土壤重金属污染与修复技术研究进展
夏来坤1,郭天财1,23,康国章1,2,岳艳军1
(1.河南农业大学,河南郑州450002;2.国家小麦工程技术研究中心,河南郑州450002)
摘要:阐述了土壤重金属污染的来源、特点及修复技术的研究现状,分析了各种修复技术的优缺点,为土壤重金属污染的修复与治理提出了思路。
关键词:土壤;重金属;污染;修复技术;研究进展
中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1004-3268(2005)05-0088-05
土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一,也是人类生态环境的重要组成部分。随着农业生产的发展和农业现代化的推进,人们忽视了土壤的环境承载能力,过量施用劣质化肥、农药,造成土壤中重金属污染日趋严重。目前,全世界平均每年排放Hg 约1.5万t,Cu340万t,Pb500万t,Mn1500万t, Ni100万t[1]。据农业部的调查结果,目前我国污水灌区面积约140万hm2,遭受重金属污染的土地面积占污灌总面积的64.8%。其中,轻度污染面积占46.7%,中度污染面积占9.7%,严重污染面积占814%,并且以汞和镉的污染面积最大,部分地区的重金属污染已经相当严重[2]。
土壤中重金属积累到一定程度会对土壤—植物系统产生毒害,会造成重大的经济损失。据初步估计,全国每年因重金属污染而造成的粮食减产损失高达1000多万t;另外,每年被重金属污染的粮食也多达1200万t,合计经济损失至少200亿元[3]。目前,已有一些地方生产的粮食、蔬菜、水果等食物中重金属含量超标或接近临界值,这些农产品通过食物链富集到人体和动物体中,还会危及人类的生命和健康[4],引发癌症和其他疾病等,并导致大气、地表水、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态问题。因此,土壤重金属污染已引起许多国家的高度重视。
1 土壤重金属污染的来源
土壤重金属污染主要是由于采矿、冶炼、电镀、化工、电子、制革等工业产生含重金属的废弃物进入土壤,以及污灌、农药、化肥、垃圾、粉煤灰和城市污泥的不合理施用引起的。概括起来主要有3个方面。
1.1 随污水灌溉进入土壤
由于我国是一个水资源紧缺的国家,部分灌区常把污水作为灌溉水源来利用。污水按其来源可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城市混合污水等[5]。城市生活污水中重金属含量很少,但由于我国工业发展迅速,工矿企业污水未经分流处理而排入下水道与生活污水混合排放,从而造成污灌区土壤Hg、As、Cr、Pb、Cd等重金属含量逐年增加。据调查,淮阳污灌区土壤Hg、Cd、Cr、Pb、As 等重金属在1995年已超过警戒线[6],其他灌区部分重金属含量也远远超过当地背景值。
1.2 随固体废弃物进入土壤
固体废弃物种类繁多,成分复杂,其危害方式和污染程度也不尽相同。其中,以矿业和工业固体废弃物污染最为严重。这类废弃物在堆放或处理过程中,由于日晒、雨淋、水洗等,重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散[5],从而造成土壤重金属污染。如沈阳冶炼厂冶炼锌的过程中产生的矿渣主要含Zn、Cd,1971年开始堆放在一个洼地场所,其浸入液中Zn、Cd含量分别达6.6×103 mg/L和7.5×103mg/L,目前已扩散到离堆放场700m以外的范围[7]。通过对武汉市垃圾堆放场,杭州铬渣堆放区附近土壤中重金属含量的研究发
收稿日期:2005-03-10
基金项目:“十五”国家重大科技专项(2001BA804A30-03)部分研究内容
作者简介:夏来坤(1981-),男,河南鹿邑人,在读硕士,主要从事小麦品质生态研究。
通讯作者:郭天财(1953-),男,河南济源人,教授,博士生导师,主要从事小麦高产优质栽培生理研究。
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现,这些区域土壤中Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Pb、As等重金属含量均高于当地土壤背景值[8,9]。
1.3 随农用物资进入土壤
农药、化肥和地膜是重要的农用物资,对农业生产发展曾起到重大的推动作用。但由于长期不合理施用,也可导致土壤重金属污染。绝大多数的农药为有机化合物,少数为有机—无机化合物或纯矿物质,个别农药在其组成中还含有Hg、As、Cu、Zn等重金属,生产中过量或不科学使用农药将会造成土壤重金属污染。金属元素是肥料中报道最多的污染物质,氮、钾肥料中重金属含量相对较低,而磷肥中则含有较多的有害重金属,复合肥的重金属主要来源于母料及加工流程所带入。肥料中重金属含量一般是磷肥>复合肥>钾肥>氮肥。近年来,地膜的大面积推广使用,造成了土壤的白色污染。由于地膜生产过程中加入了含有Cd、Pb的热稳定剂,同时也增加了土壤重金属污染[5]。
2 重金属在土壤中的形态及吸附、解析
重金属在土壤中富集,会对植物产生危害,但植物体内的重金属含量往往与土壤中重金属的总量并不相关[10]。因此,科学家们对土壤中重金属的形态做了多种分类。比如,Tesser(1979)将土壤中重金属形态分为交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态以及残渣态等[11]。以不同的浸提剂分析重金属元素在各个结合形态中的含量,可以找出其与植物体中重金属含量的相关性。水溶态及土壤胶体吸附的代换态都是可以被植物直接吸收利用的形态[12,13]。锌、镉交换态和碳酸盐结合态对植物吸附重金属的影响要比其在土壤中全量的影响大得多[14]。
由于土壤是一个复杂的多相体系,因此,进入土壤的重金属元素将受到沉淀溶解平衡、络合解离平衡以及吸附平衡三大平衡体系的影响。重金属元素在土壤中的吸附解析研究常采用一次平衡法和流动性。在复合污染(镉、锌、铅)的条件下,有些污染元素在土壤中的吸附用Langmuir、Freundlich及Temkin方程回归都不显著,这再一次证明了复合污染条件下土壤中污染元素的性质会发生改变。
3 土壤重金属污染的特点
3.1 土壤重金属污染的隐蔽性和滞后性
大气、水和废弃物污染等问题一般都比较直观,通过感官就能发现。而土壤污染则不同,它往往要通过对土壤样品进行分析化验和对农作物的残留检测,甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。因此,土壤重金属从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间,因此,土壤污染问题一般都不太容易受到重视。如日本的”痛痛病”经过了10～20年之后才被人们所认识。
3.2 土壤重金属污染的累积性
重金属污染物在大气和水体中一般都比在土壤中更容易迁移,这使得污染物质在土壤中并不像在大气和水体中那样容易扩散和稀释,因此,重金属很容易在土壤中不断积累而超标,同时也使土壤污染具有很强的地域性。
3.3 土壤污染的不可逆转性
重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程,许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解。譬如,被某些重金属污染的土壤可能要100～200年时间才能够恢复。
3.4 土壤重金属污染的难治理性
如果大气和水体受到污染,切断污染源之后通过稀释和自净化作用也有可能使污染得到不断逆转,但积累在土壤中的难降解污染物则很难靠稀释作用和自净化作用来消除。土壤污染一旦发生,仅仅依靠切断污染源的方法则往往很难恢复,有时要靠换土、淋洗土壤等方法才能得到解决,其他治理技术可能见效较慢。因此,治理污染土壤通常成本较高,治理周期也较长。
4 土壤重金属污染的修复技术
4.1 工程措施
