第八届青年地学论坛

土壤重金属污染是我国目前的重要环境问题之一，其中，有色金属矿产的开采、加工造成的矿冶场地土壤重金属超标率高，污染形势严峻。随着我国生态文明建设的大力推进，相关环保政策日趋严格，许多高污染的小型矿冶企业逐步被关停，遗留大量重金属污染场地有待修复。由于矿区多位于相对偏远的地域，其修复目的主要在于防止重金属污染的进一步扩散并降低其生态环境风险，因此，对低成本、高效率修复材料的需求极为迫切。
磷酸盐矿物材料常用于土壤中Pb、Zn、Cd等阳离子态重金属的原位钝化，其具有成本较低和环境友好的优势，但也存在钝化效率较低的问题。磷尾矿是磷矿石浮选后的尾渣，尽管其化学组成与天然磷矿石相似，也同样具有钝化重金属的潜力，然而，磷尾矿在土壤修复中的应用较少，相关研究有待加强。基于降低土壤重金属污染修复成本和提高磷尾矿资源化利用效率的思考，本研究考察了原始磷尾矿和改性磷尾矿在典型铅锌矿冶场地土壤阳离子态重金属活性钝化领域的应用潜力。本研究的磷尾矿由贵州川恒化工股份有限公司提供。研究结果表明，磷尾矿的主要化学成分为CaO、MgO、LOI和P₂O₅，主要矿物为白云石、石英和氟磷灰石。毒性浸出结果表明，各有害物质的浸出含量远低于危险废物鉴定标准。通过结构重组方法，制备了含有CaO和MgO的羟基磷灰石复合材料，材料可与Pb、Cd和Zn形成磷酸盐矿物等难溶沉淀，吸附固定容量高于100 mg/g，可有效降低矿冶场地土壤中水溶态重金属的含量，且对Pb具有较好的选择性。基于碳酸盐矿物高温分解的原理，制备了高温活化磷尾矿材料，该材料可调节土壤pH，土壤钝化实验表明，其钝化效率显著高于原始磷尾矿，在0.8%添加量时，可大幅降低土壤中水溶态和可交换态中重金属含量，并诱导重金属由可交换态向碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态转化。
研究结果有望为矿冶场地土壤阳离子态重金属的原位钝化提供新的材料选择，为磷尾矿的资源化利用提供新的思路，但磷尾矿材料用于土壤修复中的环境友好性有待进一步评估。
 

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