施用土壤重金属固定剂是重金属污染土壤治理中一种有效的原位化学固定修复方法。

土壤重金属固定剂研究始于20世纪50年代，人们最早用吸附剂固定水体中重金属，随后逐渐应用到土壤中。起初，土壤重金属固定剂主要用于场地修复，并提出了稳定/固定化技术（Solidification/Stabilization; S/S），随着对土壤重金属赋存形态的进一步研究，一些基于降低重金属生物有效性的物质逐渐应用于农田重金属污染修复中，如沸石、水泥和石灰等。20世纪80年代以后，许多物质，如人工合成沸石、生物固体、污泥和磷酸盐衍生物等应用于重金属污染土壤的原位固定中。

土壤重金属固定剂可分为无机类、有机类和复合类3种。

①黏土矿物类，如膨润土、凹凸棒和沸石等，其颗粒细小，多为层状结构，一般由硅氧四面体和铝（镁、铁）氧八面体按照不同规律彼此连结组成网络结构层，具有较大比表面积和较高孔隙率，对重金属离子的吸附能力较强。②碱性材料类，如石灰、红泥、炉渣和粉煤灰等，通过对重金属的吸附、氧化还原、沉淀作用降低土壤中重金属的生物有效性；消耗土壤溶液中的质子，提高土壤pH值，促进土壤胶体和黏粒对重金属离子的吸附，生成重金属的氢氧化物或者碳酸盐沉淀，降低其生物有效性和可迁移性。③磷酸盐类，含磷化合物易与重金属形成磷酸盐沉淀，且当土壤中存有卤素离子时，可以形成非常稳定的磷铅矿类物质。④金属氧化物类，主要包括铁系、铝系以及锰系金属氧化物及其矿物，易对重金属产生化学专性吸附，并固定在氧化物的晶格层间。

①天然有机类，包括农作物废弃物（秸秆、枯枝落叶等）、农副业有机废料（畜禽粪便等）、人类生活废弃物（城乡生活垃圾）等。②生物炭类，生物质炭化后具有较大的孔隙度和比表面积，使其对重金属有较强的吸附作用；它表面还含有丰富的含氧官能团，易与重金属发生络合作用。同时，生物炭大都呈碱性，有助于提高土壤pH值，降低土壤中重金属的移动性。③腐殖酸类，包括天然腐殖酸和人工腐殖酸，土壤中游离态的腐殖酸很少，大部分腐殖酸通过范德华力、氢键、静电吸附等作用形成土壤有机-无机复合体，能够很好地与金属离子发生络合反应。

通过有机与无机的多种复合应用能够有效克服单一固定化试剂存在的问题。复合材料一方面有机质可缓冲无机类固定剂给土壤可能带来的pH值影响；另一方面，无机类如黏土矿物较为稳定，有利于形成更稳定的重金属复合物，避免有机质迅速降解而带来的风险，达到协同和互补的效果。

土壤重金属固定剂发展方向分场地修复和农田重金属污染修复两个方向，随着中国土壤重金属污染修复力度加大，土壤重金属度固定剂将快速发展，方向是绿色化、高效化、长期稳定化及低成本化等。针对不同土壤重金属污染特征，根据土壤中重金属不同赋存形态，大力开发将重金属由自由态向固定态转化以降低其生物有效性并长期有效的材料将会是土壤重金属固定剂研发的一个重要方向。一是加强土壤重金属固定剂的应用基础研究，在系统揭示作用机理的基础上，提高土壤重金属固定剂应用效果；二是加强新型土壤重金属固定剂的研发，建立相应的应用技术标准和规范；三是建立场地修复和农田修复等不同类型的土壤重金属固定剂应用效果评价体系。