主要包括客土、换土翻土和去表土等措施[15],这些方法都可以使耕作层土壤中的重金属浓度降至临界浓度以下,或减少重金属污染物与植物根系的接触而达到控制危害的目的。但所需工程量较大,花费大,并有污土处理的问题,大面积推广应用受到一定限制。
4.2 物理化学措施
土壤重金属污染修复的物理化学措施主要有化学固化、电动修复和土壤淋洗等。
4.2.1 化学固化 所谓化学固化[16],就是加入添加剂(固化剂)改变土壤的理化性质,通过重金属的吸附或共沉淀作用等改变其在土壤中的存在形态,从而降低其生物有效性和迁移性。但固化方法并不是一个永久性的措施,因其只改变了重金属在土壤中的存在形态,仍持留在土壤中,而且土壤很难恢复
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到原始状态,不适宜进一步利用,且目前尚缺乏这方面的研究。
4.2.2 电动修复 电动修复[17]就是通过电流的作用,在电场的作用下,土壤中的重金属离子(如Pb、Cd、Cr、Zn等)和无机离子以电透渗和电迁移的方式向电极运输,然后进行集中收集处理。许多研究发现,土壤p H、缓冲性能、土壤组分及污染金属种类都会影响修复的效果[18]。该方法特别适合于低渗透的粘土和淤泥土,可以控制污染物的流动方向。经在沙土上试验,Pb2+、Cr3+等重金属离子的除去率可达90%以上[19]。电动修复是一种原位修复技术,不搅动土层,并可缩短修复时间,是一种经济可行的修复技术。
4.2.3 土壤淋洗 土壤淋洗[20]是利用提取剂将土壤中的固相重金属转移至液相中,含有提取剂的土壤经清水洗涤后归还原位再利用,富含重金属的废液则进行进一步的处理。该项技术的关键在于提取剂的选择,即既能提取重金属,又不破坏土壤结构,但事实上很难找到,而且,如果处理不当,引入的提取剂很有可能造成二次污染。
4.3 化学措施
4.3.1 化学改良剂修复 目前应用比较多的方法是向土壤中添加改良剂(抑制剂),如磷酸盐、石灰、硅酸盐等被认为是处理重金属污染的常用改良剂。廖敏等研究表明[21],在低石灰水平下,土壤中有机质的主要官能团羟基和羧基与OH-反应促其带负电,土壤可变电荷增加,土壤有机结合态的重金属比较多,另外,Cd2+与CO2-3离子结合生成难溶的CdCO3,且随着p H值的增高CdCO3含量增加,在p H值大于
5.5时,粘土矿物和氧化物与重金属生成络合、螯合物,性质稳定,表明石灰是一种良好的化学改良剂。
4.3.2 表面活性清洗剂修复法(Surfactant,Surface ActiveAgent,简称SAA) 利用表面活性剂润湿、增溶、分散、洗涤等特性,改变土壤表面电荷和吸收位能,或从土壤表面把重金属置换出来,以络合、螯合物的形式存在于土壤溶液中,加快重金属在土壤溶液中的流动性。这种方法由于会加重土壤溶液中重金属的含量,同时会污染地下水源,因此,环境工作者一直认为SAA是一种有害物质。但经进一步研究发现,SAA的增溶性及络合、螯合和降低界面表面张力等作用,增加了土壤中污染物的流动性,为清除土壤中重金属污染提供了一条新的途径。SAA 有助于重金属从土壤颗粒上解析出来,并进入土壤环境,增加污染物在自然环境中的可动性,从而加速污染物的去除[22]。
4.3.3 重金属拮抗剂 根据土壤环境中重金属元素之间的拮抗作用,如重金属与Sn、As、Zn、Cu等元素具有拮抗性,利用一些对人体没有危害或有益的金属元素的拮抗作用,减少土壤中重金属的有效态。因此,在轻污染土壤中施用少量的重金属拮抗剂,将可起到良好防治作用。
4.4 农业生态措施
农业生态修复主要包括2个方面:一是农艺修复措施。包括改变耕作制度,调整作物品种,种植重金属不进入食物链的植物,选择能降低土壤重金属污染的化肥,或增施能够固定重金属的有机肥等措施,来降低土壤重金属污染。二是生态修复。通过调节诸如土壤水分、土壤养分、土壤p H值和土壤氧化还原状况及气温、湿度等生态因子,实现对污染物所处环境介质的调控。我国在这一方面研究较多,并取得了一定的成效[23～25]。但利用该技术修复污染土壤周期长,且效果不太显著。
4.5 植物修复技术
植物修复[26,27](phytoremediation)是指将某种特定的植物种植在重金属污染土壤上,而该种植物对土壤中污染元素具有特殊吸收富集能力,将植物收获后并妥善处理(如灰化回收)后即可将该种重金属移出土体,达到污染治理与生态修复的目的。根据其作用过程和机理,可将其分为以下3种类型。
4.5.1 植物稳定(phytostabilization) 植物稳定是利用耐重金属植物降低土壤中有毒金属的移动性,从而减少金属被淋滤到地下水或通过空气扩散进一步污染环境的可能性[27,28]。植物稳定技术适合土壤质地粘重,有机质含量高的污染土壤的修复。目前,该技术主要用于矿区污染土壤修复。
4.5.2 植物挥发(phytovolatilization) 植物挥发是利用植物的吸收、积累和挥发而减少土壤中一些挥发性污染物,即植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态物质释放到大气中[29]。目前,这方面研究最多的是类金属元素Hg和非金属元素Se。植物挥发通过植物及其根际微生物的作用,将环境中挥发性污染物直接挥发到大气中去,不需收获和处理含污染物的植物体。这种方法作为一种有潜力的植物修复技术会将污染物转移到大气中,对人类和生物具有一定的风险。
4.5.3 植物提取(phytoextraction) 植物提取这一概念是由Chaney[30]和Baker等[31]最早提出来的,
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是指利用重金属超积累植物从土壤中吸取一种或几种重金属,并将其转移、贮存到地上部分,随后收割地上部分并集中处理,连续种植这种植物,可使土壤中重金属含量降低到可接受水平。
植物修复技术与传统的物理、化学技术相比,具有技术和经济上的双重优势[32]:一是应用范围广。在清除土壤中重金属污染物的同时,也可清除土壤周围大气、水体中的污染物;二是污染物在原地去除,使成本大大降低,而且还可从产生的富含金属的植物硅体中回收贵重金属,取得直接的经济效益;三是植物本身对环境的净化和美化作用,更易被社会所接受;四是植物修复过程也是土壤有机质含量和土壤肥力增加的过程,被修复过的土壤适合多种农作物的生长。植物修复技术存在的主要问题是如何提高植物修复效率和速率。目前最具有推广价值的超积累植物植株矮小、生物量低、生长缓慢和生活周期长,因而修复效益低,且不易于机械化操作。同时,一种植物通常只能吸收一种或2种重金属,对土壤中共存的其他金属忍耐能力差,从而限制了植物修复技术在复合污染土壤治理方面的应用。此外,植物是一个生命有机体,对土壤肥力、气候、水分、盐度、p H值等有一定的要求,而这些植物多为野生植物,目前,对其生活习性和耕种方法还不了解,限制了其在治理土壤重金属污染方面的广泛利用。
由于生物修复是一项新兴的高效修复技术,具有良好的社会、生态综合效益,且易被大众接受,因此,具有广阔的应用前景[5]。目前,土壤重金属污染修复技术的重点研究领域,一是超累积植物筛选与培育。超累积植物是在重金属胁迫条件下的一种适应性突变体,往往生长缓慢,生物量低,气候环境适应性差,具有很强的富集专一性。因此,筛选、培育吸收能力强,同时能吸收多种重金属元素,且生物量大的植物是生物修复的一项重要任务。二是分子生物学和基因工程技术的应用。随着分子生物技术迅猛发展,将筛选、培育出的超累积植物和微生物基因导人生物量大、生长速度快、适应性强的植物中去已成为现实,因此,利用分子生物技术提高植物修复的实用性方面将取得突破性进展。三是生物修复综合技术的研究。重金属污染土壤的修复是一个复杂的系统工程,单一的修复技术很难达到预期效果,必须以植物修复为主,辅以化学、微生物及农业生态措施,增加重金属的生物有效性,促进植物的生长和吸收,从而提高植物修复的综合效率。因此,生物修复综合技术将是今后重金属污染土壤修复技术的主要研究方向。
参考文献:
[1] 周泽义.中国蔬菜重金属污染及控制[J].资源生态环
境网络研究动态,1999,10(3):21-27.
[2] 陈志良,仇荣亮.重金属污染土壤的修复技术[J].环境
保护,2002,29(6):21-23.
