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矿产开采和金属冶炼造成矿区及其周边地区严重的土壤重金属污染，直接威胁到该地区的农产品质量安全、人体健康和生态安全，开展矿区及其周边地区重金属污染土壤的修复技术研究具有非常重要的科学意义和现实意义。化学固定通过向污染土壤施用化学改良剂从而降低重金属的生物有效性和迁移性，植物提取通过超积累植物对重金属的吸收富集来去除污染土壤中的重金属，这两种技术在重金属污染土壤修复方面得到了广泛的应用。在重金属污染土壤中联合采用化学固定技术和植物提取技术，一方面改良剂可以固定土壤中的某类重金属离子，从而增强植物对此类重金属的耐受性；另一方面，一些添加剂可以诱导土壤中另一类重金属离子的释放，从而提高超积累植物对这类重金属的提取效率。
本论文通过实验室土壤培养、温室盆栽实验和大田试验就化学改良剂（赤泥和骨炭）对矿区土壤重金属的形态转化、生物有效性以及植物修复效率的影响开展了一系列的研究工作，获得了如下主要结果：
(1)单独添加赤泥或骨炭显著降低了土壤中有效态（酸提取态）Pb和Zn的含量与比例，促进土壤Pb和Zn从高迁移性形态向低迁移性形态转化。当赤泥用量为5％时，培养1、2和3个月后，酸提取态Pb含量分别比对照下降62.5%、65.3%和73.5%；酸提取态Zn含量分别比对照下降56.7%、65.8%和67.4%。当骨炭用量为5%时，培养1、2和3个月后，酸提取态Pb含量分别比对照下降95.0%、93.7%和97.4%；酸提取态Zn含量分别比对照下降47.8%、43.6%和41.4%。单独添加赤泥或骨炭提高了土壤中有效态（专性吸附态）As的含量与比例，导致土壤As从低迁移性形态向高迁移性形态转化。土壤添加赤泥显著地降低土壤Zn的生物可给性，添加骨炭显著地降低土壤Pb的生物可给性，而不管是添加赤泥还是骨炭均显著地提高土壤-As的生物可给性。
(2)赤泥和骨炭复合添加较单独添加更显著地降低土壤中有效态（酸提取态）Pb的含量和比例，有效地促进了Pb从高迁移性形态向低迁移性形态转化。培养3个月后，2%赤泥处理、2%骨炭处理、2%赤泥+2%骨炭处理的酸提取态Pb含量分别比对照降低54.5%、83.7%和93.7%。单独添加赤泥比骨炭更有效地降低土壤中酸提取态Zn含量，降低了Zn在土壤中的迁移性。单独添加赤泥较骨炭更显著地提高土壤中专性吸附态As含量，赤泥和骨炭复合添加较单独添加更显著地增强土壤As的生物可给性。
(3)赤泥、骨炭或石灰单独添加与赤泥和骨炭复合应用均显著地降低玉米茎叶部或根部对Pb和Zn的吸收积累。当添加剂的用量为5%赤泥、5%骨炭、5%石灰和2.5%赤泥+2.5%骨炭时，玉米根部Pb含量分别比对照下降65.3%、50.0%、67.5%和57.8%；茎叶部Pb含量分别比对照下降85.0%、86.7%、70.9%和89.1%；玉米根部Zn含量分别比对照下降93.2%、91.0%、94.3%和93.7%；玉米茎叶部Zn含量分别比对照下降84.3%、79.9%、89.7%和78.3%。所有添加处理均显著地降低土壤中植物有效态Pb和Zn含量(0.01 M CaCl2提取)，却显著地提高土壤中植物有效态As含量（0.01 M CaCl2提取）。玉米茎叶部或根部Pb和Zn含量与土壤0.01 M CaCl2提取的植物有效态Pb和Zn含量呈极显著正相关关系。
(4)赤泥和骨炭的单独添加或复合施用均显著地降低蜈蚣草地上部对Pb和Zn的吸收积累，这是因为赤泥和骨炭的添加固定了土壤的Pb和Zn，从而抑制了蜈蚣草对这两种元素的吸收积累。单独添加赤泥或赤泥和骨炭复合添加均显著地提高蜈蚣草地上部对As的吸收积累，说明赤泥的添加可以诱导土壤中As的释放，从而提高蜈蚣草对As的提取效率。化学固定与植物提取联合修复酸性Pb-Zn-As复合污染矿区土壤具有可行性。