電位(Eh)較低和pH值較高時,大部分砷被還原為亞砷酸,不易被土壤吸附。同時,pH升高,土壤的正電荷減少,從而減少了對砷的吸附作用,在這種條件下,砷的活動性可能大于主要以陽離子態(tài)存在的重金屬元素[19]。試驗中單一施用硅肥或硫肥處理使得鎘砷污染土壤Eh值降低和pH升高,輕度鎘砷復(fù)合污染土壤單一施用效果比混合施用效果好,但對于重度鎘砷污染則混合施用含硅含硫材料效果較好,造成這一試驗現(xiàn)象的主要原因可能是含硅材料與含硫材料之間存在氧化反應(yīng),但具體原因可能還需從土壤其他理化性質(zhì)等進(jìn)一步分析。在弱酸性土壤淹水處理下,即本試驗中GSI處理,鐵氧化物也參與氧化還原反應(yīng)過程,消耗了氫離子,從而pH上升,氧化還原電位大幅下降[20]。

    圖7 含硅含硫材料對重度鎘砷復(fù)合污染耕地土壤砷形態(tài)的影響Figure 7 Effect of silicon-containing or sulfur-containing materials on arsenic species in severe cadmiumand arsenic contaminated cultivated soil

    圖8 含硅含硫材料對礦區(qū)鎘砷復(fù)合污染土壤鎘形態(tài)的影響Figure 8 Effect of silicon-containing or sulfur-containing materials on cadmiumspeciation in cadmium-arsenic complex contaminated soil in mining area

    圖9 含硅含硫材料對礦區(qū)鎘砷復(fù)合污染土壤砷形態(tài)的影響Figure 9 Effect of silicon-containing or sulfur-containing materials on arsenic speciation in cadmium-arsenic complex contaminated soil in mining area

    礦物硅肥中含有部分活性硅,活性硅能與土壤中有效態(tài)鎘形成聚硅酸凝膠Cd-Si復(fù)合物,從而使得土壤中弱酸可溶態(tài)鎘向殘渣態(tài)轉(zhuǎn)變[21-22]。硅元素通過影響水稻根系分泌以及土壤微生物來提升土壤pH,而提升pH能使得土壤有效態(tài)鎘含量降低[23-24]。試驗中施用硅肥后土壤中殘渣態(tài)砷含量增加,交換態(tài)砷和鈣型砷含量減少,主要原因是硅酸可以和五價砷酸鹽及三價中性亞砷酸競爭土壤顆粒表面的吸附位點[25]。施用石膏粉主要是鈣元素與硫元素能對土壤中鎘砷起作用。元素鈣與鎘具有相似的化學(xué)性質(zhì),是土壤中鎘吸附位點的主要競爭者,當(dāng)吸附體系中鈣、鎘共存時,鈣可明顯降低土壤對鎘的吸附,試驗中選用硫酸鈣可提升土壤pH,同時鈣元素也是降低土壤鎘生物有效性的原因之一[26-27]。硫元素的使用能有效降低土壤砷的生物有效性,使砷在土壤中以更穩(wěn)定的狀態(tài)存在。石膏粉可提高砷在土壤中的穩(wěn)定性,提升土壤中殘渣態(tài)含量,降低交換態(tài)含量。所以施用石膏粉可降低土壤中鎘砷的有效性。

    在試驗中施用硅硫混合材料處理結(jié)合淹水措施對鎘砷復(fù)合污染的耕地土壤效果優(yōu)于其他處理。淹水條件下殘渣態(tài)鎘含量高于其他處理,弱酸可溶態(tài)鎘含量低于其他處理。有研究認(rèn)為水稻田在長期淹水條件下,土壤體系處于還原環(huán)境,使得Fe2+、Mn2+等金屬離子與Cd2+的競爭吸附作用以及與S2-和Cd2+共沉淀作用加強(qiáng)[28]。淹水處理使得殘渣態(tài)砷含量降低同時也使得交換態(tài)砷含量增加,崔曉丹等[29]的研究表明淹水處理使得土壤溶液中砷濃度增加,淹水較干濕交替提高了砷移動性和有效性,淹水處理后土壤中砷的形態(tài)含量有不同程度的上升,出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是土壤淹水通過兩條途徑增加了砷的有效性:As(Ⅴ)被還原為As(Ⅲ),后者在鐵氧化物表面的吸附弱于前者,從而更容易被釋放到土壤溶液中;淹水條件下Fe(Ⅲ)作為電子受體被還原成Fe(Ⅱ),致使土壤中鐵氧化物發(fā)生還原溶解,造成砷的釋放。因此硅硫材料結(jié)合淹水處理能降低土壤中鎘活性,但需要進(jìn)一步優(yōu)化水分管理,找到能同時降低鎘砷活性的平衡點。

    砷、鎘復(fù)合污染土壤中,鎘和砷之間存在比較復(fù)雜的相互作用,有競爭吸附也有競爭活化[30],試驗中各處理形態(tài)轉(zhuǎn)化之間的差異有可能是由于鎘和砷之間的交互作用而引起,因此在修復(fù)鎘砷復(fù)合污染土壤時應(yīng)將重金屬之間的交互作用加入考慮范圍。針對砷、鎘復(fù)合污染土壤的治理,可將礦物硅肥與石膏粉混合施用,同時需要進(jìn)一步優(yōu)化水分管理模式,使土壤中砷、鎘有效性同時降低,從而使得鎘砷復(fù)合污染土壤能夠達(dá)到可以安全利用的目的。

    4 結(jié)論

    (1)施用硅肥和石膏粉能提升土壤pH,使土壤氧化還原電位降低。能降低試驗中三種類型土壤鎘砷生物有效性,能有效鈍化土壤中活性鎘砷,提高土壤鎘砷殘渣態(tài)含量。

    (2)含硅含硫材料混合處理對土壤鎘砷鈍化效果優(yōu)于單一處理。對耕地土壤,含硅含硫材料處理結(jié)合淹水處理效果最好,其次為含硅含硫材料混合處理。對礦區(qū)土壤,施用量對鎘砷污染土壤鈍化效果有較大差異,試驗中GS2處理優(yōu)于GS1處理。

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