導(dǎo)語(yǔ)：納米羥基磷灰石在污染土壤治理的應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：為進(jìn)一步解決當(dāng)前重金屬對(duì)土壤嚴(yán)重污染不可逆轉(zhuǎn)且高積累性的問(wèn)題，以黃棕土壤為例，在對(duì)其基礎(chǔ)理化性質(zhì)分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)方式研究了微米級(jí)羥基磷灰石、納米級(jí)羥基磷灰石以及骨粉對(duì)土壤中重金屬有效態(tài)含量的減少、對(duì)土壤中重金屬殘?jiān)鼞B(tài)含量的增加兩個(gè)層面反應(yīng)不同含磷材料對(duì)土壤中重金屬的治理效果，對(duì)指導(dǎo)今后土壤重金屬治理提供扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：羥基磷灰石、骨粉、摩爾比、重金屬治理、殘?jiān)鼞B(tài)

重金屬污染為當(dāng)前全球范圍內(nèi)被格外關(guān)注的問(wèn)題之一，尤其是復(fù)合重金屬的污染問(wèn)題尤其需要被關(guān)注。重金屬對(duì)土壤的污染越發(fā)嚴(yán)重，其主要表現(xiàn)為高積累性和不可逆轉(zhuǎn)性。因此，針對(duì)土壤重金屬的污染單純地通過(guò)控制污染源無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤重金屬的徹底根除[1]。目前，含磷材料已經(jīng)用于對(duì)土壤中重金屬的治理；為進(jìn)一步提升對(duì)土壤中重金屬的根治，考慮到納米材料具有高比表面積和反應(yīng)活性、吸附特定等優(yōu)勢(shì)，本文開(kāi)展納米材料與傳統(tǒng)羥基磷灰石聯(lián)合應(yīng)用于對(duì)土壤中重金屬治理研究。

1黃棕土壤重金屬治理研究

一般情況下，重金屬作為過(guò)渡元素其特點(diǎn)主要表現(xiàn)為多價(jià)態(tài)、強(qiáng)活性的特性；由于不同區(qū)域的土壤在水分、溫度、pH等方面的指標(biāo)存在較大的差異，導(dǎo)致重金屬在土壤中存在的形態(tài)多樣化。其中，土壤中的水溶性重金屬可作為植物的吸收物質(zhì)，可對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義；土壤中的殘?jiān)鼞B(tài)重金屬的活性和毒性較小[2]。總的來(lái)講，可將土壤中的重金屬形態(tài)分為水溶性、交換性、碳酸鹽結(jié)合性、鐵錳氧化物結(jié)合性以及有機(jī)物結(jié)合性6種形態(tài)。本文所研究的黃棕土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的含量超標(biāo)，本節(jié)將通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)分別采用骨粉、微米級(jí)羥基磷灰石和納米級(jí)羥基磷灰石3種試劑對(duì)土壤中重金屬的治療效果進(jìn)行分析[3]?；凇锻寥擂r(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》對(duì)所研究土壤的理化性質(zhì)進(jìn)行分析，并采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀對(duì)其中各元素的含量進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果如表1所示。如表1所示，黃棕土壤中鉛、鋅、鎘和銅重金屬已經(jīng)遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)值；實(shí)地調(diào)研可知，由于土壤重金屬的污染已經(jīng)對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)造成破壞。除表1的測(cè)試結(jié)果外，該土壤的pH值為7.16，其中的陽(yáng)離子交換量為0.212mol/kg。

2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法

將樣本根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行分類(lèi)，分別對(duì)不同種類(lèi)、不同質(zhì)量材料對(duì)土壤中重金屬的治理效果進(jìn)行對(duì)比。以納米羥基磷灰石為例，除了對(duì)照組外，按照磷與鉛摩爾比為0.5、1、2.0和4.0在樣本添加對(duì)應(yīng)的含磷材料，并混合均勻[4]。對(duì)上述處理的實(shí)驗(yàn)材料中加入矢量的去離子水，并將其在25℃的環(huán)境下培養(yǎng)60d。為分析得出不同含磷材料對(duì)土壤中重金屬的治理效果，根據(jù)土壤中的pH值和緩沖量制備特定的提取液緩沖液。結(jié)合本節(jié)所研究土壤的特點(diǎn)制備提取液的流程如下：將5.7mL的冰醋酸置于1L的蒸餾水中，將其pH值控制在2.88±0.05之間；本實(shí)驗(yàn)所采用的緩沖液采用濃度分別為1mol/L的硝酸和氫氧化鈉進(jìn)行混合，并按照與樣本質(zhì)量為20∶1的量加入緩沖液[5]。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

在上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和方法研究的基礎(chǔ)上，對(duì)不同含磷材料對(duì)土壤中重金屬的有效態(tài)含量和重金屬的形態(tài)變化進(jìn)行對(duì)比。具體分析如下：

