建设用地重金属污染土壤固化稳定化评估方法与标准

（一）实验方法

图3-6 DGT装置剖面图

DGT装置如图3-6所示。准备各类干土样90 g，将土样和超纯水充分混合至最大容水量的60%，放置2 d。往上述土样中继续添加超纯水至最大容水量的100%，并充分搅匀、平整，放置1 d。预先（4～6 h）将DGT装置从冰箱中取出，保证使用时温度与外界平衡。将上述土壤按实验需要放置在相应的塑料培养皿中，小心地涂抹少量上述土壤在DGT装置的采样窗口处（滤膜上）。将DGT采样装置的采样窗口朝下，轻轻地按到土壤中。往下按的过程中可小心地左右旋转DGT装置，让装置和土壤充分接触。不要用力按DGT装置，否则可能会引起膜被压缩，使得滤膜跟DGT塑料装置之间出现孔隙，从而导致大量土壤进入装置中，影响实验结果。DGT放置24 h后迅速取出，尽量避免触碰装置表面的滤膜。用去离子水冲洗DGT装置，尽可能去除DGT表面的土壤颗粒。若有大量土壤黏在表面，可使用纸巾轻轻擦拭。

用螺丝刀于DGT顶盖凹槽处打开装置。将滤膜和扩散膜一起移除后，取出底部的吸附膜，并放入试管中。向试管中加入一定体积和浓度的洗脱液（1 mL 1 mol的HNO3），确保吸附膜整体浸没在溶液中，并充分舒展开。将试管静置24 h左右，取上清液稀释，再用仪器分析测量。

吸附膜中的目标物质量可由如下公式计算得到：

式中 Ce——洗脱液中目标物浓度，可由稀释液中浓度乘以稀释倍数获得;

Vacid——所用洗脱液体积，本实验所用洗脱液的体积都为1 mL;

Vgel——单片吸附膜的体积，Chelex吸附膜约0.15 mL;

Fe——目标物的洗脱效率，Pb在Chelex膜中的fe为0.8。目标物在水（土壤）／DGT界面处的通量（F）可以通过下式算得：

式中 t——放置时间，s;(www.xing528.com)

A——DGT装置的采样窗口面积（详见每个DGT标签上的具体数值），cm2。

溶液中可被DGT测得的浓度（CDGT）可通过下式计算得到：

式中 FΔg——扩散层厚度，一般为扩散膜的厚度（详见每个DGT标签上的具体数值）与滤膜的厚度（0.014 cm）之和，cm;

D——各种目标物在扩散层中的扩散系数。

（二）结果与讨论

目前，薄膜梯度扩散技术（DGT）已被广泛用于评估土壤中重金属的生物可利用部分，其可以模拟植物对重金属的吸收，并分析提取浓度与潜在生物有效性的相关性。因此本实验将使用DGT来评估污染土壤稳定化前后Pb、As和Cd的潜在生物有效性。

由表3-3可知，污染土壤稳定化后，DGT可提取的Pb、As和Cd的浓度水平均显著降低（p＜0.05），Pb从（24.49±1.69）μg／L降至（7.39±0.70）μg／L，As从（713.45±48.98）μg／L降至（107.58±3.89）μg／L，Cd从（1.84±0.08）μg／L降至（1.03±0.06）μg／L。Pb、As和Cd的提取率（ER）分别为30.2%、15.1%和56.0%。结果表明，在土壤稳定化后，DGT可提取的Pb、As和Cd的潜在生物有效态含量下降。此外，萝卜、菠菜、番茄和油菜籽中Ni、Cd、As、Cu和Zn的含量与DGT测量结果的相关性很好。尽管DGT可用于评估土壤中重金属的生物有效性，但很少有研究在土壤原位稳定化修复后分析其在土壤中的生物有效性。

表3-3 DGT提取稳定化和未稳定化土壤中重金属浓度

注：*代表未稳定化与稳定化的土壤数据有显著性差异（p＜0.05）。