大量研究通過對(duì)土壤母質(zhì)分析后認(rèn)為，土壤中的Al、Mn、Ni、Cr等元素主要來源于自然界中的風(fēng)化、變質(zhì)等物理化學(xué)過程，且不同元素間的富集情況可能因?yàn)橥寥滥纲|(zhì)地質(zhì)年代變化的不一致而存在差異，如Al,Mn被認(rèn)為是來自古生代和中生代等最古老的地質(zhì)巖石中，Ni、Cr來自于上新世松散沉積等地質(zhì)區(qū)。Pb、Hg、Cd等重金屬元素的分布則多與人為活動(dòng)因素有關(guān)。

隨著城市化和工業(yè)化的快速發(fā)展，采礦、冶煉等工礦企業(yè)排放的“三廢”，煤和石油等礦物燃料的燃燒以及農(nóng)藥化肥的過量施用，重金屬通過各種途徑進(jìn)入土壤。由于重金屬不能被微生物降解，很難消除，其在土壤中積累到一定程度就會(huì)對(duì)土壤-植物系統(tǒng)產(chǎn)生毒害，導(dǎo)致土壤質(zhì)量退化、農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)降低，惡化水文環(huán)境，并隨著食物鏈呈現(xiàn)逐級(jí)放大的現(xiàn)象，進(jìn)而危及人體健康。

當(dāng)前，國內(nèi)外常用的土壤重金屬治理方法主要有物理、化學(xué)和生物法，并且針對(duì)土壤重金屬污染治理，思路已由將重金屬完全去除轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)行基于風(fēng)險(xiǎn)控制的策略。采用化學(xué)鈍化修復(fù)技術(shù)，通過向重金屬污染土壤中添加鈍化劑使重金屬在土壤中的各賦存形態(tài)發(fā)生變化，主要目的是將重金屬由生物有效性高的可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)向生物有效性低的有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)化，降低其生物有效性是治理重金屬污染土壤的有效途徑之一，并且該技術(shù)具有處理時(shí)間短、經(jīng)濟(jì)廉價(jià)、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

湖南省某重金屬修復(fù)工程

常用的化學(xué)鈍化劑主要類型有無機(jī)類、有機(jī)類、微生物類及新型復(fù)合材料。無機(jī)類鈍化劑主要包括粘土礦物(海泡石、沸石、膨潤土、高嶺土等)、工業(yè)副產(chǎn)品(粉煤灰、飛灰、石灰、赤泥、硅粉、石膏等)、磷酸鹽類和金屬氧化物(過磷酸鈣、磷礦粉、鈣鎂磷肥、羥基磷灰石、磷酸鹽、氧化鎂等)及其他一些工農(nóng)業(yè)廢棄物(泥炭、礦渣、水泥等);有機(jī)類鈍化劑主要包括動(dòng)物糞便、秸稈、生物炭、黑炭、城市生活污泥等;微生物鈍化劑主要包括菌根、還原菌等;新型復(fù)合材料主要有改性物質(zhì)材料、無機(jī)有機(jī)物質(zhì)復(fù)合搭配材料、納米材料等。由于土壤固有基質(zhì)的復(fù)雜性，以及重金屬污染土壤中大多以多種重金屬共存形成復(fù)合污染，在重金屬之間、重金屬與土壤界面之間存在復(fù)雜的相互作用。因此針對(duì)不同類型土壤中的重金屬選擇不同鈍化劑進(jìn)行修復(fù)時(shí)其鈍化效果也不盡相同。然而，目前大多數(shù)研究只針對(duì)某一種重金屬進(jìn)行修復(fù)，有關(guān)同時(shí)鈍化、同步修復(fù)多種重金屬復(fù)合污染土壤的報(bào)道尚少。

土壤中的重金屬與鈍化劑之間發(fā)生吸附、絡(luò)合及共沉淀等物理化學(xué)反應(yīng)來調(diào)節(jié)和改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)，主要是降低重金屬的生物有效性，進(jìn)而降低重金屬對(duì)植物和人體等生物受體的毒性，達(dá)到修復(fù)污染土壤的目的。一般地，重金屬不同形態(tài)的生物有效性差異也較大，且相互之間關(guān)系密切，重金屬形態(tài)與生物有效性之間的關(guān)系大小，一般表現(xiàn)為可交換態(tài)>碳酸鹽結(jié)合態(tài)>鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)>有機(jī)結(jié)合態(tài)>殘?jiān)鼞B(tài)。而重金屬的生物有效性，主要是指植物能夠吸收利用的那部分，相對(duì)于重金屬的分級(jí)形態(tài)來說，可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)的有效性最高，鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)次之，有機(jī)結(jié)合態(tài)有效性較低，而殘?jiān)鼞B(tài)對(duì)植物而言幾乎無效。

在20%添加濃度下，坡縷石、鋼渣、磷礦粉能顯著降低土壤中5種重金屬Pb、Cu、Zn、Cd、As的生物有效態(tài)含量。

鈍化劑能使植物易吸收的可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)降低，而使難吸收的殘?jiān)鼞B(tài)增加。20%的磷礦粉能使殘?jiān)鼞B(tài)Pb、Cu、Zn及鈣型砷顯著增加，使可交換態(tài)Cd和Zn以及碳酸鹽結(jié)合態(tài)Zn顯著下降;20%鋼渣使可交換態(tài)Cd、Zn及鐵型砷顯著下降，使殘?jiān)鼞B(tài)Cu、Zn顯著增加;20%的坡縷石使殘?jiān)鼞B(tài)Pb、Zn顯著增加，可交換態(tài)Pb、Cd顯著下降。

4種鈍化劑中，木炭和坡縷石具有較大的比表面積和孔容，對(duì)重金屬的鈍化機(jī)子以吸附和表面絡(luò)合為主;鋼渣和磷礦粉雖然比表面積和孔容較小，但具有較高的pH值，對(duì)重金屬的鈍化機(jī)制以化學(xué)沉淀為主。