3.1不同含磷材料對(duì)應(yīng)土壤中重金屬的有效含量對(duì)比

通過(guò)對(duì)多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出不同含磷材料對(duì)應(yīng)土壤中重金屬的有效含量對(duì)比，以對(duì)土壤中Cu的有效含量為例，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示如表2所示，對(duì)于同一種含磷材料而言，隨著摩爾比的增加，對(duì)土壤中重金屬銅的減少量不斷增加，區(qū)別在于減少幅度存在一定的差異。而當(dāng)含磷材料的摩爾比為0.5時(shí)，對(duì)應(yīng)采用骨粉材料對(duì)土壤中銅的治理效果最好；當(dāng)含磷材料的摩爾比為1時(shí)，3種含磷材料對(duì)土壤中銅的治理效果相當(dāng)；當(dāng)含磷材料的摩爾比大于1時(shí)，對(duì)應(yīng)采用納米級(jí)羥基磷灰石對(duì)土壤中銅的治理效果最好。以對(duì)土壤中Cd的有效含量為例，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。如表3所示，對(duì)于同一種含磷材料而言，隨著含磷材料用量的增加，土壤中鎘的有效含量不斷減少；從整體上講，納米級(jí)羥基磷灰石對(duì)土壤中鎘的治理效果越好，其次為骨粉和微米級(jí)羥基磷灰石。綜合分析可知，含磷材料可以有效降低土壤中的銅、鋅、鎘以及鉛等重金屬；而且，隨著含磷材料用量的增加，土壤中重金屬的有效含量不斷減少。納米級(jí)含磷材料對(duì)土壤中重金屬的治理效果越好；而且，納米級(jí)含磷材料對(duì)施加量更加敏感[6]。對(duì)于不同重金屬的治理效果而言，含磷材料對(duì)鉛的治理效果最強(qiáng)，其次為銅、鎘和鋅。

3.2不同含磷材料對(duì)應(yīng)土壤中重金屬形態(tài)的對(duì)比

在25℃的環(huán)境下培養(yǎng)60d后，對(duì)土壤中重金屬的殘?jiān)鼞B(tài)的含量進(jìn)行對(duì)比。以土壤中鉛和銅的殘?jiān)鼞B(tài)為例，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4、表5所示。如表4、表5所示，對(duì)于同一種含磷材料而言，隨著用量的增加，對(duì)應(yīng)土壤中鉛和銅的殘?jiān)鼞B(tài)不斷增加；對(duì)于同一用量的含磷材料而言，納米級(jí)羥基磷灰石對(duì)應(yīng)土壤中鉛的殘?jiān)鼞B(tài)最多，即說(shuō)明對(duì)重金屬的治理效果越好。綜上所述，納米級(jí)羥基磷灰石相比于微米級(jí)羥基磷灰石和骨粉對(duì)應(yīng)土壤中重金屬的治理效果越好；而且，當(dāng)摩爾比為4時(shí)對(duì)應(yīng)土壤中重金屬的治理、修復(fù)效果越好，其中對(duì)鉛的治理效果越好，其次為銅和鎘，最后為鋅[7]。

4結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著化工工業(yè)的發(fā)生，在前期缺乏對(duì)環(huán)境的保護(hù)，導(dǎo)致土壤遭到重金屬的嚴(yán)重污染。實(shí)踐表明，單純的抑制污染源無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬污染的根治。本文重點(diǎn)探討了土壤中重金屬的治理效果。其中，納米級(jí)羥基磷灰石相比于微米級(jí)羥基磷灰石和骨粉對(duì)應(yīng)土壤中重金屬的治理效果越好；而且，當(dāng)摩爾比為4時(shí)對(duì)應(yīng)土壤中重金屬的治理、修復(fù)效果越好，其中對(duì)鉛的治理效果越好，其次為銅和鎘，最后為鋅。

參考文獻(xiàn)

[1]靳明明，劉若鈺，項(xiàng)徽清，等.激光對(duì)羥基磷酸銅的還原機(jī)理研究[J].激光技術(shù)，2020，44（2）：8.

[2]郭雨晴，張菁，李頌.明膠復(fù)合羥基磷灰石支架材料促進(jìn)大鼠骨髓干細(xì)胞增殖與分化[J].安徽醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2020，55（2）：7.

[3]仇旭童，饒晨煜，李婷，等.骨組織工程中納米羥基磷灰石的仿生合成研究進(jìn)展[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版），2021，52（5）：740.

[4]李寅明，李春萍，戰(zhàn)佳宇，等.污染土壤重金屬穩(wěn)定化復(fù)配固化劑研發(fā)與驗(yàn)證[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2020（6）：15.

[5]郝春莉，李劍，黃志勇.基于同位素標(biāo)記和連續(xù)提取法研究磷基材料對(duì)土壤鉛的鈍化行為[J].中國(guó)土壤與肥料，2021（4）：283-288.

[6]李夢(mèng)迪，王波，王哲慧，等.基于環(huán)三磷腈磷氮阻燃劑的合成及其在聚氨酯泡沫的應(yīng)用[J].化工學(xué)報(bào)，2020，71（4）：10.

[7]呂宏虹，張慧，劉穎，等.MnOx/生物炭復(fù)合材料對(duì)土壤重金屬的固化效果及其機(jī)理研究[J].環(huán)境化學(xué)，2021（9）：774-790.

作者：馬濤 單位：太原學(xué)院