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土壤是人类赖以生存的基础。由于人类贪婪地开采自然资源以及不合理地排放工业污染物,土壤重金属污染问题不容忽视。据悉,全中国耕地重金属点位超标率达19.4%,局部地区的超标率甚至更高,总体趋势不容乐观。重金属是一类非常难以被生物降解、具有生物放大作用、生物毒性作用的金属元素,常见有Pb、Cd、Cr等。它们能在土壤中长期存在、蓄积以至于破坏土壤环境,危害动、植物生长及地下水安全,并通过食物链威胁到人类健康,因此土壤重金属的修复成为全世界关注的焦点。堆肥因其独特的组成成分和理化性质,对修复土壤重金属污染效果较好,是一种高效的土壤重金属钝化剂。堆肥富含有机物质,可通过发生吸附、络合、沉淀、氧化还原等将土壤中的重金属稳定下来,也可以改善土壤孔隙结构、提高土壤肥力、促进作物生长。然而,随着时间的推移堆肥出现分解,可能导致土壤pH的变化,通过堆肥稳定的重金属可能活化和释放。目前,仍未有好的方法来解决有机质矿化后导致的重金属重新释放的问题。粘土矿物是地球上自然形成的层状硅酸盐,价格低廉、无毒、比表面积大、离子交换能力强,对重金属有较好的吸附性能,常用来修复受重金属污染的水体和土壤。不过,单一修复剂一般对某些重金属污染的修复效果并不如人意,如单独施用水铝矿仅对Pb、Cu修复效果显著,而对Sb的稳定化无明显效果。利用堆肥协同不易分解的无机型修复剂（如粘土矿物）有望克服单独施用堆肥或单独施用粘土的缺陷,达到长久性、高效率的修复效果。本研究的主要内容包括:（1）通过盆栽实验,评估施入60天后不同比例氧化镁-蒙脱石协同堆肥对土壤理化性质的影响;（2）通过浸出毒性浸出方法（TCLP）、土壤重金属顺序提取形态方法（BCR）提取修复后土壤中重金属,分析不同比例氧化镁-蒙脱石联合堆肥对重金属在土壤中移动性的影响及其作用机制;（3）探讨在盆栽修复土壤中种植的植株对重金属积累量的影响;（4）分析不同比例氧化镁-蒙脱石联合堆肥对土壤微生物环境的影响。在本研究中,我们采用不同比例氧化镁-蒙脱石和堆肥联合修复剂对单一镉污染土壤（土壤1）和重金属Cu、Cd、Pb、Zn复合污染土壤（土壤2）进行了修复,用盆栽试验来探究钝化剂的修复效果。向每个盆栽添加700g试验土样、3%的氧化镁-蒙脱石和堆肥混合物（比例分1:9、2:8、4:6三个梯度）,混匀,并设置空白对照。在盆栽中种上空心菜,稳定60天后,收集蔬菜、土壤来测定它们的物理化学性质。对于土壤1和土壤2,单独添加堆肥可降低土壤pH值,而氧化镁-蒙脱石的加入使得土壤pH升高,因此,氧化镁-蒙脱土与堆肥结合可以降低堆肥造成的pH值降低而引起重金属溶解的负面影响,从而增强土壤中金属的稳定性。与空白对照土壤相比,不同比例修复剂使土壤1中的水提取态有机碳升高了61.9～86.4%,使土壤2的水提取态有机碳（WEOC）提高了31.6～184.9%。不同比例修复剂的添加降低了土壤1中Cd的移动性,以1:9比例的M1C9.S稳定效果最好,其土壤中TCLP-Cd降低了35.2%,BCR提取的F1-Cd含量降低了14.7%,而且该比例的效果比只加入氧化镁-蒙脱石或堆肥的效果均要好。在土壤2中,以2:8比例M2C8.M处理效果最好,其土壤中TCLP-Cu、TCLP-Cd、TCLP-Pb、TCLPZn含量分别下降了43.4%、26.9%、38.9%和9.6%,BCR提取的F1-Cu、F1-Cd和F1-Pb的含量分别下降了27.7%、9.3%和29.9%,而F1-Zn的含量几乎没有变化。在土壤1和土壤2中,不同比例的修复剂均显著降低了其中空心菜根、茎、叶中的重金属含量,抑制了重金属从土壤向蔬菜的迁移、蓄积。与空白对照相比,不同比例修复剂的土壤1中空心菜根、茎、叶中的Cd含量分别降低了18.3～49.9%,17.7～58.3%,7.1～56.2%。不同比例修复剂的土壤2中空心菜根、茎、叶中的Cu含量分别降低了67.8～98.9%,3.2～80.9%,56.4～90.9%;Pb含量分别降低了80.2～93.8%,80.3～97.4%,57.7～93.1%;Zn含量分别降低了75.3～90.8%,56.7～94.2%,62.8～95.2%;Cd含量分别降低了47.8～80.7%,42.9～83.4%,61.2～92.5%。对于土壤1,不同比例修复剂提高了土壤脲酶活性,且活性随氧化镁-蒙脱石含量的增加而提高;2:8比例M2C8.S的土壤中脱氢酶活最高,增加了1.95倍。同样,土壤2中脲酶活性得到显著的提高。不同比例的M1C9.M、M2C8.M、M4C6.M土壤中,脲酶活性均提高了超过1.8倍,其中2:8比例M2C8.M的脲酶活性是仅添加氧化镁-蒙脱石M10C0.M的2倍和仅添加堆肥M0C10.M的10倍;土壤2中M2C8.M土壤的脱氢酶活性最大,增加了2.02倍。此外,修复后的土壤中微生物多样性显著增加。脲酶、脱氢酶、微生物多样性的提高可能有两个方面原因。一方面钝化剂的添加降低了土壤中重金属的移动性,因此土壤中重金属的对微生物的毒害作用降低;另一方面,堆肥中含有丰富的营养物质,加快了土壤中微生物的新陈代谢、生长、繁殖,提高了微生物活性。冗余分析（RDA）分析结果表明,重金属含量和pH值是影响微生物群落结构的两个主要因素。在镉单一污染土壤和多金属复合污染土壤的修复方面,氧化镁-蒙脱石联合堆肥的修复作用比只加入氧化镁-蒙脱石或堆肥的效果都要好,它们之间表现出了相互加强的作用。氧化镁-蒙脱石、堆肥均可有效地降低重金属在土壤中的迁移性,降低植物对重金属的积累,能改善土壤环境,且普遍易得、价格低廉、无毒。因此,氧化镁-蒙脱石复合材料协同堆肥是一种重金属污染土壤有效的、可行的联合修复剂。