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改良营养液对大棚酸性土壤交换性钙镁和有效态铜锰锌铁的影响_邓爱妮
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新突破：用纳米级材料修复大面积土壤污染
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土壤污染问题日益得到重视。近期，我国科学家针对酸性土壤重金属污染修复的研究取得重要进展，为治理酸性土壤和重金属污染提供一种新思路。
&&&&土壤污染问题日益得到重视。近期，我国科学家针对酸性土壤重金属污染修复的研究取得重要进展，为治理酸性土壤和重金属污染提供一种新思路：利用黏土、生物炭等天然材料制备出一种复合纳米材料，材料呈多孔纳米网络结构，其不仅能够固定土壤中盐基阳离子，提高土壤pH值，从根本上修复酸性土壤，还能够还原、吸附土壤中的重金属离子。据悉，该项技术优先适用于农田地块，可使植物中六价铬的富集量降低60%。另外，经济上，这项材料亩均成本只要10元―30元，且使用便捷。相关成果以论文形式刊登于美国化学会绿色化学领域核心期刊《ACS可持续化学与工程》。&&&&&该课题组的负责人吴正岩告诉记者，该材料可以针对不同环境和土壤类型调整配方，以适用于矿山、工业用地、农田等条件。目前课题组发表的文章和专利中的技术优先适用于农田地块。同时，课题组正在研发工业重金属废水源头治理技术以及有机肥中重金属修复技术，重点治理对象为铬、镉、铜、砷等，预计1―2年后研发成功。
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[来源：南方日报]
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环境材料在环境治理中的应用
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1环境材料和农业环境问题
环境材料又称生态材料或是环境功能材料，这个概念首次出现是在20世纪90年代，是日本东京大学山本良一教授提出的，环境材料包括新开发的环境材料和传统的现有材料两种，其概念是那些在加工、制造、使用和再生过程中的人类所需材料，其使用功能最大化但是环境负荷最低。环境材料的特点主要体现在以下三个方面，（1）先进性，就是指各自最主要的功能性；（2）环境的协调性，在材料的生产过程中，能够降低对资源以及能源的消耗，减少温室气体的排放，同时对废弃物的循环再利用起到了很大的作用，符合21世纪对于新材料性能方面的要求；（3）具有舒适性，即经济性，具有美观舒适的外形以及较强的经济实用性。循环再生材料、高分子材料、地环境复合材料等等都属于环境材料，目前在环保、农业生产和工业等领域都得到了广泛应用。
2在盐碱地的土壤改良中，环境材料的相关应用
2.1盐碱地的危害我国非常常见又十分严重的农业环境问题之一就是土壤盐碱化，在我国，盐碱地分布广泛、面积大，现有的盐碱化土地占耕地面积的比重约为20%，大多数位于西部的内陆干旱和半干旱地区，同时还有滨海地区。当土壤表层的易溶性盐分大于百分之零点六时就能称之为盐土，盐碱化了的土壤会因为盐分浓度过高而造成植物的吸水困难，或是植物在土壤中吸入的某种高浓度离子过多，在植物的体内大量积累使植物承受“单盐毒害”。另外，植物体内盐分过多会使其出现一系列的生理代谢失调状况，对光合作用造成不利影响，低盐浓度有助于呼吸而高盐浓度阻碍呼吸，加速了植物的蛋白质分解以及植物的死亡。
2.2环境材料与盐碱地的改良有很多方法可以改良盐碱地，比方说，物理措施、水利措施、化学措施以及生物措施等等，其中采用环境材料进行土壤改良是比较新的现代化化学措施，循环经济以及现代化工的发展推动了这种措施的广泛应用。目前，用于改良盐碱地的环境材料有两类，一类是起替换作用的加钙环境材料，例如石灰石、氧化钙、煤矸石和石膏等；另一类是起化学作用的加酸环境材料，例如硫磺、腐殖酸、硫酸铝以及酸性肥料等。
3在土壤重金属污染治理中，环境材料的相关应用
3.1土壤重金属污染的危害土壤重金属污染常常是由于工业与城市污染以及农业施肥和污水灌溉等引起的，城市化和工业化的加速使得土壤重金属污染更为严重。我国约有hm2的土地是受到重金属污染的，约占总农田面积的1/5。过量的重金属在土壤中会滞留在土壤耕作层，对植物生长有非常严重的影响，同时土壤中的重金属在土壤中会滞留很长时间，也不容易被微生物分解，时间久了，水以及种植在土壤中的植物就成为重金属危害传递的介质，给人类的健康带来不利的影响，然而治理与恢复难度也是十分大的。
