可生物降解螯合劑亞氨基二琥珀酸和谷氨酸N，N-二乙酸對重金屬污染土壤的淋洗修復(fù)及動力學(xué)特征

陳春樂，楊 婷，鄒縣梅，田 甜①

(1.三明學(xué)院資源與化工學(xué)院，福建 三明 365004；2.福建省資源環(huán)境監(jiān)測與可持續(xù)經(jīng)營利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 三明 365004)

土壤中重金屬污染物質(zhì)通過食物鏈等方式進(jìn)入人體，給人類健康帶來了嚴(yán)重危害，土壤重金屬污染已經(jīng)成為全世界關(guān)注的熱點(diǎn)[1-2]。因此，土壤重金屬污染問題亟待解決，開展重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究及實(shí)踐應(yīng)用成為解決該問題的關(guān)鍵。去除和鈍化是目前有效解決土壤重金屬污染問題的主要技術(shù)[3]，而其中土壤淋洗技術(shù)可以快速、高效率實(shí)現(xiàn)將重金屬從土壤固相轉(zhuǎn)移到液相從而達(dá)到去除目的，因而受到廣泛關(guān)注[4]?；瘜W(xué)淋洗法的關(guān)鍵是淋洗劑的篩選，目前傳統(tǒng)的淋洗劑包括無機(jī)酸、螯合劑和表面活性劑等，無機(jī)酸易對土壤結(jié)構(gòu)造成破壞[5]，常見的螯合劑(如EDTA)因生物性較差而殘留在土壤中[6]，表面活性劑價格高且某些表面活性劑毒性較強(qiáng)[7]，上述情況限制了淋洗法在實(shí)踐中的應(yīng)用性。因此，亟待尋找具有較高淋洗效率、對土壤破壞小、不會殘留土壤中且毒性小的環(huán)境友好型淋洗劑。

近年來，可生物降解螯合劑亞氨基二琥珀酸(IDS)和谷氨酸N,N-二乙酸(GLDA)因其在環(huán)境中具有較好的生物可降解性而備受關(guān)注。研究表明IDS在環(huán)境中降解速度很快，80%的IDS在7 d后就可實(shí)現(xiàn)降解[8]，在較寬的pH范圍內(nèi)IDS具有穩(wěn)定性，因此可與重金屬產(chǎn)生螯合作用[9]。在28 d內(nèi)，至少60%的GLDA會降解，與重金屬具有較強(qiáng)的螯合能力[10]。此外，IDS是一種綠色化學(xué)品，生產(chǎn)期間不會有廢水和廢氣產(chǎn)生[11]。GLDA是在玉米糖發(fā)酵過程中產(chǎn)生的味精，生產(chǎn)GLDA的碳源是以生物質(zhì)原料為基礎(chǔ)的，屬于綠色碳原子螯合劑[12]。因此，IDS和GLDA具有的良好可降解性、低毒性和對重金屬螯合能力等特征決定了其可以成為環(huán)境友好型淋洗劑的選擇，在國內(nèi)外已經(jīng)對其進(jìn)行了探索性研究。BEGUM等[13]在國內(nèi)外首次以IDS和GLDA作為淋洗劑開展土壤重金屬修復(fù)研究，結(jié)果表明IDS和GLDA均可以有效去除重金屬(Cu、Cd、Zn、Ni和Pb)，可以替代EDTA作為淋洗劑。WU等[11,14]分別采用IDS和GLDA研究了其對工業(yè)污泥中重金屬的去除效果，發(fā)現(xiàn)IDS和GLDA對Cd、Ni和Cu具有較好的淋洗效率，對Zn淋洗效率較低，淋洗時間、淋洗劑pH和濃度等因素均會影響IDS和GLDA對重金屬的淋洗效率。徐大勇等[15]研究表明GLDA對污泥中重金屬(Cd、Cu、Pb和Ni)的淋洗效果要優(yōu)于檸檬酸。胡造時等[16]研究表明在低濃度條件下，GLDA對土壤中Cr淋洗效率要明顯優(yōu)于EDTA，在酸性和堿性條件下，GLDA與EDTA淋洗效果差異不顯著。GLDA還可作為化學(xué)強(qiáng)化劑促進(jìn)重金屬污染土壤植物修復(fù)效果，施加適量的GLDA可促進(jìn)東南景天和龍葵的生長，提高對重金屬的提取效率[17-19]?？偠灾?，以上研究結(jié)果證實(shí)了IDS和GLDA對土壤中重金屬的去除能力，且在適量情況下不會影響作物生長，因此IDS和GLDA在重金屬污染土壤修復(fù)方面具有很好的應(yīng)用前景。然而，目前國內(nèi)外將IDS和GLDA作為淋洗劑修復(fù)重金屬污染土壤的報道并不多見，有些研究還是以污泥為研究對象[11,14]，并且IDS和GLDA對污染土壤中重金屬的淋洗動力學(xué)特征研究鮮見報道。因此筆者通過振蕩淋洗方式，采用Elovich 方程、雙常數(shù)方程和一級動力學(xué)方程對IDS和GLDA淋洗動力學(xué)進(jìn)行擬合，同時探究了淋洗劑濃度和淋洗劑pH對污染土壤中Cd、Pb和Zn淋洗效率的影響，并對淋洗前后土壤重金屬形態(tài)變化進(jìn)行分析，以期為IDS和GLDA在Cd-Pb-Zn復(fù)合污染土壤上的應(yīng)用提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

