涂春艷 蔣林伶 張超蘭 周永信 謝湉 廖長(zhǎng)君

摘要：【目的】研究蠶沙有機(jī)肥與不同鐵基復(fù)配對(duì)復(fù)合污染土壤重金屬的鈍化效果，為篩選可高效協(xié)同鈍化鎘砷鋅的修復(fù)材料提供技術(shù)參考?！痉椒ā坎捎檬覂?nèi)土培實(shí)驗(yàn)，通過向鎘砷鋅復(fù)合污染土壤中添加蠶沙有機(jī)肥與鐵粉、硫酸亞鐵和硫酸鐵3種不同鐵基材料復(fù)配而成的鈍化劑，對(duì)比分析不同蠶沙有機(jī)肥—鐵基鈍化劑對(duì)土壤中重金屬有效態(tài)及形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響，并對(duì)重金屬有效態(tài)及其在土壤中的賦存形態(tài)進(jìn)行相關(guān)性分析?！窘Y(jié)果】蠶沙有機(jī)肥與不同鐵基材料復(fù)配可不同程度降低復(fù)合污染土壤中鎘砷鋅3種重金屬的有效態(tài)含量，增加其殘?jiān)鼞B(tài)含量，其中以蠶沙有機(jī)肥—鐵粉（配比為1∶2）復(fù)配效果最佳，可使土壤中鎘、砷和鋅的有效態(tài)含量分別降低42.5%、75.0%和48.6%，鎘、砷和鋅的酸可提取態(tài)含量分別降低18.3%、76.7%和16.3%，殘?jiān)鼞B(tài)含量分別增加8.3%、54.2%和36.1%;對(duì)重金屬的有效態(tài)與各形態(tài)進(jìn)行相關(guān)性分析可知，鎘、砷和鋅的有效態(tài)與殘?jiān)鼞B(tài)均呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01，下同），有效態(tài)鎘與酸可提取態(tài)和可還原態(tài)鎘呈極顯著正相關(guān)，有效態(tài)鋅與酸可提取態(tài)、可還原態(tài)和可氧化態(tài)鋅均呈極顯著正相關(guān)，有效態(tài)砷與酸可提取態(tài)砷呈顯著正相關(guān)（P<0.05），與可還原態(tài)和可氧化態(tài)呈極顯著正相關(guān);添加蠶沙有機(jī)肥—鐵粉（配比為1∶2）使土壤pH從5.89提高至7.42，顯著高于其他鈍化劑處理，土壤有機(jī)質(zhì)含量增加38.0%。【結(jié)論】蠶沙有機(jī)肥—鐵粉復(fù)配材料可實(shí)現(xiàn)鎘砷鋅的協(xié)同鈍化，以1∶2配比的鈍化效果最佳，在鎘砷鋅多金屬?gòu)?fù)合污染農(nóng)田土壤修復(fù)中具有潛在應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞： 重金屬污染土壤;蠶沙有機(jī)肥;鐵基材料;鈍化劑;有效態(tài);修復(fù)效應(yīng)

中圖分類號(hào)： S156.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：2095-1191（2019）11-2436-07

Passivation effects of silkworm organic fertilizer and iron base compound material on heavy metals in contaminated soil by cadmium， arsenic and zinc

TU Chun-yan1， JIANG Lin-ling1， ZHANG Chao-lan1，2， ZHOU Yong-xin1，

XIE Tian1， LIAO Chang-jun1*

（1Guangxi Bossco Environmental Protection Technology Co.， Ltd.， Nanning? 530007， China; 2College of Resources，Environment and Materials， Guangxi University，Nanning? 530004， China）