3.2在土壤重金属污染治理中，环境材料的应用重金属污染土壤的修复技术分为四种，分别是生物措施、物理化学措施、化学改良措施和工程措施，其中包含微生物菌剂以及植物，以化学固化修复技术和生物修复技术应用最为广泛。从大的范围上来讲，化学固化修复是化学修复技术之一，往土壤里加重金属钝化剂和重金属固化剂，使土壤和土壤里的重金属的理化性质发生改变，这样土壤中的重金属的迁移能力和生物有效性会因为吸附和沉淀而降低。粘土矿物、磷酸盐、无机矿物、有机堆肥和微生物等都是常见的重金属稳定固化修复材料。其中有机材料和矿物材料可以对重金属发挥良好的稳定效应，这些有机质可以对土壤中的Cr6+进行还原，变为Cr3+从而降低其毒性，同时让重金属生成硫化物沉淀。而沸石、磷酸盐和含铁矿物等材料优点是便于获得、价格低廉并且高效，对重金属污染土壤的控制和修复作用明显。高分子保水材料是目前新发现的一种环境材料，对重金属有较好的固化作用，实验证明高分子化合物一方面可以让重金属对植物污染的作用降低，所以作物不会过多的吸收重金属；另一方面可以对土壤结构进行改良、转化养分并且直接给作物的根系提供水分。
4环境材料应用于农业抗旱节水中
农业的发展离不开水源，我国每年有约4×1011m3的水用于农业活动，约占总用水量的70%，而其中90%的水都用于农田灌溉。对于农业灌溉用水来说有三个问题最为显著，（1）水资源欠缺，干旱问题十分严重制约了农业灌溉的面积；（2）不能科学合理的利用那部分已被开发利用的水资源，出现了十分严重的浪费情况，例如宁夏回族自治区以及内蒙古自治区依旧运用农田漫灌的灌溉方式，灌溉水利用率仅有40%左右，而发达国家的利用率在90%左右；（3）水资源的污染情况非常严重。在农业抗旱节水中应用的环境材料主要有土壤保水剂与作物叶面抗蒸腾剂，这些都属于物理性材料的范畴。
材料学和环境学的检查结合酝酿出了环境材料，但是将其应用在农业生产和环境治理中还有很多问题。伴随着可持续发展理论的逐渐发展和循环经济理论的逐步深化，人们对农业生产以及环境治理会更加重视，自然也会更好地发挥出环境材料在其中的作用。
作者：张译文 单位：西南林业大学环境材料在环境治理中的应用责任编辑：杨雪&&&&阅读：人次
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重金属污染土壤的化学治理和修复
维普资讯 ２Ｏ ０ ２年 ３月 　 第 ２期　Ｊ ＵＲ Ｏ ＮＡＬ ＯＦ Ｚ 　 　 ＨＫＩ Ｉ ＡＮＧ　 ＵＣ Ｉ ＥＤ ＡＴ ＯＮ　ＮＳ Ｉ Ｔ 　 Ｉ Ｔ ＴＵ Ｅ浙江教育　 学　 院　 学报　Ｍ ｒｈ２ ０ 　 ａｃ 　 ０ ２Ｎｏ ． 　 ２重 金 属 污 染 土 壤 的 化 学 治 理 和 修 复　杨 秀 丽。 ，王 学 杰　（ ．稽 山 中 学 ，浙 江 １ 绍兴 ３ ２０ ；２ １０ ０ ．浙 江 教 育 学 院 ， 浙 江 杭州 ３０ １） １０ ２　摘　 要 ：综合 国 内外研 究 现 状 ， 简要 介 绍 了各 种 治理 和修 复 重 金 属 污 染 土壤 的　 化 学方 法 。 　关 键 词 ：重金 属 污 染 ；土壤 ；化 学 治理 和修 复　 中圈分 类 号 ：Ｘ ３ 文献 标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ：１７ ―６ ７ ２ Ｏ ０ ０ ５ ０ 　 ５ ６ １ ５４（０ ２）２― ０ ５― ７１ １ 　 葑 言　随 着 工 业 废 水 和城 市 垃 圾 的 大量 排 放 ，污 水 的农 业 灌 溉 ，土 地 的 重 金 属 污 染 已成 为 突 出　的 环 境 问 题 。土 壤 的重 金 属 污 染 不仅 危 害 农 作 物 的生 产 。而 且 通 过食 物 链 危 害 人 类 的健 康 和　生 命 。 由于 重 金 属 对 植 物 危 害 的表 观 常 常 现 象 不 明显 ，土 壤 重 金 属 污 染 的 问题 往 往 被人 们 所　 忽 略 ，而 且 重 金 属 在 土 壤 中 的 污染 过 程 具 有 隐 蔽 性 、长 期 性 和 不 可 逆 性 等 特 点 。治 理也 比较　困 难 。 日本 “ 痛 病 ” 和 “ 俣 病 ” 的 发 生 引 起 人 们 对 重 金 属 污 染 的 重 视 ，推 动 了 相关 研 究　 痛 水的 开 展 和 深 入 ，近年 来 ， 国外 对 土 壤 的 重 金 属 污 染 进 行 了大 量 研 究 ，从 土 壤 中重 金属 分布 特　 征 、重 金 属 在 土 壤 中 的迁 移 、转 化 ，重 金 属 对 植 物 的影 响等 基 础 研 究 。到 污 染 土 壤 的 治 理 和　 修 复 实 践 。 已取 得 了许 多 进 展 ，许 多 方 法 已得 到 实 际应 用 。相 比之 下 ，我 国对 土 壤 重 金 属 污　 染 的 问 题 还 不 够 重 视 。理 论 研 究 和 治 理 实 践 都 不 多 ，亟 待 加 强 。 　 土 壤 重 金 属 污 染 的治 理 和 修 复 按 其 原 理 大致 可 分 为物 理 、化学 、生 物 、农 业 等 几 大 类 方　 法 。 其 中 。化 学 方 法 具 有 适 用 范 围广 、方 法 手 段 多 、见 效 快 、处 理 容 量 大 、效 果 显 著 等 特　 点 ，具 有 较 好 的实 际应 用 前 景 。