生物炭对湘潭锰矿区土壤重金属的固化效应
2018-08-04李伟亚刘希灵李志贤曾星
李伟亚,刘希灵*,李志贤,曾星
1. 中南大学资源与安全工程学院,湖南 长沙 410083;2. 湖南科技大学煤炭资源清洁利用与矿山环境保护湖南省重点实验室,湖南 湘潭 411201
湘潭锰矿有着“中国锰都”之称,为湘潭的经济发展做出了很大贡献。与此同时,锰矿资源的开发,也导致了大量锰矿废弃地出现、锰矿废渣堆积,锰矿区土壤重金属污染问题十分突出。闫文德等(2006)发现湘潭锰矿废弃地土壤受到不同程度Mn、Pb、Cd、Zn、Cu、Ni、Co等元素的污染,其中Mn平均质量分数为2180 mg·kg-1,Pb平均质量分数为755 mg·kg-1,均达到重金属重度污染水平。土壤重金属污染影响土壤中植物、动物、微生物的生长,也会对人体健康产生一定影响。因此对锰矿区重金属污染土壤的治理势在必行。固化修复作为一种有效的土壤修复技术已日渐成熟。它具有投资少、见效快、易操作、二次污染小、适应污染浓度范围广等特点(王冬柏,2014)。目前常用的土壤固化剂有无机固化剂(吸附材料、胶凝材料、沉淀剂等)、有机固化剂(环氧化物等)及无机-有机复合固化剂(Zhao et al.,2013;Cao et al.,2011)。
生物炭作为一种有机材料,本身呈碱性,具有比表面积大、孔隙结构丰富、富含表面官能团等优点(王林等,2014)。Puga et al.(2016)发现在重金属污染土壤中添加生物炭可降低渗滤液中 Cd、Pb、Zn的浓度;并且生物炭对Cu也有较好的固定作用(Rizwan et al.,2016)。Mendez et al.(2012)发现生物炭处理的土壤中可移动态Cu、Ni、Zn和Pb含量显著下降。唐行灿等(2014)研究表明利用玉米秸秆热解制备的生物炭施入Cu、Pb、Cr复合污染土壤中可使土壤重金属形态钝化。Jiang et al.(2012)在模拟Cu、Pb和Cd污染的土壤中施加由水稻秸秆制备的生物炭,发现随着生物炭施入量的增加,土壤中有效态重金属含量降低。……
