随着工业的不断发展和城市化进程的加快,土壤污染问题日趋显现,尤其是土壤重金属污染问题。根据2014年4月发布的《全国土壤污染状况调查公报》,我国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染比较严重,尤其耕地土壤质量堪忧。耕地的点位超标率最高,为19.4%,中度污染点位占1.8%。这些中度污染点位主要集中在工矿企业的周边,通过大气降尘、污水灌溉、固体废物堆放等将污染物带入土壤环境,影响土壤生态功能以及农作物的质量,并危及人体健康。2016年5月国务院印发了《土壤污染防治行动计划》(“土十条”)并全面实施,启动全国土壤污染状况详查,有序开展治理与修复。相比于单一的修复技术,化学淋洗-植物-微生物联合修复技术效率高、应用前景好,得到了国内外学者的广泛关注。本文以广东韶关、南京栖霞重金属污染农田土壤作为研究对象,采用化学淋洗-植物-微生物联合技术进行修复并研究了淋洗废水的净化处理方法。得到以下结果:(1)针对广东韶关和南京栖霞两种含有Pb、Cd、Zn、Cu复合重金属污染的水稻土壤,依据本实验室前期研究结果,采用20 mmol.L-1FeCl3、100 mmol.L-1柠檬酸以及它们的复合溶液进行淋洗,设置淋洗时间为0.5、1、2、4、6、8、10、12、15 h,研究FeCl3和柠檬酸以及它们的复合溶液对土壤中重金属的淋洗机制。发现复合淋洗效果优于单独淋洗。15 h时淋洗达到平衡,FeCl3-柠檬酸复合溶液对韶关土壤中Pb、Cd、Zn、Cu的淋洗率分别为24.4%、30.2%、10.1%、20.8%,对栖霞土壤中Pb、Cd、Zn、Cu 的淋洗率分别为 13.5%、39.6%、30.8%、22.7%。淋洗初期 FeCl3-柠檬酸复合溶液对Pb、Cd、Zn、Cu去除较快,随着淋洗时间的延长,重金属去除速率逐渐下降并趋于稳定。设置淋洗温度为15℃、25℃、35℃,发现淋洗率随着温度的上升而增加,淋洗率较低的重金属增加明显。用Elovich方程、双常数方程、二级动力学方程、一级动力学方程对两种土壤中重金属淋洗过程进行拟合,发现Elovich方程和双常数方程可以较好地描述其淋洗的动力学过程,表明该过程为非均相的扩散过程。对复合淋洗前后两种土壤进行BCR分级比较,发现韶关土壤中Cd以酸溶态、铁锰化物结合态为主,占70.6%,Pb、Zn、Cu主要以残渣态为主,占57.5%、67.8%和61.9%。栖霞土壤中Cd、Pb以酸溶态、铁锰化物结合态为主,占79.3%和73.1%,Zn、Cu主要以残渣态为主,占40.6%和45.0%。淋洗过程中Pb、Cd、Zn、Cu的酸溶态、铁锰化物结合态含量显著降低,下降14.2～69.9%,硫化物及有机结合态和残渣态含量基本不变。酸溶态和铁锰化物结合态是淋洗剂去除土壤中重金属的主要形态。测定淋洗前后两种土壤有机质、速效氮、磷、钾含量的变化,发现有机质、速效氮含量下降较少,速效钾和速效磷含量显著降低,且0.5 h之内就达到了最大淋洗量的50%以上,表明复合淋洗剂对土壤中速效磷和速效钾的淋洗发生在淋洗初期阶段。(2)淋洗后的土壤经培肥后种植超积累植物伴矿景天,并施加根瘤菌促生菌,促进伴矿景天对土壤中重金属的吸收,达到彻底修复的目的。发现植物修复对重金属的去除率达到9.2%～21.1%。和对照相比伴矿景天生物量增加6.9%～38.5%;对应土壤中重金属去除率增加1.7%～8.7%;伴矿景天中重金属浓度增加3.4%～53.7%。根瘤菌对伴矿景天生长和吸收重金属起促进作用。伴矿景天对土壤中Pb、Cd、Zn、Cu具有富集作用。Pb、Cd、Cu主要富集在伴矿景天根部,它们的富集系数都大于0.5,Zn除了富集在根部以外,在地上部也大量存在,并且超过了根部的含量,其转移系数大于1,伴矿景天对Zn的转运能力较强。(3)淋洗过程产生的废水,利用CaO沉淀结合纳米羟基磷灰石吸附的方法对其进行处理。本试验淋洗条件下,首先调节废水pH至5.0,CaO添加量为0.8 g·L-1,沉淀时间为30 min,沉淀分离后,调节溶液pH至6.0,纳米羟基磷灰石添加量为1.0 g·L-1,吸附时间为180 min。处理后淋洗废水中Pb、Cd、Zn、Cu的浓度都降至环境控制标准值以下,可以安全排放。