膨潤土、褐煤及其混合添加對(duì)鉛污染土壤鈍化修復(fù)效應(yīng)研究

張靜靜，趙永芹，王菲菲，化黨領(lǐng)

河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 450000

隨著有色金屬采礦業(yè)和冶煉企業(yè)的高速發(fā)展，中國土壤重金屬Pb污染問題嚴(yán)重。重金屬Pb是一種不可降解的環(huán)境污染物，其能對(duì)人體神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、骨髓造血系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、消化系統(tǒng)及腎臟等造成危害（肖丹丹，2017）。中國土壤Pb污染區(qū)域較大，從 2006年河南省盧氏縣的“鉛污染事件”到 2011年廣東省河源紫金縣“血鉛超標(biāo)事件”，人們已意識(shí)到鉛污染的嚴(yán)重性（劉文慶，2014）。土壤中的Pb具有一定的移動(dòng)性和生物有效性，可被作物吸收富集，并通過食物鏈進(jìn)入人體內(nèi)，進(jìn)而對(duì)人類健康構(gòu)成一定威脅（Zhang et al.，2016）。研究表明，重金屬的生物毒性及其在生物體內(nèi)的累積能力并不是由其總量決定，而是由重金屬形態(tài)及其生物有效性決定（Morera et al.，2001）。因此，對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行修復(fù)時(shí)，如何降低土壤中重金屬的有效性顯得尤為必要。