[3] 林强.我国的土壤污染现状及其防治对策[J].福建水
土保持,2004(3):25-28.
[4] 王向健,郑玉峰.重金属污染土壤修复技术现状与展望
[J].环境保护科学,2004(4):48-49.
[5] 崔德杰,张玉龙.土壤重金属污染现状与修复技术研究
进展[J].土壤通报,2004,35(3):365-370.
[6] 张书海,沈跃文.污灌区重金属污染对土壤的危害[J].
环境监测管理与技术,2000,12(2):22-24.
[7] 李天杰.土壤环境化学[M].北京:高等教育出版社,
1995.112-113.
[8] 方满,刘洪海.武汉市垃圾堆放场重金属污染调查及控
制途径[J].中国环境科学,1998,8(4):54-59.
[9] 潘海峰.铬渣堆存区土壤重金属污染评价[J].环境与
开发,1994,9(2):268-270.
[10] 陈英旭,朱祖祥,何增耀.土壤中铬的有效性与污染生
态效应[J].生态学杂志,1995,15(1):79-84.
[11] A Tesser.Sequential extraction procedure for the s pecia2
tion of particulate trace metals[J].Analytical Chem2
istry,1979,51(7):844-851.
[12] 廖自基.微量元素的环境化学及生物效应[M].北京:
中国环境科学出版社,1992.
[13] 何振立.污染及有益元素的土壤化学平衡[M].北京:
中国环境科学出版社,1998.
[14] X XIAN.E ffect of chemical forms of cadmium zinc and
lead in polluted soil on their u ptake by cabbage plant
[J].Plant and S oil,1989,13:257-264.
[15] 丁园.重金属污染土壤的治理方法[J].环境与开发,
2000.15-2.
[16] 陈志良,仇荣亮.重金属污染土壤的修复技术[J].环
境保护,2002,29(6):21-23.
[17] Probstein R F,H ick R E.Removal of contaminants from
s oils by electric fields[J].Science,1993,260:498-503. [18] K awachi T,Kubo H.Model experimental study on the
migration behavior of heavy metals in electtokinetic
remedratkm process for contaminated soil[J].S oil Sci
Plant Nutr,1999,45(2):259-268.
[19] 郑喜坤,鲁安怀,高翔,等.土壤重金属污染现状与防
治方法[J].土壤与环境,2002,11(1):79-84.
[20] 宋静.土壤重金属修复技术[J].污染农业环境保护,
1998,17(6):27l-273.
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甜玉米高产栽培新技术
牛永锋1,郑丽敏1,段改霞2
(1.安阳市农业科学研究所,河南安阳455000;2.内黄县第二高级中学,河南内黄456300) 中图分类号:S513 文献标识码:B 文章编号:1004-3268(2005)05-0092-01
近年来,随着我国农业结构的调整,许多特种种植代替了普通种植。由于甜玉米种植成本低(省工),生长期短,见效快,效益高,销路好,深受广大种植户的欢迎,种植面积不断扩大,种植甜玉米已成为农民的致富途径。采用适合甜玉米特点的高产栽培技术,对提高农民的种植效益,有着重要意义。
1 品种选择
目前,生产上种植的品种主要有甜单8号、甜单6号、京科甜112、科甜115、116、118等品种,其中甜单8号为首选品种。
2 精细整地
大面积平作,可将底肥均匀撒于地表,然后旋耕翻下与土壤充分混匀。有机肥作基肥施用,一般用量为15000～22500 kg/hm2,并与二铵225kg/hm2混合作基肥;潮湿易涝地区应起垄种植以利排水。
3 隔离种植
甜玉米与其他玉米要有空间或时间隔离,以免接受其他玉米花粉影响品质。在空间隔离上,如没有障碍物的平原地区,需300m的隔离带,如果空间隔离有困难,也可利用高秆作物、围墙等自然屏障隔离;在时间隔离上,需与其他玉米种植时期错开25d以上。如大面积成片种植甜玉米,可适当降低隔离标准。
4 提高播种质量
播前一定要保证有充足适宜的底墒;下种量应在67.5 kg/hm2左右,播深2～3cm左右,行距65cm,最好采用宽、窄行种植(宽行80cm,窄行50cm),机播或畜播均可。5 分期播种
甜玉米如能赶上水果淡季或较早供应市场,可获得较高的经济效益。因此,甜玉米的种植应根据市场需求,遵循前伸后延、分期播种、均衡上市的原则安排播期。早春播种(4月初)应盖膜栽培;夏播以6月21日左右为好,最晚应在7月10日前播完,大面积种植应错期播种。
6 合理密植
为了确保甜玉米果穗大小均匀一致,增加商品性,提高鲜果穗产量,种植密度一般在55500～60000株/hm2。
7 定苗去穗
四叶期定苗,平均株距28cm;在玉米雌穗成穗后,要及时去除多余的雌穗,以促进第1,2果穗的正常发育。
8 施肥浇水
种植甜玉米应坚持增施有机肥、均衡施用N、P、K肥,早施前期肥的施肥原则。追肥应注重苗肥的施用,一般苗肥占70%,穗肥占30%,拔节至小喇叭口期适时追肥,追施尿素600kg/hm2,追肥后及时浇水。小喇叭口期至灌浆期是需水关键时期,遇旱一定要及时浇水,并追施尿素225kg/hm2。及时防治病、虫、草害等,以免影响果穗的外观和产量。
9 适时收获
玉米适时收获极为重要,根据其籽粒含糖指数可在玉米授粉21～25d采收。在生产中可根据所需而定。在此特别指出,春播甜玉米收获时,正处在夏季高温时期,其灌浆速度快,种植户要注意观察,适时收获,不然会影响籽粒品质;夏播甜玉米收获时,为秋季低温时期,其灌浆速度慢,收获时间可适当拉长。
收稿日期:2004-11-17
作者简介:牛永锋(1976-),男,河南内黄人,研究实习员,本科,主要从事玉米育种。
[21] 廖敏,谢正苗,黄昌勇.重金属在土水系统中的迁移特
征[J].土壤学报,1998,35(2):179-184.
[22] 戴树桂,董亮,王臻.表面活性剂在土壤颗粒物上的吸
附行为[J].中国环境科学,1999,19(5):392-396. [23] 丁园.重金属污染土壤的治理方法[J].环境与开发,
2000,15(2):25-28.
[24] 王新.不同作物对重金属复合污染物吸收特征研究
[J].农业环境保护,1998,17(5):193-196.
[25] 蒋玉根.农艺措施对降低污染土壤重金属活性的影响
[J].土壤,2002,34(3):145-147.
[26] 韦朝阳,陈同斌.重金属超积累植物及其植物修复技
术的研究进展[J].生态学报,2001,21(7):196-1203.
[27] Salt DE,Smith RD,Raskin.Phytoremediation[J].Annu
Rev Plant Physiol Plant Mol Biol,1998,49:643-668.
[28] Salt DE,Blaylock M,Nanda-Kumar PBA,et al.Phy2
toremediation:A noval strategy for the removal of toxic
metals from the envirement using plants[J].Bio/Tech2
nol,1996,13:468-474.
[29] Watanabe ME.Phytoremediation on the brink of com2
mercialitation[J].Envirvn Sci Technol,1997,31:182-
186.
[30] Chaney R L.Plant uptake of inorganic waste con2
stituents[A].In:Parr J F https://www.doczj.com/doc/5411065096.html,nd Treatment of Haz2
ardous Wastes[C].Noyes Data Corporation,Park Ridge,
New Jersey,USA,1983.50-76.
[31] Baker A J M,Receves R D,Mc Grath S P.In situ decon2
tamination of heavy metal polluted soils using crops of
metal2accumulating plants a feasibi ity study.Hinchee
RE,Olfenbuttel RF,Eds.In Situ Bioreclamation[M].
Butterworth2Heinemann,Boston,USA,1991.539-544,
600-605.
[32] 龙新宪,杨肖娥,倪吾钟,等.重金属污染土壤修复技
术研究的现状与展望[J].应用生态学报,2002,13
(6):757-762.