本 文 简 要 介 绍 治 理 和修 复重 金 属 污 染 土 壤 的各 种 化 学 方 法 。 　２ Ｉ 金 一 污 染 土壤 的 化 学 治 理 和 修 复　 　化 学 方 法 治 理 和修 复重 金 属 污 染 土 壤 就 是 利 用 化 学 试 剂 、化 学 反 应 或 化 学 原 理 来 降 低 土　 壤 中重 金 属 的迁 移性 和生 物 可 利 用 率 ，减 少 直 至 清 除 土壤 中的 重 金 属 ，从 而 达 到 污 染 土 壤 的　 治 理 和 修 复 。它 包 括淋 洗 ， 洗 一提 取法 、 固化 法 、施 用 改 良剂法 和 电 化 学 等方 法 。 淋 　２． 淋 洗 ， 洗 一提 取 法　 １ 淋淋 洗 法 就 是 用 淋洗 液 （ 水 或 含 有 化 学 助 剂 的 水 溶 液 ）淋 洗 被 污 染 的 土 壤 ，又 称 洗 土 法　 清牧 一 日 期 ：２ Ｏ ０２一ｏ ―Ｉ　 ｌ ４作 者 俺 介 ：杨 秀 爵 （９ ８ ） 女 ，浙 江 诸 暨 人 ， 绍 兴 稽 山 中 学 教 师 ； 王 学 杰 （ ９７一） 男 ， 浙 江 温 州 人 ，浙 江 教 育　 １７ 一 ， １５ ，学 茂化 学系教 授 ，理学 ｛ 。 黄士 　维普资讯 浙 江 教 育 学 院 学报 　２０ ０ ２年　或 萃 取 法 。 在 操 作 上 又 分 为就 地 淋 洗 和 移 土 清 洗 。就 地 淋 洗 时 ，淋 洗 液 用 量 以到 达 植 物 根 部　 以 下 而 不 到 地 下 水 为 宜 ，以免 污 染 地 下 水 。淋 洗 提 取 法 即在 治 污地 块 按 一 定 分 布 打 一 些 抽 提　 井 ，淋 洗 液 经 土 壤 渗 透 后 汇 集 在 这 些 抽 提 井 中 ，回收 处 理 除 去 淋 洗 液 中 的重 金 属 ，淋 洗 液 可　循 环 使 用 ，这 样 既 消 除 土 壤 污 染 又 避 免 对 地 下 水 的 二 次 污 染 。 为有 效 的 淋 洗 和 抽 提 ，并 避 免　污染 扩 散 ，在 治 污 地 块 周 围建 隔 离 墙 是 必 要 的 。 从 环 保 角 度 讲 ，淋 洗 液 最 好 直 接使 用 清 水 。 　 １８ ―１９ 年 间 ，美 国 工 程 人 员 使 用 清 水 淋洗 一 电 镀 厂 造 成 的 ｃ ９８ ９１ ｒ污 染 ，４年 内 使 地 下 水 ｃ 　 ｒ （Ｉ Ｖ ）平 均 浓度 从 １２ ｍ ／ ９ ３ ｇＬ下 降 到 ６ ｍ ／ … 。但 在 多 数 情 况 下 ，为 提 高 淋 洗 液 的洗 脱 效 率 ， ５ ｇＬ 　 需 要 在 淋 洗 液 中加 入 一 些 能增 大 重 金 属 水 溶 性 和迁 移 性 的 化学 助 剂 。通 常 选 择 价 格 低 廉 、可　生 物 降 解 、不 易 造 成 土 壤 污 染 的 化 学 物 质 ，最 常 用 的是 酸 和螯 合 剂 。而 后 者 对 土 壤 的就 地淋　洗 更 适 用 ， 因为 它 们 对 环 境 的危 害 更 小 。Ｅ Ｔ Ｄ Ａ是 对 重 金 属 最 有 效 的 提 取 剂　 卜　。Ｐｃ ｔ 　 比　 ｉ ｅ ｈｌ 较 了 Ｅ Ｔ 、 Ｔ 、Ｄ Ｄ Ａ Ｎ Ａ Ｓ Ｓ和 ＨＣ 四种 清 洗 剂 从 污 染 土 壤 中 去 除 ｃ 和 Ｐ Ｉ ｒ ｂ的 能 力 ， Ｄ Ａ 果 最 好 ， ＥＴ效 　 ０． １ ｏ ＬＥ Ｔ ０ ｍ ｌ 　 Ｄ Ａ即 能 有 效 去 除 污 染 土 壤 中的 重 金 属 。Ｆｉ ａ　 报 道 ，美 国 应 用 络 合 剂 和 酸 淋　 ／ ｒｔ ｓｄ 洗 法 成 功 地 治 理 了 ８种 重 金 属 （ ｄ ｃ 、Ｈ 、Ｃ 、Ｎ 、Ａ 、 Ｐ ｃ、 ｕ ｇ ｒ ｉ 异 ｂ和 Ｔ ） 污 染 的 土 壤 。 日本 将　 ｂ Ｅ Ｔ （ ．ｋ １ 撒 在 稻 田或 旱 地 （ 壤 含 ｃ Ｄ Ａ ０ ３ ＃ｎ ） ２ 土 ｄ分 别 为 ｌ ． ，２ ．ｍ ／ ｇ ，淹 水 或 小 雨 淋 洗　 ０ ４ ７ ９ ｇｋ ）（ 量 以能 达 到 根层 以 下 而 未 到达 地 下 水 为 宜 ） 水 ，清洗 一 次 使 耕 层 土 壤 ｃ ｄ含 量 降 低 ５ ％ ，二　 ０次使镉米 （ 中 Ｃ 米 ｄ＞０ ６ ｇｋ ） 减 少 ８ ％ 。淋 洗 液 中 螯 合 剂 的 浓 度 越 高 ，重 金 属 的 去 除 率　 ．ｍ ／ｇ ｌ 也越 高 ，如 当 ［ Ｄ Ａ］ ［ ａ 为 １ ： ＥＴ ： ｃ］ ０ １时 ，提 取 率 可 达 ９ ％ ，较 浓 度 比 为 １ １ 明显 提 高 ， ０ ：时 　 但 Ｅ Ｔ 的利 用 率 降低 ，对 土 壤 也 有 损 害 。 Ｅ Ｔ ＤＡ Ｄ Ａ和 Ｎ Ａ还 减 少 植 物对 重金 属 的 吸 收　 。 Ｔ 　 酸 也 是 常 用 的 提 取 剂 。 如 以 １ － ｍ ｌ 　 Ｃ 溶 液 作 为 淋 洗 剂 ， 治 理 ３０ ０ ３的 ｃ 污 染 土　 ０ ３ ｏ ＬＨ Ｉ ／ ００ ｍ ｒ 壤 ，在 二 年 的时 间 内 ，ｃ 含 量 从 ２ ｍ ／ｇ以 上 降 到 ２ ５ ｇｋ ｒ ０ ｇｋ ．