在眾多土壤重金屬污染修復(fù)方法中，原位化學(xué)鈍化方法在成本和時(shí)間上能較好地滿足要求，但該項(xiàng)技術(shù)中對(duì)鈍化劑的選擇是關(guān)鍵。膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的無機(jī)非金屬礦產(chǎn)，其結(jié)構(gòu)單元由Si-O四面體和Al-O4(OH)2八面體組成，比表面積較大，具有較強(qiáng)的陽離子交換能力和吸附性能，能夠有效吸附重金屬而使土壤中的重金屬趨于穩(wěn)定（Hamidpour et al.，2010；Sun et al.，2015）。李麗君等（2014）研究發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)實(shí)踐中適時(shí)適量地添加膨潤土可有效降低土壤中 Pb的有效態(tài)含量，減少 Pb對(duì)環(huán)境的毒害作用。褐煤是一類中國儲(chǔ)量豐富的富含天然腐植酸類物質(zhì)，對(duì)多種重金屬離子具有吸附效應(yīng)（丁滿等，2017）。腐植酸因含有酚羥基、羧基、甲氧基、醌基等功能基團(tuán)而具有離子交換性、絡(luò)合/螯合性、吸附性、氧化還原性等性能，可使重金屬離子被絡(luò)合/螯合固定或吸附固定，可降低重金屬離子生物有效性，減少植物吸收量（鄒德乙，2007）。肖丹丹（2017）研究了腐植酸對(duì)Pb污染土壤中重金屬鉛形態(tài)及油菜抗氧化酶活性的影響，發(fā)現(xiàn)腐植酸可使 Pb污染土壤中弱酸提取態(tài)和可還原態(tài) Pb含量降低，而使可氧化態(tài)鉛和殘?jiān)鼞B(tài)Pb含量升高，且隨著腐植酸添加量的增加，土壤中各形態(tài) Pb變化越明顯。然而，當(dāng)前的研究大都利用單一鈍化劑對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行處理，將有機(jī)組分和無機(jī)組分結(jié)合進(jìn)行鈍化處理的研究較少（吳烈善等，2015；高瑞麗等，2017），將有機(jī)褐煤與無機(jī)膨潤土相結(jié)合進(jìn)行重金屬污染土壤鈍化修復(fù)的研究還鮮見報(bào)道。因此，本研究通過盆栽玉米（Zea mays L.）模擬試驗(yàn)，以單獨(dú)添加膨潤土、褐煤以及二者混合添加對(duì) Pb污染土壤進(jìn)行鈍化修復(fù)，闡明其施用后土壤Pb形態(tài)變化、玉米生長及對(duì)Pb的吸收特征，以期篩選出效果較好的鈍化劑處理，為農(nóng)田土壤Pb污染修復(fù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試土壤取自河南省濟(jì)源市某鉛冶煉企業(yè)周圍200 m處0－20 cm表層污染土壤，黏壤質(zhì)褐土，1－0.25 mm粗砂粒占比甚微，0.25－0.05 mm細(xì)砂粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，0.05－0.001 mm間的粉粒和粗黏粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 56.50%，小于 0.001 mm的細(xì)黏粒占39.80%。土壤基本理化性質(zhì)見表1，土壤中全鉛含量為3497.00 mg·kg-1。鈍化劑Ⅰ為膨潤土（標(biāo)記為S），鈍化劑Ⅱ?yàn)樵颇险淹ê置海?biāo)記為P）。膨潤土購自燕東礦產(chǎn)公司，pH為 7.22，比表面積為 209 m2·g-1，主要化學(xué)組成為：SiO256%，MgO 1%，CaO 6%，Al2O319%，F(xiàn)e2O36%，H2O 12%。褐煤購自云南昭通，pH為6.34，碳含量為62.97%，氮含量1.91%，氧含量28.06%。經(jīng)測定，膨潤土和褐煤中鉛含量均較低，由于試驗(yàn)中鈍化劑添加量少，后續(xù)計(jì)算中不再考慮其自身重金屬含量的影響。供試植物為玉米（Zea mays L.），品種為“長春澤玉709”。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本研究盆栽試驗(yàn)中每個(gè)土盆裝污染土1 kg，以膨潤土和褐煤作為鈍化劑，占土壤質(zhì)量比分別為1.5%（用1表示）、3%（用2表示）、5%（用3表示）3個(gè)濃度梯度，膨潤土用S表示，褐煤用P表示。采用雙因素正交設(shè)計(jì)，共計(jì)16個(gè)處理，每種處理設(shè)3次重復(fù)，共計(jì)48盆。試驗(yàn)處理及鈍化劑添加量見表 2。將各個(gè)不同組合的鈍化修復(fù)材料混勻后裝入塑料盆中，保持土壤含水量為田間持水量70%，平衡老化50 d待用。播種前對(duì)玉米種子進(jìn)行催芽，在各盆栽土壤中種下玉米種子，出苗后各盆中加入適量的等量NH4NO3、KH2PO4和KNO3營養(yǎng)液，并逐漸間苗，最后定苗至每盆6株。保持各盆栽生長條件一致，每日用蒸餾水補(bǔ)充水分，種植40 d收獲，以未施鈍化劑的原土為對(duì)照CK。

表2 鉛污染土壤培養(yǎng)試驗(yàn)處理及鈍化劑添加量Table 2 Experimental treatment and amount of amendments used

1.3 樣品分析測定

1.3.1 土壤樣品分析測定

玉米收獲的同時(shí)采集土壤樣品，自然風(fēng)干后磨細(xì)，過0.149 mm孔徑篩子，然后采用改進(jìn)的BCR連續(xù)提取法處理土壤樣品（Rauret et al.，2000），提取出弱酸提取態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)重金屬。使用火焰原子吸收分光光度計(jì)（ZEEnit700）測定各級(jí)提取液中鉛的含量。

1.3.2 植株樣品分析測定

收獲玉米后，立即測每株玉米株高。玉米植株先用自來水沖洗干凈后用去離子水沖洗3次，然后用濾紙吸除水分，吸干后將玉米分為地上部分和地下部分，分別測定其地上部分和根部鮮質(zhì)量。再將地上部分和根部置于烘箱 105 ℃條件下殺青 30 min，再于80 ℃條件下烘至恒重，并立即測定地上部分和根部干質(zhì)量。植株樣用優(yōu)級(jí)純的 HNO3和HClO4（V∶V=3:1）進(jìn)行消煮，使用火焰原子吸收分光光度計(jì)（ZEEnit700）測定鉛的含量。