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土壤重金属污染 摘要：随着现代工业的发展，工业排出的污染物越来越多，土壤的重金属污染就是一个例子，土壤污染对人类的身心都造成了巨大的危害。本文主要就土壤重金属的概念、来源种类、特点危害、采样检测、防治修复等方面都做了一定的阐述。 With the development of modern industry, industrial discharge pollutants is more and more, soil heavy metal pollution is one example, soil pollution has caused great harm on human body and mind . This paper discusses the concept, origin of soil heavy metal types and characteristics, sampling testing and prevention harm repair all aspects were discussed as well。 关键词：土壤污染，重金属，危害 据报道，目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染耕地面积近 2000 万公顷，约占总耕地面积的 1/5，其中工业“三废”污染耕地 1000 万公顷，污水灌溉的农田面积已达 330 多万公顷。例如：某省曾对 47 个县和郊区的 259 万公顷耕地（占全省耕地面积的五分之二）进行过调查。其结果表明，75% 的县已受到不同程度的重金属污染的潜在威胁，而且污染趋势仍在加重。 一土壤重金属污染的定义 重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大，所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。由于土壤中铁和锰含量较高，因而一般不太注意它们的污染问题，但在强还原条件下，铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。 土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金属含量明显高于背景含量、并可能造成现存的或潜在的土壤质量退化、生态与环境恶化的现象。[1] 如下图为土壤环境质量标准值（GB15618—1995）单位: mg/kg
浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术 土壤是一个开放的缓冲动力学系统，承载着环境中50%～90%的污染负荷[1-2]。随着矿产资源开发、冶炼、加工企业等规模的扩大以及农业生产中农药、化肥、饲料等用量的增加和不合理的使用，致使土壤中重金属含量逐年累积，明显高于其背景值，造成生态破坏和环境质量恶化，对农业环境和人体健康构成严重威胁。重金属在土壤中移动性差、滞留时间长、难降解，可以通过生物富集作用和生物放大作用进入到农牧产品中[3]，从而影响产出物的生长、产量和品质，潜在威胁人体健康[4]。本文对我国土壤重金属污染现状进行了简要分析，概述了土壤中重金属的来源，简单介绍了物理修复、化学修复和生物修复技术在土壤重金属污染修复方面的研究进展，以期为土壤重金属污染修复提供参考。 1我国土壤重金属污染现状 随着矿山开采、冶炼、电镀以及制革行业的蓬勃发展，一些企业盲目追逐经济利益，轻视环境保护，再加上农药、化肥、地膜、饲料添加剂等的大量使用，我国土壤中Pb、Cd、Zn等重金属的污染状况日益严重，污染面积逐年扩大，危害人类和动物的生命健康。据报道，2008年以来，全国已发生100余起重大污染事故，其中Pb、Cd、As等重金属污染事故达30多起。据2014年国家环境保护部和国土资源部发布的全国土壤污染状况调查公报显示，全国土壤环境总状况体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。据农业部对我国24个省市、320个重点污染区约548 万hm2土壤调查结果显示，污染超标的大田农作物种植面积为60万hm2，其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80%以上，尤
重金属污染土壤修复实施方案 1工程内容 根据示范区内重金属污染区的地形地貌因子（地面坡度、覆土厚度、土层物质组成、灌溉条件）、土壤物理性质（容重、分散系数、初始入渗速度、孔隙度）、土壤化学性质（酸碱度、水溶性钙含量、氮磷钾含量）、生物因子（酶活性、微生物总量、呼吸强度）等指标，判定影响区域土壤修复与植被恢复的主要限制性因子。结合当地的气候条件及国内外相关重金属污染土壤治理修复研究技术等相关资料确定本次示范工程工程内容及总体思路： 将东岭锌业股份有限公司北侧兴隆场村涂家崖组10亩区域土壤污染严重的农田作为土壤重金属污染修复示范基地。对选取的示范基地首先进行土壤污染现状调查监测，在调查监测成果的基础上进行土地平整，一方面选取不同重金属富集植物种类及方法开展土壤重金属污染修复治理示范工作，另一方面选取不同淋洗剂采用土壤淋洗法治理修复受重金属污染土壤。对于植物修复技术，在示范区不同片区分别种植对重金属铅、镉、锌、砷等具有较强富集能的蜈蚣草、黑麦草、向日葵等绿色植物进行治理修复研究，其中，对种植向日葵片区开展在向日葵根部土壤混和添加不同人工合成的鳌合剂对比土壤重金属治理修复效果研究工作；对于物理化学修复技术中的淋洗法修复技术，在示范区内选取0.5亩土壤分别采用HCl、柠檬酸和Na2-EDTA三种常用淋洗剂和不同的淋洗次数等条件进行土壤
淋洗法重金属污染修复治理试验，利用一年时间初步取得示范治理成效，为区域土壤重金属污染治理修复工作全面开展打好坚实基础。2工程具体实施方案调查 2.1土壤现状调查监测 ①现状作采样工作图和标注采样点位图。 收集包括监测区域土类、成土母质等土壤信息资料。 收集工程建设或生产过程对土壤造成影响的环境研究资料。 收集造成土壤污染事故的主要污染物的毒性、稳定性以及如何消除等资料。 收集土壤历史资料和相应的法律（法规）。 收集监测区域工农业生产及排污、污灌、化肥农药施用情况资料。 收集监测区域气候资料（温度、降水量和蒸发量）、水文资料。 收集监测区域遥感与土壤利用及其演变过程方面的资料等。 现场踏勘，将调查得到的信息进行整理和利用，丰富采样工作图的内容。 针对示范区现状进行实地调查测量，确实示范区地形、地貌、面积、形状、地面坡度、覆土厚度、土层物质组成、灌溉条件、土壤物理性质、土壤化学性质、生物因子等指标。绘制示范区草图。 ②现状监测 根据初步调查结果，将示范区划分为近乎等面积的四个区块，在每个区块中心布设土壤环境质量现状监测采样点1个，共布设4个
精心整理 重金属污染土壤修复方案 小组成员： 一、修复目标 一定区域内植被覆盖率95%以上，蜈蚣草种植2亩、黑麦草种植2亩、向日葵种植3亩、本土植物3亩。 （容量、1 2 1个，共布设4个监测点位进行土壤环境质量现状监测。 3、采样器具准备 工具类：铁锹、铁铲、圆状取土钻、螺旋取土钻、竹片以及适合特殊采样要求的工具等。 器材类、GPS、罗盘、照相机、卷尺、铝盒、样品袋、样品箱等。
文具类：样品标签、采样记录表、铅笔、资料夹等。 4 采样、土壤采样样品流转、运输中防损、样品交接、样品制备、制样工具及容器、制样程序、风干、细磨样品、样品分装、样品保存。 五、土壤分析测定 1、测定项目 2 准确称取ρ1.19g/ml15mLHNO3ρ1.42g/ml10mlHF ρ为了达到良好的除硅效果应经常摇动坩埚。最后加入ρ1.67g/ml 冒尽。土壤分解物应呈白色或淡黄色) 斜坩埚时呈不流动的粘稠状。用稀酸溶液冲洗内壁及坩埚盖，温热溶解残渣冷却后，定容至100ml最终体积 3 标准方法(即仲裁方法) 六、土壤环境质量 1 I 他保护地区 上对植物和环境不造成危害和污染。 2、区块划分 特重污染区：采用淋洗法进行修复试验。 重污染区：采用螯合剂植物修复
一般污染区：采用富集性能好的植物 轻度污染区：采用本土现有植物修复 3、设计方案 4、田间管理 3次打药10 5、植物修复的栽植方案 式分片区开展种植。 1、施肥 2 ①、②、 3 ①、乔木栽植结束后做好管理。②、及 5cm1-2 5-10/m2,35-10g/m2,另早春及早秋应 6-7cm 4-10211月至31