供試土壤采集自福建省南平建甌市某礦區(qū)附近的農(nóng)田耕作層(0～20 cm)土壤。將采集回的土壤放置在牛皮紙上平攤自然風(fēng)干，除去植物殘體和石塊后磨碎，過0.149和2 mm孔徑篩備用。供試土壤基本理化性質(zhì)如下：pH為5.01，w(有機(jī)質(zhì))為32.41 g·kg-1，陽離子交換量(CEC)為10.34 cmol·kg-1，黏粒、粉粒和砂粒質(zhì)量含量分別為23.43%、28.17%和48.40%，屬黏壤土。Cd、Pb和Zn全量分別為1.58、227.24和293.21 mg·kg-1。根據(jù)我國耕地污染風(fēng)險篩選值〔水田土壤pH≤5.5，w(Cd)為0.3 mg·kg-1，w(Pb)為80 mg·kg-1，w(Zn)為200 mg·kg-1〕的規(guī)定[20]，供試土壤重金屬含量均超過風(fēng)險篩選值，說明該土壤對農(nóng)產(chǎn)品安全、農(nóng)作物生長或土壤生態(tài)環(huán)境可能存在風(fēng)險。BCR形態(tài)測定結(jié)果表明土壤中Cd主要以酸溶態(tài)(F1，56.84%)和可還原態(tài)(F2，29.17%)存在，可氧化態(tài)占比次之(F3，10.27%)，殘?jiān)鼞B(tài)(F4)占比最小，為3.72%；酸溶態(tài)Pb占比較小(4.75%)，可還原態(tài)、可氧化態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)占比分別為32.86%、21.61%和40.78%；Zn主要以殘?jiān)鼞B(tài)存在，占比高達(dá)81.85%，其次為可氧化態(tài)(占比為10.86%)，酸溶態(tài)和可還原態(tài)Zn含量較低，占比分別為3.66%和3.63%。

1.2 淋洗方法

以可生物降解螯合劑IDS和GLDA對重金屬污染土壤開展淋洗試驗(yàn)。淋洗動力學(xué)試驗(yàn)步驟：稱取5.0 g土樣于100 mL離心管中，向離心管中加入25 mL濃度為10 mmol·L-1的IDS和GLDA溶液，在恒溫振蕩器上〔保持溫度為(25±1) ℃〕以180 r·min-1分別振蕩5、10、20、40、60、120、240、360、480、600和720 min，按設(shè)定好的振蕩時間取出離心管進(jìn)行離心固液分離，取上清液過濾，用ICP-MS測定濾液中Cd、Pb和Zn含量。各處理重復(fù)3次。

