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高分子保水剂与重金属污染的治理发布日期:2020-06-24 浏览次数:

    土壤重金属污染的修复技术,按照学科可分为工程技术、物理化学技术、化学技术和生物技术。文献计量分析表明,生物修复技术和化学固化修复技术及其配套是目前主要的研究和应用方面。其中,化学稳定化或钝化固化是重要发展方向,其原理是向土壤添加钝化剂材料,通过物理化学的吸附、沉淀、络合和氧化还原等效应改变重金属的价态,增加重金属残渣态和有机态的比例,降低重金属的生物有效性。目前,农田应用的重金属钝化固化材料主要有石灰、粘土矿物、磷酸盐,以及沸石等矿物吸附材料,以及有机肥及微生物等。

    SAP是近年发现对重金属有固化效应的新材料。报道证明,交联合成的SAP可促进污水中微生物菌对Cd和Zn稳定化去除。据报道,SAP不仅促进土壤保水改土,还明显降低土壤中Cu、Zn、Pb水溶性态含量。研究发现,聚丙烯酸盐类SAP可改变土壤理化性质,提高土壤pH,降低土壤Cu、Cd和Ni、Zn等的生物有效性。盆栽试验证明,土壤添加0.2%SAP,可降低高粱对土壤Cd的生物有效性并促进植物生长。在含有重金属Cu、Pb、Al、As等污染的废矿物堆场修复中添加SAP施用75-170kg/hm2,可明显促进土壤水分保持和营养吸收,降低植物吸收重金属。

    研究表明,SAP在农田对植物有直接效应,还有就是通过改良土壤理化性能和调节土壤生物的间接作用,通过两方面降低重金属的生物有效性。盆栽试验证明,环境材料(腐殖酸HA、SAP、粉煤灰FM和沸石FS)及复合材料F1、F2、F3(分别FM+SAP+HA+FS、FS+HA+SAP、FM+SAP+HA)对玉米、大豆生长及土壤重金属Pb、Cd吸收影响。单个环境材料及复合较对照明显减少作物吸收重金属Pb、Cd,并促进作物生长。SAP及其复合材料F3、F2对土壤重金属Pb、Cd的固化效果明显。对比发现,SAP复合材料可使玉米的Pb吸收量较对照降低50%以上,Cd降低80%以上;SAP复合材料使大豆吸收重金属Pb降低69%以上,Cd降低33%以上。研究发现,SAP及其复材料对土壤Pb、Cd的钝化固化效应与土壤pH、EC、有机质、养分及土壤酶活性等变化紧密相关。

    目前有关SAP对土壤重金属污染修复研究刚起步,有许多问题有待研究。如:SAP对单个和多种重金属及其在土壤污染的效应范围?SAP在土壤水分和氮磷肥不同组合条件下,对重金属单个和复合污染下的固化效应?SAP对植株生长和土壤质量效应的机理?SAP在土壤水肥和重金属污染治理中的生态风险评价。

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