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农业土壤Pb污染已经越来越受到人们的重视。土壤中Pb的环境风险不仅与土壤中Pb的总量有关,更大程度上取决于其在土壤中的赋存形态。原位钝化是一种以降低Pb的环境风险为目的的污染土壤修复手段,即通过加入钝化剂以改变土壤中Pb的存在形态,从而降低其生物有效性。基于此,本论文以污染菜园土壤Pb及其生物有效性为研究对象,研究土壤Pb的原位化学钝化方法,并通过稳定同位素标记技术,结合X-射线衍射(XRD)技术和Visual MINTEQ模型研究其钝化机理。本论文由四章组成:第1章:在查阅大量文献的基础上,综述了菜园土壤Pb污染的来源、危害及土壤Pb生物有效性的研究进展,并对Pb污染土壤的修复方法进行了总结,重点阐述了原位钝化对土壤Pb污染的修复作用及其研究进展。第2章:以污染菜园土壤Pb为研究对象,通过在土壤中添加不同种类的化学钝化剂,采用单一试剂提取法研究不同钝化剂对土壤Pb的钝化效果。此外,在单一钝化剂试验的基础上,选择三种具有较好钝化效果的钝化剂进行复合钝化试验,并利用响应面法优化实验参数。结果表明,磷酸氢二铵、羟基磷灰石和骨粉具有较好的钝化效果,分别能使0.43 mol/L醋酸提取态Pb的含量下降80.5%、75.6%和60.3%;以10 g/kg(土壤)骨粉、15 g/kg(土壤)羟基磷灰石和20 g/kg(土壤)磷酸氢二铵为复合钝化剂配比时,醋酸提取态Pb的含量可降低98.8%。第3章:通过对土壤Pb进行同位素标记,并结合XRD和Visual MINTEQ模型,研究钝化剂对土壤Pb的钝化行为及其作用机理。研究表明,钝化剂能显著降低土壤中活性较强的可交换态和碳酸盐结合态Pb的含量,并在一定程度上提高土壤残渣态Pb的含量。复合钝化剂和磷酸氢二铵对可交换态Pb具有较好的钝化效果,钝化率可分别达到93.3%和89.7%。XRD图谱显示,磷钝化剂是通过形成低溶解度的磷酸铅盐而达到钝化效果的。Visual MINTEQ模型计算表明,复合钝化剂和磷酸氢二铵可通过产生氯磷酸盐化合物(Pb5(PO4)3Cl)而显著降低土壤Pb2+的活度。第4章:通过盆栽试验,研究钝化土壤中不同形态Pb的迁移和生物有效性。结果表明,钝化剂可显著抑制(p<0.05)蔬菜对Pb的吸收和积累。其中,复合钝化剂和磷酸氢二铵对蔬菜根部吸收Pb的抑制率分别达到57.1%和50.9%,同时对茎和叶的吸收也有相似的抑制效果。此外,通过对植物不同组织Pb的亚细胞分布考察,发现蔬菜吸收的Pb有67.1%-74.0%蓄积于植物细胞壁中,而Pb在细胞质的含量仅约6%,表明细胞壁是植物吸收和积累Pb的主要组织。