ｍ ／ｇ以 下 。 Ｄ ｖ ａｉ ｓ等　 在 用 土 柱 实 验　 研究酸和 Ｅ Ｔ Ｄ Ａ对 Ｃ （Ｉ 的 提 取 时 发 现 ，当 ｐ ｄ Ｉ） Ｈ＜２ ５时 酸 提 取 效 果 优 于 Ｅ Ｔ ． Ｄ Ａ。有 机 酸 能　与 金 属 形 成 可 溶 性 络 合 物 ，增 加 其 在 根 系 环境 中 的移 动 性 ，也 是 重 金 属 的有 效 提 取 剂 。杨 仁　斌　 的实 验表 明 ，０ ０ ６ ｍ ｌ ．１ 　 ｏｌ Ｌ的 有 机 酸 和 氨 基 酸 对 土 壤 中 的 重 金 属 （ ｂ ｎ ｕ、Ｃ ）具　 Ｐ 、Ｚ 、Ｃ ｄ 有 较 强 的 络 合 作 用 ，络 合 能 力 以 柠 檬 酸 、酒 石 酸 和 草 酸 最 强 。 德 国科 学 家 的 研 究 证 实 ¨ 　 　，柠 檬 酸 和 酒 石 酸 能有 效 去 除 土 壤 中迁 移性 较 强 的 金属 离 子 ，而 且 其 生 物 可 降解 性 强 ，不 溶 解　土壤 中的 粘 土 成 分 ，可 循 环 使 用 。 美 国 科 学 家 的 研 究 表 明 ¨ “，柠 檬 酸 能 去 除 土 壤 和 垃 圾 中　 几 乎 所 有 的有 毒 金 属 和 放 射 性 元 素 ，并 能有 效 回收 。使 用 柠 檬 酸 的另 一 好 处 在 于 它 对 土 壤 环　 境 中 的天 然 细菌 伤 害 很 小 。用 酸 作 淋 洗 液 时 ，酸 的 浓 度 不 能 太 大 ，否 则 它 会 使 土 壤 基 质 被 溶　 解 ，这 不 仅 破 坏 土 壤 ，也 使 回 收水 的 处理 变 得 困难 。 　一些 盐 类 也 被 用 作 重 金 属 去 除 剂 ， 如用 草 酸 盐 （ Ｘ）　净 化 ｚＩ 染 的土 壤 ， Ｉ０ ｍ ｌＬ Ｏ ¨ ｒ污 ．　 ｏ／　的Ｏ Ｘ可 去 除 ８ ％ 的 ｚ 。 虽 然 Ｚ Ｏ ０ ｎ ｎ Ｘ的 稳 定 性 不 如 Ｚ Ｅ Ｔ ｎ Ｄ Ａ，但 由 于 ４ ％的 ｚ ０ ｎ总 是 与氧 化物　 在 一 起 ，因此 ，Ｏ Ｘ提 取 出 来 的 ｚ ｎ仍 超 过 Ｅ Ｔ Ｄ Ａ，当 污 染 金 属 与 土 壤 氧化 物 在 一起 时 ，Ｏ Ｘ可　 能是一种 比 Ｅ Ｔ Ｄ Ａ更 优 良的提 取 剂 。Ｋ ｉ ｎ　 发 现 ，０ １ ｍ ｌ ｒｈａ ｓ ．２ ｏ Ｌ焦 磷 酸钠 （ ａＰ Ｏ ）是 ｃ 的　 ／ Ｎ４ ２ ， ｒ 良好 萃 取 剂 。 　 羧 甲基 一ｐ一环糊 精 （ ＭＣ ¨ Ｃ Ｄ）　也 是 有 效 的 重 金 属 洗 脱 剂 ，Ｃ Ｄ分 子 上 的 羧 甲 基 可 以　 ＭＣ 螯 合 重 金 属 离子 ，Ｃ Ｄ不 仅 可 将 污 染 土 壤 中 的 重 金 属 离 子 洗 脱 出 来 ，而 且 对 土 壤 盐 分 和　 ＭＣ ｐ 不 敏感 ，无 毒 、可 生 物 降 解 及 不 易 被 土 壤 吸 持 。 Ｈ 　 表 面 活性 剂 作 为 重 金 属 的 去 除 试 剂 是 近 几 年 才 发 展 起 来 的新 技 术 。最 初 在淋 洗 液 中添 加　 表 面活 性 剂 是 为 了 提 高 对 有 机 物 污 染 土 壤 的 处 理 效 果 。 近年 来 发 现 一 些 表 面 活性 剂 对 重 金 属　维普资讯 第 ２期　杨 秀 丽 。王 学 杰 ：重 金 属 污 染 土 壤 的 化 学 治 理 和 修 复　５　 ７也 有 很 好 的 洗 脱 效 果 。 ｌｔ （　 ｉ发 现 ： 当季 铵 型 表 面活 性 剂 的 吸 附 作 用 等 于 或 超 过 土 壤 的 阳 离　子 交 换 量 时 ，能 显 著 地 促 进 微 量 金 属 阳离 子 的解 吸 ；效 果 随表 面 活 性 剂 链 的增 长 而 升 高 。 而　且 ，在 有 重 金 属 存 在 的情 况 下 ，表 面 活 性 剂 本 身 在 土 壤 中 的 吸 附 较 弱 。 因此 ，表 面 活性 剂 已　被 用 作 去 除 重 金 属 的 助 剂 。 为 了减 轻 表 面 活 性 剂 对 环 境 的 危 害 ，应 尽 量 采 用 无 毒 、易 降解 的　 表 面 活 性 剂 ，如生 物 表 面 活 性 剂　 。Ｔ ｎ 　报 道 了 一 种 阴 离 子 型 生 物 表 面 活 性 剂 对 Ｃ ａ¨ ｄ的 络　 合 作 用 ，每 个 表 面 活 性 剂 分 子 能 络 合 ０ ２个 ｃ ２ ． ｄ　，而 且 采 用 在 回 收 提 取 液 中加 酸 沉 淀 再 分　 离 的方 法 ，可 将 表 面 活 性 剂 从 ｃ ２ ｄ　的络 合 物 中分 离 并 回收 。表 面 活 性 剂 的种 类 及 环 境 的 ｐ 　 Ｈ 值 、 温度 影 响 提 取 效 果 。温 度 升 高 会 降 低 阴离 子 表 面活 性 剂 的 吸 附 ，而 增 加 非 离子 表 面 活性　 剂 的 吸 附 ；盐 度 对 非 离 子 表 面活 性 剂 吸 附 无 影 响 ，但 对 阴离 子 表 面 活 性 剂 的 吸 附有 一 定 的影　响。 　