土壤重金属污染状况及修复 中文摘要：重金属污染因具有毒性、易通过食物链在植物，动物和人体内累积，对生态环境和人体健康构成严重威胁。随着工业快速发展、农药及化肥的广泛使用，农田土壤重金属污染越来越严重，研究农田土壤重金属污染现状及修复技术对农产品安全具有重要意义。综合国内外农田土壤重金属污染状况，农田土壤重金属污染主要来源于固体废弃物堆放及处置、工业废物大气沉降、污水农灌和农用物质的不合理施用。该文综述了国内外有关农田重金属污染土壤修复技术（物理修复、化学修复、生物修复、农业生态和联合修复）的研究进展，并针对各种修复方法，阐述了其原理、修复条件、应用实例及其优缺点，重点论述了植物修复的机理和应用，提出了草本与木本联合修复可有效提高农田土壤重金属复合污染的修复效率，为农田土壤土壤重金属复合污染修复提出了新的途径。最后在对已有研究分析的基础上，提出了联合修复技术（如生物联合技术、物理化学联合技术和物理化学—生物联合技术）可以在一定程度上克服使用单一修复手段存在的缺点，可提高复合污染的修复效率、降低修复成本，未来应深入探索联合修复技术间的相互作用机理，以期为农田土壤重金属综合治理与污染修复提供科学依据。 关键词：农田土壤；重金属；污染；修复技术 Abstract; Heavy metal pollution caused by toxic, easily in the food chain through plants, animals and humans in vivo accumulation of the ecological environment and pose a serious threat to human health. With the rapid development of industry, the widespread use of pesticides and fertilizers, agricultural soil heavy metal pollution is getting worse, research Soil Heavy Metal Pollution and Remediation Technology is important for the safety of agricultural products. Comprehensive Farmland Soil Heavy Metal Contamination at home and abroad, mainly from heavy metals in soils contaminated solid waste deposits and disposal of industrial waste atmospheric deposition, sewage unreasonable application of agricultural irrigation and agricultural materials. This paper reviews the related farmland abroad Heavy Metal Contaminated Soil Research Progress (physical restoration, chemical remediation, bioremediation, ecological agriculture and bioremediation) repair, and for a variety of repair methods, described its principle, to repair the condition, application examples its advantages and disadvantages, Focuses on the mechanism and application of phytoremediation, herbaceous and woody proposed bioremediation can effectively improve the efficiency of heavy metals in soils repair compound contaminated soil farmland soil heavy metals contamination fixes proposed a new way. Finally, the existing research and analysis based on the proposed joint repair techniques (such as bio-technology joint, joint technical and physical chemistry physical chemistry - Biotechnology United Technologies) can overcome the disadvantages of using a single repair means exist to some extent, can improve repair efficiency combined pollution, reduce repair costs, Future should further explore the mechanism of interaction between the United repair techniques, with a view to the comprehensive management of heavy metals in soils and pollution remediation provide a scientific basis. Keywords: Soil; heavy metal; pollution; repair technology 1 土壤中重金属的污染现状 土壤作为开放的缓冲动力学体系，在与周围的环境进行物质和能量的交换过程中，不可避免地会有外源重金属进入这个体系! 重金属对土壤的主要污染途径是工业废渣、废气 中重金属的扩散、沉降、累积，含重金属废水灌溉农田，以及含重金属农药、磷肥的大量施用! 外来重金属多富集在土壤的表层!.工业生产上重金属释放到环境中的主要途径有采矿、冶炼、燃
重庆文理学院环境管理学课程作业之三 综述报告 题目：土壤重金属污染综述 姓名：冯思特 学号：201204159007 班级：环科2班 成绩：
土壤重金属污染综述 摘要:土壤是生物和人类赖以生存和生活的重要环境。随着工业化的发展、城市化进程的深入，我国土壤环境污染不断加剧。土壤环境质量变化较大，土壤环境污染物种类和数量的不断增加，发生的地域和规模在逐渐扩大，危害也进一步深入。而土壤重金属污染是其中重要的组成部分，由于其不能为土壤微生物所分解，且污染具有蓄积性的特点，土壤一旦遭受污染，就难以在短时间内消除，从而对农产品的产量品质和人类的身体健康造成很大的危害【1,2】。 关键词：现状；来源；特性；修复方法 一.我国重金属污染现状 我国土壤重金属污染形势严峻。近年来，我国土壤重金属污染事件频发，不仅对耕地与农产品质量构成严重威胁，还直接损害了民众身体健康，影响社会稳定【3】。国务院批复的《重金属污染综合防治“十二五”规划》、近期印发的《国务院办公厅关于印发近期土壤环境保护和综合治理工作安排的通知》(国办发〔2013 ] 7号)和《国务院关于加快发展节能环保产业的意见》(国发〔2013]30号)中，都明确提出了攻克污染土壤修复技术和加强试点示范的要求。建设土壤重金属污染治理试点示范工程，加强修复技术体系研究和推广应用，防控和修复土壤重金属污染，提高土壤环境质量，保障生态环境与食物安全，已成为国家重大现实需求。 二.重金属污染主要来源 土壤重金属的来源主要有自然来源和人为干扰输入两种途径。在自然情况下，土壤中重金属主要来源于母岩和残落的生物物质，含量比较低，一般不会对土壤一植物系统生态环境造成危害【4】。人为活动是造成土壤遭受重金属污染的重要原因，在金属矿床开发、城市化建设、固体废弃物堆积以及为提高农业生产而施用化肥、农药、污泥和污水灌溉的过程中，都可能导致重金属在土壤中大量积累。 三.土壤重金属的特性 3.1 重金属在土壤中的沉积 重金属能在一定的幅度内发生氧化还原反应，具有可变价态，因重金属的价态不同，其活性和毒性也不同；重金属易在土壤环境中发生水解反应，生成氢氧化物，也可以与土壤中的一些无机酸反应，生成硫化物、碳酸盐、磷酸盐等。这些化合物的溶度积【5】都比较小，使得重金属累积于土壤中，不易迁移，污染危害范围扩大的可能性较小，但却使污染区域内
土壤重金属污染的危 害及修复
土壤重金属污染的危害及修复 摘要:土壤重金属污染问题越来越引起人们关注,阐明了土壤中重金属污染的来源、污染情况及造成的危 害,主要综述了目前国内专家、学者对土壤污染及生物修复的研究进展,结合我国具体情况,提出一些自己的看法. 关键词:土壤;重金属污染;生物修复 土壤重金属污染是指人类活动将重金属加入到土壤中,致使土壤中重金属含量明显高于原有含量,并造成生态环境恶化 的现象[1].环境污染方面所指的重金属主要指对农作物和人畜生物毒性显著的Hg、Cd、Pb、Cr、以及类金属As,还包括具有毒 性的Zn、Cu、Co,Ni、Sn、V等污染物,后者在常量下对作物和人体是营养元素,过量时则出现危害.加强土壤污染的化学及生态 研究对推动绿色食品和生态农业的发展具有重要意义. 1土壤中重金属元素的来源和污染状况 除了来自于土母质本身的重金属,土壤重金属污染主要来自于人类活动.研究表明:Pb、Cd、Hg、As与大气污染有直接关 系[2].来源于象汽车含铅汽油燃烧排放的尾气、工农业生产、汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的气体,它们经过自然沉降和 雨淋进入土壤.公路、铁路两侧土壤中的重金属污染主要是Pb、Cr、Zn,Cu、Co、Cd等,大气汞的干湿沉降也可引起土壤中汞含 量的增高.
