凹凸棒石-双交联水凝胶微球钝化修复镉污染土壤研究.pdf

Jan.,2024ACTAETMINERALOGICAPETROLOGICA2024年1月石Vol.43,No.1:109116志杂矿学岩物第43 卷第1期Doi:10.20086/ki.yskw.2024.0109凹凸棒石-双交联水凝胶微球钝化修复镉污染土壤研究钟晓琴，贺广喜，马雪，朱霞萍，任维？,赵平2（1成都理工大学材料与化学化工学院，四川成都阝6 10 0 59；2.贵州省地质矿产勘查开发局一五地质大队，贵州贵阳550018)摘要：为研究凹凸棒石-双交联水凝胶微球（SA/PVAVATP）对镉污染土壤钝化修复的效果，将SA/PVAV/ATP添加到镉浓度为3.7 2 mg/kg的土壤中进行淹水培育，采用模拟酸雨、二乙烯三胺五乙酸（DTPA）和三乙醇胺（TEA）混合提取剂（DTPA提取剂）提取土壤有效态镉；采用欧共体标准局顺序提取方法（BCR）提取土壤中不同形态镉；讨论了SA/PVAV/ATP添加量、土壤有效态镉和各形态镉的相关性；计算了钝化容量、修复效率和重金属风险评价指数，探究了SA/PVA/ATP对土壤镉的钝化机理。结果显示，随着SA/PVA/ATP的增加,DTPA提取剂和酸雨提取的有效态镉含量分别从1.7 2 mg/kg和0.0 2 4mg/kg下降到0.6 6 mg/kg和0.0 0 44mg/kg；土壤中的弱酸可提取态镉和可还原态镉含量分别从1.40 mg/kg和0.8 1mg/kg下降到1.0 1mg/kg和0.41mg/kg，而可氧化态镉和残渣态镉含量分别从0.86mg/kg和0.6 3mg/kg增加到0.95mg/kg和1.2 7 mg/kg。材料添加量与土壤中有效态镉、弱酸提取态镉和可还原态镉含量呈极显著负相关，与可氧化态镉和残渣态镉含量呈极显著正相关；SA/PVA/ATP添加量为2.0%时，钝化容量最大为19.15mg/kg，修复效率最高为34.8 9%，土壤环境由高风险降至中风险。SA/PVA/ATP将土壤中镉的弱酸提取态和可还原态逐渐转化为可氧化态和残渣态，降低了镉的生物有效性，实现了镉污染土壤的钝化修复关键词：镉；土壤；钝化修复；凹凸棒石-双交联水凝胶；形态转化中图分类号：P579文献标识码：A文章编号：10 0 0-6 52 4(2 0 2 4)0 1-0 10 9-0 8Passivation remediation of cadmium contaminated soil by attapulgite-double-crosslinked hydrogel microspheresZHONG Xiao-qin,HE Guang-xi,MA Xue,ZHU Xia-ping,REN Wei?and ZHAO Ping?(1.College of Materials and Chemistry and Chemical Engineering,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China;2.105 Geological Brigade,Guizhou Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration and Development,Guiyang550018,China)Abstract:In order to study the passivation remediation effect of attapulgite-double-crosslinked hydrogel micro-spheres(SA/PVA/ATP)on cadmium contaminated soil,SA/PVA/ATP was added to cadmium contaminated soilwith concentration of 3.72 mg/kg for flooding cultivation,using simulated acid rain,mixed extractant of diethyle-netriamine pentaacetic acid(DTPA)and triethanolamine(TEA)(DTPA extractant)to extract available cadmium,and using sequential extraction method of the European Community Bureau of