摘 要

近年来，矿山开采、金属冶炼、化工生产等产生的含重金属废水、废渣和废气，通过各种途径进入土壤，给土壤环境带来了严重污染。本文以黄石大冶冶炼厂附近的实地污染土壤为研究对象，采用室内模拟实验研究了草炭、钙镁磷肥和钙镁磷肥 草炭（比例分为1:1和1:2两种）4种处理对Cu污染土壤的钝化修复效果。得到如下主要结果：

（1）施加改良剂后，交换态Cu含量都不同程度降低了，且都达到了显著性水平，其中以钙镁磷肥 草炭配施效果最好，而处理比例为1:1的比1:2的效果好；

（2）从培养时间上来说，培养1年后，土壤交换态Cu含量降低量比培养15天和30天后都大，且除单施草炭处理外，其他三种处理交换态Cu的降低率都在70%以上，其中效果最好的钙镁磷肥 草炭（1:1）处理交换态Cu含量降低了74.6%；

（3）培养1年后，施加改良剂的处理土壤Cu的交换态、碳酸盐结合态含量都不同程度降低了，Cu的有机结合态含量都增加了，其中降低或增加幅度最大的均为钙镁磷肥 草炭配施处理；而其他形态因改良剂的不同，呈现不同的规律；

（4）总体而言，施加有机物料或中性化试剂都对Cu起到了钝化作用，但是有机物料与中性化试剂联合配施，即有机中性化技术的效果最好。

关键词：重金属污染土壤； 铜；有机中性化技术；重金属形态

Abstract

In recent years, waste water, waste and exhaust contained heavy metal entered into soil through various ways, leading to serious pollution to the soil environment. The simulated incubation experiment was conducted to investigate the remediation effect with either peat, calcium magnesium phosphate fertilizer and calcium magnesium phosphate fertilizer peat divided into two proportions , respectively, on the field soil contaminated by copper(Cu) from near smelter of Daye ,Huangshi. The results showed that:

(1) The applications of amendment could reduce the content of exchangeable Cu, and the application of calcium magnesium phosphate fertilizer peat was optimal in which the ratio 1:1 was better than 1:2 ,compared with the control.

(2) The decrease of exchangeable Cu in the culture soil after one year was maximum in all incubation time(15 days later and 30 days later), and the reduced rates of other three treatments are 70% above except the application of single peat, in which exchangeable Cu of the optimal application of calcium magnesium phosphate fertilizer peat (1:1) was decreased by 74.6%.

(3) Culturing one year later, the content exchangeable Cu and bound carbonates Cu decreased at different degrees and bound to organic matter Cu increased, in which the sharpest increase or decrease application was calcium magnesium phosphate fertilizer peat, and the other fractions showed different regularity according to the different amendment.

(4) From the results of this study shoued that, the application of amendments played a passive role to soli Cu, but combining organic materials and neutral reagents ,namely organic-neutralization technology, could achieve better results.

Key Words：heavy metal contaminated soil; copper; organic-neutralization technology; heavy metal fraction

目录

第1章 绪论 1

1.1土壤重金属污染概况 1

1.1.1重金属污染现状 1

1.1.2重金属污染来源 1

1.1.3重金属形态及危害 2

1.2重金属污染修复措施 3

1.2.1物理、化学修复技术 3

1.2.2生物修复技术 4

1.2.3联合修复技术 4

1.3有机中性化技术 4

1.4研究目的与意义 5

第2章 材料与方法 6

2.1实验材料 6

2.1.1供试土壤 6

2.1.2供试修复材料 6

2.1.3试剂 6

2.1.4仪器 7

2.2实验研究方法 8

2.3分析测试方法 8

2.3.1土壤重金属铜和镉全量测定 8

2.3.2土壤重金属铜各形态测定 8

2.3.3土壤有效磷测定 9

2.3.4土壤pH值测定 9

2.3.5土壤有机质测定 10

2.4数据处理 10

第3章 结果分析与讨论 11

3.1添加改良剂后对土壤交换态Cu含量的影响 11

3.1.1培养15天后土壤交换态Cu含量的变化 11

3.1.2培养30天后土壤交换态Cu含量的变化 12

3.1.3培养1年后土壤交换态Cu含量的变化 13

3.1.4培养不同时间后土壤交换态Cu含量变化的对比分析 14

3.2施加改良剂后对土壤Cu形态转化的影响 15

3.2.1单施草炭对土壤Cu形态转化的影响 16

3.2.2单施钙镁磷肥对土壤Cu 形态转化的影响 17

3.2.3钙镁磷肥与草炭配施对土壤Cu形态转化的影响 17

第4章 结论与建议 19

4.1结论 19

4.2感悟与建议 20

参考文献 21

致谢 24

第1章 绪论

近年来，金属冶炼、废弃物堆置、污泥农用、污水灌溉、农药肥料的大量施用等带入的化学物质，进入土壤后给土壤环境带来了严重污染，其中以重金属污染问题最为严重。目前，我国受Cd、As、Cu、Pb等金属污染的耕地约有1.5亿亩，且污染强度和面积呈逐年增加的趋势，据统计，每年因重金属污染减少的粮食产量达1000多万吨，造成的直接经济损失200余亿元^[1]。

1.1土壤重金属污染概况

1.1.1重金属污染现状

重金属污染是指通过金属冶炼、矿山开采、农肥施用、废弃物堆放等途径进入土壤，导致土壤浓度超标，严重威胁到周围动植物正常生长及人体健康。随着我国工业化及城市化的快速发展，重金属污染已成为当今亟待解决的环境问题之一。

2014年国土局对全国630 万平方公里土地调查显示，Cd、Cd、Pb、Cr四种重金属污染点位超标率分别达7.0%、2.1%、1.5%、1.1%。据国土资源部2015年资料显示，我国受重金属污染的耕地有1000万公顷，占18亿亩耕地的8%以上，每年因此直接减少粮食产量约100亿公斤，并且这个数字将随着年份增加不断增加。随着进入土壤中的重金属量的增加，不仅会影响土壤中的微生物以及种植其上的农作物，而且民众食用了含有重金属的粮食蔬菜后，降低了人体免疫力，更甚者还会危及生命。有研究者对长江流域的101组土壤-水稻体系中土壤中的重金属含量进行了调查，其结果表明，土壤中Cd、Hg、Pb和Cr的含量分别在0.10~4.64、0.01~1.46、7.64~127.56、13.52~231.02 mg/kg范围，而稻米Cd、Hg、Pb和Cr的污染率分别达到了37%、16%、60%和70%^[2]。1995年的日本富山县因金属炼厂排放的含镉废水，当地民众食用稻米和水体后发生了中毒事件。

1.1.2重金属污染来源

我国土壤重金属污染的主要来源有污水灌溉、固废处置、农药和化肥施用及大气沉降^[3]。