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重金属具有高毒性、难降解和持久性等特点一直受到国内外学者的广泛关注。由于人类活动导致大量的重金属污染物进入环境中,对生态系统和人类健康造成了严重的危害。本研究旨在利用制备的钝化剂产品对场地重金属污染进行修复研究,去除水体中的Pb和Cd及修复Pb污染的土壤。通过实验研究了在单元素溶液中钝化剂的投加量、铅镉溶液的pH、重金属离子初始浓度、吸附时间和温度对吸附的影响。结果表明:铅的初始浓度为800 mg/L,镉的初始浓度为25 mg/L,pH为4.0,吸附时间为150 min,钝化剂投加量为2.5 g/L,温度为25℃时,铅和镉的去除率在86%以上。铅和镉的吸附量随着温度的升高而增加。经吸附动力学模型拟合,钝化剂对铅和镉的吸附过程符合准二级动力学模型,其相关系数分别为0.999和0.998;说明该吸附过程包含物理吸附和化学吸附所有过程,并以化学吸附为主。Langmuir和Freundlich模型均能较好的拟合钝化剂对铅和镉的吸附过程,当温度为25℃时,单分子层吸附铅和镉的最大吸附量分别为316.969 mg/g和9.101 mg/g。热力学计算的?G<0,?S>0,说明钝化剂对铅镉的吸附是自发反应;?H>0说明反应过程是吸热反应,温度越高越有利于吸附。同时,探讨了在铅镉双元素溶液体系中,溶液pH、吸附时间和铅镉浓度对吸附的影响;借助X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和X射线电子能谱(XPS)等表征手段进一步分析了钝化剂对铅镉的吸附机理。结果表明:在双元素混合溶液中,溶液pH为5.0,反应时间为150 min时,铅和镉的去除效率达到最佳。铅和镉吸附过程符合二级动力学模型;在双元素溶液中,铅和镉的吸附量分别降低了3.7%和55.69%。通过对钝化剂吸附前后的残渣进行XRD表征分析发现,与Pb反应后有PbSO4和Pb(OH)2生成;在与Cd溶液反应后有CdCO3生成;与Pb和Cd混合溶液反应后有PbSO4和Pb(OH)2生成,但未检测到含有Cd的衍射峰。SEM图可以看出,吸附Cd后有大量的丝状物附着在矿物表面;吸附Pb后柱状结构矿物进一步减少,片状结构物增多,说明Pb与钝化剂发生了沉淀或吸附反应。通过钝化剂对土壤pH、重金属浸出浓度、形态分布和矿质元素含量的影响,评价了钝化剂对重金属污染土壤的修复效果。结果表明:钝化剂的施用显著地提高了土壤的pH,分别提高了0.33~2.62个单位;同时也显著地降低了土壤中危害较大的弱酸提取态重金属的含量,向更加稳定的形态转化。当施用量为6 g/kg时,弱酸提取态铅含量最多降低了39.01%。钝化剂的施用提升了土壤中的交换性Ca、Mg和有效Si的含量,相关性分析表明土壤中矿质元素含量的增加与酸提取态Pb的含量呈显著地负相关关系。交换钙、有效硅与酸提取态Pb之间的相关系数分别为RCa=-0.725*,RSi=-0.654*。中试实验结果表明铅的浸出浓度均低于0.001 mg/L,土壤pH值介于7.47~8.16之间,达到美国污染场地修复评价标准,说明该钝化剂产品对铅污染土壤有很好的修复效果。