淋 洗 法 的 除 重 金 属 效 果 与 螯 合 剂类 型 、土 壤 中有 机 质 的 含 量 、ｐ Ｈ值 、清 洗 剂 与 金 属 的　 浓 度 比 、土 壤 性 质 、泥 浆 稠 度 等 有 关 。 如 在 沙 质 黏 土 中 ， 含 低 浓 度 有 机 物 时 ，焦 磷 酸 钠 比　 ＥＴ Ｄ Ａ对 铅 有 更 好 的提 取 效 果 ；当 有 机 物 浓 度 提 高 时 则 相 反 。 如 对 ｃ 污染 的 土 壤 ，酸 溶 液 效　 ｒ 果 较 好 ，而 对 于 ｚ 、Ｐ ｎ ｂ和 ｓ ｎ等 重 金 属 污 染 的 土壤 ，碱 溶 液 是 好 的 冲洗 助 剂 。 同时 必 须 考 虑　 土 壤 基 质 ，如 在 酸 性 Ｅ Ｔ Ｄ Ａ淋 洗 液 处 理 石 灰 质 土 壤 时 ，碳 酸 钙 质 土 壤 同 时 被 溶 解 ，大 多 数 的　Ｅ Ｔ Ｄ Ａ被 消 耗 ” 　 引。淋 洗 法， 洗 一提取 法具 有 方 法 简 便 、成 本 低 、处 理 量 大 、见 效 快 等 优 点 ，适 用 于 大 面　 淋 积 、重 度 污 染 的 治理 。 特 别 适 用 于 轻 质 土 、和 砂 质 土 ，但 对 渗 透 系 数 很 低 的 土 壤 效 果 不 好 。 　该 法 已 有 较 多 的 实 际 应 用 ，但 也 存 在 一 些 缺 点 ： （ ） 淋洗 法 在 去 除 重 金 属 污 染 的 同 时 ，也 使　 １ 营养 元 素 流 失 、破 坏 土 壤 结 构 ，造 成 土 壤 肥 力 下 降 ； （ ） 淋 洗 液 会 污 染 水 体 ，造 成 二 次 污　 ２染。 　２．　 固 化 处 理 　 ２固 化 处 理 即采 用 化 学 方 法 使 土 壤 中 的重 金 属 固定 化 ，使 其 危 害 降 低 。 由 于水 泥 廉 价 、 易　 得 ，以 水 泥 为 粘 合 剂 的 稳 定 ， 固化 （ ／ ）技 术 已 在 国外 被 用 于 无 机 、有 机 、 核 废 弃 物 的 最 终　 ｓｓ 处 理　 。 虽 然 该 技 术 不 能 用 于 污 染 耕 地 的 就 地 修 复 ，但 对 严 重 污 染 的 土 壤 ，可 与 排 土 一客　土 法结 合 治 理 土 壤 污 染 。其 处 理 过 程 包 括 ：挖 出被 污 染 土 壤 ；加 入 粘 合 剂 固定 污染 物 ，集 中　处 理 固化 后 的 废弃 物 （ 可 作 建 筑 材 料 ） 经 固定 化 处 理 后 ，重 金 属 的 渗 透 能 力 降 低 ，使 污　 如 。 染 土 壤 对 周 围 环境 的危 害 最 小 化 。 淋 滤 液 毒 性 实 验 研 究 （ Ｃ Ｊ） 表 明 ， 固 化 后 的 废 弃 物 中　 Ｔ【 Ｐ 淋 滤 出来 的 重 金 属 浓 度 低 于 有 毒 浓 度 。 　２． 施 用 改 良 剂　 ３通 过 加 入 特 定 化 学 物 质 调 节 土 壤 环 境 、控 制 反 应 条 件 、改 变 污 染 物 的形 态 、水 溶 性 、迁　 移 性 和生 物 有 效 性 ，使 污 染 物 钝 化 ，降 低 对 生 态 环 境 的危 害 。 　２ ３ １ 沉 淀 作 用　 ．． 　土 壤 中 的 重金 属 一 部 分 以 阳离 子 形 式 存 在 ，这 部 分 重 金 属 的 迁 移 性 大 、生 物 可 利 用 性　高 、危 害 最 大 。加 入 石 灰 性 物 质 ，提 高 土 壤 ｐ 值 ，可 使 某 些 重 金 属 生 成 氢 氧 化 物 沉 淀 ；施　 Ｈ加 石 灰 硫 黄 合 剂 、硫 化 钠 和 有 机 硫 化 物 等 含 硫 物 质 ，或 有 机 质 等 促 还 原 物 质 ， 降 低 土 壤 Ｅ 　 ｈ值 ，使 重 金 属 生 成 硫 化 物 沉 淀 ；施 用 磷 酸 盐 类 物 质 可 使 重 金 属 形 成 难 溶 性 磷 酸 盐 。土 壤 的 酸　碱 度 是 选 择 合 适 沉 淀 剂 的 关 键 。一 般 ，石 灰 、高 炉 灰 、矿 渣 、粉 煤 灰 等 碱 性 物 质 ，用 于重 金　属 污 染 的 酸 性 土 壤 治 理 ， 配 施 一 定 量 的 钙 镁 磷 肥 、 硅 肥 等 碱 性 肥 料 ，效 果 更 佳 ‘ 　 。 如 在　维普资讯 ５　 ８浙 江 教 育 学 院 学报 　２０ ０ ２隹　ｃ ｄ污 染 区 ，施 加 石 灰 类 物 质 ，ｃ ｄ与 Ｈ Ｏ 一 用 生 成 ｃ ［ ＨＣ ，： ，从 而 减 少 土 壤 中 可交 换　 Ｃ ，作 ｄ （ Ｏ ）］ 态ｃ ｄ的 比例 ，有 效 抑 制 水 稻 对 土 壤 中 ｃ ｄ的 吸 收 。 水 溶 态 ｃ ｄ随 石 灰 用 量 的 增 加 而 急 剧 减　 少　】 。