袁濱伶，吳道勇，季懷松，侯林洋

（1. 貴州大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025；2. 喀斯特地質(zhì)資源與環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（貴州大學(xué)），貴州 貴陽(yáng) 550025；3. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430078；4. 貴州省地礦局地球物理地球化學(xué)勘查院，貴州 貴陽(yáng) 550001）

隨著我國(guó)工業(yè)化的快速發(fā)展，礦山開(kāi)采和化工冶煉等造成的土壤重金屬污染持續(xù)加重，嚴(yán)重威脅著生態(tài)環(huán)境和人體健康［1-2］。土壤酸化提高了有效態(tài)重金屬的濃度，導(dǎo)致重金屬在作物體內(nèi)累積，同時(shí)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)進(jìn)一步加劇了重金屬對(duì)土壤環(huán)境的破壞［3］。因此，修復(fù)被重金屬污染的酸性土壤是環(huán)境治理的重要課題之一。

土壤重金屬污染物理修復(fù)法對(duì)于小面積污染土壤很有效，但成本高，不適用于大面積的污染土壤；化學(xué)修復(fù)中土壤淋洗可能造成地下水污染及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失；生物修復(fù)借助植物或微生物調(diào)控土壤中重金屬的遷移，雖然對(duì)環(huán)境友好，但其生長(zhǎng)、繁殖條件受限于土壤環(huán)境［4］。鈍化修復(fù)技術(shù)采用原位固定法，利用鈍化劑與重金屬發(fā)生吸附、絡(luò)合、共沉淀等作用將其固定在土壤中，操作簡(jiǎn)單且成本低廉，已被廣泛用于修復(fù)酸性土壤的重金屬污染［5］。然而，鈍化劑的持久穩(wěn)定性是土壤鈍化修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題，且土壤環(huán)境和污染類型進(jìn)一步限制了鈍化劑的選擇。同時(shí)兼顧修復(fù)效率、穩(wěn)定性、綠色友好以及低成本是土壤修復(fù)技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)。近年來(lái)，針對(duì)酸性土壤重金屬污染修復(fù)的新型鈍化技術(shù)取得了一些進(jìn)展。

本文闡述了土壤中重金屬的賦存形態(tài)以及土壤pH對(duì)重金屬賦存形態(tài)的影響，綜述了無(wú)機(jī)鈍化劑、有機(jī)鈍化劑、無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合鈍化劑、新型鈍化劑以及鈍化劑-微生物聯(lián)合修復(fù)酸性土壤中重金屬污染的研究進(jìn)展，指出土壤重金屬鈍化修復(fù)面臨的困難與挑戰(zhàn)，提出酸性土壤中重金屬鈍化的優(yōu)化方案，以期對(duì)酸性土壤重金屬污染的修復(fù)提供參考。

1 土壤中重金屬賦存形態(tài)及其受pH的影響情況

1.1 土壤中重金屬的賦存形態(tài)

土壤中固、液相的電荷性質(zhì)使得帶電粒子發(fā)生各種遷移。自然條件下土壤表面帶負(fù)電荷，并與其周圍溶液中的陽(yáng)離子共同組成雙電子層，靠近膠體表面的Stern層會(huì)發(fā)生兩種吸附作用，即內(nèi)層絡(luò)合和外層絡(luò)合［6-7］。重金屬以溶解態(tài)、吸附態(tài)、共沉淀態(tài)、絡(luò)合態(tài)賦存于土壤中［8］。溶解態(tài)重金屬通常來(lái)源于土壤中易溶解的礦物（如CdSO4、CdSiO3等）或者配合物，作為溶質(zhì)在土壤液相中發(fā)生運(yùn)移；而其他幾種形態(tài)主要是重金屬在黏土礦物、金屬氧化物、有機(jī)質(zhì)及礦物-有機(jī)質(zhì)復(fù)合體界面上的吸附、沉淀和配位［9］。土壤中重金屬的吸附和共沉淀難以區(qū)分，LIU等［10］通過(guò)合成針鐵礦Cd和Fe共沉淀推測(cè)Cd以吸附和摻入形式與鐵氧化物結(jié)合。絡(luò)合態(tài)重金屬主要出現(xiàn)在礦物-有機(jī)質(zhì)復(fù)合物中，重金屬可作為黏土礦物和有機(jī)質(zhì)的陽(yáng)離子橋形成A型三元絡(luò)合物，或吸附在復(fù)合物的有機(jī)質(zhì)官能團(tuán)上形成B型三元絡(luò)合物［11］。在土壤中重金屬的界面行為錯(cuò)綜復(fù)雜，賦存形態(tài)受pH、氧化還原環(huán)境、土壤植物根系和微生物等多種因素調(diào)控，在固、液相中趨于動(dòng)態(tài)平衡。

