建设用地重金属污染土壤固化评估方法

在稳定化后的土壤中，按照由弱到强的原则，使用一系列选择性试剂（如弱酸、弱碱、中性盐、螯合剂和强酸等），连续溶解土壤中重金属的矿物相来分析土壤重金属的赋存形态。现有的土壤重金属形态分级方法主要包括BCR三步法、Tessier五步法和Forstner七步法等，可对稳定化土壤中重金属的形态提取效果进行分析，并通过各种方法的异同点研究其对结果影响的机理（表3-1）。Tessier等人于1979年提出了五步提取法，简称Tessier法，将重金属形态分为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机态和残渣态五种形态。Forstner等人于1981年提出了七步连续提取法，将重金属形态分为可交换态、碳酸盐结合态、无定型氧化锰结合态、有机态、无定型氧化铁结合态、晶型氧化铁结合态和残渣态七种形态。欧共体标准参考交流局于1987年提出了三步提取法（简称BCR法），将重金属形态分为酸提取态、可还原态和可氧化态和残渣态，目前该方法已广泛应用于土壤和沉积物重金属污染的研究，经过多次实验和改进，方法日益成熟和完善，加之步骤相对较少，形态之间窜相不严重，因此BCR法再现性显著好于Tessier法。

表3-1 连续浸提法测定土壤重金属的形态

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土壤稳定化处理后，重金属赋存形态会发生转化。可交换态重金属在土壤中的活性最大，最容易被植物吸收，通常被用于评价土壤重金属生物有效性的大小。碳酸盐态主要是重金属和土壤的碳酸盐结合在一起的形态，对环境条件变化较敏感（特别是pH值），随着土壤pH值的降低，碳酸盐态重金属容易重新释放而进入环境中，移动性和生物活性显著增加。铁锰水合氧化物结合态是指以较强离子键结合吸附在土壤中的铁或锰氧化物上，生成结核体或包裹于沉积物颗粒表面的部分重金属，土壤pH值和氧化还原条件对其有重要影响。有机物结合态主要是指土壤中各种有机物如动植物残体、腐殖质的包裹层与土壤重金属螯合成的形态，该形态重金属较为稳定，释放过程缓慢，一般不易被生物所吸收利用。但当土壤氧化电位发生变化，如在碱性或氧化环境下，有机质发生氧化作用而分解，可导致重金属溶出释放。残渣态主要是非污染土壤中重金属最主要的结合形式，常赋存于硅酸盐、原生和次生矿物等土壤晶格中，在自然界正常条件下其不易释放，能长期稳定结合于沉积物中，用常规的提取方法未能提取出来，只能通过漫长的风化过程来释放，因而迁移性和生物可利用性不大，毒性也最小。