秸秆中的硅对Cd在金属氧化物和硅酸盐矿物上的吸附行为

研究进展

摘要：重金属污染土壤问题日益严峻，含硅材料的施用可以增加土壤pH，提高土壤吸附性能，促使土壤中有效态Cd向稳定态Cd转化。硅添加到污染土壤中可以与重金属形成不溶性的硅酸盐沉淀，从而降低其移动性和生物有效性。为此，本文探讨秸秆中的硅在金属氧化物和硅酸盐矿物上的吸附行为，为硅酸盐秸秆材料应用和处理污水进行了有益且必要的探索和补充。

关键词：土壤；硅；重金属污染；吸附行为

引言

随着化肥施用、污泥农用、污水灌溉、矿山开采、冶金冶炼、固体废物不当处置等人类活动的广泛开展，重金属不断被释放到土壤中并在土壤中积累，造成日益严重的土壤重金属污染问题，其中Cd污染最为严重。

土壤是农业生产的基本条件，是人类赖以生存的重要资源。土壤重金属污染是指由于人类活动^[1-2]，调查点土壤中 Cd、Zn 等重金属含量高于背景值，总体上超过了国家规定的土壤重金属指标，过量沉积而引起的土壤中重金属含量过高^[3]。土壤中出现的重金属元素主要有汞、镉、铅、铬、锌、铜等元素。近年来，土壤中的重金属元素含量仍呈现逐渐上升的趋势。重金属不能被微生物降解，是环境中长期、潜在的污染物，因土壤胶体和颗粒物的吸附作用，长期存在于土壤中。土壤重金属在不同的生物体内经吸收后逐级传递，不断积累和浓缩，最后形成了生物富集或生物放大作用，严重威胁了农作物的品质和人民的健康安全^[4]。因此，开展重金属污染土壤修复研究显得尤为重要。

1.土壤重金属污染现状

自改革开放以来，我国政府逐渐加大了对工业产业的支持力度，我国工业产业发展速度逐渐加快，进一步有效推动了国民经济增长。由于工业运营急剧增加，城市快速扩张，在此情况下，工业废水的肆意排放成为污染环境的重要问题，中国土壤受到不同程度的重金属污染^[5]，同时连续施用有机和无机肥料会影响重金属浓度下的土壤和食品质量^[6]。再加上现代社会的进一步发展，大大增加了城市污水的排放量，而城市污水排放管理中存在漏洞等问题均会使污染日渐严重，尤其在没有严格执行污水排放管理办法的地区，污染问题更加严重。未经过严格处理而排入河流等流动水域中的工业废水与生活废水，大多数均携带着重金属，严重时甚至高达每升水含数百微克，对于水体中的沉积物，其中所含重金属甚至达每升水中逾1g。而重金属污染水体一旦被引用为农业灌溉用水、绿化用水或建设施工用水，均会引发土壤重金属污染问题。与此同时，随着能源资源的开采力度逐渐加大，部分有色金属在开采过程中也会导致重金属大量堆积，进而使重金属进入当地土壤，造成严重污染^[7]。

2.土壤重金属污染处理方法

土壤污染现已成为国内亟需解决的环境问题之一，针对土壤的重金属污染、有机污染以及放射性污染均已拥有一系列修复方法。目前，修复土壤的方法有很多，包括物理修复法、化学修复法以及生物修复法等。