城市大量的工业废水流入河道,其中含有的许多重金属离子,随着污水灌溉、污泥施肥而进入土壤.太原、淮阳污灌区土 壤中重金属的含量自污灌以来逐年增高.广州市郊污灌区农田中Pb、Cd、Hg、Cr、As等重金属污染超过临界值,残留超标率分 别达16%、100%、68%、16%和52%[3、4].研究还表明:用城市污水污泥改良土壤,重金属Hg、Pb、Cr的含量明显增加,青菜中 的Pb、Zn、Cu、Cd、Ni也增加[5]. 胡永定[6]通过对徐州荆马河区域土壤重金属污染成因的分析和研究,发现Cd是由垃圾施用和农灌引起的,Pb、Zn、Cu、Cr 是由垃圾施用引起的,As是农田灌溉引起的,Hg是各种途径都有.另外城市生活垃圾、车辆废弃物、垃圾堆放场附近土壤中重 金属的含量都高于当地土壤背景值,如北京郊区某垃圾场周边土壤中Cd含量是对照组的8倍.金属矿山的开采、有色金属的 冶炼排放的废水、重金属冶炼矿渣的堆放,工厂烟囱的排放物等,随着降雨淋溶被带入水环境或直接进入土壤,都会成为土壤 重金属的来源.许多研究表明:随着磷肥、复合肥的大量施用,土壤有效镉的含量在不断增加,作物吸收镉量也相应增加.据马 耀华等对上海地区菜园土研究发现:施肥后,Cd的含量从0.1mgkg- 1上升到 0.32mg kg- 1.魏秀国等人通过对广州市蔬菜地 土壤重金属污染状况调查及评价发现:铅污染最为普遍,其次是砷污染;就污染的程度而言,镉污染最为严重,其次为砷[7].
中国耕地土壤重金属污染概况 摘要：依托收集的耕地土壤重金属污染案例资料，建立了我国138个典型区域的耕地土壤重金属污染数据库，并利用《土壤环境质量标准》（GB15618—1995）中的二级标准作为评价标准，测算了我国耕地的土壤重金属污染概况。研究表明：（１）我国耕地的土壤重金属污染概率为16.67%左右，据此推断我国耕地重金属污染的面积占耕地总量的1/6左右；（２）耕地土壤重金属污染等别中，尚清洁、清洁、轻污染、中污染、重污染比重分别为68.12%，15.22%，14.49%，1.45%，0.72%；（３）８种土壤重金属元素中，Ｃｄ污染概率为25.20%，远超过其他几种土壤重金属元素；此外，也有一些区域发生Ni，Hg，As和Pb土壤污染，但是Ｚｎ、Ｃｒ和Ｃｕ元素发生污染的概率较小；（４）辽宁、河北、江苏、广东、山西、湖南、河南、贵州、陕西、云南、重庆、新疆、四川和广西１４个省、市和自治区可能是我国耕地重金属污染的多发区域，特别是辽宁和山西的耕地土壤重金属污染可能尤其严重。 关键词：土壤污染；重金属；耕地；污染概率 过去的50年中，大约有2.2万ｔ的Cr，9.39×10５ｔ的Cu，7.89×10５ｔ的Pb 和1.35×10６ｔ的Zn排放到全球环境中，其中大部分进入土壤，引起了土壤重金属污染。随着我国工业和城市化的不断发展，工业和生活废水排放、污水灌溉、汽车废气排放等造成的土壤重金属污染问题也日益严重。重金属污染不仅能够引起土壤的组成、结构和功能的变化，还能够抑制作物根系生长和光合作用，致使作物减产甚至绝收。更为重要的是，重金属还可能通过食物链迁移到动物、人体内，严重危害动物、
ICS 13.020.01Z 05 湖 南 省 地 方 标 准 DB43 DB43/T1165-2016
目次 前言..........................................................................................................................................................II 1主要内容和适用范围 (1) 2规范性引用文件 (1) 3术语和定义 (1) 4土地利用类型 (2) 5标准分级 (2) 6目标污染物种类 (2) 7标准值 (2) 8监测要求 (3) 9标准实施 (4)
前言 为贯彻《中华人民共和国环境保护法》，防治土壤污染，保护土壤资源和土壤环境，保障人体健康，加强重金属污染场地土壤环境保护监督管理，指导重金属污染场地土壤修复工作，制定本标准。 本标准由湖南省环境保护厅提出并归口。 本标准起草单位：湖南省环境保护科学研究院。 本标准主要起草人：陈灿、文涛、万勇、钟振宇、付广义。 本标准于2016年3月29日首次发布。
重金属污染场地土壤修复标准 1主要内容和适用范围 本标准规定了湖南省重金属污染场地土壤修复指标、限值和监测方法。 本标准适用于湖南省重金属污染场地土壤修复工程效果评价、验收。 对于有特殊要求的重金属污染场地，经省级以上人民政府环境保护行政主管部门批准，土壤修复工程效果评价、验收可参照《污染场地风险评估技术导则》。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB3838地表水环境质量标准 GB15618土壤环境质量标准 HJ25.1场地环境调查技术导则 HJ25.2场地环境监测技术导则 HJ25.3污染场地风险评估技术导则 HJ/T166土壤环境监测技术规范 HJ557固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法 3术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 污染场地contaminated site 对潜在污染场地进行调查和风险评估后，确认污染危害超过人体健康或生态环境可接受风险水平的场地，又称污染地块。 3.2 土壤修复soil remediation 采用物理、化学或生物的方法固定、转移、吸收、降解或转化场地土壤中的污染物，使其含量或浓度降低到可接受水平，或将有毒有害的污染物转化为无害物质的过程。 3.3 目标污染物target contaminant 在场地环境中其数量或浓度已达到对生态系统和人体健康具有实际或潜在不利影响的，需要进行修复的关注污染物。 3.4 修复目标值remediation target 污染场地经修复后，目标污染物应达到的规定指标限值。
土壤重金属污染及治理修复技术 摘要：由于冶炼、电镀、制革和电子等工业中三废的排放，以及各种金属矿山开采活动的增多，导致含有很多重金属的物质进入土壤，并由土壤间接进入周围的环境中，给周围环境造成很大的破坏，同时也在危害着人类的健康。本文重点讲述了土壤中重金属的存在形式和转移形式，并系统地介绍了传统的重金属污染修复技术和新型的重金属污染修复技术。 关键词：土壤;重金属污染;治理修复技术 1、土壤中的重金属存在形态和转移形式 重金属物质在土壤介质中的存在形态是衡量其对周围环境影响程度的关键指标，重金属在土壤中的主要存在形态有自由离子形态、可溶化合物形态、可交换离子形态、有机束缚形态或与其它离子形成氧化物硅酸盐氮化物等形态。一般情况下，可以通过重金属形态的探测和提取法将一些交换态和结合态的或者残渣态的金属络合物进行提取和分析，可用于这类技术方法提取的重金属有铅、镉、铜、锌等。[1]目前已知的重金属在土壤中有三种迁移方式，即由于植物对周围金属离子有吸附作用，重金属离子被移入植物体内，并随着食物链进入动物或人体内，也可能会随着植物的枯萎和腐朽再次回到土壤中。一些重金属物质以离子形式存在于地
下水和河流中，并随地下水和河流的四处流动而进行扩散，这就加重了对重金属污染进行治理的难度。最后一种方式就是重金属物质残留在土壤中，随着时间的推移慢慢氧化作用或者进行其他化学作用，在化学作用后与其他物质进行化合，最后将毒害作用减少。 2、传统的土壤重金属污染修复技术 2.1物理化学修复技术 物理化学修复过程即通过各种物理和化学手段从土壤 中除去或者分离含重金属的污染物，比如利用淋洗液将土壤中的固相重金属转移到土壤的液相中，再利用络合或者沉淀的方法使土壤富集，然后将富集液中含重金属的沉淀进行过滤并除去。在进行淋洗时，淋洗剂的选择是非常关键的问题。除此之外，可以用电动修复的方法，就是在固液相的土壤中插入电极，利用重金属导电性的原理，充分在电场的作用下引导并从土壤中移动出。然后进行筛选和过滤。也可以利用重金属与某些非金属阴离子在土壤中化合形成化合物的方法，在土壤中掺入适量的含有非金属阴离子的物质，使重金属阳离子和非金属阴离子不易分解的无害的化合物，或者可直接分离提取的化合物[2]。 2.2农业化学修复技术 农业化学修复技术就是采用大面积种植一些可以对重 金属物质进行有利吸收的农作物，从而利用植物自身的吸收