Standards(BCR)to extract differentforms of cadmium in soil.The correlation between SA/PVA/ATP addition,available cadmium and various formsof cadmium in soil was discussed.The passivation capacity,remediation efficiency and heavy metal risk assessment收稿日期：2 0 2 3-0 4-13；接受日期：2 0 2 3-11-15；编辑：尹淑苹基金项目：国家自然科学基金项目（42 2 6 7 0 0 9）；贵州省地矿局科技计划项目（黔地矿科合2 0 19】1号）作者简介：钟晓琴（2 0 0 0-），女，硕士研究生，研究方向为土壤重金属的污染修复研究，E-mail：2 2 40 352 52 2 q q.c o m；通讯作者：朱霞萍，教授，从事水土污染防控与修复研究，E-mail：z h u x i a p i n g c d u t.e d u.c n。石110心杂矿石第43卷学物index were calculated,and the passivation mechanism of SA/PVA/ATP on soil cadmium was explored.The resultsshow that with the increase of the amount of SA/PVA/ATP,the available cadmium content of DTPA extractant andacid rain extraction decrease significantly from 1.72 mg/kg and 0.024 mg/kg to 0.66 mg/kg and 0.004 4 mg/kgrespectively,the content of weak acid extractable and reducible cadmium in soil decrease significantly from 1.40mg/kg and 0.81 mg/kg to 1.01 mg/kg and 0.41 mg/kg,respectively,while the content of oxidizable and residualcadmium increase significantly from 0.86 mg/kg and 0.63 mg/kg to 0.95 mg/kg and 1.27 mg/kg,respectively.The addition of material has a significant negative correlation with available cadmium,weakly acid extractable cad-mium and reducible cadmium,while a significant positive correlation with oxidizable cadmium and residual cadmi-um.When the addition of SA/PVA/ATP is 2.0%,the maximum passivation capacity is 19.15 mg/kg,the maxi-mum remediation efficiency is 34.89%,and the soil environment fall from high risk to medium risk.SA/PVA/ATP can reduce the bioavailability of cadmium and realize the passivation remediation of cadmium contaminated soilthrough transforming the weak acid extracted and reducible forms into oxidizable and residual forms in soil.Key words:cadmium;soil;passivation remediation;attapulgite-double-crosslinked hydrogel microspheres;formtransformationFund support:National Natural Science Foundation of China(42267009);Science and Technology Plan Projectof Guizhou Geology and Mining Bureau(Qian Geology and Mining Science and Technology Cooperation 2019No.1)农田土壤中的重金属污染已成为一个严重的世界性问题，土壤中的重金属不可被生物降解，且容易通过食物链转移到人体，会对人类健康造成巨大伤害（Hanetal.