1.2 土壤pH對(duì)重金屬賦存形態(tài)的影響

重金屬與土壤中有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、微生物以及植物根系進(jìn)行吸附-解吸、沉淀-溶解、配位等反應(yīng)，過(guò)程中重金屬發(fā)生遷移并以多種形態(tài)賦存于土壤中［12］。pH主要影響吸附-解吸，pH的變化亦能改變重金屬的吸附位點(diǎn)和配位性能，進(jìn)而導(dǎo)致重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化［13］。低pH條件下，Al3+與H+占據(jù)土壤膠體吸附位點(diǎn)導(dǎo)致重金屬解吸，且研究證實(shí)土壤中H+的競(jìng)爭(zhēng)吸附能力隨pH降低而增加，導(dǎo)致重金屬發(fā)生遷移［14］。提高土壤pH能增加土壤膠體表面負(fù)電荷，并且促進(jìn)碳酸鹽的沉淀及重金屬水解使其更容易被土壤吸附。LIU等［15］施用石灰提高酸性土壤的pH，降低了可交換態(tài)Cd的濃度。

由此可見(jiàn)，提高土壤pH有利于修復(fù)酸性土壤的重金屬污染。然而，土壤重金屬的污染類型繁多，實(shí)際情況復(fù)雜且治理難度大。如治理含As、Cd的復(fù)合型污染土壤，因酸性條件下As與Cd表現(xiàn)出不同的性質(zhì)，導(dǎo)致其修復(fù)效果難以兩全［16］。另外，土壤pH與溶解性有機(jī)碳、礦物溶解度及微生物活性之間存在一定的聯(lián)系，它們均間接或直接影響重金屬形態(tài)的轉(zhuǎn)化［17］。在自然狀態(tài)下土壤呈弱酸性至中性，pH過(guò)高對(duì)植物和微生物有負(fù)面影響反而達(dá)不到治理效果，因此適度調(diào)節(jié)pH對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)至關(guān)重要。

2 酸性土壤中重金屬的鈍化修復(fù)技術(shù)

2.1 無(wú)機(jī)鈍化劑修復(fù)技術(shù)

無(wú)機(jī)鈍化劑主要包括石灰類鈍化劑和含磷鈍化劑。石灰、石灰石、碳酸鹽、碳酸鈣鎂等石灰類鈍化劑含CO32-、CaO及OH-，水解后能迅速與土壤液相中的H+發(fā)生復(fù)分解等反應(yīng)，以提高酸性土壤pH。LU等［18］研究發(fā)現(xiàn)，石灰石能有效降低有效態(tài)Cd、Cu、Pb和Zn的含量并改善菌群結(jié)構(gòu)。蛋殼的主要成分CaCO3能與溶液中的H+發(fā)生中和反應(yīng)以降低土壤酸度及重金屬的生物有效性，LUO等［19］研究發(fā)現(xiàn)，在淹水的酸性土壤中，蛋殼可使不可提取態(tài)Cu的含量提高近十倍，適用于淹水期稻田土壤的重金屬污染修復(fù)。羥基磷灰石、磷灰石、磷酸鹽等含磷鈍化劑能有效治理Pb、Cu、Cd及Zn污染土壤。其中水溶性磷酸鹽能與重金屬發(fā)生沉淀，寧涵等［20］的研究表明，磷灰石在酸性土壤中溶出的PO43-能與As、Cd和Pb發(fā)生沉淀以固定重金屬；而難溶性羥基磷灰石中的Ca2+與重金屬發(fā)生離子交換生成含重金屬的羥基磷灰石（如羥基磷鉛礦、羥基磷鎘礦），或發(fā)生溶解共沉淀形成金屬磷酸鹽沉淀（磷酸鉛、磷酸鎘）［21］。另外，由于土壤中潛性酸在環(huán)境發(fā)生變化時(shí)會(huì)遷移至溶液中，需持續(xù)施用大量的化學(xué)試劑才能達(dá)到修復(fù)效果。而石灰類鈍化劑用量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致土壤板結(jié)、復(fù)酸現(xiàn)象及營(yíng)養(yǎng)元素流失等問(wèn)題，持續(xù)施用含磷鈍化劑可能導(dǎo)致水體磷富營(yíng)養(yǎng)化［22］。因此，應(yīng)適量施用化學(xué)試劑并與其他鈍化劑復(fù)配治理重金屬污染土壤。邢維芹等［23］研究表明，磷酸鹽復(fù)配石灰或膨潤(rùn)土能有效固定Cd和Pb，同時(shí)降低磷的有效性。