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910351179.8 (22)申请日 2019.04.28 (71)申请人 北京建工环境修复股份有限公司 地址 100015 北京市朝阳区京顺东街6号院 16号楼 (72)发明人 王祺 郭丽莉 熊静 李书鹏 何玮淑 宋倩 王蓓丽 阎思诺 (74)专利代理机构 北京三聚阳光知识产权代理 有限公司 11250 代理人 李静 (51)Int.Cl. B09C 1/00(2006.01) B09C 1/08(2006.01) (54)发明名称 一种农田土壤重金属污染的修复方法 (57)摘要 本发明属于土壤保护技术领域，具体涉及一 种农田土壤重金属污染的修复方法。该方法采用 重金属钝化剂与土壤混合均匀，养护后种植第一 农作物，然后种植超富集植物，同时施加重金属 活化剂，再然后施加钝化剂，种植第二农作物后， 先施加重金属钝化剂可以有效降低重金属淋失 风险，同时避免重金属富集于农作物内，而后再 施用重金属活化剂，种植超富集植物，吸收重金 属，降低土壤中重金属的含量，植物根系未覆盖 范围内土壤中的重金属由于重金属钝化剂的存 在保持低淋失风险。本发明采用植物富集技术和 施加重金属钝化剂的方法既可以从根本上去除 重金属的问题，又可以在种植作物时对重金属进 行钝化处理， 提高了土壤的使用效率。权利要求书1页 说明书9页CN 110014032 A 2019.07.16 C N 110014032 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110014032 A 1.一种农田土壤重金属污染的修复方法，其特征在于，包括以下步骤， 种植农作物前先将重金属钝化剂与土壤翻耕10-30cm混合均匀，养护12-17天； 春茬时期，种植第一农作物，待所述第一农作物收获后，种植超富集植物，同时施用重金属活化剂； 秋冬茬前收获超富集植物，然后再施加重金属钝化剂，翻耕10-30cm混合均匀，养护12-17天； 秋冬茬时期，种植第二农作物，收获所述第二农作物后，种植超富集植物的同时施加重金属活化剂或休耕至来年春茬前； 其中，所述超富集植物包括香根草、蓖麻、东南景天、龙葵、忍冬或密毛蕨；所述第一农作物包括小麦、蚕豆、玉米或大豆；所述第二农作物包括玉米、大豆、甘薯、谷子、花生或烟草。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钝化剂为改性蛭石、改性生物炭和改性海泡石中的至少一种。 3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述重金属钝化剂的用量为50-150kg/亩。 4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述活化剂包括腐植酸、聚天门冬氨酸、聚谷氨酸、衣康酸、山梨糖醇、柠檬酸、微生物菌剂和促根剂； 所述促根剂包括亚氨基二琥珀酸、[9,9-二(2-乙基己基)-9H-芴-2,7-二基]二硼酸和4-硝基苯基-β-D-纤维二糖苷中的至少一种； 所述微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、绿木霉菌、地衣芽孢杆菌、尿素酶芽孢杆菌、酵母菌、假单胞菌中的至少一种。 5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述活化剂中各组分的质量分数为，20-25％腐殖酸、15-20％聚天门冬氨酸、15-20％聚谷氨酸、15-20％衣康酸、8-10％山梨糖醇、8-10％柠檬酸、3-5％微生物菌剂和0.5-2％促根剂。 6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述活化剂的制备方法包括，将25％腐殖酸、20％聚天门冬氨酸、15％聚谷氨酸、20％衣康酸、8％山梨糖醇、8％柠檬酸，干燥、研磨后过筛去杂质，用水溶解，加入0.5％促根剂，混匀分散，喷雾干燥后加入3.5％微生物菌剂，制得粉状重金属活化剂。 7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述活化剂的用量为3-10kg/亩。 2
土壤重金属污染及其生物修复研究综述摘要： 本文主要综述了土壤重金属污染的危害及影响，以及土壤重金属污染中用以去除在土壤中累积的重金属的各种生物修复技术、特点、机理等进行了综述。重点论述了植物、微生物、动物对重金属污染土壤的修复技术方面的研究进展，最后对生物修复的发展前景进行展望，并在此基础上提出了一些见解和看法。 关键词： 土壤污染；重金属；生物修复 土壤是人类赖以生存的基本条件。近年来，随着人口急剧增长，人类对土地资源的过度开发，导致土地质量下降、生产能力退化。而在农业生产中使用化肥与农药以及如生长激素等化学物质，土壤中某些成分含量过高，致使其物理、化学和生物学性质发生变化，土壤功能受到损害，微生物活动受到影响，土地肥力下降，影响农作物的产量与品质，威胁着人类的健康，也影响到国民经济的发展。目前,土壤重金属污染的总体形势相当严峻。目前，中国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积约占总耕地面积的15％。据不完全调查,全国受污染的耕地约有1000万km。据估算,全国每年因重金属污染而损失的粮食达1200万吨,直接经济损失超过200亿元。因此，寻找高效并对环境影响小的土壤污染防治和修复方法成为当务之急。 1.土壤重金属污染 1.1重金属土壤生态结构和功能稳定性的影响 大多数重金属在土壤中相对稳定，但是大量的重金属进入土壤后，就很难在生物物质循环和能量交换过程中分解，更难以从土壤中迁出，逐渐对土壤的理化性质、土壤生物特性和微生物群落结构产生明显不良影响，进而影响土壤生态结构和功能的稳定。大量研究证明： 重金属污染的土壤，其微生物量比正常使用有机粪肥的土壤低得多，且减少了土壤微生物群落的多样性。重金属对土壤污染程度的进一步加剧，使生物
土壤重金属污染现状及其治理进展 摘要：土壤作为人类赖以生存的关键资源，在人类的生产生活中占据着至关重 要的位置。然而，现阶段我国土壤重金属污染问题日渐严重，引起社会各界的广 泛关注。毋庸置疑，土壤重金属污染一方面严重影响农作物的正常产量，另一方 面对人类的身体健康造成了严重的威胁。因此，怎样合理治理土壤重金属污染问 题成为当前重点研究的对象。本文针对现阶段我国土壤重金属污染现状加以分析，并提出相应的解决策略，希望能够保护我国土壤资源的良性发展。 关键词：土壤；重金属污染；污染现状；治理方法 1、何为重金属污染 重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。重金属指比重大于 5 的 金属，（一般指密度大于 4.5 克每立方厘米的金属），约有 45 种，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、钒、铌、钽、钛、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、 锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并 非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒，汞，镉，铅，砷，铬称为“五毒”元素，含有汞、镉、铬、铅及砷等生物毒性显著的重金属元素 及其化合物对环境的污染较大。 2 重金属污染的特点 2.1重金属污染的特点 重金属产生毒性的浓度范围较低；一般情况下，重金属不能被微生物降解， 只能发生形态的转化；毒性与存在的形态和价态有关；重金属污染多为复合污染，来源较为复杂，常以无机和有机混合物的形式进入环境，同时含有多种金属，共 同产生一定的协同作用或拮抗作用，对生物和生态系统产生影响；重金属通过食 物链进行生物放大，进入人体，对人体产生慢性中毒。 2.2 重金属污染在土壤中的特点 在土壤环境中重金属污染特点可以分为两部分：一是土壤环境中重金属自身 的特点，二是区别与水体和大气等介质中的特点。重金属在土壤中形态变换较为 复杂，多为过渡元素，有着较多的价态变化，且随环境 Eh，pH 配位体[2]的不同 呈现不同的价态、化合态和结合态，毒性与价态和化合物的种类有关，有机态比 无机态的毒性大；重金属在土壤环境不易被察觉，不会降解和消除，迁移转化形 式多样化，分布呈区域性；在生物体内积累和富集，在人体内呈慢性毒性过程。 3土壤重金属污染的现状 根据相关调查研究表明，现阶段我国约有近 20% 的土地已经受到了严重的重 金属污染，其总计面积约为 0.11 亿 km2，其将引起的后果不堪设想。不仅如此， 我国农业粮食产量正在以每年一千万吨产量的速度持续锐减，遭受重金属污染的 粮食产量达到了上千万吨，直接导致经济损失达到 200 亿余元。土壤重金属污染 详细的表现如下： 3.1土壤重金属污染呈现区域性分布 根据可靠数据调查表明，我国土壤重金属污染总体呈现区域性分布的现象。 其中，我国的东、中、西部地区由于区域不同，污染程度存在一定的差异性，以 中部地区污染较为严重，东部与西部地区的污染相对较弱。究其原因在于，中部 地区的煤炭矿区与金属矿区较多，其开采过程中导致土壤受到重金属的污染。
土壤重金属污染的植物修复研究 院系:生命科技学院 专业：农学 班级：农学101 姓名：刘忠臣 学号：20100114103 完成日期：2012-12-29