，2 0 2 0）。重金属污染土壤治理的常用方法有物理、生物和化学修复法（Vareda et al.，2019；H u a n g e t a l.，2 0 19）。利用钝化剂与土壤中的重金属发生各类化学反应，从而改变重金属的存在形态,降低重金属在土壤中的活性，抑制植物对重金属离子的吸收，是一种成本低、修复速度快、修复效果良好且不影响土壤耕作的化学修复法（邢金峰等，2019；冯杰，2 0 19）。土壤中重金属的形态变化能够有效评价钝化剂的应用效果。重金属在环境中的存在形态极其复杂，作物对重金属的吸收主要与其在土壤中的存在形态有关（张功领等，2 0 18）。目前，土壤重金属形态的提取方法有单一提取法、欧共体标准局顺序提取方案（BCR）以及Tessier连续提取法(Kang etal.，2 0 17）。BCR法将重金属的形态分为弱酸提取态、可还原态、可氧化态以及残渣态，其稳定性依次增强。弱酸提取态镉是土壤溶液中游离的、通过静电力吸附在土壤颗粒表面或束缚在碳酸盐中的部分镉，容易被释放出来,具有很高的生物利用性；可还原态镉是被土壤中氧化铁、氧化锰等吸持的镉，吸附作用力较强，不易被释放，但受环境变化特别是氧化还原条件变化的影响大；可氧化态镉是与有机质活性基团络合的镉，能够在土壤中较稳定地存在；残渣态镉是存在于硅酸盐晶格中的镉,在自然状态下长期稳定存在,其生物有效性最低，也是土壤重金属钝化修复的最佳目标产物。这种形态分类能够真实有效地反映重金属在土壤中的活性状态及分布（Dold，2 0 0 3；Lu a n dKang，2 0 18），不仅被用于飞灰（折开浪等，2 0 2 2）、废矿（Laetal.，2 0 2 2）和大气颗粒物（Dehghanietal.，2 0 17）中重金属的形态评价，在沉积物（Wenetal.，2 0 16）和土壤重金属修复（Goliaetal.，2 0 2 2）中也得到广泛应用。课题组前期研发了凹凸棒石-双交联水凝胶微球（SA/PVA/ATP），该材料对溶液中的镉有很好的吸附效果，最大吸附容量为6 8.5mg/kg（贺广喜，2023）。本研究添加不同量的SA/PVA/ATP到镉污染土壤中，淹水6 0 d后，使用模拟酸雨和二乙烯三胺五乙酸（DTPA）和三乙醇胺（TEA）混合提取剂（DT-PA提取剂）分别提取土壤有效态，使用BCR法提取土壤中弱酸提取态、可还原态、可氧化态以及残渣态镉，研究了SA/PVA/ATP对土壤中有效态镉含量的变化及各形态镉相互转化的影响，综合评价了SA/PVA/ATP对土壤中镉的钝化效果，为材料应用于镉污染农田土壤的钝化修复提供了依据。111钟晓琴等：口凸棒石-双交联水凝胶微球钝化修复污染土壤研究第1期1实验部分1.1供试土壤、试剂和仪器镉污染土壤采集于四川丹棱，土壤碱解氮、有效磷、速效钾的含量分别为131.0 7 8.90 mg/kg、15.32 4.63mg/kg、6 6.7 913.51m g/k g,p H 值为6.390.01。土壤污染详查结果见表1，其中镉含量为1.320.02mg/kg，超过土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）（GB15618-2018）中风险筛选值0.30 mg/kg（p H 值5.5 6.5），其他重金属均不超标。为了更好探究材料对土壤中镉的钝化效果，在原土的基础上添加外源镉获得镉含量为3.72mg/kg的供试土壤。表1镉污染土详查结果mg/kgTable 1Detailed investigation results of Cd-contaminated soil元素CdCuPbAsHgPbZnNi含量1.320.0233.690.1654.180.8913.00.190.1060.0154.180.89229.02.7830.40.34注：数据为4份土壤的平均值。