表1 供試土壤基本理化性質(zhì)Table 1 Basic physicochemical properties of tested soil

1.4 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用 SPSS 16.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與方差分析，OriginPro 2016進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鈍化劑處理對(duì)土壤中Pb形態(tài)的影響

2.1.1 不同鈍化劑處理對(duì)土壤中弱酸提取態(tài)、可還原態(tài)鉛含量的影響

由圖1可知，與CK相比，褐煤單一施用可顯著降低土壤中弱酸提取態(tài)Pb含量，其中P3處理效果最為顯著，降幅達(dá)48.7%，而膨潤土單一施用對(duì)土壤中弱酸提取態(tài) Pb含量影響不顯著。褐煤與膨潤土混合添加時(shí)，當(dāng)膨潤土添加量一定時(shí)，隨著褐煤添加量的增加，弱酸提取態(tài) Pb含量降幅逐漸增大，其中S3+P3處理土壤中弱酸提取態(tài)Pb含量的降低效果最佳，降幅達(dá)50.7%。相比CK處理，除了 S1、S2、P1、P2、S1+P1處理土壤中可還原態(tài)Pb含量無顯著變化外，其余處理均顯著降低了土壤中可還原態(tài) Pb含量，且隨著膨潤土和褐煤添加量的增加，可還原態(tài) Pb含量降幅逐漸增大，其中只添加膨潤土的處理降幅為3.7%－7.8%，只添加褐煤的處理降幅為1.7%－7.7%。由此可知，Pb污染土壤中添加褐煤和膨潤土可不同程度降低土壤中可還原態(tài)Pb的含量，且兩者混合施用S3+P3處理土壤中可還原態(tài) Pb含量下降最明顯，降幅可達(dá)16.4%。

2.1.2 不同鈍化劑處理對(duì)土壤中可氧化態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)鉛含量的影響

由圖2可知，與CK相比，除S1和S1+P3處理外，其余處理均使土壤中可氧化態(tài) Pb含量有所增加，其中S3+P1、S3+P2處理土壤中可氧化態(tài)Pb含量顯著增加，增幅分別為47.6%和40.4%。此外，相比CK處理，褐煤處理使土壤中殘?jiān)鼞B(tài)Pb含量顯著增加，其中 P3處理鈍化效果最為顯著，該處理土壤中殘?jiān)鼞B(tài)Pb含量為1355.4 mg·kg-1，增幅為46.0%；添加膨潤土降低了土壤中殘?jiān)鼞B(tài)Pb含量，其降幅為5.4%－11.8%，但差異未達(dá)到顯著水平；膨潤土和褐煤不同比例混合處理下，土壤中殘?jiān)鼞B(tài)Pb含量均有不同程度的增加，其中增幅最大的處理是S1+P3，其增加幅度達(dá)到40.5%。

總體而言，褐煤單一施用及膨潤土與褐煤復(fù)合配施可使土壤中重金屬 Pb的生物有效性降低，由弱酸提取態(tài)向殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)化，其中，P3處理與S1+P3處理對(duì)土壤中鉛的鈍化效果最佳，而膨潤土單一施用對(duì)土壤中重金屬Pb的生物有效性影響不大。

2.2 不同鈍化劑處理對(duì)玉米各部位鉛含量的影響

2.2.1 不同鈍化劑處理對(duì)玉米莖葉中鉛含量的影響

圖1 不同鈍化劑處理對(duì)污染土壤中弱酸提取態(tài)和可還原態(tài)鉛含量的影響Fig. 1 Effect of different passivator treatments on the weak acid soluble and reducible Pb contents in contaminated soil

圖2 不同鈍化劑處理對(duì)污染土壤中可氧化態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)鉛含量的影響Fig. 2 Effect of different passivator treatments on the oxidable and residual Pb contents in contaminated soil

