不同pH条件下生物炭对污染土壤Cu、Cd的钝化机理探究

陈怡红， 丁 园

（南昌航空大学 环境与化学工程学院，南昌 330063）

引言

随着我国工业化程度的日益提高，土壤环境中重金属污染情况日益严重，其中采冶活动是造成土壤重金属污染的主要来源[1]。土壤中Cu含量过高会导致肥力下降；Cd是土壤中最有毒性的无机污染物之一[2]。Cu、Cd在酸性土壤中的活性强[3]，我国长江中下游地区土壤整体偏酸，以江西省为例，受调查的土壤平均pH值低于6.0，其中土壤平均pH值低于5.5的占92.3%，18.7%县市区的土壤平均pH值低于5.0[4]。并且江西省是我国铜矿的主产区，铜矿常伴生镉，铜矿冶炼厂的长期作业使矿区周边土壤深受Cu、Cd污染，严重的地区寸草不生，当地生产的糙米和蔬菜中镉含量超标，致使周边村民多人血镉超标[5]。因此，如何降低不同酸度条件下土壤Cu、Cd的生物有效态，对恢复南方地区受污染农用地的生态服务功能，实现污染土壤的安全利用有重要意义。

近年来，生物炭被广泛用于土壤重金属污染修复，生物炭进入土壤后，不仅能增加土壤pH，并能显著提高Cu的残渣态含量[6]，达到对重金属钝化的目的。但生物炭的作用效果也会受其所处环境的pH值影响，Kolodynska等[7]在做生物炭的动力学和吸附研究时发现，生物炭在5.0～6.0的pH范围内能达到对Cu、Zn、Cd、Pb的最大吸附，也有学者通过研究生物炭对酸度在4.0～4.5的土壤的改良以及对重金属有效性的影响，认为土壤pH是生物炭调控重金属Cu、Cd有效性的主要影响因素[8]。

综上所述，生物炭在污染土壤修复的作用效果已得到验证，但生物炭在pH为5～6之间的污染土壤中对Cu、Cd钝化效果以及可能的钝化机制，尚未深入的研究。……