使用的试剂包括TEA、D T PA、Ca Cl 2、H,SO 4、HNO，（优级纯）、HCI（优级纯）、C,H,OH、CH,CO O H、HF（优级纯）、HCIO4（优级纯）、H,O2、NH,O H HCI、CH,COONH4、K NO 3、K O H、Ca（NO,)2 4 H,O、（NH 4）,SO 4、M g SO 4、海藻酸钠（SA）、聚乙烯醇（PVA）、Na H CO 3、凹凸棒石、镉标准储备溶液，除特别注明外，其他化学试剂均为分析纯。使用的仪器包括AA1700石墨炉原子吸收光谱仪（浙江福立分析仪器股份有限公司）、ZD-85数显恒温水浴振荡器（郑州豫华仪器制造有限公司）、TDL-80-2B低速离心机（上海安亭科学仪器厂）1.2实验材料凹凸棒石（ATP）是由Mg、A I为主的硅酸盐组成,具有很强的离子交换能力和吸附能力（Liuetal.，2 0 18；Q i n e t a l.，2 0 19），化学式为MgsSi.020（O H),（O H,）44H,O。本实验选用的ATP来源于甘肃省白银市。采用X射线荧光法测定其主要化学成分为：Na200.70%、M g 0 7.6 8%、A l 0,8.50%、Si0,40.44%、K,0 1.47%、Ca 0 15.96%、Fe 2 0,5.0 2%、SO，2.2 5%、T i O 0 2 1.38%、P,0,0.53%、烧失量16.17%。SA/PVA/ATP的制备方法：称取0.9g的SA、1.2gPVA和0.8 g的NaHCO，于烧杯中，加入60mL蒸馏水，放人6 0 恒温水浴锅搅拌溶解。同时称取1.0 gATP于烧杯中，加人2 0 mL蒸馏水，超声分散1h后慢慢倒入搅拌中的SA、PVA 和NaH-CO，混合溶液中，继续恒温搅拌3h，然后通过恒流泵将其抽滴到CaCl,-CH,COOH溶液中隔夜固化成型，充分固化后用大量蒸馏水冲洗，放人培养皿冷冻干燥2 4h得到复合材料。1.3实验方法在50 g镉含量为3.7 2 mg/kg的土壤中加入土壤质量0.2 5%、0.50%、1.0%、2.0%的SA/PVA/ATP,同时做对照，每种处理平行3份。充分混匀后加人蒸馏水至水位高于土壤1cm，盖上保鲜膜，淹水培育6 0 d。期间每隔7 d搅拌1次,并不断补充因蒸发而损失的水分。培育结束后烘干土壤并研磨过200目筛。用DTPA提取剂和模拟酸雨主要成分根据南方某市10 年的酸雨成分配制（朱霞萍等，2010），根据土壤质量有效态铅和镉的测定原子吸收法（GB/T23739-2009）方法提取，并测定土壤中的有效态镉（分别记为酸雨提取有效态镉和DTPA提取有效态镉）。根据土壤和沉积物13个微量元素形态顺序提取程序（GB/T25282-2010）用乙酸、盐酸羟胺、乙酸铵分别提取土壤中弱酸提取态镉、可还原态镉、可氧化态镉，残渣态镉采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸四酸消解。土壤不同形态镉采用石墨炉原子吸收光谱法测定1.4数据处理方法钝化剂对重金属的钝化效果可用钝化容量、修复效率和重金属风险评价指数来衡量。SA/PVA/ATP对镉的钝化容量按式（1）计算（吴烈善等，2015)：Cap=(C,-C.)V/W(1)式中Cap为钝化容量（mg/kg），C,、C。分别为土壤钝化前后镉的弱酸提取态含量（mg/L），V为提取液的体积（L），W 为SA/PVA/ATP用量（g）。重金属修复效率（RRm）按式（2）计算（陶玲等，石112心杂矿石第43卷学物2022a):RRm=C/(,+C,+C,+C)100%(2)镉的风险评价指数(RAC)用于评估土壤中重金属的环境风险（任珺等，2 0 2 2；陶玲等，2 0 2 2 b），按式(3)计算。RAC的5种分类为：50%为极高风险RAC=C,/(C,+C,+C,+C4)100%(3)(2)（3)式中C、C2、C,、C4分别为弱酸提取态、可还原态、可氧化态、残渣态镉的含量。所得数据采用Origin作图,SPSS进行相关性分析。2结果与讨论2.1SA/PVA/ATP对土壤有效态镉的影响酸雨和DTPA提取的土壤有效态镉的结果如图1所示。