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土壤是人类赖以生存和发展的基础。随着工业的发展、城市化进程的加快,土壤重金属污染问题日益严重,已经引起了世界高度关注,另一方面,工业废弃物如城市污泥、粉煤灰等的堆积也成为一个急需解决的问题。鉴于此,本文以江西某矿区周边农田土壤为研究对象,探讨了生物淋滤污泥(BS)、硫粉生物淋滤污泥(SBS)、石灰、粉煤灰和石灰-硫粉-生物淋滤污泥(LSBS)等5种以工业废弃物为主要材料的改良剂对污染土壤的修复效果和作用机理。 在30℃,含水率为95%的原污泥中加入硫酸亚铁10g/L和氧化亚铁硫杆菌(10%),曝气的条件下,制备生物淋滤污泥BS;利用硫粉曝气酸化原污泥5天后,进行生物淋滤,制备SBS(pH=1.06);用石灰调节硫粉-生物淋滤污泥SBS的pH至5.64,制备石灰-硫粉-淋滤污泥(LSBS)。 土壤毒性浸出实验(TCLP)的结果表明,生物淋滤污泥(BS)和硫粉生物淋滤污泥(SBS)对土壤Cu和Cd有一定的固定效果,但仍不能将土壤中Cu和Cd降低到国际标准值以内。而石灰、粉煤灰和石灰-硫粉-生物淋滤污泥(LSBS)的施加量分别为0.1%、5%和10%时,土壤中Cu和Cd的浸出值均可降低到国际标准以内(由原来的40.34 mg/kg和0.60 mg/kg分别降至为11.15mg/kg、12.11mg/kg、14.60mg/kg和0.47mg/kg、0.14mg/kg、0.17mg/kg)。5种改良剂对土壤中Cu和Cd的固定顺序分别为:LSBS>石灰>粉煤灰>BS>SBS和石灰>粉煤灰>LSBS>BS>SBS。 土壤中重金属形态分析的结果表明,BS、SBS和LSBS等改良剂主要使土壤中交换态Cu和Cd向有机态转移;石灰和粉煤灰主要使土壤中交换态和碳酸态的Cu向有机态和残渣态转移,使交换态的Cd向碳酸态和残渣态转移,BS、SBS、LSBS与石灰、粉煤灰的修复机理存在差异。不同改良剂修复后,土壤蛋白酶、脲酶和过氧化氢酶等3种酶活性的变化规律也证实了这一点。 综上所述,论文选用了5种改良剂,利用土培实验的方法,分析土壤中重金属的毒性浸出值和形态变化、土壤酶活力的变化以及土壤中营养物质的迁移转化规律,明确了以硫粉-生物淋滤污泥和石灰为材料制备的有机-无机改良剂LSBS和粉煤灰可有效地固化土壤重金属,改善土壤理化性质,实现以废治废的环境目标。论文的研究结果为发展实用、安全和经济的重金属污染土壤修复技术提供理论依据。