在 重 金 属 污 染 的 碱 性 土 壤 中 ，如 碳 酸 盐 褐 土 ，含 Ｃ Ｃ 　高 ，土 壤 中有 效 磷 易 被 固 定 ， ａＯ 　不宜 施 石 灰 等碱 性 物 质 ，而 施 加 磷 酸 一 氢 钾 （ ２ Ｐ ４ 可 使 重 金 属 形 成 难 溶 性 磷 酸 盐 ，还　 ＫＨ Ｏ ）可增 加 有 效 磷含 量 ，效 果 显 著 。 在 被 冶 炼 厂 ｚ 、Ｐ 、ｃ 、ｃ ｎ ｂ ｕ ｄ污 染 的 土 壤 中按 ０ ５ 一１ 的　 ．％ ％ 计量 加 入 羟 甲基 磷 灰 石　 ，土壤 中 可 交 换 金 属 的 含 量 随 羟 甲基 磷 灰 石 的 增 加 而 减 少 ，植 物　叶中重金属浓度减少 。 　 ２ ３ ２ 化 学还 原 法　 ．．利用 铁 屑 、硫 酸 亚 铁 、偏 亚 硫 酸 盐 或 其 他 化 学 还 原 剂 将 ｃ （ Ｉ 还 原 为 低 毒 性 、更 易　 ｒ Ｖ）沉淀的 ｃ Ｉ） ｒ（Ｉ ，降 低 ｃ 在 环 境 中 的 迁 移 性 和 生 物 可 利 用 性 ，从 而 减 轻 ｃ 污 染 的危 害　 。 Ｉ ｒ ｒ 　还 原 剂 可 直 接 加 入 土 壤 中 ，也 可 与 淋 洗 法结 合 使 用 。该 法 对 土 壤 表 面 的 ｃ Ｖ ） 比较 有 效 ， ｒ（ Ｉ 　 而 对 土 壤 颗 粒 内部 的铬 难 起 作 用 。该 法 成 本 低 ，有 大规 模 应 用 的 可行 性 ，但 加 入 的还 原 剂 有　 可 能 产 生 一 些 毒 副 作 用 造 成 二 次 污 染 ，降低 土 壤 有 机 质 水 平 。 　２ ３ ３ 吸 附 法　 ． ．　在 一 定 的土 壤 环 境 中 ，铁 锰 氧 化 物 能吸 附 、沉 淀 、固 定 重 金 属 。对 钢 渣 在 沙 性 土 壤 中 固　定 ｃ ，Ｎ 和 ｚ ｄ ｉ ｎ的 作 用 研 究 结 果 表 明 ， 当钢 渣 含 量 为 １ （ ｗ） 时 ，可 使 土 壤 中 初 始 浓 度　 ％ ｗ／ 分 别 为 ９ ｍ ／ｓ ４ ｍ ／ ｇ １５ ｇｋ ６ ｇｋ 、２ ７ ｇｋ 、 ５ ｍ ／ｇ的 ｃ 、Ｎ 、ｚ ｄ ｉ ｎ的 活 动 性 分 别 降 低 ４ ％ ，６ ％ 和 ５ ％ ， ０ ０ ５ 　效果显著 。 　具 有 高 交 换 容 量 的 合 成 沸 石 能 吸 附 、钝 化 重 金 属 ，降 低 其 生 物 可 利 用 性 。 对 ｃ 污 染 土　 ｒ 壤 （ 度 为 ４ ．ｍ ／ｇ 浓 ９ ５ ｇｋ ）投 加 土 重 １ ％　 ２ 的膨 润 土 、合 成 沸 石 等 硅 铝 酸 盐　 ，即 显 著 降 低　 ％ 污 染 土 壤 作 物 中的 ｃ 浓 度 ，如 莴苣 叶 中 ｃ 浓 度 的削 减 率 达 ６ ％ 一８ ％ 。沸 石 和 肥 料 一 起 使　 ｒ ｒ ０ ８ 用 ，可 使 重 金 属 主要 集 中 在 植 物 的根 部 和茎 部 。 莫 斯科 郊 区污 染 最严 重 巴 拉 希 哈 区 已使 用 沸　 石 来 治 理 土 壤 中 的重 金 属 污 染 。沸 石 钝 化效 果 与 作 用 时 间 、土壤 类 型 、温 度 、酸 度 及 金 属 类　 型 等 有 关 。海 泡 石 对 ｃ 、ｃ 、Ｐ 、ｚ ｄ ｕ ｂ ｎ有 较 大 的 保 留　 Ｊ ａ Ｉ 石 对 １ 、ｚ 、Ｃ 、Ｍｎ ｏ ，Ｎ Ｐ 沸 ｆ ｎ ｄ １ 、Ｃ 　 有 较 大 保 留 。磷 酸 岩 石 可 去 除 污 染 土 壤 中水 溶 性 Ｐ 。高 岭 土 对 Ｐ 、ｃ ｂ ｂ ｄ的 有较 大 吸 附 。 　２ ３ ４ 颉 颃 作 用　 ． ．　金 属 离 子 间颉 颃 作 用 能 在 一 定 程 度 上 降 低 植 物 对 污 染 物 的 吸 收 。如 已 发 现 ｃ ａ能 减 轻 水　 稻 、番 茄 对 ｃ ，Ｐ ，ｃ ，ｚ ，Ｎ 等 重 金 属 的 吸 收 。 铁 渣 、废 铁 矿 等 富 铁 物 质 能 明 显 降 低 植　 ｕ ｂ ｄ ｎ ｉ 物 中 ｃ 、ｚ ｄ ｎ含 量 。 陈 刚 才　 采 用 溶 液 培 养 法 研 究 了 ｚ ｎ对 Ｈ ｇ毒 害 的 缓 解 效 应 ，发 现 在 Ｈ 　 ｇ 胁 迫 液 中加 入 １ Ｉ ｍ ｌＬ的 ｚ 　 能 使 Ｈ ０ ３ ｏ／ ｎ ｇ毒 害 引 起 的 生 理 变 化 得 以 不 同程 度 的修 复 ，但 缓 解　 能力 随 Ｈ ｇ浓 度 的 升 高 而 降低 。 含 ｓ 、Ｐ Ｆ 、ｚ ｉ 、 ｅ ｎ等 元 素 的化 学 肥 料 也 能 起 一 定 的颉 颃 作 用 ， 　 如 酸性 紫 色 土 中当 Ｐ、Ａ 共 存 时 ，水 稻 根 系 ｐ ｓ Ｈ值 下 降 ，有 效 Ａ ｓ减少 ，水 稻 吸 收 Ａ ｓ量 减 少 。 　 另外 ，ｚｌ ｃ 、Ｋ和 ｃ 都 有 一 定 的颉 颃 作 用 。 因此 ，可 以通 过施 加 微 量 元 素 化 肥 ，发 挥 颉　 Ｉ对 ｄ ｓ 颃 作 用 ，减 小 重 金 属 污 染 危 害 。 虽 然 颉 颃 作 用 可 使 某 种 金 属 离 子 浓 度 降低 ，但 同 时会 升 高 土　 壤 中其 它 离 子 的浓 度 ，造 成 另 一 种 元 素 的污 染 及 复 合 污 染 ，而 且 颉 颃 作 用 机 理 复 杂 ，在 实 际　 应用 中缺 乏 可 操 作 性 。 　 ２３５ 有 机 质 改 良 ．． 　 土壤 中 有 机 质 与 金 属 在 土 壤 中 的 存 在 形 态 、毒 性 大 小 及 被 作 物 吸 收 的 程 度 有 一 定 的 联　 系 。一 般 土壤 中 有 机 质 主要 为 腐 殖 质 。其 中 的胡 敏 酸 和 胡 敏 素 与 金 属 离 子 形 成 的络 合 物 是 不　维普资讯 第 ２期 　杨 秀 丽 ， 王 学 杰 ：重 金 属 污 染 土 壤 的 化 学 治 理 和 修 复　５　 ９易 水 溶 的 ，但 富 里 酸 ’ Ａ） 和 金 属 的 络 合 物 易 溶 。有 机 质 不 仅 能 络 合 重 金 属 ，而 且 还 能 参　 （ Ｆ 与 土壤 溶 液 中的 离 子 交 换 。 研 究 表 明［ 　 ：土 壤 中有 机 肥 增 加 ，能 降 低 重 金 属 的生 物 毒 活　 性 ，减 少 植 物 对 重 金 属 的 吸 收 ，土 壤 对 重 金 属 污 染 的 缓 冲 能 力 增 大 。 陈 世 俭　 发 现 ，在 ｃ 　 ｕ 污 染 土壤 中施 加 泥 炭 和 堆 肥 能 使 黑 麦 草 的 含 ｃ ｕ量 （ 论 地 上 、地 下 部 分 ） 明 显 降 低 ，平 均　 不 降 幅 为 ３ ％ 。李 惠英　“ ｃ 污 染 土 壤 中施 用 有 机 肥 ，使 萝 ｂ含 ｃ 量 显 著 降 低 。 另据 报 道 在　 ０ 在 ｒ ｒ ｃ ｕ污 染 土 壤 中投 加 风 化煤 灰 ， 土 壤 有 效 ｃ ｕ含 量 降 低 ４ ％ 。有 机 质 能 降 低 糙 米 中 的 № ，猪　 ０ 粪能减轻玉米对 ｃ ｄ和 ｚ ｎ的 吸 收 。有 机 肥 可 还 原 ｃ ｖ ） 为 惰 性 的 ｃ Ｉ ） ｒ（ Ｉ ｒ（Ｉ ，从 而 降 低 毒　 Ｉ 性 。 有 机 质 改 良效 果 不 仅 与 有 机 质 种 类 有 关 ，而 且 与 土 壤 的类 型 有 关 ，如 在 潮 土 中 添加 稻 草　 和 紫 云英 能 比在 红 壤 中添 加 稻 草 和 紫 云 英 更 有 效 地 降 低 交 换 态 ｃ ｕ的 含 量 。有 机 质 改 良法 取　 材 方 便 ，可 利 用 农 作 物 残 体 、牲 畜 粪 肥 或 合 理 处 理 城 市 废 弃 物 中 有 机 质 物 质 ，不 仅 降低 重 金　 属 污 染 ，又 提 高 土 壤 肥 力 ， 经 济 实 惠 ，易 于 推 广 ，有 广 泛 的利 用 前 景 和 重 要 意 义 。 　 施 用 改 良剂 治 理 重 金 属 污染 土 壤 ，能 在 一 定 时 期 内 、一 定 程 度 上 降 低 重 金 属 的毒 性 和 生　 物 可 利用 性 ，一 定 程 度 上 减 轻 其危 害 ，但 并 不 能 彻 底 清 除 重 金 属 。 治 理 效 果 极 大 程 度 上 依 赖　 于 环 境 条 件 ，可 靠 性 和 长 期 性 较低 。 当 土 壤 条 件 、特 别 是 酸 度 变 化 时 ，钝 化 的金 属 可 能重 新　析 出 ，或 活 化 。改 良剂 选 择 不 当 ，也 可 能 破 坏 土 壤 肥 力 ，或 产 生 新 的 污 染 。该 法 适 用 于轻 度　 污 染 的 土壤 。 　２ ４ 电化 学修 复　 ．电化 学 修 复 是 一 项 正 在 发 展 中 的 去 除 土 壤 中重 金 属 和 放 射 性 核 素 的就 地 修 复 技 术 。其 机　理 为 ：在 一 定 的 电流 和 电压 的作 用 下 ，不 同离 子 能 在 电渗 和 电迁 移 的 作 用 下 向相 反 的 电极 移　 动 ，氢 离 子 和 金 属 离 子 向 阴 极定 向 移 动 ， 同时 溶 解 土 壤 中 的金 属 离 子 。 十 多 年 前 美 国 路 易 斯　安 那 州立 大 学 最 早 研 究 利 用 电化 学 方 法 净 化 重 金 属 污 染 土 壤 ，他 们 在 土 壤 中插 入 电极 ，通 人　低 强 度 直 流 电 （ ―５ ｍ ，结 果 发 现 ：土 壤 中 Ｐ １ 　 Ａ） ｂ含 量 从 １０ ｇｋ ０ ｍ ／ｇ降 至 ５ １ ｍ ／ｇ 但 此 法　 　 ０ ｇｋ 。受 土 壤 性 质 的 限 制 ，不 适 用 于 渗透 性 较 高 、传 导 性 较 差 的土 壤 和 沙 性 土 壤 。 同时 存 在 聚焦 效　应 ，即 向阴 极 迁 移 的金 属 离 子 与 阴极 产 生 的 Ｏ 形 成 沉 淀 ，吸 附 在 土 壤 表 层 ，不 利 于 重 金　 Ｈ’ 属 的 去 除 。 近 年 来 发 展 了 许 多 改 进 措 施 【一６。 ｕ【 ３３ 　 】 ３ 出在 阴 极与 土 壤之 间加 入 导 电溶 液 ， 　提 　 使 重 金 属 不会 在 土 壤 中析 出 ， 可 使 污 染 土 壤 中 的 重 金 属 去 除 率 达 ９ ％ 。