圖3 不同鈍化劑處理對(duì)玉米莖葉和根部鉛含量的影響Fig. 3 Effect of different passivator treatments on the content of Pb in stems and leaves (A) and roots (B) of maize

如圖3所示，與CK相比較，除單獨(dú)添加膨潤土的處理外，其余處理均使玉米莖葉中重金屬 Pb含量有所降低，其中單獨(dú)添加褐煤處理時(shí)，雖使玉米莖葉中重金屬 Pb含量降低但差異未達(dá)到顯著水平，降幅為2.2%－8.6%；膨潤土與褐煤不同比例混合處理中，玉米莖葉中重金屬Pb含量降幅為3.4%－33.7%，其中S3+P3處理對(duì)玉米莖葉中富集重金屬 Pb的抑制作用最佳，且抑制作用達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。整體來看，兩者配合施用有效降低了玉米莖葉中重金屬 Pb含量，其鈍化效果整體優(yōu)于膨潤土和褐煤單獨(dú)添加。

2.2.2 不同鈍化劑處理對(duì)玉米根中鉛含量的影響

由圖3可知，與對(duì)照CK相比，不同鈍化劑處理均可顯著降低玉米根部重金屬 Pb含量，單獨(dú)添加膨潤土S1、S2、S3處理時(shí)，玉米根部重金屬Pb含量分別降低48.3%、54.0%、52.0%；單獨(dú)添加褐煤P1、P2、P3分別使玉米根部重金屬Pb含量降低54.5%、57.6%、47.4%；膨潤土和褐煤兩者不同比例混合處理中，玉米根部 Pb含量降幅為 41.5%－66.0%，其中S1+P3處理對(duì)玉米根部富集Pb的抑制效果最好。由此可知，膨潤土與褐煤配合施用能更加有效地降低鉛在土壤中的生物有效性，從而減少玉米根部富集Pb的含量。

2.3 不同鈍化劑處理對(duì)玉米生長參數(shù)的影響

由表3可知，添加不同鈍化劑處理可不同程度地提高玉米株高、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量。與CK相比，單獨(dú)添加膨潤土后玉米的鮮質(zhì)量無顯著升高；但單獨(dú)施用1.5%、3%、5%的褐煤后，玉米鮮質(zhì)量升高較為顯著，分別增加45.5%、55.7%、66.7%；兩種鈍化劑不同比例混合處理中，S3+P1處理效果最顯著，使得玉米鮮質(zhì)量增加了106.0%，株高達(dá)到48.08 cm。

表3 不同鈍化劑處理對(duì)玉米生長參數(shù)的影響Table 3 Effects of different passivator treatments on growth parameters of maize

如圖4所示，與CK相比，施用不同鈍化劑后，除S1、S2、S2+P1處理外，其余處理玉米地上部鮮質(zhì)量均有不同程度地增加，其中，單獨(dú)添加 5%膨潤土（S3）處理下，玉米生物量增加8.6%；單獨(dú)添加褐煤1.5%、3%、5%時(shí)，玉米地上部鮮質(zhì)量分別增加35.4%、54.3%、60.1%；兩者不同比例混合處理中玉米地上部鮮質(zhì)量增幅為20.3%－79.4%，其中S3+P1處理效果最顯著，增幅達(dá)79.4%。

相比CK處理，不同鈍化劑處理后玉米根部鮮質(zhì)量均有所增加，其中單獨(dú)添加膨潤土?xí)r，S1、S2、S3處理下，玉米根部鮮質(zhì)量分別增加7.0%、8.5%、2.1%，差異不顯著；單獨(dú)添加褐煤時(shí)，P1、P2、P3處理下，玉米根部鮮質(zhì)量分別增加58.6%、57.5%、73.0%，差異較為顯著；褐煤與膨潤土不同比例混合處理下，增幅最大的處理是 S3+P1，增幅達(dá)到140.7%?？傮w而言，無論是玉米地上部還是根部或是苗期玉米植株，在經(jīng)過不同的鈍化劑處理后，其鮮質(zhì)量總體是增加的，相比單獨(dú)施用膨潤土和褐煤，兩者配合施用處理下，玉米鮮質(zhì)量增加的效果更顯著，其中S3+P1處理有利于玉米有效生長。

