褐煤基改良剂对石灰性土壤复合体镉赋存形态的影响

摘要

为筛选和评估褐煤基材料对镉污染的修复效果,降低通过垂直入渗进入地下水或通过地面径流污染更大面积水土的镉通量,通过将3%各种材料均匀混入污染土壤并培养120 d,提取其胶散分组复合体并测定镉化学形态变化。结果表明：1）各改良剂处理的离子交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态镉质量分数在复合体中分布均为G0〉G1〉G2,而弱有机态、强有机态质量分数分布的顺序相反。残渣态镉质量分数具有G0组复合体低于G1组和G2组复合体内镉质量分数的趋势,除钙化处理,其他处理3组复合体中残渣态之间均无显著差异。2）施用褐煤基材料普遍提高土壤中弱有机结合态镉质量分数,主要提高水稳性复合体中弱有机态镉,G0、G1和G2中施用材料的比对照分别提高5.27%、20.74%和17.82%。褐煤、硝化褐煤、腐植酸显著提高水稳性复合体强有机态镉质量分数,平均分别提高27.26%、23.90%和40.05%,显著降低交换态镉质量分数和水稳性复合体碳酸盐态镉质量分数,平均降低幅度分别为14.63%～22.79%和14.31%～34.56%。硝化褐煤和腐植酸显著降低G1和G2中铁锰氧化物结合态镉的质量分数。3）褐煤改性后多数提高了交换态镉和碳酸盐态镉质量分数,以碱化、钙化、去矿化和活性炭在改性后提高交换态镉质量分数的幅度较大,较褐煤提高幅度最大值分别是29.41%、34.03%、33.82%和43.32%。改性后所有材料普遍降低土壤弱有机结合态镉的质量分数,除腐植酸外,强有机态镉质量分数均比改性前降低。残渣态镉质量分数有向易利用态转化的趋势。总之,非水稳性复合体主要由离子交换态和碳酸盐结合态等易效性镉赋存,水稳性复合体中主要由有机态和残渣态等难效性镉赋存。褐煤、硝化、腐植酸处理显著降低污染土复合体中离子交换态、碳酸盐态、铁锰氧化物态镉质量分数,显著提高水稳性G1和G2复合体强有机态镉质量分数,腐植酸还提高残渣态镉质量分数,起到对镉的钝化作用,但改性后多数是削弱了钝化效果。