赤泥、粉煤灰、鋼渣等工業(yè)廢渣含CaO、SiO2、Fe2O3和Al2O3等堿性氧化物，水解產(chǎn)生Ca2+、SiO44-、OH-等，主要通過(guò)提高酸性土壤pH和共沉淀作用降低重金屬的遷移率。此外，廢渣礦物相的晶格能夠固定部分重金屬，如鋼渣中硅酸鈣和鐵酸鈣的Ca2+與Cu2+、Zn2+發(fā)生離子交換，Cu和Zn被固定在礦渣的礦物晶體中，固定率達(dá)97%［24］。GRAY等［25］選擇石灰和赤泥復(fù)配進(jìn)行盆栽實(shí)驗(yàn)，土壤pH顯著提高，植物體內(nèi)的重金屬濃度明顯降低。需要注意鋼渣含Ni、Cr、Cu、Zn和F等污染物，赤泥中的Zn、Pb、Cu、Cr可能隨環(huán)境變化發(fā)生遷移，且赤泥和鋼渣中存在放射性核素232Th、226Ra和40K［26-27］。因此，農(nóng)田土壤修復(fù)中應(yīng)謹(jǐn)慎使用未經(jīng)處理的工業(yè)廢渣，避免二次污染。

高嶺土、海泡石、凹凸棒等黏土礦物源自黏土和巖石，屬于環(huán)境友好的鈍化劑，其晶體內(nèi)存在大量可交換陽(yáng)離子、官能團(tuán)并呈現(xiàn)出特殊結(jié)構(gòu)（如海泡石的纖維結(jié)構(gòu)），使得黏土礦物具有陽(yáng)離子交換性、吸附性、可塑性等優(yōu)異性能。黏土礦物對(duì)重金屬的吸附受自身性質(zhì)和土壤環(huán)境等因素影響。如凹凸棒中Al和Mg相對(duì)含量的差異導(dǎo)致其吸附重金屬的效果不同。YANG等［28］研究表明，Mg相對(duì)含量大的凹凸棒對(duì)Pb和Cd的吸附效果較好。土壤中H+濃度過(guò)高導(dǎo)致黏土礦物的羥基質(zhì)子化，且H+與陽(yáng)離子競(jìng)爭(zhēng)吸附位點(diǎn)，進(jìn)一步降低了黏土礦物對(duì)重金屬的吸附性能［29］。而充分利用黏土礦物的陽(yáng)離子交換性及其特殊的晶體結(jié)構(gòu)等性質(zhì)，接枝有機(jī)硅烷、添加聚合物等進(jìn)行表面修飾或插層黏土礦物，能夠增加其孔隙和官能團(tuán)數(shù)量，提供更多的重金屬吸附位點(diǎn)。有機(jī)硅烷和聚合物含羥基、氨基及巰基等多種官能團(tuán)，可實(shí)現(xiàn)重金屬的專性吸附。XUE等［30］利用氨基硅烷接枝凹凸棒，在酸性條件下氨基硅烷的氮原子與Pb2+形成共價(jià)鍵。改性黏土礦物處理含重金屬?gòu)U水的研究較多，應(yīng)用于土壤修復(fù)的研究相對(duì)較少，未來(lái)功能化改性黏土礦物在酸性土壤的重金屬污染修復(fù)方面將具有良好的發(fā)展前景。

2.2 有機(jī)鈍化劑修復(fù)技術(shù)

