螯合剂在重金属污染土壤修复中应用研究进展

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1、螯合剂在重金属污染土壤修复中应用研究进展生态环境学报2009,18(2):777-782http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com基金项目：污染控制与资源研究国家重点实验室开放研究基金项目(PCRRF06001)；国家自然科学基金项目(20607010)作者简介：丁竹红(1977年生)，女，讲师，博士研究生，主要从事元素形态分析及生态毒理研究。E-mail:songshu7111@sina.com收稿日期：2009-01-02螯合剂在重金属污染土壤修复中应用研究进展丁竹红1,3，胡忻2

2、，尹大强1,41.污染控制与资源化国家重点实验室//南京大学环境学院，江苏南京210093；2.南京大学现代分析中心，江苏南京210093；3.南京工业大学环境学院，江苏南京210009；4.同济大学环境学院，上海200092摘要：螯合剂在重金属污染土壤修复中具有重要的作用。文章结合国内外的研究成果和最新研究进展，从螯合剂对重金属的活化效率及其影响因素、螯合剂在土壤中风险评价、生物可降解性螯合剂S,S-EDDS在化学淋洗修复和植物修复中的应用等几个方面论述了国内外螯合剂的研究现状，总结了在螯合剂应用研究中存在的问题，同时指出必须对螯合剂对重金属在土壤中的存在形态的影响以及螯合剂对矿物元素的作用

3、，螯合剂与污染土壤组分作用的微观机理等进行深入的研究。关键词：土壤；重金属污染；修复；螯合剂中图分类号：X53文献标识码：A文章编号：1674-5906（2009）02-0777-06土壤环境质量直接关系到农产品的安全，进而威胁动物和人类健康。因此，重金属污染土壤修复的研究已成为当前国内外的热点科学问题和前沿领域。目前，重金属土壤污染的修复主要采用物理化学法和植物修复法。无论是物理化学修复还是植物或微生物修复，可以从机理上概括为2类：①改变重金属在土壤中的存在形态，使其由活化态转变为稳定态从而降低其在环境中的迁移性和生物可利用性；②二是从土壤中去除重金属，以使其存留浓度接近或达到背景值[1]。

4、螯合剂可以通过与土壤溶液中的重金属离子结合，改变重金属在土壤中的存在形态，使重金属从土壤颗粒表面解吸，由不溶态转化为可溶态，从而大大活化土壤中的重金属，为淋洗或植物的吸收创造有利条件。因此，在重金属污染土壤的物理化学法和植物修复法中，螯合剂的应用受到广泛的关注。1螯合剂种类在土壤重金属污染修复应用及研究中采用的螯合剂主要有2大类型。第一类是氨基多羧酸类（aminopolycarboxylicacids,APCAs），如人工合成的螯合剂EDTA（乙二胺四乙酸）、DTPA（二乙三胺五三乙酸）、HEDTA(羟乙基替乙二胺三乙酸)、EGTA(乙二醇双四乙酸)、EDDHA(乙二胺二乙酸)、CDTA(环已

5、烷二胺四乙酸)，以及天然螯合剂S,S-EDDS（S,S-乙二胺二琥珀酸）和NTA(二乙基三乙酸)等[2]。APCAs因具有较强的活化能力而被广泛应用，尤其是EDTA。EDTA对Pb等金属的螯合能力很强。Salido等[3]（2003）向含Pb338mg·kg-1的土壤施加10mmol·kg-1的EDTA导致印度芥菜（B.juncea）积累约32mg的Pb。Wu等[4]（2003）实验表明，EDTA可以增加印度芥菜(Brassicajuncea)地上部Cu和Pb的含量，分别是对照的2倍和3倍。还有一类是一些天然的低分子有机酸（Naturallowmolecularweightorganicaci

6、ds,NLMWOAs），如柠檬酸、草酸、酒石酸、苹果酸、丙二酸等，能促进金属离子的解吸附作用，通过与金属离子形成可溶性的络合物来增加金属离子的活性和移动性。Huang等[5](1997)利用柠檬酸处理U污染的土壤后，印度芥菜和中国白菜中地上部U的浓度从不足5mg·kg-1增加到了5000mg·kg-1以上(土壤中总U为750mg·kg-1)。电动修复Cu污染土壤时，一般利用柠檬酸及其盐组成的清洗剂，柠檬酸不仅对目标污染物有很高的溶解度和缓冲容量，保证电修复过程中pH值的稳定，避免目标组分发生沉淀，而且由于具有较好的环境安全性，可避免二次污染。2影响螯合剂对重金属的活化效率的主要因素2.1螯合剂

7、种类的效应不同的螯合剂对各金属元素的活化能力差异很大，一般认为APCAs因具有较强的活化能力，尤其是EDTA；小分子有机酸的作用则弱得多。研究表明，在相同浓度下，EDTA、DTPA、NTA、柠檬酸对Cd的提取效率大小依次为EDTA>DTPA>NTA>柠檬酸[6]。HEDTA、EDTA、DTPA、EGTA、EDDHA诱导Pb在豌豆(P.sativumL.cv.Sparkle)和玉米(Z.maysL.