负载磷酸盐生物质炭材料对重金属复合污染土壤的稳定化机制研究

作者：陈娟; 张严; 郭彦; 张可懿; 任杰; 杜平^*

来源：环境科学研究, 2022, 35(08): 1893-1901.

DOI：10.13198/j.issn.1001-6929.2022.04.14

• 生物质炭
• 小麦秸秆
• 玉米秸秆
• 重金属
• 重金属复合污染土壤
• 迁移转化

为探讨负载磷酸盐生物质炭材料对重金属复合污染土壤中共存重金属的稳定化效果和迁移转化特征，以玉米秸秆和小麦秸秆为原材料，负载磷酸盐后在600°C下无氧热解制备两种生物质炭材料，并将其用于重金属复合污染土壤中进行稳定化批处理试验.结果表明：负载磷酸盐的玉米秸秆和小麦秸秆生物质炭材料可通过增加土壤中无定形铁、铝氧化物的含量而促进其对Cd的吸附，且负载磷酸盐后玉米秸秆生物质炭材料对土壤中无定形氧化物含量的增幅和游离态氧化物含量的降幅高于小麦秸秆生物质炭；同时，两种生物质炭材料均显著提高了土壤铁的活化度，进而有效控制了土壤重金属的生物有效性.添加不同比例(如5%、10%和15%)的负载磷酸盐生物质炭均可降低土壤中Pb、Cd、Zn和Cu的迁移风险，并促进Pb的酸可提取态、铁锰结合态向有机结合态和残渣态转化，以及Cd、Zn和Cu的酸可提取态向残渣态转化.两种负载磷酸盐生物质炭材料均可有效降低重金属的浸出浓度，10%及以上的添加量均可使Pb的浸出浓度降低98%以上. 15%的负载磷酸盐玉米秸秆生物质炭可使Cd和Zn的浸出浓度分别降低89%和47%，而15%的负载磷酸盐小麦秸秆生物质炭可使Cu的浸出浓度降低56%.研究显示，施用10%～15%的负载磷酸盐生物质炭材料可显著降低重金属复合污染土壤中Pb和Cd的潜在环境风险，对矿区重金属污染土壤的安全利用具有参考和指导意义.

• 单位
  内蒙古大学