Abstract：【Objective】In order to provide a technical reference for the selection of repair materials that could efficiently and cooperatively passivate cadmium，zinc and arsenic， the passivation effects on heavy metals in heavy soil contaminated by silkworm organic fertilizer and different iron bases were studied. 【Method】Under the laboratory soil culture conditions，silkworm organic fertilizer and iron-based materials that included iron powder，ferrous sulfate and iron sulfate were added to the compound contaminated soil that was contaminated with cadmium，arsenic and zinc. The effects of different iron-based silkworm fertilizers passivating agents on the effective state and change of states of heavy metals in the soil were compared and analyzed. The correlation between effective state of heavy metals and its occurrence in soil were analyzed. 【Result】The result showed that the effective state of three heavy metals could be reduced to different extents，? and increased the residual fraction by adding the combination of organic fertilizer of silkworm excrement and different iron-based materials to the contaminated soil. Among them，1∶2 silkworm organic fertilizer-iron powder compound effect was the optimum. It could reduce the available cadmium， available arsenic and available zinc by 42.5%，75.0% and 48.6%， respectively. The acid extractable fractions of cadmium， arsenic and zinc were reduced by 18.3%，76.7% and 16.3%，while the residual fraction of the three studied metals were increased by 8.3%，54.2% and 36.1%，respectively. Correlation analysis between the effective state of heavy metals and various forms showed that the effective state of cadmium，zinc and arsenic was extremely negatively correlated with the residual state（P<0.01， the same below）. There was an extreme positive correlation between the available state of cadmium and acid extractable and reducible cadmium. The availa-ble zinc was extremely positively correlated with the acid extractable， reducible and oxidizable zinc. The available arsenic and acid extractable arsenic were significantly positively correlated（P<0.05）. The available arsenic was extremely positively correlated with? reducible and oxidizable arsenic. With the use of silkworm organic fertilizer and iron powder（ratio was 1∶2）， the soil pH was increased from 5.89 to 7.42 which was significantly higher than other passivators treatments，and the organic matter content in the soil was also increased by 38.0%. 【Conclusion】The synergistic passivation of cad-mium，arsenic and zinc can be achieved by silkworm organic fertilizer-iron powder compound， and the effects are the best when the ratio is 1∶2. Silkworm fertilizer-iron powder has the potential in? remediation of heavy metal-contaminated farmland by multiple heavy metals including cadmium， arsenic and zinc.

Key words： heavy metal polluted farmland; silkworm organic fertilizer; iron base materials; passivator;effective state; remediation effects

