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巯基黏土矿物材料钝化修复镉污染土壤的持效性

巯基凹凸棒石，巯基膨润土，钝化修复，Cd，土壤，持效性

农田土壤的修复技术具有特殊性，在不影响耕作的情况下进行可最大限度保证农户的利益，钝化修复技术是首选。现阶段钝化技术关键核心是材料，除了材料在应用过程中的成本、效率外，持效性更是实际田间钝化修复中的难点。发掘膨润土、凹凸棒石天然黏土矿物的环境属性，基于有机巯基定向配位作用，通过硅烷偶联化创新性地研发了对重金属吸附率高、吸附作用力强的复合黏土矿物土壤修复材料（ATP-SH和Bent-SH）。将材料分别施加到Cd污染农田土壤中，施加量为土壤质量的0.25%、0.5%、1%和1.5%，连续开展了多季水稻和多季油菜的盆栽，测定了每季作物成熟后土壤有效态Cd、籽实中Cd含量，秸秆中Cd含量，探究了材料应用于不同Cd污染程度土壤的钝化有效性和持效性，以推动材料在钝化修复重金属污染土壤中的实际应用。结果表明：将ATP-SH施加到Cd含量为1.32 mg/kg（S0）、3.72 mg/kg（S1）、5.47 mg/kg（S2）的盆栽土壤中，经过两年四季的作物生长，随着ATP-SH添加量增加，不同镉污染系列土壤有效态Cd、籽实Cd含量均明显下降，最大下降率分别为：第一季：74.27%、95.81%；第二季：84.41%、93.06%；第三季：62.15%、62.15%；第四季：63.75%、84.30%；将Bent-SH施加到Cd含量为6.0 mg/kg的盆栽土壤中，经过三年三季的作物生长，随着Bent-SH添加量的增加，土壤中有效态Cd、大米及秸秆中的Cd含量均而呈下降趋势，最大下降率分别为：第一季：58.10%、42.22%和55.17%；第二季：57.35%、73.10%和84.50%；第三季：34.25%和96.58%（未测秸秆）。分析不同材料添加量后有效态Cd含量、籽实中Cd含量变化与作物种类、品种、淹水或是旱作环境的关系，表明复合材料对土壤中重金属的钝化效果与材料添加量、土壤重金属有效态含量、作物种类、作物品种和淹水环境密切相关。ATP-SH和Bent-SH都能持续地降低土壤Cd的活性，阻隔Cd从土壤向作物籽实迁移，对于Cd污染土壤具有较好的应用持效性。