改良劑對重金屬污染土壤的穩(wěn)定化修復(fù)效果及健康風(fēng)險評估.pdf

1、我國工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展使農(nóng)田土壤重金屬污染日益嚴(yán)重，對生態(tài)環(huán)境及人體健康造成嚴(yán)重威脅，因此，亟需對污染土壤進(jìn)行修復(fù)。固化穩(wěn)定化技術(shù)是一種治理重金屬污染土壤的有效方法，國內(nèi)外很多學(xué)者在改良劑的篩選和研發(fā)、穩(wěn)定化效果的評估等方面做了大量研究，但在長時間跟蹤監(jiān)測改良劑修復(fù)效率及人體健康環(huán)境風(fēng)險評估方面研究不多，尤其是關(guān)注長期修復(fù)后土壤重金屬穩(wěn)定化效果的研究更少。
　　基于此，本文針對貴溪冶煉廠周邊重金屬污染農(nóng)田土壤，采用穩(wěn)定化技術(shù)研究了木

2、炭、磷灰石、石灰三種不同改良劑對污染土壤的長期修復(fù)效果。采用TCLP(Toxicity Characteristic Leaching Procedure)、SPLP(Synthetic PrecipitationLeaching Procedure)、CaCl2浸提方法研究了2010-2014年修復(fù)后土壤相關(guān)理化性質(zhì)及重金屬Cu、Cd的可浸出性、有效態(tài)含量變化。利用in vitro法模擬人體胃液環(huán)境，計算人體胃液中溶解的重金屬Cu、C

3、d量及生物可給性。運(yùn)用人體健康風(fēng)險評估模型計算成人、兒童對重金屬Cu、 Cd的日均攝入量，風(fēng)險系數(shù)，進(jìn)而對人體健康進(jìn)行風(fēng)險評估。另外，分析了人體胃液中重金屬含量與土壤相關(guān)理化性質(zhì)及浸提態(tài)重金屬含量的相關(guān)性，并運(yùn)用多元逐步線性回歸方程確定影響胃液中重金屬吸收量的關(guān)鍵因子，為選擇適宜的改良劑進(jìn)行土壤修復(fù)提供了理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)改良劑的添加顯著提高了土壤pH，三種改良劑提高土壤pH的效果為磷灰石＞石灰＞木炭，但隨著

4、時間的推移土壤pH逐漸降低;土壤有機(jī)質(zhì)含量在加入改良劑后也有不同程度的提高，其中木炭的處理效果最為明顯，與磷灰石、石灰之間存在顯著性差異;土壤交換性酸和鋁的含量與土壤pH呈顯著負(fù)相關(guān)，不同年限交換性酸和鋁含量呈現(xiàn)先降低后增加的變化趨勢。
　　(2)比較三種不同浸提方法提取土壤重金屬銅、鎘有效態(tài)含量，結(jié)果均為改良劑處理組重金屬浸出量顯著低于對照組，取得較好的修復(fù)效果。三種浸提方法表明不同改良劑對Cu的修復(fù)效果具有一致性，即磷灰石＞石

5、灰＞木炭;CaCl2浸提法得出改良劑對鎘的修復(fù)效果與銅有相同規(guī)律，但TCLP、SPLP浸提法得出改良劑對鎘的修復(fù)效果與CaCl2浸提法存在差異，不同改良劑對鎘的修復(fù)效果為石灰＞磷灰石＞木炭。另外，不同處理組土壤重金屬的浸出含量均呈逐年增長趨勢，說明改良劑有一定的修復(fù)年限，當(dāng)修復(fù)效率降低時，需要重新添加改良劑。
　　(3)不同處理組人體胃液中銅、鎘的溶解量，生物可給性及日均攝入量存在顯著性差異，三個指標(biāo)均是銅顯著大于鎘，說明銅更易被

6、人體吸收，對人體健康產(chǎn)生危害。另外，從不同處理組來看，這三個指標(biāo)均是改良劑處理組顯著低于對照組，說明了改良劑鈍化土壤重金屬短期內(nèi)取得良好的效果，降低了對人體健康風(fēng)險。從不同年份來看，這些指標(biāo)均有上升趨勢，對人體健康威脅又逐漸增大，需要重新添加改良劑鈍化重金屬。研究區(qū)域中Cd的風(fēng)險系數(shù)(HQ)顯著小于Cu，兩種重金屬的風(fēng)險系數(shù)均小于1，對人群不會帶來健康風(fēng)險，但需要關(guān)注的是不論對哪種重金屬而言，兒童的風(fēng)險系數(shù)均大于成人。
　　(4)

7、相關(guān)性分析結(jié)果表明:胃液中重金屬Cu含量與交換性酸、鋁均呈顯著相關(guān)，Cd含量亦與交換性酸、鋁顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.860、0.815和0.852、0.795;胃液中Cu、Cd含量與pH呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.948、-0.916。多元逐步線性回歸方程表明pH是影響人體胃液重金屬含量的關(guān)鍵因素。表明了在運(yùn)用穩(wěn)定化方法修復(fù)酸性污染土壤時宜選用能顯著提高土壤pH，并能夠持久地降低土壤重金屬有效活性的改良劑，這為選擇適宜的改良劑