0 引言

【研究意義】原位化學(xué)鈍化修復(fù)技術(shù)作為在農(nóng)田重金屬污染土壤修復(fù)方面應(yīng)用最多的措施，其應(yīng)用關(guān)鍵在于鈍化劑選擇，不同鈍化劑對(duì)不同種類及性質(zhì)的重金屬鈍化效果存在一定差異。目前，我國(guó)農(nóng)田土壤污染多為重金屬?gòu)?fù)合污染，尤其鎘、砷、鉛、鋅和銅復(fù)合污染居多，相較于單一污染土壤，多金屬?gòu)?fù)合污染土壤特性及多金屬環(huán)境行為更復(fù)雜，土壤中鎘、鋅、鉛等陽(yáng)離子和陰離子砷的化學(xué)行為具有差異性，單一的鈍化劑難以兼顧各重金屬之間的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)鎘、砷和鋅的協(xié)同鈍化。因此，從不同類型的鈍化劑復(fù)配方面入手，探究施加不同復(fù)配鈍化劑對(duì)鎘砷鋅復(fù)合污染土壤中重金屬有效態(tài)、形態(tài)及土壤理化性質(zhì)的影響，并篩選出可協(xié)同鈍化鎘砷鋅且有益于改善土壤性質(zhì)的鈍化劑，對(duì)修復(fù)鎘砷鋅復(fù)合污染土壤具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前，針對(duì)鎘砷鋅鉛單一污染或兩種重金屬?gòu)?fù)合污染鈍化修復(fù)材料篩選研究較多。黎秋君等（2013）研究發(fā)現(xiàn)蠶沙能有效降低重金屬鎘和鉛的生物有效性，當(dāng)蠶沙投加量為6%時(shí)，能使中性土壤中有效態(tài)鎘和鉛分別降低59.0%和49.2%，酸性土壤中鎘降低59.6%;黎大榮（2014）的研究結(jié)果也表明，蠶沙可使土壤中鎘和鉛TCLP提取態(tài)的含量分別降低36.7%和34.8%，但單獨(dú)使用時(shí)對(duì)砷的吸附量相對(duì)較低，添加到土壤中還可能會(huì)活化土壤中的砷（周莉等，2017;安梅等，2018）。此外，零價(jià)鐵、硫酸亞鐵和硫酸鐵等含鐵物質(zhì)表面含有豐富的羥基位點(diǎn)，能與AsO34-和AsO33-結(jié)合形成內(nèi)表面和外表面螯合物，以鐵砷沉淀、離子交換和吸附等作用形式對(duì)砷具有良好的固定效果（唐彬等，2014;康宏宇等，2015;殷西婷，2018）。吳寶麟（2014）研究發(fā)現(xiàn)，硫酸鐵對(duì)砷的鈍化率可達(dá)70.0%以上?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，有關(guān)鎘、鋅和砷單一污染土壤修復(fù)的研究較多，而針對(duì)這3種重金屬?gòu)?fù)合污染土壤鈍化修復(fù)方面的研究鮮見報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】在前人對(duì)單一污染物鈍化修復(fù)材料研究基礎(chǔ)上，結(jié)合鎘砷鋅復(fù)合污染土壤特性，采用蠶沙有機(jī)肥與不同含鐵材料復(fù)配進(jìn)行室內(nèi)土培實(shí)驗(yàn)，通過不同復(fù)配材料對(duì)土壤中重金屬有效態(tài)含量、重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化、土壤pH和有機(jī)質(zhì)的影響分析，尋求可高效協(xié)同鈍化鎘砷鋅的組合材料，為鎘砷鋅復(fù)合污染土壤修復(fù)提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

供試土壤取自廣西河池市某礦區(qū)周邊農(nóng)田表層土壤（0～20 cm），剔除石塊等大顆粒雜物，風(fēng)干后研磨過2 mm篩混勻，采用四分法取部分留作供試土基礎(chǔ)分析，其余作試驗(yàn)用土，供試土壤具體性質(zhì)見表1。供試鈍化材料蠶沙購(gòu)自河池市桂恒旺科技有限責(zé)任公司，經(jīng)2～3次腐熟后烘干至恒重，研磨過60目篩，有機(jī)質(zhì)含量78.1%，pH 8.6;鐵粉（純度≥98%，粒徑<80目）購(gòu)自石家莊鑫瑞達(dá)建材有限公司，硫酸亞鐵和硫酸鐵購(gòu)自南寧雄潤(rùn)化學(xué)試劑有限公司。

1. 2 鈍化試驗(yàn)

設(shè)4個(gè)鈍化劑處理：SYF，蠶沙∶硫酸亞鐵=2∶1;SF，蠶沙∶硫酸鐵=2∶1;SFe2，蠶沙∶鐵粉=1∶2;SFe4，蠶沙∶鐵粉=1∶4。稱取200 g供試土壤置于500 mL燒杯中，4種鈍化劑施加量均為土壤質(zhì)量的3%，以不添加鈍化劑為對(duì)照（CK），每處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，將混合均勻的復(fù)配材料加入污染土壤后攪拌均勻，隨后加入蒸餾水使土壤水含率保持在田間最大持水量的60%，記錄總重量，用稱量法每隔2 d補(bǔ)充1次水分，常溫下穩(wěn)定20 d后取出自然風(fēng)干，研磨過篩，測(cè)定土壤重金屬有效態(tài)、重金屬形態(tài)和有機(jī)質(zhì)含量及pH。

