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随着土壤环境的不断恶化,土壤重金属污染的治理与修复逐渐成为研究领域的热点问题。凹凸棒的改性在一定程度上能够提高凹凸棒对重金属污染土壤的钝化效果,这为凹凸棒的开发利用和土壤中重金属的处理方法研究奠定理论依据。本实验主要是针对生石灰改性凹凸棒钝化效果进行研究。本课题主要用凹凸棒作为原材料,将凹凸棒与生石灰粉分别按1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1的质量比混合搅拌,加水进行碱改性,分别于12 h、24 h、36 h、48 h、72 h、96 h和108 h后,进行静置沉淀,制备碱改性凹凸棒重金属钝化材料49种。将49种碱改性凹凸棒分别加入到浓度为2 mg/kg的Cd人工污染土壤、800 mg/kg的Cu、Cr、Zn人工污染土壤和浓度为400 mg/kg的Ni人工污染土壤中,进行钝化实验,30天后测定重金属酸溶态含量,以玉米为供试植物,利用钝化剂添加量为32 g/kg的重金属污染土样,在温室内采用直播法进行种植,测定玉米植株中重金属富集含量。利用土壤中重金属酸溶态含量以及玉米中重金属富集含量指标确定5种最优重金属钝化材料;利用选出的5种重金属钝化材料,按0、10、20、40、60、80 g/kg的添加量,加入实际重金属污染土样,钝化30天后,测定pH值、电导率等指标,测定土壤中重金属的水溶态、DTPA提取态以及采用BCR连续提取法测定土壤中重金属的酸溶态、还原态、残渣态和氧化态4种化学形态含量。实验结果表明:(1)添加49种碱改性凹凸棒后,重金属污染土壤中Cu、Cr、Zn、Ni和Cd的酸溶态含量随搅拌时间的变化不明显,但随凹凸棒与生石灰质量比的变化总体上呈较明显的先下降后上升的趋势。碱改性凹凸棒钝化重金属Cu、Cr、Zn、Ni和Cd污染土壤的最佳碱改性条件分别为凹凸棒与生石灰的质量比3:1且改性时间为72 h、凹凸棒与生石灰的质量比3:1且改性时间为48 h、凹凸棒与生石灰的质量比4:1且改性时间为72 h、凹凸棒与生石灰的质量比2:1且改性时间为72 h和凹凸棒与生石灰的质量比2:1且改性时间为48 h。添加钝化材料后,玉米植株中重金属Cd、Ni、Cr、Zn和Cu的富集含量分别达到最低,且凹凸棒与生石灰质量比显著影响玉米植株中重金属的富集含量。(2)添加最优钝化材料后,污染土壤中的pH和EC都随着添加量的增加有逐渐升高的趋势。(3)添加最优钝化材料后,污染土壤中的重金属的DTPA提取态含量都随着添加量的增加有逐渐降低的趋势,对重金属污染土壤中Cu、Cr、Zn、Ni和Cd的DTPA提取态含量最高的去除率分别为46.34%、28.94%、39.10%、29.04%和22.65%。(4)添加最优钝化材料后,不同添加量之间土壤中重金属水溶态含量、DTPA提取态含量存在着显著性差异。(5)添加最优钝化材料后,污染土壤中的重金属形态含量之间的变化不同:随着添加量的增大,土壤中Cu的酸溶态、还原态和氧化态含量逐渐向残渣态转化;土壤中Cr的酸溶态逐渐向残渣态转化;土壤中Zn的酸溶态逐渐向残渣态转化;土壤中Ni的酸溶态向还原态、氧化态和残渣态转化;土壤中Cd的酸溶态少部分向还原态和氧化态转化,大部分向残渣态转化。