3 討論

3.1 不同鈍化劑處理對(duì)重金屬污染土壤中鉛形態(tài)的影響

圖4 不同鈍化劑處理對(duì)玉米鮮質(zhì)量的影響Fig. 4 Effect of different passivator treatments on the fresh mass of maize

相較于土壤中重金屬總量，重金屬賦存形態(tài)更能清楚反映土壤重金屬污染狀況，從而評(píng)估重金屬遷移能力和生物有效性（Morera et al.，2001）。本研究結(jié)果表明，施用不同種類及不同劑量鈍化劑，對(duì)土壤中Pb形態(tài)的影響存在差異。與CK相比，單獨(dú)添加膨潤土可降低土壤中弱酸提取態(tài)、可還原態(tài) Pb含量，其中添加3%、5%膨潤土?xí)r可使土壤中弱酸提取態(tài)Pb含量分別降低2.0%、4.6%，可還原態(tài)Pb含量分別降低3.7%、7.8%；與之相對(duì)應(yīng)，可氧化態(tài) Pb含量逐漸上升，分別較對(duì)照增加了1.2%、20.2%。膨潤土通過離子交換、表面絡(luò)合、層間水解沉淀、表面吸附等機(jī)制作用于重金屬離子（Ayari et al.，2007；Sun et al.，2015），促進(jìn) Pb 由活性較高的形態(tài)向活性較低的形態(tài)轉(zhuǎn)化，從而降低其生物有效性。前期研究也發(fā)現(xiàn)，投加 0.5%－5%膨潤土?xí)r，土壤中可交換態(tài) Pb含量減少 20.3%－49.3%（Sun et al.，2015）。膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產(chǎn)，其蒙脫石含量可達(dá) 85%－90%。蒙脫石是2∶1型鋁硅酸鹽礦物，比表面積較大，吸附能力強(qiáng)，從而使重金屬得以鈍化（杭小帥等，2007）。Xi et al.（2014）發(fā)現(xiàn)，當(dāng)土壤pH＞8時(shí)，土壤中鉛的固定機(jī)制主要是吸附作用，而蒙脫石有較強(qiáng)的吸附能力，有利于其對(duì)Pb的吸附固定。Gupta et al.（2012）和Brown et al.（2013）研究表明，蒙脫石對(duì)重金屬的鈍化主要是通過吸附作用進(jìn)行。膨潤土作為土壤重金屬鈍化修復(fù)材料可與其他修復(fù)材料進(jìn)行復(fù)配處理，從而起到協(xié)同鈍化修復(fù)效果。

本研究中單獨(dú)添加褐煤時(shí)，隨著褐煤添加量的增加可顯著降低弱酸提取態(tài)Pb含量，使重金屬鉛向著較穩(wěn)定的可氧化態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)化，從而降低了其有效性。褐煤是煤化程度最低的礦產(chǎn)煤，化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)，在空氣中容易風(fēng)化，且富含大量天然腐植酸，具有較強(qiáng)的吸附作用。腐植酸是一種很好的土壤穩(wěn)定劑、改良劑和肥料，可與重金屬離子發(fā)生相互作用，對(duì)重金屬有很好的去除效果（朱海軍等，2015）。作為一種大分子量的帶負(fù)電荷的膠體，腐植酸具有較大的陽離子交換量（CEC），表面吸附離子易與土壤溶液中重金屬離子發(fā)生離子交換，形成離子交換吸附；此外，腐植酸含有大量含氧功能團(tuán)，可與重金屬陽離子螯合，形成絡(luò)（螯）合吸附；腐植酸與重金屬離子絡(luò)（螯）合后顯正電性，可與帶負(fù)電荷的土壤膠體表面產(chǎn)生靜電吸附，從而增強(qiáng)對(duì)重金屬的吸附能力（馬獻(xiàn)發(fā)等，2016）。同時(shí)褐煤自身有較強(qiáng)的吸附能力，可吸附土壤中重金屬Pb，顯著降低弱酸提取態(tài)Pb含量，使其向穩(wěn)定的殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)化。

