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近年来,随着现代化进程的推进和工矿企业的发展,土壤重金属污染等问题日趋恶化,对生态环境造成了严重的危害。原位化学固定是治理修复重金属污染的重要手段之一,但在重金属污染土壤中施加单一的改良剂对容易导致土壤的理化性质发生改变,使土壤的耕作性能下降,造成农作物减产甚至绝收,多种改良剂组合联用是原位控制技术治理土壤重金属污染的必然发展趋势。本文将硅藻土-PAM-CaO进行不同比例组配,通过人工模拟镉污染土壤培养条件批处理试验,比较研究不同处理对土壤中镉的固定效果、土壤理化性质以及有效养分的影响,从中筛选出3种效果较好的组配比例,以5种不同的施用浓度进行投加量试验,通过土壤中Cd形态、pH、含水率、有机质、有效氮、磷、钾的变化,得到最适宜的组配比例和施用浓度,并通过土壤Si、Al、Fe胶体粒子的变化,利用扫描电镜和傅里叶红外光谱分析三种改良剂对Cd2+的改良机理。主要研究结果如下:(1)将硅藻土、聚丙烯酰胺(PAM)和CaO以10种不同比例(1:1:1、2:1:1、1:2:1、1:1:2、3:2:1、3:1:2、2:3:1、2:1:3、1:3:2、1:2:3)组配后处理镉污染土壤发现,土壤理化性质、Cd形态和有效养分受到了不同程度的影响。其中配比为1:1:2的改良剂改善了 CaO处理后土壤含水率和土壤养分下降的问题,对硅藻土和PAM处理重金属的能力有很大程度的提升,较好地保留了三种改良剂组分的优势,在1%的施用水平下,较对照而言,含水率提高7.24%;pH值增加0.42;土壤有机质增加10.1%;土壤Cd可交换态分别下降51.1%;土壤有效氮、磷、钾分别增加67.6%、7.8%、21.1%。为了比较验证其处理效果,将对Cd可交换态处理效果同样不错的组配比例2:1:3和3:1:2作为比较,进行下一步实验,两者分别使Cd可交换态降低27.1%、29.7%。(2)土壤的理化性质、Cd形态和有效养分随组配改良投加水平的改变呈现不一样的变化趋势。土壤pH和含水率随投加量水平的提高而增加,有机质基本呈现先增加后减少的趋势;Cd可交换态随施用量的增加而减少;有效养分随投加量的增加呈现先升高后下降的趋势。综合比较,1%的施用水平最为适宜,在此投加水平下,比例为1:1:2的改良剂,较其他两组的处理效果更好,使土壤含水率增加3.6%;pH值增加0.65;有机质增加11.3%;Cd交换态下降44.4%;有效氮、速效磷、有效钾分别增加43.3%、14.9%、24.9%。(3)FTIR和SEM分析表明,硅藻土表面存在的硅羟基(Si-OH)可以电离出H+,增加土壤中的负电荷,增强对重金属阳离子的吸附,同时,硅藻土丰富的孔道结构和巨大的比表面积也为重金属提供了较多的吸附位点;PAM可以与不同土壤颗粒间形成“键桥”,使土壤发生絮凝,形成土壤团聚体,增加水分入渗,又能稳定土壤结构,减少水土流失。其表面的羟基、酰胺基等,与土壤表面的金属离子形成配位键,减少重金属的迁移;CaO能够与水分子形成Ca(OH)2,增加OH-含量,与重金属结合成难溶的沉淀物,从而降低重金属毒性。