1. 3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

土壤重金屬總鎘采用石墨爐原子吸收分光光度法（GB/T 17141—1997）測(cè)定，總鋅采用火焰原子吸收分光光度法（GB/T 17138—1997）測(cè)定，總砷采用原子熒光法（GB/T 22105.2—2008）測(cè)定，有效態(tài)鎘和鋅采用二乙烯三胺五乙酸浸提—電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（HJ 804—2016）測(cè)定，有效態(tài)砷采用0.1 mol/L鹽酸提取—原子熒光法（張傳琦，2011）測(cè)定，土壤pH采用電位法（NY/T 1377—2007）測(cè)定，土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀—硫酸定量法（GB 9834—1988）測(cè)定;重金屬形態(tài)分析采用改進(jìn)BCR連續(xù)提取法（黃智寧，2016），其中，酸可提取態(tài)用0.11 mol/L醋酸提取，可還原態(tài)用0.5 mol/L鹽酸羥胺溶液提取，可氧化態(tài)用8.8 mol/L雙氧水溶液—1.0 mol/L醋酸銨提取，殘?jiān)鼞B(tài)用鹽酸—硝酸—?dú)浞崛岱ㄎ⒉ㄏ?，提取液用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定。

1. 4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003進(jìn)行整理，并以SPSS 16.0進(jìn)行單因素方差分析和Duncans多重比較，檢驗(yàn)不同處理間的差異顯著性，并通過Pearson相關(guān)性分析重金屬有效態(tài)與重金屬各形態(tài)含量之間的關(guān)系，用Origin 8.5制圖。

2 結(jié)果與分析

2. 1 蠶沙有機(jī)肥—鐵基材料對(duì)土壤重金屬有效態(tài)的影響

從表2可看出，與CK相比，不同鈍化劑處理均可一定程度降低土壤中各重金屬的有效態(tài)含量，其中蠶沙有機(jī)肥—鐵粉復(fù)配組合（SFe2和SFe4）的修復(fù)效果最佳，可使土壤中有效態(tài)鎘、有效態(tài)砷和有效態(tài)鋅含量分別降低42.5%、75.0%、48.6%和37.4%、80.5%、49.7%。而蠶沙有機(jī)肥—硫酸亞鐵（SYF）和蠶沙有機(jī)肥—硫酸鐵（SF）處理對(duì)重金屬鎘的鈍化效果不顯著（P>0.05，下同），SF處理對(duì)砷的鈍化效果略優(yōu)于SYF處理，對(duì)重金屬鋅的鈍化效果則表現(xiàn)為SYF處理優(yōu)于SF處理。

2. 2 蠶沙有機(jī)肥—鐵基材料對(duì)土壤重金屬形態(tài)的影響

2. 2. 1 鎘的形態(tài)變化 由表3和圖1可知，原土中鎘主要以殘?jiān)鼞B(tài)形式存在，各形態(tài)占比排序?yàn)闅堅(jiān)鼞B(tài)>酸可提取態(tài)>可還原態(tài)>可氧化態(tài)。與CK相比，蠶沙有機(jī)肥與3種鐵基材料復(fù)配均能顯著增加土壤中的殘?jiān)鼞B(tài)鎘含量（P<0.05，下同），其中SFe2和SFe4處理的效果最佳，可使殘?jiān)鼞B(tài)鎘含量分別增加8.3%和8.0%，同時(shí)使酸可提取態(tài)、可還原態(tài)及可氧化態(tài)鎘含量分別降低18.3%、27.4%、15.0%和8.7%、35.8%、1.7%;而SYF和SF處理使酸可提取態(tài)鎘含量分別增加3.6%和10.4%。