0.030a一酸雨提取1.8-A-DTPA提取0.0251.6bba1.40.020a1.20.0151.0b0.0100.8Cd0.60.0050.400.51.01.52.0材料添加量/%图1模拟酸雨和DTPA提取的土壤有效态镉含量（差异显著性水平为0.0 5,并用a、b、c、d 标识，相同字母表示变量差异不显著）Fig.1 Available cadmium content in soil extracted by simula-ted acid rain and DTPA(significance level of difference is0.05 and identified with a,b,c,d.Variables with the sameletter are not significant)酸雨提取的镉含量分别为0.0 2 4、0.0 2 1、0.0 14、0.010、0.0 0 44m g/k g，除对照组与0.2 5%处理组之间差异不显著,其余处理组与对照组之间差异性显著，处理组之间差异也很显著；DTPA提取的有效态镉含量分别为1.7 3、1.54、1.44、1.2 3、0.6 6 mg/kg，除0.2 5%与0.50%处理组之间差异不显著，其余处理组之间、处理组与对照组之间差异性显著。与对照组相比，随着SA/PVA/ATP添加量增加，酸雨和DTPA提取的镉含量均逐渐下降，最大下降率分别为81.67%和6 1.8 5%。SA/PVA/ATP的添加降低了土壤镉的活性,且活性降低的程度与材料的添加量有关。酸雨是自然界中活化土壤中镉的主要因素,本次配制的酸雨pH值为4.6 0,对的溶出能力有限，但极端条件下的酸雨对土壤镉活化的影响还是不能忽视。DTPA提取的有效态镉含量为酸雨提取镉含量的7 2 倍，可以更好地分辨材料固定重金属的能力（付成等，2 0 19）2.2SA/PVA/ATP对土壤不同形态镉的影响土壤重金属的有效态是各种形态的综合体现，为了探明材料对镉形态的影响,采用BCR对土壤中镉的形态进行提取分析，测定结果见图2。土壤中镉含量为3.7 2 mg/kg，对照和不同处理组中各形态镉总量分别为3.7 0、3.6 7、3.6 4、3.6 1、3.6 5mg/kg，偏差分别为0.0 5、0.0 2、-0.0 1、-0.0 4、0 mg/kg，测定数据符合分析要求。如图2 a所示，镉的弱酸提取态含量分别为1.40、1.37、1.31、1.2 9、1.0 1m g/k g，添加量大于0.50%的处理组与对照差异明显，除0.50%和1.0%的处理组外，其余处理组之间差异显著；随着SA/PVA/ATP添加量的增加，弱酸提取态镉呈现下降趋势，最多下降了2 7.43%。可还原态镉含量分别为0.81、0.50、0.52、0.42、0.41m g/k g，各处理组与对照差异显著，处理组中除了1.0%和2.0%外，其余处理组之间差异显著；同样，随着SA/PVA/ATP添加量的增加可还原态镉含量呈现下降趋势，最多下降了49.33%。可氧化态镉含量分别为0.8 6、0.91、0.91、0.92、0.95mg/k g，各处理组之间差异均较小，但都与对照组差异显著；随着SA/PVA/ATP添加量的增加，可氧化态镉含量缓慢上升，最大上升了10.24%。残渣态镉含量分别为0.6 3、0.8 9、0.90、0.98、1.2 7 m g/k g,处理组与对照组之间都有显著差异，除了0.2 5%和0.50%的处理组外其余各组之间差异显著；随着SA/PVA/ATP添加量的增加残渣态镉含量上升显著，最多上升了10 1.6%图2 b显示，对照土壤中弱酸提取态、可还原态、可氧化态和残渣态镉占比分别为38%、2 2%、2 3%和17%，弱酸提取态镉占比最大，可还原态和可氧化态镉占比接近，残渣态镉占比最小。随着材料添加量增加各形态镉的占比发生变化，弱酸提取态镉和可还原态镉占比明显下降，可氧化态镉占比稍有增加，113钟晓琴等：凹凸棒石-双交联水凝胶微球钝化修复镉污染土壤研究第1期1201.8ba1.6残渣态可氧化态可还原态弱酸提取态00.25%0.50%1.0%12.0%100%a1.4a17%bb24%25%27%+a35%(,3yu)/吾号P+1.28023%C1.0bbbba25%25%CC6026%C0.8a+26%+22%d4%14%12%0.640bCdd0.42038%3.7%36%36%0.228%0弱酸提取态可还原态可氧化态残渣态00.250.501.02.0材料添加量/%图2SA/PVA/ATP对土壤不同形态镉含量（a）及占比(b）的影响Fig.2Effect of SA/PVA/ATP on the content(a)and percentage(b)of different forms of Cd in soil残渣态镉占比增加显著。当材料添加量为2.0%时，残渣态镉占比达到35%，在所有形态中占比最大。