有機(jī)鈍化劑主要有禽畜糞便、污泥和生物炭。WAN等［31］經(jīng)盆栽實(shí)驗(yàn)證實(shí)雞糞和豬糞能夠提高酸性土壤pH并降低Cd和Pb的生物可利用性。但禽畜糞便和污泥中含農(nóng)藥、重金屬（Zn、Cu、Pb、Cr、Ni等）及病原體（腸道病毒、輪狀病毒等），危害水和土壤的生態(tài)環(huán)境［32］。糞便或污泥生物炭含礦物質(zhì)和可溶性堿金屬鹽，主要以離子交換、共沉淀固定土壤重金屬。曹秀芹等［33］研究發(fā)現(xiàn)，施用污泥生物炭降低了土壤中Cd總量和酸可提取態(tài)Cd、Cu的占比，但增加了Cu總量，這與原料自身存在的重金屬有關(guān)，熱解使非揮發(fā)性元素濃縮導(dǎo)致生物炭具有較高的重金屬含量。FIGUEIREDO等［34］研究表明，施用較高重金屬含量的污泥生物炭在短期內(nèi)并不會(huì)增加土壤中有效態(tài)重金屬含量，而且高堿度生物炭有益于酸性土壤的改良。此外，共熱解可協(xié)同固定基質(zhì)中的重金屬。WANG等［35］選擇廚余垃圾和污泥共熱解，廚余垃圾中CaCO3、CaPO4和CaO與污泥中重金屬形成共晶化合物或金屬氧化物，且生物炭中芳香環(huán)化合物通過(guò)π電子與重金屬結(jié)合。此類生物炭具有治理酸性土壤中重金屬污染的潛力，對(duì)農(nóng)業(yè)方面也有積極影響，未來(lái)需要研究其對(duì)田間土壤的長(zhǎng)期影響。

植物殘?bào)w含有大量的纖維素和木質(zhì)素，熱解后分子變小，具有灰分、水分含量低及孔隙少等特征，相比糞便或污泥類生物炭具有更高的孔隙率、更大的比表面積和更豐富的官能團(tuán)［36］。XU等［37］研究發(fā)現(xiàn)：污泥基生物炭的電導(dǎo)陰離子含量較高，主要與重金屬發(fā)生沉淀作用；而秸稈生物炭的有效磷含量高，且具有維管束微孔結(jié)構(gòu)，主要以絡(luò)合、吸附和沉淀作用固定重金屬。生物炭混合肥料有益于農(nóng)作物生產(chǎn)，李昌娟等［38］的研究結(jié)果表明，糞便結(jié)合銀耳廢菌棒生物炭提供的有效營(yíng)養(yǎng)元素具有緩釋效果，能夠提高茶葉品質(zhì)。TANG等［39］的研究結(jié)果表明，生物炭和肥料聯(lián)合施用能顯著改善土壤pH，提高有機(jī)質(zhì)和有機(jī)碳含量，降低有效態(tài)Cd和Zn的濃度，提高脫氧酶、過(guò)氧化氫酶等酶活性。ZHANG等［40］研究發(fā)現(xiàn)，短期、長(zhǎng)期施用玉米秸稈生物炭均能降低重金屬的生物可利用性，增加鞘氨單胞菌和蛋白菌門(mén)的相對(duì)豐度及生物對(duì)重金屬的抗性。但QIAN等［41］的酸雨模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，生物炭固定的Zn和Cd可能會(huì)再次向土壤中釋放。

生物炭的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)方面具一定的積極影響，但生物炭含有多環(huán)芳香烴且可能隨老化過(guò)程釋放，采樣時(shí)間、測(cè)試生物等差異會(huì)導(dǎo)致毒性表現(xiàn)不同［42］。此外，不同生物炭的治理效果存在差異，其應(yīng)對(duì)環(huán)境變化的能力也需進(jìn)一步的實(shí)地調(diào)查。

2.3 無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合鈍化劑修復(fù)技術(shù)