为 了 克 服 处 理 过 程　 ｏ 中金 属 离 子 电 迁 移 速 度 慢 的缺 点 ， 可将 电 化 学 法 与 水 力 淋 洗 法 联 合 使 用 ， 以提 高 去 除 土 壤 中　 金 属 的速 度 。在 此 基 础 上 ，Ｌ ｆ ｌ 对 电化 学 与 梯 度 水 力 淋 洗 法 的联 合 运 用 做 了 进 一 步 的研　 ｕｕ 　 究 。研 究 在 实 验 室 进 行 ， 以石 墨作 电 极 （ 网格 状 ） ，供 试 土 壤 孔 隙 度 约 为 ４ ％ ，渗 透 系 数 为　 ０ １３ ×１ ～ｅ ／ ，土 柱 长 为 ８ ｍ、直 径 为 ２ ５ ｍ。 其 主 要 原 理 是 通 过 提 高 阳 极 的 水 位 ， 加 快　 ．８ ０ ｍ ｓ ｅ ．ｅ Ｈ’ 的移 动 速率 ，并 将 阴极 池 上 部 的 液 体 抽 到 阳 极 池 ， 以 提 高 阳 极 的水 位 ，形 成 水 流 的 闭 路 　 循 环 。实 验 结 果 表 明 ：初 始 浓 度分 别 为 １７ ｍ ／ｇ ３ ｍ ／ｇ和 １ ８ ｇｋ ８ ５ ｇｋ ，６ ４ ｇｋ ７ ｍ ／ｇ的 ｚ ，Ｍｎ和 Ｐ ｎ ｂ污　 染 土 壤 ，在 ２ ０ ２ Ｖ电 压 和 ｌ ｌ ｉ 水 流 时 ， 去 除 率 可 分 别 达 ７ ％ 、７ ％ 、４ ％ 。 电 化 学 修 　 ｍ ／ ｎ的 ｍ ２ ２ ６ 复 的效 果 与 电 极 类 型 、通 电 时 间 、电 压 强 弱 、环 境 酸 碱 度 、土 壤 类 型 和 重 金 属 离 子 强 度 等 因　 素 有 关 。 电极 类 型 和 电 极 间 的距 离 因 地 而 定 ，一 般 以 石 墨 电极 居 多 ；在 电压 一 定 时 ，去 除效　果 与 时 间 成 正 比 ；通 常 采 用 低 能 级 直 流 电 （ 个 Ａ Ｉ２ 。 电 化 学 修 复 的优 点 是 就 地 修 复 ， 副　 几 ，ｌ ｌ）作 用 小 ，费 用 适 中 ，还 可 回收 重 金 属 。 　３ 结 束 语　用 化 学 措 施 治理 重 金 属 污 染 土 壤 在 国 外 已有 较 深 入 研 究 ，上 述 各 种 方 法 虽 然 尚处 于 实验　维普资讯 浙 江教 育 学 院 学 报 　２０ ０ ２生　室 研 究 和 田 间 示 范 阶 段 ，但 也 已有 一些 实 际应 用 。 化 学 治 理 的 主要 优点 是 适 用 范 围 广 、方 法　 手 段 多 、见 效 快 、处 理 容 量 大 、效 果 显 著 ，具 有 较好 的 实 际 应 用 前 景 。但 也 有 使 土 壤 品 质 降　 低 、易 造 成 再 次 污染 等 问 题 。化 学 治 理 效 果受 土壤 类 型 、重 金 属 种 类 、污 染 程 度及 所 选 化 学　试 剂 等 影 响 。 如何 将 这 些 措 施 运 用 于大 规 模 的 实地 治 理 ，并 兼 顾 环 境 效 益 、社 会效 益 及 经 济　效 益 ，还 需 大量 工 作 。 在 污 染 土壤 的实 际 治理 过 程 中 ，应 根 据 实 际情 况 ，将 化 学 措 施 和 其 它　 措 施 ，特 别 是 生 物 措 施 相 结 合 ，制 定 切 实 可行 的 治 理 方 案 ， 以求 达 到最 佳 的 治 理 效 果 。 　参 考文 献 ： 　［ 】Ｃ ｉ ｅ 　 ．Ｓ ｅ　 ． ｉ 　 ｎ ， ９ ２ ６ （ ） ６ １ ｋ ｌｙｗ ｎ ． ｔ １ Ｃ ｖ Ｅ ｇ ，１ ９ 。 ２ ３ ： ９―７ ． ｓ ｌ ｉ １ 　 【 ］ Ｎ ｌ ｎＣ，ｌ ａｅｅ ｓ．Ｅ ｖ ｏ ． ｒｇ ． ９ ７ ６ （ ） ７ ２ ｅ ｏ 　 ￣ ｌ　ｔ １ ｎ ｉ ｎ Ｐ ｏｒ ，１９ 。１ ４ ：２ ４―２ ６． ｓ ｌ ｅ 　 ｒ ８ 　【 Ｒ ｙｄ Ａｂ ｎ ｉ ｒＪ ３】 ｉｎ 　 ｕ ｅｚ 　 ．Ａｉ ｅ ｒＷａｔ　￣ ｎ ｇ ｓｏ ． ９ ６， ６ （ ） ６ ｓｅｌａ ａ ．Ａ ｓ ｃ 。１ ９ ４ ｌ ８ ：７ ５―７ ８． ６ 　［ 】Ｐｅ ｔｌ 　 ｔ １ ｎ ｉ ｎ ｎ ． ｃ ． ９ ７ ４ （ ） ９ ４ ｉ ｅ Ｊｅ ｓ．Ｅ ｖ ｏ ．Ｅ ｇ Ｓ ｉ ，１９ 。１ ２ ： ７―１ ４　 ｈ 　 　 ｒ ０ ． ［ 】ｗｉｉ Ｅ Ｆｉ ａ ．Ｒ ｍｅ ｉ ｉｎ ９ ５ ５ ｌ删 　 ｒ ｔ ｌ ｓ ｄ ｅ ｄａ ｏ ，１９ ，５ （ ） １ ２　 ｔ ４ ：６ ―７ ．［】 １ ｎ ｒ Ｓ Ｉ１ ｎｉ ｎ Ｃ ｎ ｉ． ｏｉｏ． ９３，５ １ ） ０―４ ． ６ ） ｌ ｉ ．Ｂｌ．Ｅ ｖ ｏ ． ｏ ｔ ｅ ｄｕ 　 ｌ ｒ ａ Ｔ ｘ １ ，ｌ９ ｎ ｃ ｌ（ １ ：４ ５　［ 】Ｓ ａ ｉ 　ｔ １ ７ ｍ ｎ Ｚ ｅ ｓ．Ｗａ ｒ ｉ Ｓ ｉ Ｐ ｌ ｔ ，１９ ，１ ２ （ ／ ） ２ ―２ ８ 　 　 　 ｔ ，Ａ ｒ ｏ 　 ｏ 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