Page 212 - 《精细化工）》2023年第10期

·2290· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

C2、C3 和 C4 可酸溶态 Cu（Ⅱ）含量分别降低 6.01%、 和 20.07%，大于单独使用 OBs 和 OBDCs，较高毒
11.61%、13.50%、18.21%，C1、C2、C3 和 C4 可酸 性的可酸溶态向毒性较低的残渣态等形态转变。由
溶态 Pb 含量分别降低 5.87%、13.76%、16.58%、 于钝化剂表面官能团与黏土矿物的离子交换等作用
20.07%。可酸溶态金属向可还原态、可氧化态和残 使重金属离子迁移能力减弱，导致可浸出 Cu（Ⅱ）
渣态转变，使土壤中 Cu（Ⅱ）和 Pb（Ⅱ）的存在 和 Pb（Ⅱ）的量减少 [6] ，毒性降低，由于 OBDCs-OB
相对稳定。可酸溶态的 Pb（Ⅱ）占比远小于 Cu（Ⅱ）， 加入后 Pb（Ⅱ）的可酸溶态含量远低于 Cu（Ⅱ），
说明对 Pb（Ⅱ）的钝化效果更好。该现象可以通过 所以 Pb（Ⅱ）的潜在浸出毒性远低于 Cu（Ⅱ）。
软硬酸碱理论来解释，硬酸（软酸）优先与硬碱（软
碱）结合，Pb（Ⅱ）为硬酸，与土壤中—OH（硬碱）
2+
等的络合度高于 Cu （软酸），这与相关报道结果相
−
似 [16] 。土壤 pH 较高时土壤环境出现 OH 等游离阴离
子，可与重金属离子形成沉淀 [28-29] 。黏土矿物层状结
构中的 Na（Ⅰ）、K（Ⅰ）等会与 Cu（Ⅱ）和 Pb（Ⅱ）
发生离子交换，从而起到钝化作用。

图 5 土壤中 Cu（Ⅱ）（a）和 Pb（Ⅱ）（b）的潜在浸出毒性
Fig. 5 Potential leaching toxicity of Cu(Ⅱ) (a) and Pb(Ⅱ)
(b) in soil

2.4 土壤微生物活性变化
土壤基础理化性质和重金属离子会影响土壤微
生物活性，体现在微生物数量和土壤酶活性的变化
上 [11] 。土壤修复过程中微生物总数变化如图 6 所示。

图 4 土壤修复期间土壤中 Cu（Ⅱ）（a）、Pb（Ⅱ）（b） 除 C0 外，其他实验组的微生物总数整体呈现先增
的形态变化
后减，后趋于稳定的趋势。随着土壤修复时间延长，
Fig. 4 Morphological changes of Cu(Ⅱ) (a) and Pb(Ⅱ) (b) OBDCs-OB 组中微生物总数变化表现出延时生长的
in soil during soil restoration
特点，在修复第 28 d 达到最大值，C4 组微生物总
图 5 为土壤中 Cu（Ⅱ）（a）和 Pb（Ⅱ）（b） 数为 8.6×10 10 cfu/g，优于 OBs 和 OBDCs；其次是
的潜在浸出毒性结果。可以看出，在 83 d 土壤修复 OBs 组，微生物总数在第 21 d 达到最大值。生物炭
过程中，C0 中 Cu（Ⅱ）和 Pb（Ⅱ）的潜在浸出毒 本身具有生物相容性好的特点，能促进微生物生长，
性基本保持不变，其余处理方式均降低了 Cu（Ⅱ） 与本实验结果一致 [14] 。微生物生长会影响土壤 pH，
和 Pb（Ⅱ）的潜在浸出毒性。OBDCs-OB 加入后第 同样 pH 也会影响微生物生长，OBDCs-OB 兼具 OBs
83 d 时，对比 C0，C4 对 Cu（Ⅱ）和 Pb（Ⅱ）潜在 和 OBDCs 的理化特征，黏土矿物的存在能在一定程
浸出毒性分别下降 52.8%和 92.8%，降幅大于其他 度上缓冲土壤 pH 的降低，稳定的 pH 有利于微生物
实验组。土壤中可酸溶态的重金属离子含量会影响 的生长。加入钝化剂后，毒性较高的可酸溶态 Cu
潜在浸出毒性结果，OBDCs-OB 加入后 C4 组可 （Ⅱ）和 Pb（Ⅱ）含量降低，潜在浸出毒性降低，
酸溶态的 Cu（Ⅱ）和 Pb（Ⅱ）含量分别降低 18.21% 有利于土壤中微生物的生长。