弱化胶凝赤泥基-氮磷包覆材料对土壤重金属钝化与氮磷流失阻控联合机制研究

土壤重金属污染因从源头造成生物链不可逆危害而成为当前强烈关注对象,湖南作为有色金属之乡遭受的该类污染更为严重。同时，阻控农田氮磷流失的研究正广泛开展。目前国内外大多为直接利用赤泥堆渣进行污染治理和生态修复，但因强碱性溶出液对土壤性质改变大，使其施用及效果受限。本研究在探索赤泥弱水化胶凝造粒并应用良好的基础上进一步结合磷酸盐对重金属的固定作用，强化修复效果和生物吸收抑制。赤泥基复合材料中氮磷经非完整结晶包覆实现缓控释，并改善赤泥对土壤微环境和作物生长的持续不良影响。拟对由结构包覆-界面吸持形成氮磷缓控释的机理和对铅锌等重金属化学固定的促进机制进行研究。通过同位素示踪研究氮磷和重金属在根系-土壤-植株系统中迁移及转化平衡，探明颗粒中修复因子和氮磷在污染土壤修复-流失阻控间的动态关系和生物吸收性氮磷-重金属的交互作用。本研究将实现赤泥在土壤污染控制上的多功能资源化，并为其应用提供理论和技术支撑。

本研究在赤泥-磷复配颗粒材料的重金属修复效果方面做了较多研究。通过添加辅助剂改性将赤泥原料制备成赤泥颗粒材料后，能使碱性物质包覆在水化产物的晶格或晶格间隙中，从而缓释OH-。在此基础上，进一步添加磷酸盐，制成改良赤泥-磷复合颗粒。 . 施加含磷6.80%赤泥材料，对铅的稳定化最显著，促进其他形态向残渣态铅转化，残渣态铅含量增加达81.26%。控制赤泥-磷复合颗粒中磷含量1.70%，可保证植株正常生长并能有效抑制对铅的吸收，抑制率高达86.88%。这一新的赤泥修复材料不仅保留了赤泥原料较强的吸附性能，并且缓解了因赤泥而引起的土壤pH值增加，同时促进了对矿区土壤中铅锌的稳定化。. 试验中也对赤泥—氮磷材料在修复过程中的固持效应及根系-土壤中迁移扩散特性进行了研究。土柱实验后期，赤泥-可溶磷颗粒中水溶磷持续释放优势明显，高出单纯添加可溶磷处理下23.34%。对比施用赤泥，添加含氮赤泥颗粒在修复中后期对土壤酶活性的恢复有利，而赤泥中碱性物质对对土壤酶活性持续抑制。. 研究结果表明赤泥-磷复合颗粒不仅能修复重金属污染土壤，又能缓释磷，持续提供有效磷素。本研究为赤泥在土壤修复和农业生产应用方面进行了积极有益的探索，提供新的资源化利用思路。