蒙脫石巨大的比表面積和強(qiáng)交換性可以使得土壤中 Pb趨于穩(wěn)定，而褐煤中大量的腐植酸不僅可以吸附和絡(luò)合重金屬，同時(shí)可以改良土壤性質(zhì)如有機(jī)質(zhì)含量、pH值等，將膨潤土和褐煤混合后加入土壤中可以避免因單獨(dú)加入有機(jī)物或無機(jī)物而對(duì)土壤環(huán)境產(chǎn)生巨大影響，兩者混合施用可以同時(shí)發(fā)揮作用。該研究結(jié)果顯示，膨潤土與褐煤混合處理對(duì)土壤中 Pb的鈍化修復(fù)效果優(yōu)于膨潤土和褐煤單獨(dú)添加的鈍化效果，鈍化處理后重金屬 Pb由弱酸提取態(tài)向穩(wěn)定的殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)化，使其有效性顯著降低，但對(duì)于膨潤土與褐煤混合產(chǎn)生的促進(jìn)機(jī)制還有待進(jìn)一步深入研究。

3.2 不同鈍化劑處理對(duì)玉米富集鉛含量及其生長參數(shù)的影響

植物對(duì)重金屬的富集吸收受諸多因素的影響，如pH值、CEC、土壤本身的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、重金屬有效態(tài)以及離子間的相互作用等。由圖3可知，本研究中，盆栽條件下玉米各部位 Pb富集量大小表現(xiàn)為根＞莖葉，與他人的研究結(jié)果相一致（景鑫鑫等，2015）。這主要是由于：（1）植株根細(xì)胞壁上有許多可與重金屬結(jié)合的位點(diǎn)，只有當(dāng)重金屬與細(xì)胞壁的結(jié)合達(dá)到飽和時(shí)，多余的金屬離子才會(huì)進(jìn)入細(xì)胞壁（楊素勤等，2014）；（2）當(dāng)重金屬進(jìn)入根系細(xì)胞時(shí)，重金屬又可與細(xì)胞原生質(zhì)中的蛋白質(zhì)、核苷酸、多肽等化合物結(jié)合，進(jìn)入液泡后又被液泡沉淀或儲(chǔ)存（Punz et al.，1993），導(dǎo)致重金屬在植株根部被大量固定而失去活性。與對(duì)照CK相比，不同鈍化劑處理均可顯著降低玉米根部重金屬 Pb含量，且除膨潤土單一施用外，其余處理均使玉米莖葉中重金屬 Pb含量有所降低。褐煤富含大量天然腐植酸類物質(zhì)，腐植酸因含有多種功能基團(tuán)（如醇羥基、酚羥基、羧基、甲氧基、酮等）而具有較高的反應(yīng)活性，能與重金屬離子發(fā)生作用，形成的吸附物和有機(jī)-金屬絡(luò)合物具有較高的穩(wěn)定性，從而削弱土壤中重金屬離子的遷移性和生物活性（王成賢，2015）；同時(shí)這些功能基團(tuán)對(duì)植物生長具有刺激作用（劉維濤等，2010），可促進(jìn)玉米生長，提高玉米株高、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量。陳磊（2013）研究發(fā)現(xiàn)，腐殖酸液肥能減少莧菜（Amaranthus tricolor）對(duì)Pb的富集量，并將部分Pb有效地阻滯于根部。