淋洗劑濃度對重金屬去除影響試驗(yàn)：在淋洗劑pH為7.0(用φ=5%硝酸和φ=5%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié))、溫度為(25±1) ℃和液固比為5∶1條件下，設(shè)置0、0.05、0.10、0.25、1.0、2.0、4.0、8.0、10、15和20 mmol·L-111個濃度梯度。每個處理稱取5.0 g土壤于100 mL離心管中，加入不同濃度淋洗劑，以180 r·min-1振蕩2 h，離心過濾后用ICP-MS測定濾液中Cd、Pb和Zn含量。各處理重復(fù)3次。

淋洗劑pH對重金屬去除影響試驗(yàn)：在淋洗劑濃度為10 mmol·L-1、溫度為(25±1) ℃和液固比為5∶1條件下，用φ=5%硝酸和φ=5%氫氧化鈉溶液分別調(diào)節(jié)淋洗劑pH為3、4、5、6、7、8、9和10。每個處理稱取5.0 g土壤于100 mL離心管中，加入不同pH淋洗劑，以180 r·min-1振蕩2 h，離心過濾后用ICP-MS測定濾液中Cd、Pb和Zn含量。各處理重復(fù)3次。

1.3 分析測定

土壤基本理化性質(zhì)參照《土壤農(nóng)化分析》方法測定[21]。土壤pH值采用電位法測定，土壤有機(jī)質(zhì)含量采用硫酸-重鉻酸鉀外加熱法測定，土壤陽離子交換量(CEC)采用中性醋酸鹽法測定，土壤顆粒組成采用比重計(jì)法測定。土壤Cd、Pb和Zn全量采用HCl-HNO3-HF-HClO4方法消解，ICP-MS測定。采用BCR連續(xù)提取法對淋洗前后的土壤酸溶態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)4種重金屬形態(tài)進(jìn)行分析[22]。

2 結(jié)果與討論

2.1 IDS和GLDA對土壤重金屬的淋洗動力學(xué)特征

在淋洗劑的作用下，污染土壤中重金屬會在土壤-淋洗劑之間發(fā)生吸附和解吸過程，最終達(dá)到動態(tài)平衡，而淋洗劑和土壤中重金屬的作用時間是影響吸附-解吸實(shí)現(xiàn)動態(tài)平衡的重要影響因素，因此決定了淋洗時間會成為重金屬淋洗效率的影響因素[23]。試驗(yàn)結(jié)果(圖1)表明，污染土壤中Cd、Pb和Zn的淋洗效率隨IDS和GLDA淋洗時間(5～720 min范圍內(nèi))的延長而不斷增加。GLDA對Cd和Pb淋洗效率在整個淋洗動力學(xué)試驗(yàn)過程中明顯大于IDS淋洗，尤其是對Cd的淋洗；而IDS對Zn的淋洗效率在淋洗120 min內(nèi)與GLDA淋洗效率差別不大，但是當(dāng)淋洗時間達(dá)到240 min后，IDS對Zn的淋洗效率明顯大于GLDA淋洗。淋洗時間達(dá)到720 min時，IDS對土壤Cd、Pb和Zn的淋洗效率分別為15.62%、16.21%和8.35%，GLDA對土壤Cd、Pb和Zn的淋洗效率分別為62.15%、20.56%和6.51%。由此可見，GLDA對Cd和Pb的淋洗去除能力大于IDS，其淋洗效率分別是IDS的3.98倍和1.27倍，而IDS對Zn的淋洗去除能力大于GLDA，其淋洗效率是GLDA的1.28倍。IDS和GLDA對土壤Cd、Pb和Zn的淋洗去除能力由大到小分別為Pb > Cd > Zn和Cd > Pb > Zn。GLDA與Cd和Pb形成配合物的穩(wěn)定常數(shù)(K)大于IDS，lgKGLDA-Cd(10.31) > lgKIDS-Cd(8.33)，lgKGLDA-Pb(11.6)> lgKIDS-Pb(9.75)[24-25]，這是GLDA對Cd和Pb的淋洗去除能力大于IDS的原因，也有研究已表明GLDA對Cd和Pb的淋洗去除能力大于IDS[13]。此外，雖然GLDA與Zn形成配合物的穩(wěn)定常數(shù)也大于IDS，lgKGLDA-Zn(11.52)> lgKIDS-Zn(9.88)[24]，但是GLDA的酸離解常數(shù)(pKa1=2.56，pKa2=3.49)大于IDS(pKa1=1.97，pKa2=3.24)[24,26]，因此筆者研究中在IDS和GLDA濃度相同(10 mmol·L-1)的情況下，GLDA溶液pH(9.8)要小于IDS溶液pH(10.6)，這是導(dǎo)致IDS對Zn的淋洗效率大于GLDA的原因。