可见，SA/PVA/ATP使土壤中镉由弱酸提取态和可还原态转化为可氧化态和残渣态，从而降低土壤有效态镉，实现镉污染土壤的钝化修复2.3材料添加量和土壤有效态镉、各形态镉含量相关性分析进一步将土壤有效态镉、各形态镉含量与SA/PVA/ATP添加量进行相关性分析，从图3可以看出，材料添加量与酸雨提取有效态镉、DTPA提取有效态镉、弱酸提取态镉和可还原态镉的相关系数分别为-0.98、-0.93、-0.8 7 和-0.8 6,均呈极显著负相关；与氧化态镉和残渣态镉的相关系数都为0.94,呈极显著正相关。表明有效态和各形态镉的变化均与材料添加量有关。DTPA提取镉与弱酸提取态镉的相关系数为0.93,呈极显著正相关；与可还原态镉的相关系数为0.72,呈显著正相关；与可氧化态和残渣态镉的相关*p0.05人1.00材料添加量材料添加量0.80酸雨提取0.60酸雨提取-0.980.40DTPA提取-0.930.93DTPA提取0.20弱酸提取态-0.870.880.98弱酸提取态00.20可还原态-0.860.790.720.60可还原态-0.40可氧化态0.94-0.91-0.900.82-0.93可氧化态0.600.80残渣态0.94-0.91-0.95-0.92-0.860.96残渣态-1.00可氧化态残渣态酸雨提取可还原态材料添加量DTPA提取弱酸提取态图3土壤有效态、各形态镉含量和材料添加量相关性分析结果Fig.3Correlation analysis results of available cadmium,different forms cadmium in soil and material addition石114心杂矿岩石第43卷学物系数分别为-0.90 和-0.95,均呈极显著负相关。酸雨提取的镉含量虽然远低于DTPA提取镉含量，但与各形态镉之间具有相同的相关性规律。结果表明土壤中有效态镉的含量下降是由弱酸提取态和可还原态镉转化为可氧化态和残渣态造成的。土壤中镉的弱酸提取态与可氧化态镉和残渣态镉的相关系数分别为-0.8 2 和-0.92,呈极显著负相关。可还原态镉与可氧化态镉和残渣态镉的相关系数分别为-0.93和-0.8 6,呈极显著负相关。结果进一步表明土壤中有效态镉含量下降的原因是SA/PVAVATP使土壤中弱酸提取态镉和可还原态镉向可氧化态镉和残渣态镉发生了转化2.4SA/PVA/ATP的钝化效果综合评价钝化容量Cap可用来评价钝化剂对重金属的钝化能力，值越大代表钝化剂的钝化能力越强（黄荣等，2 0 18）。由表2 可以看出，随着SA/PVA/ATP添加量增加，Cap呈上升趋势。当材料添加量为2.0%时，Cap达到19.15mg/kg，此时的钝化能力最强。表2 SA/PVA/ATP对镉的钝化容量、修复效率和风险评价指数的影响Table2Effect of SA/PVA/ATP on passivation capacity,remediation efficiency and risk evaluation index of Cd材料添加量/%钝化指标F00.250.501.02.0Cap/(mg kg*)9.823.70b16.743.68b10.49 2.28ab19.150.55a5RRm/%17.05 0.27d24.240.36c24.790.55c27.08 0.29b34.890.04a703*RAC/%37.55 0.27a37.380.07a36.06 0.48b35.760.27b27.800.10423注：F表示方差分析的统计量，*表示处理组间差异极显著（p0.001）。修复效率RRm可评价钝化材料的实际应用价值（李中兴等，2 0 2 2）。镉的修复效率随着SA/PVA/ATP添加量的增加而明显升高，当材料的添加量为2.0%时修复效率最高为34.8 9%，与对照组（17.0 5%）相比增加了10 4.6%。RAC可以评价土壤中重金属的环境风险。由表2可知RAC值与SA/PVA/ATP添加量呈显著负相关。对照组土壤中的RAC值为37.55%，属高风险范围（Keetal.，2 0 17）。添加SA/PVA/ATP处理后土壤中的RAC随着材料添加量的增加而逐渐降低，但添加量为0.2 5%1.0%时RAC值降低较小，环境风险仍属高风险。