2. 2. 2 砷的形態(tài)變化 由表4和圖2可知，原土中砷的形態(tài)以殘?jiān)鼞B(tài)為主，各形態(tài)分布排序?yàn)闅堅(jiān)鼞B(tài)>可還原態(tài)>酸可提取態(tài)>可氧化態(tài)。與CK相比，4個(gè)鈍化劑處理均能顯著增加殘?jiān)鼞B(tài)砷含量，其中蠶沙有機(jī)肥—鐵粉處理（SFe2和SFe4）對(duì)砷的鈍化效果最佳，使殘?jiān)鼞B(tài)砷含量增加53.0%以上，而酸可提取態(tài)、可還原態(tài)和可氧化態(tài)砷含量分別降低76.7%、56.2%和31.9%以上;SF處理降低酸可提取態(tài)砷和增加殘?jiān)鼞B(tài)砷的效果均優(yōu)于SYF處理。

2. 2. 3 鋅的形態(tài)變化 由表5和圖3可知，原土中各形態(tài)鋅含量基本分布為酸可提取態(tài)>可還原態(tài)>殘?jiān)鼞B(tài)>可氧化態(tài)，經(jīng)1∶2和1∶4的蠶沙有機(jī)肥—鐵粉材料處理（SFe2和SFe4）后，土壤中鋅形態(tài)含量分布發(fā)生顯著變化，酸可提取態(tài)、可還原態(tài)和可氧化態(tài)鋅含量分別降低16.3%、10.2%、61.6%和18.5%、15.5%、47.5%，殘?jiān)鼞B(tài)鋅含量則分別顯著增加36.1%和42.5%，土壤中鋅的形態(tài)分布演變?yōu)闅堅(jiān)鼞B(tài)>可還原態(tài)>酸可提取態(tài)>可氧化態(tài);與蠶沙有機(jī)肥—鐵粉復(fù)配材料相比，添加蠶沙有機(jī)肥—硫酸亞鐵雖然也能增加土壤殘?jiān)鼞B(tài)鋅含量，但其增幅僅為15.9%，處理后土壤中鋅的各形態(tài)占比排序?yàn)闅堅(jiān)鼞B(tài)>酸可提取態(tài)>可還原態(tài)>可氧化態(tài);而添加蠶沙有機(jī)肥—硫酸鐵后，污染土壤中酸可提取態(tài)鋅含量增加6.0%，土壤中鋅的各形態(tài)排序?yàn)樗峥商崛B(tài)>殘?jiān)鼞B(tài)>可還原態(tài)>可氧化態(tài)。

2. 3 重金屬有效態(tài)與各形態(tài)的相關(guān)性

重金屬的有效態(tài)含量與各形態(tài)的相關(guān)性分析結(jié)果（表6）表明，土壤中重金屬的有效性與重金屬在土壤中的賦存形態(tài)有關(guān)，其中重金屬鎘的有效態(tài)與酸可提取態(tài)和可還原態(tài)呈極顯著正相關(guān)（P<0.01，下同），與殘?jiān)鼞B(tài)呈極顯著負(fù)相關(guān);重金屬鋅和砷的有效態(tài)與其酸可提取態(tài)分別呈極顯著和顯著正相關(guān)，均與其可還原態(tài)和可氧化態(tài)呈極顯著正相關(guān)，與殘?jiān)鼞B(tài)呈極顯著負(fù)相關(guān)。

2. 4 蠶沙有機(jī)肥—鐵基材料對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

由表7可知，與CK相比，除SF處理使土壤pH降低外，其余處理使土壤pH提高0.28～1.53，其中以SFe2處理對(duì)土壤pH的影響最大，土壤pH從5.89提高至7.42。將蠶沙有機(jī)肥—鐵基材料添加到污染土壤后，均能顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，增幅為25.4%～69.9%，且土壤中有機(jī)質(zhì)含量隨蠶沙有機(jī)肥占比量的增大而增加。

