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聚合氯化铝铁改性凹凸棒石对Cd污染土壤的钝化修复效应

任珺 王艺蓉 任汉儒 仝云龙 王彤玉 陶玲

任珺, 王艺蓉, 任汉儒, 仝云龙, 王彤玉, 陶玲. 聚合氯化铝铁改性凹凸棒石对Cd污染土壤的钝化修复效应[J]. 环境工程, 2022, 40(7): 123-131. doi: DOI:10.13205/j.hjgc.202207018
引用本文: 任珺, 王艺蓉, 任汉儒, 仝云龙, 王彤玉, 陶玲. 聚合氯化铝铁改性凹凸棒石对Cd污染土壤的钝化修复效应[J]. 环境工程, 2022, 40(7): 123-131. doi: DOI:10.13205/j.hjgc.202207018
REN Jun, WANG Yirong, REN Hanru, TONG Yunlong, WANG Tongyu, TAO Ling. STABILIZATION REMEDIATION OF Cd-POLLUTED SOILS USING ATTALPULGITE[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2022, 40(7): 123-131. doi: DOI:10.13205/j.hjgc.202207018
Citation: REN Jun, WANG Yirong, REN Hanru, TONG Yunlong, WANG Tongyu, TAO Ling. STABILIZATION REMEDIATION OF Cd-POLLUTED SOILS USING ATTALPULGITE[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2022, 40(7): 123-131. doi: DOI:10.13205/j.hjgc.202207018

聚合氯化铝铁改性凹凸棒石对Cd污染土壤的钝化修复效应

doi: DOI:10.13205/j.hjgc.202207018
基金项目: 

甘肃省教育厅产业支撑计划项目(2021CYZC-31)

甘肃省科技支撑计划(20JR2RA002)

兰州交通大学大学生科技创新项目(DXS-KJCX-2019-08,09)

详细信息
    作者简介:

    任珺(1968-),男,博士,教授,主要从事污染控制与修复研究。renjun@mail.lzjtu.cn

    通讯作者:

    任珺(1968-),男,博士,教授,主要从事污染控制与修复研究。renjun@mail.lzjtu.cn

STABILIZATION REMEDIATION OF Cd-POLLUTED SOILS USING ATTALPULGITE

  • 摘要: 土壤重金属Cd具有难降解、易迁移和累积性强等特点,会破坏土壤环境,威胁粮食安全。将聚合氯化铝铁负载到凹凸棒石上,制备5种聚合氯化铝铁改性凹凸棒石新型钝化材料,通过扫描电镜(SEM)表征实验、钝化实验和玉米盆栽实验评价聚合氯化铝铁改性凹凸棒石对土壤Cd的钝化效果和环境风险。结果表明:将聚合氯化铝铁改性凹凸棒石施用于土壤中,能显著降低污染土壤二乙烯三胺五乙酸(DTPA)提取态Cd和毒性特征浸出态(TCLP) Cd的浓度。其中,掺入聚合氯化铝铁比例(质量分数)为25%的改性凹凸棒石处理土壤中2种生物有效态Cd的含量降幅最大,分别为21.51%和22.19%。改性凹凸棒石的施用促进了玉米幼苗的生长,聚合氯化铝铁掺入比例为25%时钝化效果最佳,玉米幼苗茎长较对照组增加了52.2%,玉米幼苗茎、根鲜生物量较对照组分别增加了75.1%和64.5%,茎、根干生物量较对照组分别增加了80.5%和79.7%,玉米幼苗茎、根Cd的含量较对照组分别下降了43.4%和24.7%。聚合氯化铝铁改性凹凸棒石具有较大比表面积、良好的离子交换能力和表面络合性能,显著降低了土壤重金属的生物有效性,可应用于Cd污染农田土壤的钝化修复。
  • [1] 李剑睿,徐应明,林大松,等.农田重金属污染原位钝化修复研究进展[J].生态环境学报, 2014,23(4):721-728.
    [2] 陈卫平,杨阳,谢天,等.中国农田土壤重金属污染防治挑战与对策[J].土壤学报, 2018,55(2):261-272.
    [3] MU J, HU Z Y, HUANG L J, et al. Influence of alkaline silicon-based amendment and incorporated with biochar on the growth and heavy metal translocation and accumulation of vetiver grass (Vetiveria zizanioides) grown in multi-metal-contaminated soils[J]. Journal of Soil and Sediments, 2019,19(5):2277-2289.
    [4] LIU Y S, TANG Y Y, ZHONG G S, et al. A comparison study on heavy metal/metalloid stabilization in Maozhou River sediment by five types of amendments[J]. Journal of soil and sediments, 2019,19(12):3922-3933.
    [5] GUO F Y, DING C F, ZHOU Z G, et al. Stability of immobilization remediation of several amendments on cadmium contaminated soils as affected by simulated soil acidification[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2018,161(10):164-172.
    [6] LIN J J, SUN M Q, SU B L, et al. Immobilization of cadmium in polluted soils by phytogenic iron oxide nanoparticles[J]. Science of the Total Environment, 2019,659(4):491-498.
    [7] GRAFE M, NACHTEGAAL M, SPARKS D. Formation of metal-arsenate precipitates at the goethite-water interface[J]. Environmental Science and Technology, 2004,38(24):6561-6570.
    [8] 赵庆圆,李小明,杨麒,等.磷酸盐、腐殖酸与粉煤灰联合钝化处理模拟铅镉污染土壤[J].环境科学, 2018,39(1):389-398.
    [9] DAVID A M, JEFFREY E P, EDGAR S E. Vibrational analysis of palygorskite and sepiolite[J]. Clay and Clay Miner, 2002,50(5):667-680.
    [10] MAMINDY-PAJANY Y, HUREL C, GERET F, et al. Comparison of mineral-based amendments for ex-situ stabilization of trace elements (As, Cd, Cu, Mo, Ni, Zn) in marine dredged sediments:a pilot-scale experiment[J]. Journal of Hazardous Materials, 2013,252/253(15):213-219.
    [11] 章绍康,弓晓峰,申钊颖,等.改性凹凸棒土对土壤中Cd2+吸附解吸及钝化效果影响[J].环境工程, 2019,37(3):192-197.
    [12] 田振华,薛胜平.凹凸棒石改性及其修复重金属污染土壤的研究[J].应用化工, 2019,48(4):883-887.
    [13] 章兴华,周丽芸,汤敏.聚合氯化铝铁的红外光谱研究[J].光谱学与光谱分析, 2002,22(1):39-42.
    [14] 郑怀礼,刘克万,龙腾锐,等.聚合氯化铝铁(PAFC)絮凝剂污水除磷的研究[J].环境化学, 2005,24(6):64-66.
    [15] 马放,李大鹏,郑丽娜,等.复合型生物絮凝剂与聚合氯化铝铁复配处理高藻水[J].中国给水排水, 2008,24(3):39-41.
    [16] 赵莉,杨柳,常青,等. PAFC对水体中持久性有机污染物PFOA的混凝效果[J].环境工程学报, 2013,7(7):2437-2442.
    [17] 任珺,刘丽莉,陶玲,等.甘肃地区凹凸棒石的矿物组成分析[J].硅酸盐通报, 2013,32(11):2362-2365.
    [18] 陶玲,张晓郡,刘瑞珍,等.热改性坡缕石对土壤镉污染的钝化效果及对土壤镉生态毒性的影响[J].环境工程学报, 2021,15(6):2008-2017.