無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合鈍化劑能夠通過(guò)控制摻量比例降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)機(jī)組分具有優(yōu)異的吸附性能，有機(jī)組分含豐富的官能團(tuán)和營(yíng)養(yǎng)元素，能夠改善土壤性質(zhì)，各組分的有效成分協(xié)同固定重金屬。羅玲等［43］的研究表明，有機(jī)物提供有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分，能夠彌補(bǔ)施用石灰導(dǎo)致的土壤板結(jié)和肥力降低等缺陷，混合施用不僅改善酸性土壤性質(zhì)，還能提高農(nóng)作物品質(zhì)和產(chǎn)量。無(wú)機(jī)-有機(jī)鈍化劑修復(fù)多種金屬污染土壤具有一定的優(yōu)勢(shì)。如生物炭與石灰增強(qiáng)土壤的陽(yáng)離子交換能力和吸附性能，兩者有效降低土壤酸度并與重金屬發(fā)生沉淀、吸附等作用，共同鈍化酸性土壤中的Cd、Pb和As［44］。WANG等［45］利用生物炭和黏土礦物有效固定污染土壤中的Cr、Zn、Cu和Cd，且土壤中脲酶和過(guò)氧化氫酶的活性增強(qiáng)。

無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合鈍化劑影響土壤生態(tài)的相關(guān)研究較少。HONG等［46］研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合鈍化劑能顯著提高土壤pH、有機(jī)質(zhì)含量及有效養(yǎng)分含量，從而改善菌群結(jié)構(gòu)，促進(jìn)厚壁菌門(mén)細(xì)菌等的繁殖。然而，不同的有機(jī)與無(wú)機(jī)材料組合對(duì)土壤生物、植物的影響尚不清晰，且土壤類型、氣候變化等影響因素復(fù)雜，有待進(jìn)一步研究不同條件下施用無(wú)機(jī)-有機(jī)鈍化劑的修復(fù)效果和生態(tài)毒性。

2.4 新型鈍化劑修復(fù)技術(shù)

納米材料具有優(yōu)異的重金屬吸附性能。黏土礦物復(fù)合納米材料的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能將重金屬和鹽基離子固定，WU等［47］利用凹凸棒、殼粉和赤泥制成的納米材料在植物根系形成納米網(wǎng)狀膜，有效抑制了酸性土壤中H+、Cd（Ⅱ）、Ca2+及Mg2+的遷移。LIAN等［48］合成的巰基功能化納米二氧化硅，通過(guò)靜電和化學(xué)吸附作用，顯著提高了酸性條件下Pb、Cd的固定率。納米材料的重金屬固定效率較高，但成本高，制備較復(fù)雜，難以用于大面積的田間土壤修復(fù)。XING等［49］利用尿素分解細(xì)菌制備了納米碳酸鹽羥基磷灰石，通過(guò)離子交換、表面絡(luò)合和共沉淀固定重金屬，該研究以生物礦化的方式為納米材料的合成提供了參考。

天然聚合物殼聚糖環(huán)境友好，含羥基、乙酰胺基和氨基，能與金屬陽(yáng)離子發(fā)生螯合反應(yīng)，改性后合成的高分子聚合物復(fù)合材料在環(huán)境修復(fù)方面具有潛力［50］。近年來(lái)，已有學(xué)者研究高分子基鈍化劑對(duì)植物、微生物的影響。AN等［51］研究發(fā)現(xiàn)，聚合物影響棉花抗性的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，從而改變脂質(zhì)代謝產(chǎn)物，使得棉花對(duì)Cd的耐受性提高，但在無(wú)Cd脅迫時(shí)棉花無(wú)法恢復(fù)正常的生理功能。ZHANG等［52］采用丙烯酸、殼聚糖和生物炭制成新型水凝膠生物炭復(fù)合材料，該材料抑制硝化作用，降低土壤酸度，改善微生物群落結(jié)構(gòu)。目前，缺少新型材料的長(zhǎng)期田間試驗(yàn)，需要注意新型材料可能帶來(lái)負(fù)面的環(huán)境影響。

2.5 鈍化劑-微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)

微生物在長(zhǎng)期的環(huán)境脅迫下進(jìn)化并衍生出一系列解毒策略，具有高效、環(huán)保、成本低等優(yōu)勢(shì)。細(xì)菌、真菌等在土壤的重金屬修復(fù)中能力突出，主要通過(guò)自身所含的羥基、羧基、氨基等官能團(tuán)或酶，改變重金屬形態(tài)，降低毒性［53］。然而，微生物的修復(fù)效率受生存環(huán)境影響，高羽等［54］研究發(fā)現(xiàn)，硫酸鹽還原菌在堿性條件下對(duì)Cd、Pb、Cu和Zn的鈍化率至少為80%，但在酸性土壤中，硫酸鹽還原菌的代謝產(chǎn)物對(duì)自身產(chǎn)生毒害，導(dǎo)致對(duì)重金屬的鈍化率不到40%。