当添加量为2.0%时，由37.55%降低至2 7.8 0%，环境风险降低至中风险（10%30%）2.5SA/PVA/ATP又对镉的钝化机理SA/PVA/ATP对镉的钝化机理如图4所示，静电吸附络合作用Cd2+硅酸盐晶格，残渣态CdCO3H弱酸提取态可氧化态Mg2离子交换-cooCd可还原态1-oCdFe/Mn-O-CdOHCdOH铁/锰氧化物团聚黏土颗粒吸附水凝胶图4SA/PVA/ATP钝化修复镉污染土壤的机理Fig.4Mechanism of passivation remediation of cadmium contaminated soil by SA/PVA/ATP115第1期钟晓琴等：凹凸棒石-双交联水凝胶微球钝化修复镉污染土壤研究SA/PVA/ATP是以凹凸棒石为基体的双交联水凝胶微球，表面具有蓬松的毛细结构，内部的孔洞多，含有丰富的羟基和羧基等含氧官能团。凹凸棒石层间和端面带负电荷，层间也存在可交换的K+、Na*、Ca2+、M g 2+,可以通过静电引力和离子交换作用吸附Cd2+和Cd(OH)*;凝胶材料上含有的羟基和羧基可以与镉发生配位反应。弱酸提取态镉最容易通过凹凸棒石的静电作用力和离子交换作用力被SA/PVA/ATP所吸持；本实验是在淹水条件下进行的，土壤氧化还原电位下降，因此还原作用较强，铁和锰向低价态转换，被铁锰氧化物吸持的镉（可还原态镉）被释放出来，被SA/PVA/ATP重新吸持；另外，土壤中的铁锰氧化物很容易与材料中黏土矿物ATP相互作用，使与其结合的镉通过ATP的架桥作用吸附在SA/PVA/ATP表面；水凝胶表面上的羟基和羧基等官能团能与活性镉结合形成络合物,从而增加了土壤中的有机结合态镉，即可氧化态镉；本实验水时间为6 0 d，游离的静电吸附在土壤颗粒表面或束缚在碳酸盐中以及在还原作用下铁锰氧化物释放的镉，可能通过扩散作用进人到硅酸盐晶格中，从而使残渣态镉增加。总之，材料添加到土壤中以后，通过络合作用、离子交换和静电吸附3种作用力将不稳定的镉（弱酸提取态镉和可还原态镉）吸附到SA/PVA/ATP上，使其向可氧化态镉和残渣态镉转化，从而降低镉的活性，实现镉污染土壤的钝化修复3结论SA/PVA/ATP添加到污染土壤，土壤中模拟酸雨和DTPA提取有效态镉含量分别最大下降了81.67%和6 1.8 5%；土壤中弱酸提取态和可还原态镉含量分别最大下降了2 7.43%和49.33%，可氧化态和残渣态镉分别最大增加了10.2 4%和10 1.6%。相关性分析结果表明，SA/PVA/ATP及其添加量影响了土壤有效态镉和各形态镉的变化。材料添加量越大，钝化容量越大，修复效率越高，土壤环境风险明显下降。SA/PVA/ATP对镉的静电吸引、离子交换、络合作用使土壤中弱酸提取态镉和可还原态镉逐渐向可氧化态镉和残渣态镉转化，实现镉的钝化。SA/PVA/ATP是一个具有应用前景的镉污染土壤修复材料。ReferencesDehghani S,Moore F,Keshavarzi B,et al.2017.Health risk implicationsof potentially toxic metals in street dust and surface soil of Tehran,I-ranJ.Ecotoxicology and Environmental Safety,136:92 103.Dold B.2003.Speciation of the most soluble phases in a sequential extrac-tion procedure adapted for geochemical studies of copper sulfide minewaste J.Journal of Geochemical Exploration,80(1):5568.Feng Jie.2019.Current situation of soil environmental monitoring and re-mediation technology in our country J.Environment and Develop-ment,31(5):7071(in Chinese with English abstract).Fu Cheng,Zhu Xiaping,Xiang Niannian,et al.2019.A study of passi-vation for copper,nickel and cadmium in soil by aminobentonite J.Acta Petrologica et Mineralogica,38(6):807814(in Chinese withEnglish 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