IDS對土壤Cd、Pb和Zn的淋洗大體可分為2個階段：第1階段發(fā)生在淋洗時間為0～240 min(快速反應(yīng)階段)，第2階段發(fā)生在淋洗時間為240～720 min(慢速反應(yīng)平衡階段)；IDS淋洗240 min時Cd、Pb和Zn淋洗量分別為其最大平衡淋洗量的97.25%、93.28%和92.69%(圖1)。GLDA對土壤Cd、Pb和Zn的淋洗大體也可以分為2個階段：對于Cd，第1階段發(fā)生在淋洗時間為0～240 min(快速反應(yīng)階段)，此時淋洗量為其最大平衡淋洗量的98.91%，淋洗240 min后為慢速反應(yīng)平衡階段；GLDA對于Pb和Zn淋洗第1階段淋洗時間為0～360 min，360 min時淋洗量分別為其最大平衡淋洗量的99.90%和97.54%，360 min后為慢速反應(yīng)平衡階段(圖1)。在快速反應(yīng)階段，弱結(jié)合態(tài)重金屬(靜電吸附作用)被淋洗釋放出來，與IDS或GLDA產(chǎn)生絡(luò)合反應(yīng)，隨著淋洗時間的延長，與土壤結(jié)合比較緊密的重金屬(專性吸附作用)開始緩慢釋放，此時淋洗效率緩慢上升直至達(dá)到平衡，出現(xiàn)慢速反應(yīng)平衡階段。綜合考量IDS和GLDA淋洗時間(5～720 min)對污染土壤中重金屬Cd、Pb和Zn淋洗效率和淋洗速率的影響，IDS和GLDA淋洗時間分別為240和360 min是較佳選擇。

采用Elovich方程、雙常數(shù)方程和一級動力學(xué)方程對IDS和GLDA淋洗動力學(xué)進(jìn)行擬合(表1)。從各個方程擬合的相關(guān)系數(shù)(r)和標(biāo)準(zhǔn)誤差(SE)可以看出，除了一級動力學(xué)擬合效果較差外，Elovich方程和雙常數(shù)方程均有較好的擬合效果，擬合方程相關(guān)系數(shù)分別為0.931～0.975和0.937～0.975，在P<0.001水平上顯著，且SE均較小。因此，Elovich示在1%水平上顯著IDS和GLDA對污染土壤中Cd、Pb和Zn的淋洗解吸動力學(xué)過程，說明該淋洗解吸動力學(xué)過程為非均相擴(kuò)散過程。

表1 IDS和GLDA對Cd、Pb、Zn的淋洗動力學(xué)方程的相關(guān)系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)誤差

