我國土壤重金屬污染問題嚴峻，直接威脅著(zhe)人(rén)類的(de)生存健康，嚴重影(yǐng)響社會可(kě)持續發展。面對(duì)嚴重的(de)土壤污染問題，科學家研了(le)諸多(duō)環境修複材料，其中黏土礦物(wù)具有自身獨特的(de)物(wù)理(lǐ)化(huà)學結構，是極具修複潛力的(de)一種環境材料。基于此，本文綜述我國土壤重金屬污染現狀，介紹以膨潤土、沸石和(hé)凹凸棒爲代表的(de)黏土礦物(wù)對(duì)重金屬污染土壤的(de)修複研究進展，可(kě)爲環境修複材料的(de)研究提供借鑒。

由于工農業的(de)快(kuài)速發展以及經濟社會的(de)飛(fēi)速發展，人(rén)類對(duì)自然資源的(de)大(dà)量掠奪式占用(yòng)，引發了(le)嚴重的(de)環境污染問題。土壤作爲生态系統的(de)重要組成部分(fēn)，承載了(le)巨大(dà)的(de)環境壓力。污染物(wù)通(tōng)過各種途徑最終進入土壤環境，不斷累積，被植物(wù)吸收，進而進入食物(wù)鏈，直接威脅著(zhe)人(rén)類的(de)生存健康，嚴重影(yǐng)響著(zhe)社會可(kě)持續發展。面對(duì)嚴重的(de)土壤污染問題，科學家積極進行探索，研究了(le)很多(duō)修複治理(lǐ)方法，開發了(le)諸多(duō)環境修複材料。其中，黏土礦物(wù)具有自身獨特的(de)物(wù)理(lǐ)化(huà)學結構，是極具修複潛力的(de)一種環境材料。黏土礦物(wù)作爲修複材料可(kě)吸附固定土壤中的(de)污染物(wù)，減少植物(wù)對(duì)其的(de)吸收，從而有效防止污染物(wù)對(duì)生态系統的(de)危害。

我國土壤重金屬污染現狀

重金屬污染是土壤污染問題中最爲嚴重的(de)一個(gè)方面，全世界每年因工農業生産、城(chéng)市生活垃圾排放、交通(tōng)污染、污水(shuǐ)灌溉等向環境中排放了(le)大(dà)量的(de)重金屬污染物(wù)，其中汞約1.5萬t、鉛500.0萬t、錳1500.0萬t、銅340.0萬t，帶來(lái)了(le)嚴重的(de)土壤污染問題。有報道指出，自2008年以來(lái)，我國發生的(de)重大(dà)污染事故有100餘起，其中镉、砷、汞等污染事故約占1/3[1]。2014年全國土壤污染調查公報顯示，我國土壤重金屬污染問題不容樂(yuè)觀，土壤超标率達到16.1%，南(nán)方重金屬污染情況明(míng)顯高(gāo)于北(běi)方，西南(nán)、中南(nán)地區(qū)污染物(wù)嚴重超标。我國受重金屬污染的(de)耕地面積占總耕地面積的(de)1/5，約有2000萬hm2，超标大(dà)田農作物(wù)耕地面積約60萬hm2，其中以鉛、汞、镉、銅及其複合污染尤爲嚴重[2]。每年因重金屬污染帶來(lái)了(le)大(dà)範圍糧食減産，造成了(le)嚴重的(de)經濟損失。對(duì)于土壤重金屬污染問題，應加強對(duì)污染源的(de)得(de)力監管，修複治理(lǐ)應采用(yòng)防治結合的(de)有效措施。

黏土礦物(wù)在重金屬污染土壤修複中的(de)應用(yòng)

針對(duì)嚴重的(de)土壤重金屬污染問題，現有的(de)修複治理(lǐ)措施主要包括客/換土法、電解法、熱(rè)處理(lǐ)法、生物(wù)修複等，但各個(gè)修複方法均有其自身的(de)優缺點，應因地制宜地選擇利用(yòng)。近年來(lái)，針對(duì)重金屬污染修複材料的(de)研發成爲學者關注的(de)熱(rè)點，黏土礦物(wù)因其自身獨特的(de)物(wù)理(lǐ)化(huà)學性質，在重金屬污染修複治理(lǐ)方面發揮了(le)顯著的(de)作用(yòng)。目前應用(yòng)的(de)黏土礦物(wù)主要包括膨潤土、沸石、凹凸棒等。