鈍化劑能幫助微生物抵御劣勢(shì)環(huán)境，維持其繁殖速率，提高生物活性。在某廢棄礦區(qū)的治理實(shí)踐中，HE等［55］利用羥基磷灰石結(jié)合黃孢原毛平革菌修復(fù)強(qiáng)酸性且受Cr、Zn和As污染的土壤，結(jié)果表明微生物表面官能團(tuán)能直接固定重金屬，且微生物的分泌物促進(jìn)羥基磷灰石溶解，釋放PO43-、Ca2+和OH-，兩者可協(xié)同固定重金屬。鈍化劑與根際微生物的協(xié)同作用能促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，HU等［56］研究發(fā)現(xiàn)，鋼渣與叢枝菌根真菌聯(lián)合降低了土壤中Cd、Pb的生物可利用性，并提供玉米生長(zhǎng)所需的磷和根際微生物繁殖的條件。此外，不同微生物和鈍化劑聯(lián)合修復(fù)效果存在差異，MI等［57］研究發(fā)現(xiàn)，使用由磷石膏和鉀長(zhǎng)石制成的堿性肥料和生物炭聯(lián)合叢枝菌根真菌修復(fù)低濃度Cd污染土壤的效果顯著，而生物炭結(jié)合本地微生物對(duì)高濃度Cd污染土壤修復(fù)的增效作用更突出。

鈍化劑聯(lián)合微生物修復(fù)技術(shù)通過(guò)微生物的應(yīng)激反應(yīng)與代謝活動(dòng)實(shí)現(xiàn)土壤中重金屬的鈍化，鈍化劑為微生物提供適宜的生存環(huán)境得以正常代謝，兩者可協(xié)同治理重金屬污染的酸性土壤。但該項(xiàng)技術(shù)尚未成熟，不同種類的微生物和鈍化劑組合修復(fù)效果差異較大，且微生物的環(huán)境適應(yīng)性和投放量、鈍化劑種類和摻量、原生動(dòng)物以及環(huán)境變化等因素會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生影響，因此該項(xiàng)技術(shù)的推廣需要付諸更多實(shí)踐。此外，微生物對(duì)重金屬內(nèi)在調(diào)控機(jī)制的深入研究，將為結(jié)合基因工程增強(qiáng)其修復(fù)效果提供更多的可能性。

3 土壤重金屬鈍化修復(fù)面臨的困難與挑戰(zhàn)

鈍化修復(fù)效果受土壤環(huán)境條件影響，包括污染類型、程度、來(lái)源及農(nóng)作物栽培模式等因素。首先，不同重金屬對(duì)土壤pH、黏粒含量、有機(jī)質(zhì)的敏感度存在差異。如Cr、Cd和As含量易受土壤pH影響，而Pb則對(duì)土壤黏粒、有機(jī)質(zhì)含量等更為敏感［58］。再者，不同污染程度和來(lái)源增加治理難度。礦區(qū)土壤的污染程度相對(duì)較嚴(yán)重，復(fù)墾時(shí)間和模式都會(huì)影響重金屬的修復(fù)效率［59］。相比之下，農(nóng)耕土壤的污染程度較輕，但酸化和重金屬污染來(lái)源更加復(fù)雜，耕作方式、施肥情況及廢水的長(zhǎng)期灌溉等都會(huì)導(dǎo)致土壤環(huán)境不穩(wěn)定［60］。此外，農(nóng)作物栽培模式也會(huì)影響土壤治理效果。如水稻種植過(guò)程中土壤會(huì)經(jīng)歷淹水-排水循環(huán)，重金屬的賦存形態(tài)隨之變化［61］。稻田排水會(huì)導(dǎo)致一些鈍化劑無(wú)法固定重金屬，如石灰固定的Cd會(huì)發(fā)生遷移［62］。趙潔等［63］研究發(fā)現(xiàn)，在淹水培育條件下施用石灰和活性炭均無(wú)法有效降低土壤中可利用態(tài)Cd的含量。

