重金属污染土壤如不进行合理的修复,将直接或间接对水体和大气等环境造成影响,严重威胁动植物和人的健康。与其他常见土壤重金属污染物相比,镉、铅重金属具有较强的毒性,因此,对镉、铅污染土壤的原位修复存在重要的研究意义。赤泥由于其优异的重金属污染土壤修复性能而作为常用修复材料,赤泥可用于重金属的修复是由于其含有较多的碱性物质,溶出液可使重金属形成氢氧化物或碳酸盐沉淀而起到钝化土壤中重金属活性的作用,另外赤泥中富含铁铝氧化物,这些铁铝氧化物可为重金属提供表面活性吸附位点,减少植物对重金属的吸收。但将赤泥直接施入土壤中,会使土壤pH短时间迅速上升,改变土壤理性环境,存在影响土壤中植物和微生物的生长的风险,甚至会出现使土壤中植物和微生物的种类和数量大幅度减少的现象。羟基磷灰石在去除重金属时变现了优异的重金属交换作用,并且去除性能常随pH的升高而增大,本研究将制备的羟基磷灰石树脂包裹于赤泥颗粒的表面而形成的复合颗粒,形成了具有互益功能的核壳结构。一方面,羟基磷灰石树脂可缓释赤泥所释放的碱液;另一方面,赤泥所释放的碱液为羟基磷灰石与重金属提供适合反应的碱性环境。通过实验证明此材料不仅具有不错的修复能力,还会具有一定的保水性和缓释性,且相较于赤泥原料和赤泥颗粒具有较长的作用时间。这种多功能材料不仅实现了赤泥的资源化利用,而且解决土壤重金属污染的环境问题。本研究采用溶胶-凝胶法合成普通羟基磷灰石,通过实验证明了赤泥原料和羟基磷灰石混合使用对重金属镉、铅的去除具有一定的增益效果。将羟基磷灰石制成羟基磷灰石树脂,研究发现:当丙烯酸中和度为75~85%和羟基磷灰石投加量为2.0g时,羟基磷灰石树脂的吸水性能(约为自身重量的160%)、保水性能(放置10天时仍具有自身重量的50%)和重金属镉、铅溶液去除性能(去除率为60~65%)的综合性能最好。通过不同煅烧温度(400~1200℃煅烧,且100℃为温度梯度)形成的赤泥颗粒对重金属镉、铅溶液去除性能的实验,发现通过600℃煅烧形成的赤泥颗粒既具有较好的去除性能(去除率为80~82%),又具有足够的机械强度。通过两种不同的方法包裹于赤泥颗粒表面,形成干法和湿法赤泥基复合颗粒,并与赤泥原料,赤泥颗粒和羟基磷灰石进行对比,研究其用于镉(Cd)、铅(Pb)重金属污染土壤原位修复的可行性。通过实验可以发现:湿法赤泥复合颗粒可有效缓解赤泥碱液且有最好的重金属镉、铅的稳定化性能,当质量比为1%时,可将初始浓度72.6%的离子交换态镉和71.2%离子交换态铅转化为其他不活跃的状态;当质量比为5%时,可将初始浓度82.6%的离子交换态镉和79.2%离子交换态铅转化为其他不活跃的状态。