2.2 IDS和GLDA濃度對土壤重金屬淋洗效率的影響

在保持體系pH為7.0的條件下，污染土壤中Cd、Pb和Zn淋洗效率隨IDS和GLDA濃度(0～20 mmol·L-1范圍內(nèi))的升高而增加(圖2)。當(dāng)IDS和GLDA濃度從0升高到1 mmol·L-1時，兩者對Cd和Pb淋洗效率增加量均不明顯，IDS對Cd和Pb淋洗效率分別增加1.75和0.44百分點(diǎn)，GLDA對Cd和Pb淋洗效率分別增加2.95和0.64百分點(diǎn)。當(dāng)IDS和GLDA濃度從1升高到10 mmol·L-1時，IDS和GLDA對Cd和Pb淋洗效率出現(xiàn)明顯增加過程，此時IDS對Cd和Pb淋洗效率分別增加10.04和12.98百分點(diǎn)，GLDA對Cd和Pb淋洗效率分別增加49.36和19.70百分點(diǎn)。當(dāng)IDS和GLDA濃度從10升高到20 mmol·L-1時，兩者對Cd和Pb淋洗效率增加緩慢，此時IDS對Cd和Pb淋洗效率分別增加2.30和0.78百分點(diǎn)，GLDA對Cd和Pb淋洗效率分別增加1.70和2.54百分點(diǎn)。對于Zn而言，當(dāng)IDS和GLDA濃度從0升高到2 mmol·L-1時， Zn淋洗效率出現(xiàn)明顯增加過程，IDS和GLDA對Zn淋洗效率分別增加4.41和3.78百分點(diǎn)，而繼續(xù)增加IDS和GLDA濃度對Zn淋洗效率影響不明顯，濃度為20 mmol·L-1時，兩者對Zn淋洗效率分別為2 mmol·L-1時的1.45和1.28倍，淋洗效率增量僅分別為2.00和1.08百分點(diǎn)。

淋洗劑濃度是影響土壤淋洗過程中重金屬浸提效率的關(guān)鍵因素之一，較高的淋洗劑濃度可能導(dǎo)致進(jìn)入淋洗液參與反應(yīng)的官能團(tuán)更多[27]，因此 IDS和GLDA濃度的增加會提高對污染土壤中Cd、Pb和Zn的淋洗效率。WU等[11,14]采用IDS和GLDA淋洗去除污泥中重金屬也得到了類似結(jié)果。當(dāng)淋洗劑作用于土壤中重金屬時，也會與土壤中存在的其他非目標(biāo)金屬(如Ca、Mg、Fe等)產(chǎn)生螯合作用而消耗螯合劑[14]，因此IDS和GLDA濃度在低濃度范圍(0～1 mmol·L-1)內(nèi)升高時導(dǎo)致與Cd和Pb產(chǎn)生配合的IDS和GLDA因上述過程的存在而被消耗，致使對Cd和Pb淋洗效率增加量不明顯。隨著IDS和GLDA濃度繼續(xù)升高(1～10 mmol·L-1)，此時可與土壤中產(chǎn)生配合作用的IDS和GLDA明顯增加，對Cd和Pb淋洗效率出現(xiàn)明顯增加過程。而后隨著IDS和GLDA濃度(10～20 mmol·L-1)繼續(xù)升高其對Cd和Pb淋洗效率增加量并不明顯；這是由于當(dāng)IDS和GLDA濃度增加到一定程度時，土壤中可與IDS和GLDA形成穩(wěn)定螯合物的Cd和Pb已基本被絡(luò)合，此時繼續(xù)增加IDS和GLDA濃度對淋洗效率影響不大。IDS和GLDA濃度對Zn淋洗效率的影響則出現(xiàn)了與Cd和Pb相反的變化，在低濃度范圍(0～2 mmol·L-1)內(nèi)，淋洗效率增加量較相對較高濃度范圍(2～20 mmol·L-1)更明顯。造成該現(xiàn)象的可能原因是由于相對較高濃度的IDS和GLDA與Zn形成的IDS/GLDA-Zn配合物會重新吸附于土壤上而使得淋洗效率增加量相對較低，螯合劑-重金屬配合物被土壤重新吸附的現(xiàn)象已經(jīng)得到證實(shí)[28]。總之，IDS和GLDA濃度(0～20 mmol·L-1)對Cd和Pb淋洗效率影響較大，而對Zn淋洗效率影響相對較小。由筆者研究結(jié)果可知，當(dāng)IDS和GLDA濃度達(dá)到10 mmol·L-1時，繼續(xù)增加濃度，并未明顯增加Cd、Pb淋洗效率；當(dāng)IDS和GLDA濃度達(dá)到2 mmol·L-1時，繼續(xù)增加濃度，Zn淋洗效率也并未明顯增加。在實(shí)際應(yīng)用中，為了減少IDS和GLDA使用量，節(jié)省成本，同時保證對Cd-Pb-Zn復(fù)合污染土壤具有較高的修復(fù)成效，選用10 mmol·L-1為較佳的IDS和GLDA濃度選擇。

