土壤镉和砷污染钝化修复材料及科学计量研究

摘 要

使用Web of Science（WOS）核心合集数据库统计了5 年内（2014—2018 年）关于土壤镉（Cd）和砷（As）单一污染的情况，发现土壤Cd 和As 污染依然受到人们的广泛关注，且我国在该领域发文最多。利用CiteSpace 软件分析发现施用钝化修复材料是土壤Cd 和As 污染治理的热点修复技术之一。

基于此，本文综述了常见的钝化修复材料及其钝化机理，并分别对钝化修复材料的室内研究和修复实践进行总结，发现无机类钝化修复材料中石灰类主要通过调节土壤pH 值改变重金属有效性；磷酸盐类分别通过共沉淀和点位竞争机制钝化重金属；金属及其氧化物类通过表面络合和还原作用对重金属的钝化效果更好；黏土矿物中海泡石和坡缕石廉价绿色且具有较大的比表面积，对重金属的钝化效果较好。有机类钝化剂中生物炭类为研究热点材料之一，因表面拥有丰富的官能团和较大的比表面积，其对重金属表现出良好的钝化修复效果；有机废弃物含高度腐殖化的有机质和微生物，对重金属钝化效果较好。

此外，对国内外典型的Cd 和As 污染实践修复工程进行介绍，发现金属及其氧化物、堆肥、生物炭以及廉价易获得的石灰和黏土矿物施用较广。最后，讨论了钝化修复材料施用中亟需解决的问题。

问题与展望：

基于本文的分析总结，作者对今后的研究工作提出几个问题：

（1）成本问题。田间修复镉污染（Cd污染）的土壤，成本较高，因此积极探寻廉价的钝化材料及最佳施用量或选择当地废弃物作为钝化材料以降低运输费用；

（2）安全性问题。有些钝化修复材料组分复杂，本身还可能含有一定量的重金属元素，过量施用可能带来一定的环境风险，应寻求更高效和环境友好的新型钝化修复材料；

（3）长效性问题。化学钝化修复技术是通过改变Cd 和As 的生物有效性，而非直接将其从土壤中去除，所以要检测钝化剂的长效性；

（4）综合措施问题。化学钝化修复技术虽然有效，但不应只局限于此，联合运用化学、物理、生物以及农艺措施，探究它们之间的作用原理，进而增强钝化修复效果。总之，需因地制宜地根据不同的土壤，采用适宜的土壤钝化修复材料和管理措施，兼顾产量和品质，使土地得到合理利用，使经济和生态效益最大化。

原标题：土壤镉和砷污染钝化修复材料及科学计量研究