随着我国道路交通的不断发展,交通沿线土壤重金属污染正对周边环境和人类健康造成严重影响。为解决重金属污染问题,有必要采用有效的地质环境技术来修复交通重金属污染耕地,对保障农产品质量和人体健康具有重大意义。目前,固化/稳定化修复技术因其无害、廉价且高效等优势已成为土壤重金属修复的研究热点。本文以无机吸附剂零价铁(ZVI)为研究材料,通过吸附实验且结合吸附模型拟合,探究不同影响因素下ZVI对铅镉重金属吸附特性的影响;通过土培实验且结合Tessier五步连续提取法(SEP),探究ZVI对土壤中铅镉形态变化的影响;通过无侧限抗压强度实验且结合一元多项式方程拟合,探究ZVI对铅镉重金属污染土的力学特性影响;通过不同检测手段(SEM、XRD及BET-N2等)对修复前后ZVI进行细观表征,探究ZVI对铅镉污染土的修复作用机理;通过试验点的现场种植实验,检测ZVI对土壤pH值、稻米和土壤中重金属积累量及水稻产量的影响,验证铁基钝化剂的长效性;最后,通过COMSOL软件模拟污染土壤中污染物的扩散迁移情况,探究不同因素下污染物击穿耕层时间的影响。主要研究结果如下:(1)ZVI对铅的最终去除率可达98%,镉去除率最高可达88%。Freundlich等温线和准二级动力学模型符合ZVI吸附铅的过程,而Langmuir等温线和准二级动力学模型符合镉吸附过程,等温线模型预测的铅镉最大吸附容量分别可达到88.3 mg/g和34.7 mg/g。(2)铅镉污染土中,随ZVI剂量的增加,重金属Fe/Mn氧化物结合态和碳酸盐结合态最终被转化为残渣态,污染物浸出浓度下降。0.4%的ZVI利于处理铅污染土壤,而0.1%～0.2%的ZVI对镉污染土壤有着最佳固定效果。(3)零价铁对重金属污染土壤的强度变形影响与钝化剂剂量呈正相关,而与初始重金属浓度呈负相关。不同重金属离子对土体的力学特性影响不同,抗压强度和变形模量方面,无污染土>铅污染土>镉污染土;破坏应变方面,镉污染土>铅污染土>无污染土。一元六阶经验方程能有效估算零价铁固化铅镉污染土的应力应变关系曲线。(4)采用介孔ZVI修复铅镉污染土壤,两者作用机理基本相似,反应过程主要以化学吸附为主,具体形式包括氧化还原和表面络合作用,从而有效降低铅镉离子的生物有效性,达到修复目的。(5)通过田间实验表明,ZVI的长效性能较好,其能够有效降低稻米和土壤中的镉积累量,同时对提高水稻产量和减少土壤酸化有显著效果,为ZVI对重金属污染土的有效修复提供了实际依据。(6)通过有限元软件数值模拟得出,污染物迁移击穿耕层的时间与铁粉剂量条件呈正相关,与降雨量和初始污染物浓度条件呈负相关。污染物击穿表土层时间对铁粉剂量变化最为敏感,降雨量次之,初始污染物浓度最小。