铁基石灰质强化钝化材料的制备及其对Sb的钝化效果

来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：

作者：石嘉浩,保琼莉,储玉檀,孙红羽,黄益宗

单位：农业农村部环境保护科研监测所, 重金属生态毒理与污染修复创新团队, 天津 300191,农业农村部环境保护科研监测所, 农业农村部产地环境污染防控重点实验室, 天津 300191,农业农村部环境保护科研监测所, 重金属生态毒理与污染修复创新团队, 天津 300191,农业农村部环境保护科研监测所, 农业农村部产地环境污染防控重点实验室, 天津 300191,农业农村部环境保护科研监测所, 重金属生态毒理与污染修复创新团队, 天津 300191,农业农村部环境保护科研监测所, 农业农村部产地环境污染防控重点实验室, 天津 300191,农业农村部环境保护科研监测所, 重金属生态毒理与污染修复创新团队, 天津 300191,农业农村部环境保护科研监测所, 农业农村部产地环境污染防控重点实验室, 天津 300191,云南师范大学能源与环境科学学院, 昆明 650500

摘要：铁盐作为固化材料在土壤锑污染修复方面具有较好的效果,但使用不当会造成土壤酸化,并降低其修复效果. 采用硫酸铁、聚合硫酸铁及生石灰为原材料制备了硫酸铁基石灰质强化钝化材料（FS）和聚合硫酸铁基石灰质强化钝化材料（PFS）；利用X射线衍射检测（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及傅里叶变换红外光谱仪扫描（FTIR）进行表征；通过吸附实验及土培实验研究了材料的吸附机制及对土壤Sb的钝化效果. 结果表明,FS和PFS主要由铁和钙的氧化物以及氢氧化物构成,含有羟基、羰基等官能团. 由Freundlich模型等温吸附数据表明材料对Sb（Ⅲ）的吸附为多层吸附. FS和PFS对Sb（Ⅲ）的吸附量随其添加量的增加而增加. 吸附动力学过程符合拟二级动力学模型. 共存离子中PO₄3-对FS和PFS吸附Sb（Ⅲ）的影响最大,高浓度（0.1 mol·L-1）PO₄3-存在条件下会显著抑制FS和PFS对Sb（Ⅲ）的吸附,低浓度（0.01 mol·L-1和0.001 mol·L-1） PO₄3-存在条件下会促进FS和PFS对Sb（Ⅲ）的吸附. 添加FS和PFS均能降低土壤中柠檬酸可提取态的Sb（T）和Sb（Ⅲ）含量. 添加5%的FS和PFS使重度污染（X2）土壤可交换Sb降低幅度分别达66.39%和72.88%,轻度污染（X3）土壤的降幅达56.04%和56.86%. 土壤pH值和电导率（EC）随材料添加量的增加而显著增加. 总之,FS和PFS对Sb具有高效的吸附性能,在土壤中施用均能高效钝化Sb并缓解土壤酸化,表明两种材料具有很好的修复潜力.

关键词：锑污染,铁基钝化材料,表征,吸附实验,土壤培养实验,