3 討論

環(huán)境中重金屬的毒性及生物有效性不僅與其總量有關(guān)，更大程度上還由其形態(tài)分布所決定，不同形態(tài)分布產(chǎn)生不同環(huán)境效應(yīng)，進(jìn)而直接影響重金屬的生物活性。重金屬有效態(tài)一般為易被生物體吸收或?qū)ι矬w產(chǎn)生毒害效應(yīng)的直接或潛在的部分重金屬含量，即具有直接或潛在生物有效性的重金屬形態(tài)被稱為有效態(tài)（Semple et al.，2004），其主要受重金屬化學(xué)活性的驅(qū)動(dòng)，而重金屬在土壤中的賦存形態(tài)是決定其活性的基礎(chǔ)。采用BCR分級(jí)法，可將重金屬分為4種形態(tài)，其中酸可提取態(tài)重金屬包含能被植物直接利用的水溶態(tài)重金屬離子及碳酸鹽結(jié)合態(tài)重金屬離子，其與土壤結(jié)合能力較弱，在酸性條件下易被釋放出來，具有很大的可遷移性和生物可利用性，是最易被植物吸收利用的部分;可還原態(tài)主要是重金屬的鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)，指重金屬本身已成為氫氧沉淀或與鐵錳氧化物聯(lián)系在一起被包裹起來的部分重金屬，其在還原條件下較易釋放出來（黃智寧，2016）;可氧化態(tài)主要是重金屬的有機(jī)結(jié)合態(tài)，是指與土壤中有機(jī)質(zhì)活性基團(tuán)配位結(jié)合的重金屬，這類重金屬通常難溶于水，但發(fā)生有機(jī)質(zhì)分解時(shí)，該部分重金屬也會(huì)逐漸被釋放出來（黎秋君，2015;黃智寧，2016）;殘?jiān)鼞B(tài)主要是重金屬以層狀硅酸鹽形態(tài)存在，包括少量難分解的有機(jī)物質(zhì)及不易氧化的硫化物，在正常狀態(tài)下較穩(wěn)定，較難被釋放出來，對(duì)土壤中重金屬的遷移和生物可利用性貢獻(xiàn)不大，屬于穩(wěn)定態(tài)（韓春梅等，2005）。朱俠（2019）研究認(rèn)為重金屬有效態(tài)基本由活性最強(qiáng)的酸可提取態(tài)及部分具有潛在生物有效性的可還原態(tài)組成。本研究通過對(duì)重金屬有效態(tài)與各形態(tài)相關(guān)性分析可知，不同鈍化處理下土壤中鎘砷鋅的有效態(tài)含量變化與殘?jiān)鼞B(tài)變化呈極顯著負(fù)相關(guān)，而與酸可提取態(tài)及可還原態(tài)呈顯著或極顯著正相關(guān)。由此可推斷，蠶沙有機(jī)肥—鐵粉復(fù)配鈍化劑的修復(fù)機(jī)制可能是將重金屬的不穩(wěn)定形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定形態(tài)，進(jìn)而降低重金屬生物有效性，減少生物體對(duì)重金屬的吸收，從而達(dá)到修復(fù)土壤的目的。