2.3 IDS和GLDA溶液pH對土壤重金屬淋洗效率的影響

污染土壤Cd、Pb和Zn淋洗效率隨IDS和GLDA溶液pH(3～10)的上升呈現(xiàn)先增加后減少的變化(圖3)。當(dāng)IDS和GLDA溶液pH由3上升到5時，IDS對污染土壤Cd和Pb淋洗效率明顯增加，Cd淋洗效率由pH為3時的14.08%明顯增加到pH為5時的18.09%，Pb淋洗效率由3.57%明顯增加到13.25%，Zn淋洗效率增加量不明顯，僅為1.77百分點(diǎn)，而后隨著IDS溶液pH從5增加到10，其對Cd、Pb和Zn淋洗效率逐漸下降。GLDA溶液pH(3～10)對Cd、Pb和Zn淋洗效率影響與IDS規(guī)律一致，當(dāng)pH為5時其對Cd、Pb和Zn淋洗效率也最高，分別為53.65%、21.71%和5.46%。總體上，IDS和GLDA溶液pH變化對Cd和Pb淋洗效率的影響要大于Zn淋洗效率，筆者研究中Zn淋洗效率對溶液pH變化(3～10)響應(yīng)不明顯，Zn淋洗效率變化較小，IDS和GLDA對Zn淋洗效率分別為4.90%～6.67%和4.22%～5.46%。

淋洗體系pH會通過影響土壤重金屬的形態(tài)、遷移能力和淋洗劑中活性基團(tuán)活性從而影響土壤膠體對重金屬吸附解吸過程，因此pH會影響土壤重金屬淋洗效率[29]。通常情況下，隨pH降低，重金屬淋洗效果變好，這是因?yàn)樵趐H較低的情況下，淋洗體系具有較高的H+濃度，會破壞土壤膠體與重金屬形成的絡(luò)合物，從而使被吸附的大量重金屬解吸出來[30]。此外，pH下降會減少土壤黏土顆粒和有機(jī)物表面負(fù)電荷，促進(jìn)鐵錳氧化物的溶解和可溶性金屬有機(jī)螯合物的形成[30]。筆者研究中當(dāng)IDS和GLDA溶液pH由3上升到5時，其對Cd、Pb和Zn淋洗效率反而增加，究其原因可能是因?yàn)閜H為3時IDS和GLDA與重金屬形成的配合物被土壤膠體吸附，此時淋洗效率較低。當(dāng)pH上升到5時，土壤對配合物的吸附減弱，促進(jìn)可溶性金屬有機(jī)螯合物的形成，淋洗效率增加[31]。Zn淋洗效率對IDS和GLDA溶液pH變化響應(yīng)不明顯，這是因?yàn)閆n在土壤中主要以殘?jiān)鼞B(tài)形式存在，而土壤中殘?jiān)鼞B(tài)重金屬化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，很難將其淋洗去除，pH對土壤殘?jiān)鼞B(tài)重金屬影響較小[32]。筆者研究結(jié)果表明IDS和GLDA溶液pH為5是較佳選擇。