目录 摘要 (3) 关键词 (3) 引言 (4) 第1章土壤重金属污染的植物修复概念及特点 (5) 1.1 植物修复法定义 (5) 1.2 植物修复技术的特点 (6) 第2章超积累植物及其概念 (6) 第3章重金属污染的植物修复机理 (7) 3.1 植物根系对重金属的吸收 (7) 3.2 重金属由根系向地上部的迁移 (8) 3.3 植物地上部重金属的积累 (8) 第4章提高植物对土壤重金属修复的措施 (9) 4.1 调节土壤pH (9) 4.2 添加螯合剂等添加剂，提高重金属的生物可利用率 (9) 4.3 施加植物营养，促进植物对重金属的吸收 (10) 第5章结论 (10) 参考文献 (10)
摘要：土壤重金属污染越来越严重，对环境安全和农业可持续发展构成了严重威胁。所以，对土壤重金属污染的修复刻不容缓，世界各地的科学家对此的研究也越来越深入。其中，土壤重金属污染的植物修复以其独特的优点越来越受关注。科学家对土壤重金属污染的植物修复技术研究也越来深入，其配套技术也越来越完善。本篇论文主要对土壤重金属污染的植物修复做完整的介绍，并对其技术特点及应用做了详细的描述。对土壤重金属有超积累现象的植物的寻找与培育是今后对土壤重金属污染的植物修复研究的重中之重。 关键词：重金属污染植物修复超积累植物
引言 土壤重金属以其特殊化学性质，对环境污染的持久性以及强烈的生物毒性，一直被世界各国环境科学工作者作为研究的重点。近几十年来，由于农药和化肥的大量使用、废水或污水灌溉、工业废渣与垃圾填埋渗漏和大气沉降等，造成土壤重金属污染日趋严重。土壤重金属污染，改变土壤化学组成，直接或间接地破坏土壤的生态结构，通过土壤—作物系统迁移积累，进而影响农产品安全乃至人体健康。据估算，我国重金属污染的土壤约3亿亩，占耕地总面积的1/6左右，每年因重金属污染的粮食高达数百万吨。土壤重金属污染问题以对我国环境安全和农业可持续发展构成严重威胁，亟须解决。 对于土壤重金属污染的修复方法主要有植物修复技术、工程措施、热解吸法、玻璃化技术、电动修复、电热修复/电磁法修复、土壤淋洗、土壤固化技术、有机质改良法、重金属拮抗作用、微生物修复技术、农业生态修复、联合修复技术。 本文主要研究植物修复技术。土壤重金属污染和防治一直是国际上的难点和热点研究课题。当前，主要的土壤修复技术包括工程治理、化学治理、农业治理和生物治理等四种措施，其中植物修复技术，因其具有效果好、投资省、费用低、二次污染小等优点，被誉为绿色修复技术，日益受到人们的重视，成为污染土壤修复研究的热点。 随着城市化、工业化的进程加速，土壤重金属污染不断加剧。重金属污染已成为全球面临的最大的环境问题，2011年全国环境保护工作会议中明确提出，重金属污染是“十一五”凸显的重大环境问题，国务院已经批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》，重金属污染综合防治列为环境保护的头等大事，力争到2015年，进一步优化涉重金属产业的结构，完善重金属污染防治体系、事故应急体系及环境与健康风险评估体系。可见，重金属污染的防治将是未来我国环境保护工作的重点。植物修复技术是重金属污染治理的重要手段。
土壤重金属污染的植物修复 3 屈 冉1,2 孟 伟1 李俊生 133 丁爱中2 金亚波 3 (1中国环境科学研究院,北京100012; 2 北京师范大学水科学研究院,北京100875; 3 广西大学农学院,南宁530005) 摘 要 土壤重金属污染的危害范围广泛,使用传统的物理和化学修复方法成本高,对环 境扰动大,而利用植物修复的效果较为明显,易于操作。本文论述了土壤重金属污染的单一植物、植物与微生物联合、植物与化学方法相结合的修复方法,着重介绍了重金属超富集植物的研究和植物体内螯合肽(PCs )的合成。生物螯合剂的应用及土壤重金属污染的动物、植物和微生物的联合修复将是未来研究的热点。关键词 土壤污染;重金属;植物修复中图分类号 X131.3 文献标识码 A 文章编号 1000-4890(2008)04-0626-06Research progress on phytore m ed i a ti on of heavy m et a l con t am i n a ted so il 1QU Ran 1,2 , ME NG W ei 1,L I Jun 2sheng 1,D ING A i 2zhong 2,J IN Ya 2bo 3(1 Chinese R esea rch A cade m y of En 2 vironm ental Sciences,B eijing 100012,Ch ina;2 College of W ater Sciences,B eijing N or m al U niver 2 sity,B eijing 100875,Ch ina;3 A g ricultu ral College of Guangxi U niversity,N anning 530005,Chi 2na ).Ch inese Journal of Ecology ,2008,27(4):626-631.Abstract:The conta m inati on har m by s oil heavy metals is extensive .The cost of traditi onal phys 2ical and che m ical re mediati on methods is expensive .Moreover,the disturbance of traditi onal methods on envir onment is severe .It has been p r oven that phyt ore mediati on ismore effective than other methods and easily operated .This paper discussed the phyt ore mediati on technique of single p lants,co mbinati on of p lants and m icr obes,as well as combinati on of p lants and che m ical treat 2ment,and e mphatically intr oduced the research of hyperaccumulati on p lant and the synthesis of phyt ochelatin (PCs ).It is f orecasted that future disquisitive e mphases are the app licati on of bi o 2chelat or al ong with co mbinati on re mediati on of ani m als,p lants and m icr obes .Key words:s oil conta m inati on;heavy metal;phyt ore mediati on . 3国家自然科学基金项目(30440036)和中国环境科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务专项资助项目(30770306)。33通讯作者E 2mail:meng wei@craes .org .cn 收稿日期:2007206224 接受日期:2007212203 土壤是人类及众多生物赖以生存繁衍发展的物 质基础之一。污染物通过水体、大气间接或直接进入土壤中,当其积累到一定程度、超过土壤自净化能力时,土壤的生态服务功能将降低,进而对土壤动、植物以及微生物产生影响。重金属是土壤重要污染物之一。粗略统计,在过去的50年中,排放到全球环境中的Cr 212×104 t 、Cu 9139×105 t 、Pb 7183×105 t 和Zn 1135×106t,其中大部分进入土壤,致使 世界各国土壤出现不同程度的重金属污染(Singh,2003),中国土壤的重金属污染也十分严重(王新和周启星,2004)。土壤中的重金属离子可以作为中 心离子与土壤中的水、羟基、氨以及一些有机质中的某些分子形成螯合物,并在土壤中迁移转化,易于被植物或微生物吸收利用,继而通过食物链进入人体,引起各种生理功能改变,导致各种急慢性疾病,如慢性中毒、致癌和致畸等。因此,有必要开展土壤重金属污染的生态修复。 传统的土壤重金属污染修复技术有排土填埋法、稀释法、淋洗法、物理分离法和化学法等。在20世纪80年代初期,土壤重金属污染的植物修复开始起步,目前关于这方面的研究比较多,是一项有发展前景的修复技术。与传统的处理方式相比,植物修复的主要优点是成本低,处理设施简单,适合大规模的应用,利于土壤生态系统的保持,对环境扰动小, 具有美学价值等特点。植物修复是生物修复(bi ore 2 生态学杂志Chinese Journal of Ecol ogy 2008,27(4):626-631