工業(yè)廢渣、污泥、生物炭等含有害物質(zhì)，在長(zhǎng)期環(huán)境變化下可能導(dǎo)致污染物再次釋放，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成威脅［64］。盡管已出現(xiàn)新型鈍化劑，但高成本及制備工藝復(fù)雜阻礙其大面積應(yīng)用，且大部分處于室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、盆栽實(shí)驗(yàn)階段。微生物聯(lián)合鈍化技術(shù)所涉及的重金屬、植物與微生物相互作用機(jī)制尚未完全清晰，且在生存環(huán)境條件變化和一系列不利因素下，鈍化劑是否會(huì)對(duì)聯(lián)合的微生物產(chǎn)生毒害、劣化土壤性質(zhì)等也未可知。

4 酸性土壤中重金屬鈍化方案優(yōu)化

面對(duì)當(dāng)前酸性土壤中重金屬鈍化修復(fù)的困難，有以下幾個(gè)方面的優(yōu)化措施。

1）鈍化技術(shù)優(yōu)化。充分利用各類型鈍化劑的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)配或改性，優(yōu)化制備過(guò)程，研究新型鈍化劑在長(zhǎng)期田間環(huán)境下的穩(wěn)定性。為解決鈍化劑的長(zhǎng)期穩(wěn)定性問(wèn)題，可采用田間試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，觀察其長(zhǎng)期對(duì)目標(biāo)場(chǎng)地生態(tài)的影響，結(jié)合數(shù)值模擬預(yù)測(cè)其對(duì)土壤中重金屬遷移的影響，為鈍化劑的長(zhǎng)期穩(wěn)定性提供參考。

2）應(yīng)用方案優(yōu)化。因地制宜，根據(jù)不同污染類型、污染程度選擇合適的治理方案。如對(duì)于Cd、Cu、Zn、Pb污染類型可以選擇含石灰或含磷的復(fù)合型鈍化劑；對(duì)于污染程度較高的土壤，采用微生物聯(lián)合鈍化劑的修復(fù)效果更好；若修復(fù)農(nóng)田土壤，可以選用強(qiáng)吸附性的生物炭、改性黏土礦物、介孔材料等混合有機(jī)肥，改良土壤性質(zhì)的同時(shí)提供有效營(yíng)養(yǎng)元素。

3）防治體系優(yōu)化。有效態(tài)重金屬是進(jìn)入食物鏈的主力，而環(huán)境安全標(biāo)準(zhǔn)缺乏有效態(tài)重金屬的限制標(biāo)準(zhǔn)，因此應(yīng)建立更完善的土壤污染防治體系，加強(qiáng)土壤污染監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)。

4）耕地管理優(yōu)化。優(yōu)化耕作管理、水管理、施肥管理和輪作管理等。如施肥的同時(shí)可以添加適量無(wú)機(jī)類鈍化劑（石灰、羥基磷灰石、黏土礦物等），緩解土壤酸化進(jìn)程并補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)元素；需注意稻田的排水期可能影響鈍化劑的效果。

5 結(jié)語(yǔ)與展望

酸性土壤中陽(yáng)離子交換容量低，鹽基離子和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)易流失，土壤生物較虛弱，導(dǎo)致酸性土壤中重金屬修復(fù)面臨眾多挑戰(zhàn)。重金屬以溶解態(tài)、絡(luò)合態(tài)、吸附態(tài)和共沉淀態(tài)賦存于土壤中，各形態(tài)在土壤pH、氧化還原環(huán)境等變化下相互轉(zhuǎn)化，并趨于動(dòng)態(tài)平衡。土壤pH對(duì)重金屬形態(tài)和遷移的影響占據(jù)重要位置，通過(guò)鈍化劑改善土壤性質(zhì)是實(shí)現(xiàn)酸性土壤重金屬污染修復(fù)的重要渠道。

鈍化修復(fù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從化學(xué)固定向微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)的轉(zhuǎn)化，對(duì)酸性土壤的重金屬修復(fù)有顯著成效。雖存在長(zhǎng)期穩(wěn)定性問(wèn)題，但隨著人類對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視和技術(shù)的不斷進(jìn)步，納米材料、基因工程等新材料和方法的出現(xiàn)將為土壤修復(fù)技術(shù)提供更多可能性。土壤各相組成物質(zhì)、植物、微生物及動(dòng)物之間相互作用的相關(guān)機(jī)制尚未完全清晰，在未來(lái)的發(fā)展中更多跨學(xué)科的合作和研究將推進(jìn)土壤修復(fù)技術(shù)的發(fā)展，解決土壤修復(fù)面臨的困難與挑戰(zhàn)。