    [19] LIANG X F, LI N, HE L Z, et al. Inhibition of Cd accumulation in winter wheat (Triticum aestivum L.) grown in alkaline soil using mercapto-modified attapulgite[J]. Science of the Total Environment, 2019,688(10):818-826.
    [20] WEN J, ZENG G M. Chemical and biological assessment of Cd-polluted sediment for land use:the effect of stabilization using chitosan-coated zeolite[J]. Journal of Environment Management, 2018,212(4):46-53.
    [21] ZHANG H L, MA G F, SUN L N, et al. Effect of alkaline material on phytotoxicity and bioavailability of Cu, Cd, Pb and Zn in stabilized sewage sludge[J]. Environmental Technology, 2017,39(17):2168-2177.
    [22] HUANG G Y, GAO R L, YOU J W, et al. Oxalic acid activated phosphate rock and bone meal to immobilize Cu and Pb in mine soils[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2019,174(7):401-407.
    [23] HUANG Y, WANG M X, LI Z J, et al. In situ remediation of mercury-contaminated soil using thiol-functionalized graphene oxide/Fe-Mn composite[J].Journal of Hazardous Materials, 2019,373(7):783-790.
    [24] 林海,靳晓娜,董颖博,等.膨润土对不同类型农田土壤重金属形态及生物有效性的影响[J].环境科学, 2019,40(2):945-952.
    [25] 谭科艳,刘晓端,刘久臣,等.凹凸棒石用于修复铜锌镉重金属污染土壤的研究[J].岩矿测试, 2011,30(4):451-456.
    [26] 闫家普,丁效东,崔良,等.不同改良剂及其组合对土壤镉形态和理化性质的影响[J].农业环境科学学报, 2018,37(9):1842-1849.
    [27] 张定兵,张文辉,万亚珍.添加不等量聚合氯化铝铁对固定土壤砷的影响[J].应用化工, 2017,46(6):1148-1151.
    [28] 武雷杰,杨秀娟,张路,等.聚合氯化铝(PAC)改性膨胀土的胀缩特性试验研究[J].长江科学院院报, 2020,37(1):84-89.
    [29] HERNÁNDEZ-MONTOYA V, PÉREZ-CRUZ M A, MENDOZA-CASTILLO D I, et al. Competitive adsorption of dyes and heavy metals on zeolitic structures[J]. Journal of Environmental Management, 2013,116(2):213-221.
    [30] 任静华,廖启林,范健,等.凹凸棒粘土对镉污染农田的原位钝化修复效果研究[J].生态环境学报, 2017,26(12):2161-2168.
    [31] 陈展祥,陈传胜,陈卫平,等.凹凸棒石及其改性材料对土壤镉生物有效性的影响与机制[J].环境科学, 2018,39(10):4744-4751.
    [32] 刘左军,陈正宏,袁惠君,等.凹凸棒石粘土对土壤团粒结构及小麦生长的影响[J].土壤通报, 2010,41(1):142-144.
    [33] 武成辉,李亮,雷畅,等.硅酸盐钝化剂在土壤重金属污染修复中的研究与应用[J].土壤, 2017,49(3):446-452.
    [34] ZHAN F D, ZENG W Z, YUAN X C, et al. Field experiment on the effects of sepiolite and biochar on the remediation of Cd-and Pb-polluted farmlands around a Pb-Zn mine in Yunnan Province, China[J]. Environmental Science Polluton Research, 2019,26(8):7743-7751.
    [35] 任珺,张文杰,赵乾程,等.凹凸棒基土壤重金属钝化材料的热改性制备方法及功能研究[J].硅酸盐通报, 2018,37(3):781-785.
    [36] 陶玲,杨欣,颜子皓,等.酸活化坡缕石制备重金属钝化材料的研究[J].非金属矿, 2018,41(1):11-14.
    [37] 陶玲,管天成,刘瑞珍,等.热改性坡缕石对土壤Cd污染的钝化修复研究[J].农业环境科学学报, 2021,40(4):782-790.
    [38] 陶玲,张倩,张雪彬,等.凹凸棒石-污泥共热解生物炭对玉米苗期生长特性和重金属富集效应的影响[J].农业环境科学学报, 2020,39(7):1512-1520.
    [39] 余高,陈芬,赵成刚,等.高分子聚合物与钝化剂复配对汞污染土壤钝化修复研究[J].环境工程, 2021,39(4):174-179.
    [40] 徐持平,周卫军,徐庆国.复配钝化剂对污染土壤中铅具有良好的稳定效果[J].基因组学与应用生物学, 2018,37(6):2443-2450.
    [41] 方眠.广州市屋顶绿化成本及生态效益分析[D].广州:华南理工大学, 2015.
    [42] 吴海勇,李明德,刘琼峰,等.农业有机废弃物还田的生态经济效益研究[J].土壤, 2012,44(5):769-775.
    [43] 周伟,邓良基,贾凡凡,等.基于土壤重金属风险和经济效益的双孢蘑菇菌渣还田量估算[J].农业环境科学学报, 2017,36(3):507-514.
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  • 收稿日期:  2021-10-09
  • 网络出版日期:  2022-09-02

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