液-液界面间的稳定化作用具有更高的反应效率和 3 种添加方式：固-固，固化剂以固态形式加入固态土
效果[11]。然而，针对固化剂不同投加方式对土壤重金 壤；固-液，固化剂以悬浊液或溶液形式（m∶V，1∶2）加
属的稳定化影响研究却鲜有报道。
入 固 态 土 壤 ；液 - 液 ，固 化 剂 以 悬 浊 液 或 溶 液 形 式 加
化剂添加方式。
其含水率达田间持水量的 60%~70% 后进行补水保
1 材料与方法
湿。培养结束后，将土壤样品风干研磨并分别过 2 mm 和 0.149 mm 孔径筛备用。固化剂的添加比例参
1.1 试验材料
考预实验和前期研究结果，即保证在该添加比例下固
本研究所用土壤采自陕西凤县某铅锌冶炼厂及 化剂对土壤中重金属的稳定化效率最佳[13-14]。
将 50 g 污染土壤与 6 种固化剂分别按照一定比
重金属稳定化效率偏低等问题。
例混合均匀后（即质量分数为 2% 石灰、1.8% 膨润土、
理论上，固化剂稳定土壤中重金属的过程是一个 3% 沸 石 、1% 骨 粉 、2% 硫 化 钠 、5% 硫 酸 亚 铁）转 入
界面化学过程[10]。相比于传统的固-固界面，固-液和 100 mL 塑料瓶，于室温条件下培养 28 d，每种固化剂
Effects of different applications of soil remediation agents on heavy-metal stabilization in contaminated soil
MI Shen-shen, XIAO Ran, WANG Jiao, LI Rong-hua, ZHANG Zeng-qiang* （College of Natural Resources and Environment, Northwest A&F University, Yangling 712100, China） Abstract：In this study, lime, bentonite, zeolite, bone powder, sodium sulfide, and ferrous sulfate were used to immobilize heavy metals in contaminated soil using different methods and at optimal application rates. The results revealed the following：lime had the greatest effect on Cd immobilization, bentonite and bone powder optimized Pb immobilization, and ferrous sulfate had the greatest effects on Zn immobili⁃ zation in Tongguan and Feng County soils. However, the degrees of soil heavy metal immobilization differed according to the form of the re⁃ mediation agents. Lime in liquid-liquid form had the greatest effect on Cd immobilization in both Tongguan and Feng County soils; the con⁃ tent of available Cd reduced by 87.9% and 70.8%, respectively. Bentonite and bone powder in a solid-liquid form had sound effects on Pb stabilization in both soils. Metals in the residual state increased by 59.0% and 56.3% for Tongguan and Feng County soils, respectively. Furthermore, the application of ferrous sulfate in the solid-liquid and liquid-liquid form optimized Zn immobilization in Tongguan and Feng County soils with the available Zn content reduced by 87.2% and 84.3%, respectively. Keywords：remediation agents; application methods; heavy metal; immobilization; soil pollution
采用 DTPA-CaCl2-TEA 方法浸提[16]，土壤中重金属各 形态含量采用 Tessier 连续浸提法提取[17]，样品经过滤
表 1 供试土壤及固化剂的基本理化性质 Table 1 Physical and chemical properties of the tested soils and remediation agents
118
9.50 2.63 8.13
100
300
170
0.60
3.40
25
0.80 11.7 1.29 0.20
—
0.31
0.38 25.0 2.93 0.02
—
0.50
0.46 15.6 6.02 0.09
—
0.23
0.58 31.2 6.16 0.12
因此，本研究以 6 种常用固化剂为重金属稳定化 入水土比（V∶m）为 2∶1 的土壤悬浊液，每个处理重复
材料，研究不同添加方式对土壤中 Cd、Pb、Zn 的稳定 3 次。对于固-固和固-液处理，保持土壤水分为田间
化效果，从而提出对土壤重金属稳定化效果最优的固 持水量的 60%；对于液-液处理，保持自然蒸发状态待
土壤样品继续研磨过 0.149 mm 尼龙筛，用于土壤基 Cu、Zn、Pb、Cd 含量的测定参考 NY/T 1613—2008，Hg
本理化性质（如 pH、土壤有机质 SOM、土壤重金属有 和 As 的测定参考 EPA 3050B。为了保证分析结果的
效态、形态和全量）的测试分析。
准确，样品消解和测试过程中分别采用空白样、标准
潼关县某铅锌冶炼厂周边污染的农田（0~20 cm，耕层 1.3 样品测定
土）。土样经自然风干并移除植物根系和碎石后，研
土 壤 pH 值 测 定 方 法 采 用 NY /T 1377—2007 标
磨过 2 mm 孔径筛，用于重金属稳定化试验。取适量 准 ；SOM 的 测 定 采 用 重 铬 酸 钾 外 加 热 法[15]；土 壤 中
骨粉 Bone powder
pH
7.57 7.94 >7.50 12.86 8.73 10.21 7.70
SOM/g·kg-1
13.96 16.73
— — — — —
重金属总量 Heavy metals/mg·kg-1Cuຫໍສະໝຸດ ZnPbCd
Hg
As
65.9
510
8820 5.99
2.97
5.39
36.0
403
随着人类社会的发展、工业化进程的加快，尤其 是对金属资源的不合理开采与利用，环境中的重金属 含量逐年增加[1-2]。土壤中逐渐累积的重金属给人类 健康及生态环境造成了巨大的威胁。因此，开展重金
属污染土壤的修复工作成为了当前环境保护工作的 重点之一。原位重金属稳定化修复技术因其操作简 单、廉价等优点，被广泛应用于大面积、中低程度重金 属污染土壤的修复中 。 [3-5] 原位添加固化剂能够通过
多，但关于其添加方式对重金属稳定化效果影响的文 的 1.70、51.9、9.98 倍，凤县土壤中 Zn、Cd 含量分别是
章则相对较少。目前，在大多数研究及工程应用中， 风险筛选值的 1.34、15.8 倍。
固化剂主要通过固-固的方式添加。虽然该方法简 1.2 稳定化培养实验
便，但是存在固化剂与污染土壤混合不匀和固化剂对
所用的固化剂包括：石灰、膨润土、沸石、骨粉、硫 样和控制样进行质量控制，各金属（包含 As）的回收
化钠（分析纯）、硫酸亚铁（分析纯）6 种。固化剂在 率在 96.7%~104.2%。此外，土壤中 Zn、Pb、Cd 的含量
105 ℃条件下烘 24 h（硫酸亚铁除外），研磨并过 0.5 mm 筛以保证其均匀性。供试土壤和部分固化剂（膨
收稿日期：2019-05-23 录用日期：2019-07-09 作者简介：米深深（1992—），男，河南灵宝人，硕士研究生，从事土壤重金属污染修复研究。E-mail：mss8058@ *通信作者：张增强 E-mail：zhangzq58@ 基金项目：国家重点研发计划项目（2017YFD0801101） Project supported：The National Key R&D Project of China（2017YFD0801101）
2019，38（8）: 1946-1953
农业环境科学学报 Journal of Agro⁃Environment Science
2019 年 8 月
米深深，肖 然，王 姣，等 . 添加方式对不同固化剂稳定土壤重金属的影响[J]. 农业环境科学学报, 2019, 38（8）：1946-1953. MI Shen-shen, XIAO Ran, WANG Jiao, et al. Effects of different applications of soil remediation agents on heavy-metal stabilization in contaminated soil[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2019, 38（8）: 1946-1953.