2.4 IDS和GLDA淋洗對土壤重金屬賦存形態(tài)的影響

根據(jù)以上結(jié)果，以IDS和GLDA濃度為10 mmol·L-1，溶液pH為5，分別淋洗240(對于IDS)和360 min(對于GLDA)后其對Cd淋洗效率分別為21.88%和66.12%，對Pb淋洗效率分別為17.47%和22.96%，對Zn淋洗效率分別為9.21%和8.11%。在此條件下淋洗后的土壤及原土中不同形態(tài)重金屬含量見圖4。土壤中重金屬的存在形態(tài)影響其移動性，也會影響淋洗劑對重金屬的淋洗效率[32]。在原土中，Cd和Pb的酸溶態(tài)和可還原態(tài)含量所占比例明顯大于Zn，酸溶態(tài)Zn和可還原態(tài)Zn含量非常低，僅為14.38和14.28 mg·kg-1，而酸溶態(tài)和可還原態(tài)是土壤中移動性強(qiáng)且較易淋洗去除的形態(tài)，因此這是IDS和GLDA對Zn淋洗效率低于Cd和Pb的原因，也是造成IDS和GLDA溶液濃度和pH對Zn淋洗效率影響小于Cd和Pb的重要原因之一。經(jīng)過IDS和GLDA淋洗后，土壤中酸溶態(tài)和可還原態(tài)Cd、Pb和Zn含量降低，IDS對酸溶態(tài)Cd、Pb和Zn淋洗效率分別為28.65%、53.34%和90.43%，對可還原態(tài)Cd、Pb和Zn淋洗效率分別為19.25%、41.06%和84.05%；GLDA對酸溶態(tài)Cd、Pb和Zn淋洗效率分別為84.77%、67.52%和87.72%，對可還原態(tài)Cd、Pb和Zn淋洗效率分別為55.48%、60.44%和85.39%。IDS和GLDA淋洗對可氧化態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)Cd、Pb、Zn含量影響很小，淋洗前后含量變化不大，這是由于可氧化態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)是難以去除的形態(tài)[33]?？傊琁DS和GLDA能夠有效去除污染土壤中易遷移轉(zhuǎn)化,生物有效性較高的酸溶態(tài)和可還原態(tài)Cd、Pb和Zn，但對不易被生物利用且遷移轉(zhuǎn)化能力較差的可氧化態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)去除能力有限，因此IDS和GLDA淋洗可以降低土壤重金屬的移動性和生物有效性，減少土壤重金屬的環(huán)境風(fēng)險。

3 結(jié)論

(1)IDS和GLDA對Cd、Pb和Zn淋洗效率隨淋洗時間(5～720 min)延長而增加，Elovich方程和雙常數(shù)方程可用于較好擬合淋洗動力學(xué)過程；淋洗劑濃度(0～20 mmol·L-1)越大，淋洗效率越高；隨著淋洗劑pH(3～10)的上升，淋洗效率先增加后減少。GLDA對Cd和Pb淋洗去除能力大于IDS，而IDS對Zn淋洗去除能力大于GLDA。

(2)IDS和GLDA的較佳淋洗時間分別為240和360 min，較佳淋洗劑濃度均為10 mmol·L-1，較佳淋洗劑pH均為5。在此條件下，IDS和GLDA對Cd淋洗效率分別為21.88%和66.12%，對Pb淋洗效率分別為17.47%和22.96%，對Zn淋洗效率分別為9.21%和8.11%。

(3)IDS和GLDA能夠有效去除污染土壤中活性較強(qiáng)的酸溶態(tài)和可還原態(tài)Cd、Pb和Zn，但對可氧化態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)去除能力有限，因此IDS和GLDA淋洗可以降低土壤重金屬的環(huán)境風(fēng)險。