（一）膨潤土

膨潤土的(de)主要礦物(wù)成分(fēn)爲蒙脫石，在我國分(fēn)布廣且儲量大(dà)，對(duì)多(duō)種重金屬元素都具有一定的(de)修複效果。汞鐵軍等[3]研究表明(míng)，膨潤土可(kě)用(yòng)于重金屬污染修複治理(lǐ)，膨潤土與重金屬會生成Pb（NO3）2和(hé)CdCO3等物(wù)質，使重金屬的(de)沉澱率均在85%以上。師俊傑等[4]研究表明(míng)，施用(yòng)膨潤土以及膨潤土與叢枝菌根真菌複合處理(lǐ)均可(kě)有效降低土壤中有效态重金屬含量，植株地上和(hé)地下(xià)部分(fēn)重金屬含量也(yě)顯著減少。胡克偉等[5]對(duì)比了(le)膨潤土對(duì)4種重金屬離子的(de)富集系數，結果顯示富集系數大(dà)小爲Pb2+>Cu2+>Zn2+>Cd2+。謝正苗等[6]采用(yòng)膨潤土修複礦區(qū)鉛、鋅污染土壤，研究得(de)出在pH=5的(de)條件下(xià)，膨潤土∶污染土壤=1∶5時(shí)，修複效果最好。另有研究者将殼聚糖負載在膨潤土上制成顆粒狀的(de)吸附劑，用(yòng)于鋅污染土壤修複，結果表明(míng)，pH爲6～8的(de)條件下(xià)，膨潤土與殼聚糖的(de)質量比爲1∶20，鋅質量濃度≤200m/L，吸附平衡時(shí)間5min，重金屬鋅的(de)去除率達到了(le)98%[7]。

（二）沸石

天然沸石具有很強的(de)選擇吸附能力，吸附容量和(hé)離子交換能力均較大(dà)，在修複改良土壤方面具有顯著的(de)作用(yòng)。有研究人(rén)員(yuán)利用(yòng)沸石修複镉污染土壤，沸石添加顯著降低了(le)黑(hēi)麥草(cǎo)、莴苣和(hé)燕麥根、莖中的(de)镉含量，沸石添加量爲1%時(shí)，莴苣葉片中镉含量較對(duì)照(zhào)減少了(le)86%[8]。Nissen等[9]研究發現，污泥中添加0.5%和(hé)1.0%的(de)沸石，90d內污泥中移動性重金屬鋅含量顯著降低，向植物(wù)的(de)傳遞量也(yě)顯著減少。王秀麗等[10]利用(yòng)沸石修複镉污染土壤，結果表明(míng)，沸石可(kě)降低交換态镉含量，促進交換态向鐵錳氧化(huà)物(wù)結合态、碳酸鹽結合态、有機态、殘渣态等低活性轉化(huà)。Hapour等[11]對(duì)比了(le)沸石和(hé)膨潤土對(duì)于镉、鉛複合污染土壤的(de)修複效果，結果顯示，沸石對(duì)镉和(hé)鉛的(de)吸附能力優于膨潤土，更加有效地降低了(le)土壤镉、鉛的(de)生物(wù)有效性以及農作物(wù)玉米地上部分(fēn)和(hé)根部中的(de)镉含量。Mahabadia等[12]研究指出，天然沸石促使黏土、沙土、沙壤土和(hé)壤土等不同質地土壤镉浸出量顯著減少，15%的(de)沸石添加量對(duì)镉的(de)吸附效果最佳。

（三）凹凸棒

凹凸棒是一種含水(shuǐ)的(de)層鏈狀鎂質矽酸鹽礦物(wù)，具有較大(dà)的(de)比表面積和(hé)很強的(de)吸附性能。凹凸棒廉價易得(de)，在土壤重金屬污染的(de)原位鈍化(huà)修複中得(de)以應用(yòng)。使用(yòng)凹凸棒黏土礦物(wù)可(kě)提升土壤pH值，提高(gāo)了(le)土壤對(duì)重金屬的(de)吸附能力，當污染土壤與凹凸棒的(de)質量比爲20∶1時(shí)，對(duì)銅、鋅、镉等重金屬污染土壤的(de)修複效果最佳，銅、鋅、镉的(de)修複率平均達31.50%、26.15%、34.92%，有效減少了(le)蔬菜對(duì)其的(de)吸收[13]。楊秀紅等[14]通(tōng)過盆栽試驗研究了(le)凹凸棒對(duì)銅污染土壤的(de)修複效果，結果表明(míng)，污染土壤中添加凹凸棒後可(kě)顯著降低銅的(de)生物(wù)有效性。任靜華[15]采用(yòng)凹凸棒開展了(le)野外大(dà)田原位修複試驗，結果表明(míng)施用(yòng)凹凸棒顯著降低了(le)土壤中DGT提取态镉，3a試驗期間凹凸棒促使小麥和(hé)水(shuǐ)稻籽粒中镉含量持續下(xià)降。

結語

黏土礦物(wù)儲量豐富、價格低廉，是重金屬污染土壤修複治理(lǐ)的(de)新途徑，具有很大(dà)的(de)應用(yòng)潛力。采用(yòng)其修複治理(lǐ)重金屬污染土壤可(kě)原位進行，操作簡單，不會産生二次污染。目前，利用(yòng)黏土礦物(wù)的(de)修複治理(lǐ)大(dà)多(duō)處于實驗室研究階段，工程應用(yòng)非常少，亟待不斷深化(huà)相關研究，探索最适的(de)應用(yòng)條件及修複治理(lǐ)能力，針對(duì)性地進行改性處理(lǐ)，不斷提高(gāo)黏土礦物(wù)作爲環境材料的(de)修複治理(lǐ)能力，發揮其更大(dà)的(de)應用(yòng)價值。

文章(zhāng)來(lái)源：河(hé)南(nán)農業科技版