纳米磁性材料对土壤中重金属的稳定化及迁移特性研究
1.土壤污染及修复现状
土壤重金属污染问题已成为当今土壤修复中亟待解决的问题之一。据全国土壤污染调查公报[1]显示，镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8 种无机污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%。其中耕地、林地、草地和未利用地为主要的重金属污染区域，此外重污染企业用地、工业废弃地和工业园区等更是存在大量的重金属污染问题。
由于人类对铅的不断开采和使用,目前已造成了日益严重的全球性铅污染。含Pb的污染物通过污水灌溉、污泥利用、农药和化肥的施用、大气沉降等途径进入到土壤环境中,造成了严重的土壤污染。含Pb污染物不仅影响土壤微生物、土壤酶活性以及土壤的理化性质,对农作物产量和质量产生影响,而且可以通过食物链危害人类的健康。铅对人体的毒害作用具有潜伏性和长期性。通过流行病学的调查研究表明,目前我国儿童总体铅中毒(血铅＞10mu;g·dL-1)率达到了42%,远高于美国的15%[2]。由于Pb对人体造成的危害以及污染的普遍性和严重性如何修复污染土壤已成为世界各国科学家的研究热点。
金属镉毒性很低，但金属镉化合物毒性很大。人体的镉中毒一般主要是通过消化道与呼吸道摄取被镉污染的水、食物、空气而引起的。金属镉在人体积蓄作用，潜伏期很长，最长可达10-30年。动物实验表明，小白鼠最少致死景为50mg/kg,进入人体和温血动物的镉，主要累积在肝、肾、陕腺、甲状腺和骨骼中，使肾脏器官等发生病变，并影响人的正常活动，造成贫血、高血压、神经痛、骨质松软、肾炎和分泌失调等病症。日本著名的“骨痛病”受害者，开始时是腰、手等关节痛，几年后，转为全身骨痛，不能行动，最后骨胳软化萎缩，自然骨折,在全身疼痛中极为凄惨而死亡。
目前土壤中一般重金属（如铜、铅、镉、铬、锌等）常见的修复方式为以固化/稳定化、土壤淋洗、电动修复为主的物理/化学修复技术，和植物修复技术[3]。固化/稳定化操作简单且处理效果好，但不能去除污染物，需要长期监测；土壤淋洗方式灵活，可彻底去除重金属，但实际操作较复杂，需要土壤本身具有高渗透能力，并且该方法容易对环境造成二次污染、破坏土壤结构；电动修复也具有灵活且能彻底去除重金属的优势，但容易产生使土壤产生不均一性；植物修复是一种生态环境友好的技术，但其修复周期长，彻底处理完重金属可能需要几年几十年甚至几百年的时间，同时，其吸收专一性强，不能去除多种重金属，也难以处理深层污染。
基于环境功能修复材料（纳米）的修复技术是土壤重金属修复的六大发展方向之一[4]。通过材料与土壤中的重金属发生吸附、化学反应、共沉淀等作用，从而达到重金属被固化稳定化的目的。目前常用于土壤重金属固化稳定化的材料有石灰石、磷灰石、黏土矿物、生物炭、铁与铁的氧化物以及一些纳米及其复合材料。由于材料自身结构的不同，且不同的土壤环境对材料和重金属都具有一定的影响，不同类型的修复材料对土壤重金属的固化稳定和机理化效果不同。
因此，本文研究选取铅Pb2 和镉Cd2 作为实验处理对象，探究制备的纳米磁性吸附剂在土壤中对该两种元素的稳定化效果与吸附剂的迁移特性。
2.研究现状
2.1 当前材料对重金属污染土壤的主要修复机理
吸附作用
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