已有研究表明，土壤中重金屬的有效性及賦存形態(tài)受土壤pH、Eh、有機(jī)質(zhì)及共存離子等的協(xié)同影響（趙一鳴等，2018）。本研究中，蠶沙有機(jī)肥—鐵粉復(fù)配材料對(duì)鎘砷鋅復(fù)合污染土壤的鈍化修復(fù)效果最佳，可將重金屬的酸可提取態(tài)、可還原態(tài)和可氧化態(tài)轉(zhuǎn)化為殘?jiān)鼞B(tài)，進(jìn)而降低土壤中重金屬的生物有效性。其原因可能是蠶沙有機(jī)肥屬于堿性有機(jī)物料，與鐵粉復(fù)配后顯著提高土壤pH及有機(jī)質(zhì)含量，土壤pH升高能促進(jìn)土壤中鎘、鋅等重金屬與有機(jī)質(zhì)和鐵錳氧化物等結(jié)合更緊密，進(jìn)而形成難溶性鹽;反之，pH降低能使土壤中可還原態(tài)及可氧化態(tài)重金屬重新解吸，增加酸可提取態(tài)重金屬含量（曹心德等，2011;李元和祖艷群，2016;王陳絲絲等，2016;楊秀敏等，2017）;而腐熟程度較高的蠶沙有機(jī)肥可通過形成黏土—重金屬—有機(jī)質(zhì)三元復(fù)合物增加重金屬在土壤中的吸附量（Arias et al.，2002），使重金屬陽(yáng)離子與腐殖酸組分及晶格結(jié)構(gòu)緊密地結(jié)合在一起，進(jìn)而增加殘?jiān)鼞B(tài)含量（李劍睿等，2014），且有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)生的低價(jià)硫S2-能與重金屬形成化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)的共沉淀，進(jìn)而提高土壤中重金屬陽(yáng)離子的穩(wěn)定性（Begum et al.，2012）。pH及有機(jī)質(zhì)的共同作用可加強(qiáng)有機(jī)材料鈍化作用，隨著土壤體系pH的升高，有機(jī)質(zhì)溶解度增大，對(duì)重金屬的絡(luò)合能力增強(qiáng)，同時(shí)土壤中有機(jī)質(zhì)—金屬絡(luò)合物的穩(wěn)定性隨著土壤pH的升高而增加，從而降低不穩(wěn)定態(tài)重金屬含量（殷飛等，2015）。其次，鐵是土壤中最重要的氧化還原活性元素，鐵循環(huán)控制著土壤有機(jī)物礦化、反硝化和重金屬固定等環(huán)境過程，是連接碳氮養(yǎng)分循環(huán)與鎘/砷行為的樞紐，可高效定向調(diào)控鎘/砷活性（胡敏和李芳柏，2014;于煥云等，2018）。鐵粉在土壤中可轉(zhuǎn)化為無定型鐵、碳酸鹽結(jié)合態(tài)鐵和氧化錳結(jié)合態(tài)鐵等強(qiáng)吸附砷或與砷共沉淀的形態(tài)鐵，與土壤中的易溶型砷、土壤鋁型砷和土壤鐵型砷反應(yīng)，將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定性強(qiáng)的殘?jiān)鼞B(tài)砷（趙慧敏，2010;徐文義，2018）。此外，零價(jià)鐵的緩慢且長(zhǎng)期性腐蝕可為土壤中的三價(jià)砷創(chuàng)造一個(gè)理想的氧化條件，使其氧化成為毒性和移動(dòng)性均較低的五價(jià)砷，即零價(jià)鐵能顯著降低土壤中酸可提取態(tài)砷、可還原態(tài)砷和可氧化態(tài)砷含量，增加土壤殘?jiān)鼞B(tài)砷含量的原因。與此同時(shí)，蠶沙有機(jī)肥中的腐殖質(zhì)可加速鐵粉的侵蝕和無定型氧化鐵的生成，促進(jìn)鎘、鋅和砷的協(xié)同鈍化（王向琴等，2018）。蠶沙有機(jī)肥還含有豐富的粗蛋白、碳水化合物、氨基酸、各種礦物元素（鈣、鎂、錳、硒等）及其他化學(xué)物質(zhì)等，其與鐵粉產(chǎn)生更深層次的加和作用原理還有待進(jìn)一步研究挖掘。

4 結(jié)論

蠶沙有機(jī)肥與不同鐵基材料復(fù)配均對(duì)復(fù)合污染土壤中重金屬起到一定的鈍化效果，其中以蠶沙有機(jī)肥—鐵粉1∶2復(fù)配組合的鈍化效果最佳，可有效實(shí)現(xiàn)鎘砷鋅的協(xié)同鈍化，極大降低重金屬有效性，增加重金屬的殘?jiān)鼞B(tài)含量，使重金屬由不穩(wěn)定態(tài)向穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)化，且可有效改善土壤理化性質(zhì)，增加土壤肥力。

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（責(zé)任編輯 羅 麗）