本研究中，膨潤土與褐煤單一施用以及兩者混合配施到 Pb污染土壤后，均有效促進(jìn)玉米生長，增加苗期植株株高和玉米鮮質(zhì)量（圖4和表2），這與他人的研究結(jié)果一致（章智明等，2013）。這一方面是由于膨潤土具有較大比表面積和較強(qiáng)吸附能力，可有效吸附重金屬Pb，從而降低土壤溶液中Pb的濃度和活性，減輕土壤中Pb對(duì)玉米的毒害作用；另一方面，膨潤土具有較強(qiáng)吸水性能，可提高土壤保水和持水能力，使土壤孔隙度減小，有機(jī)質(zhì)分解速度變慢（于寒等，2015），提高土壤肥力，從而促進(jìn)玉米生長，提高玉米株高、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量，而褐煤富含大量的天然腐植酸，具有較大比表面積，可為重金屬的吸附提供較多的吸附位點(diǎn)。腐植酸類物質(zhì)含有醇羥基、酚羥基、羧基等多種官能團(tuán)，是形成土壤有機(jī)-無機(jī)復(fù)合體的有機(jī)膠體物質(zhì)，可增加土壤微團(tuán)聚體，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量；同時(shí)，腐植酸中活潑的含氧官能團(tuán)可與磷肥有效結(jié)合并生成HA-P復(fù)合物，減少土壤對(duì)磷的固定，使其有效性大大增強(qiáng)（章智明等，2013）。腐植酸作為一種含有多種含氧活性功能團(tuán)的高分子有機(jī)膠體，具有很強(qiáng)的吸水蓄水功能。因此，施用褐煤腐植酸不僅能使土壤中養(yǎng)分含量增加、有機(jī)質(zhì)含量提高，還可以改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤保水保肥的能力。武瑞平等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，腐植酸可以抑制土壤中Pb向植物的轉(zhuǎn)運(yùn)，減少Pb在油菜（Brassica napus）中的積累和生物毒性，促進(jìn)油菜的生長，油菜的株高和鮮質(zhì)量均有所增加，并隨腐植酸添加量的增加而呈增加的趨勢。

綜上，膨潤土與褐煤單一施用及其兩者復(fù)配施用后，可促使土壤中可交換態(tài)鉛向穩(wěn)定的殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)化，降低重金屬Pb的遷移性和生物有效性，顯著降低玉米根部對(duì)Pb的富集量，進(jìn)而減少了Pb向玉米地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)，減輕Pb對(duì)玉米的毒害作用，促進(jìn)玉米生長，增加玉米株高、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量，但膨潤土和褐煤兩者混合施用的鈍化效果因其復(fù)配比例而異，混合產(chǎn)生的促進(jìn)機(jī)制還有待進(jìn)一步深入研究。

4 結(jié)論

（1）膨潤土單一施用對(duì)鉛的鈍化效果不顯著；單獨(dú)施用褐煤比單獨(dú)施用膨潤土效果好，且施用量越大，鈍化修復(fù)效果越顯著；膨潤土和褐煤兩者混合施用的鈍化效果因其復(fù)配比例而異，其中1.5%膨潤土+5%褐煤處理對(duì)鉛的鈍化效果最好。

（2）單一施用3%膨潤土與單一施用3%褐煤對(duì)減少玉米植株富集鉛的效果優(yōu)于 1.5%和 5%的處理；兩者不同比例混合施用時(shí)，5%膨潤土+5%褐煤對(duì)玉米植株富集鉛的抑制作用最強(qiáng)，對(duì)玉米地上部富集鉛的抑制作用也最強(qiáng)，能夠極大降低玉米中的鉛含量。

（3）單一施用 5%膨潤土處理對(duì)增加玉米鮮質(zhì)量效果最好，單一施用膨潤土 3%處理玉米株高最高；單一施用褐煤時(shí)，玉米鮮質(zhì)量隨褐煤添加量的增加而增加；膨潤土與褐煤混合處理中，5%膨潤土+1.5%褐煤處理使玉米鮮質(zhì)量增加最多，株高最高，處理效果最明顯。