镉污染土壤修复技术研究进展
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土壤镉污染现状及其治理措施研究进展土壤镉污染现状及其治理措施研究进展一、引言土壤镉污染是近年来越来越受到人们关注的环境问题之一。
镉是一种常见的重金属元素,尽管其在自然界中存在,但由于工业活动、农业生产和废弃物处理等人类活动的影响,土壤中的镉含量不断增加,导致土壤镉污染问题日益严重。
土壤镉污染对环境和人类健康造成了严重的危害,因此研究土壤镉污染的治理措施具有重要意义。
二、土壤镉污染现状土壤镉污染主要来源于人类活动,其中农业生产和废弃物处理是主要的污染源。
农业生产中,过量的化肥和农药使用以及土壤酸化等因素导致土壤中镉元素的积累。
而废弃物处理中,不合理的垃圾填埋和废弃物焚烧释放了大量的镉。
目前,国内外各地土壤镉污染普遍存在,中国的农田土壤镉污染问题严重,特别是以江苏、湖南、广西等地为代表的部分地区。
这些土壤镉污染区域对农民生产和居民健康造成了巨大的影响。
此外,一些研究还发现,土壤中的镉可以通过植物进入食物链,最终对人类健康产生潜在的风险。
三、土壤镉污染治理措施研究进展为了解决土壤镉污染问题,科研工作者提出了一系列治理措施,并取得了一定的研究进展。
以下是一些常用的治理措施:1.土壤修复技术利用物理、化学和生物技术修复土壤是一种有效的治理土壤镉污染的方法。
例如,物理技术包括土壤覆盖和土壤深翻等,可以减少污染物的扩散和迁移;化学技术包括土壤改良和土壤酸碱调节等,可以降低土壤中镉的有效性;生物技术包括植物修复和微生物修复等,可以通过植物和微生物去除土壤中的镉。
2.农业措施农业生产是导致土壤镉污染的重要原因之一,因此采取一系列农业措施可以减少土壤镉的积累和迁移。
例如,减少化肥和农药使用量、合理选择施肥和农药使用时机、调整土壤pH值等,可以减少土壤镉的积累。
3.废弃物管理合理的废弃物管理是减少土壤镉污染的重要手段。
垃圾填埋场的建设和管理、废弃物的分类和处理、废弃物焚烧过程中对镉元素的控制等,都可以减少土壤镉的释放和积累。
我国土壤镉污染的现状及修复措施一、本文概述随着工业化和城市化的快速发展,我国面临着日益严重的土壤污染问题,其中镉污染尤为突出。
镉是一种有毒的重金属元素,对生态环境和人体健康构成严重威胁。
本文旨在全面概述我国土壤镉污染的现状,包括污染程度、主要来源和分布特征,并探讨现有修复措施及其效果。
通过深入分析,本文旨在为相关部门提供决策依据,推动土壤镉污染治理和生态修复工作的有效开展,以保障农业生产和人类健康的可持续发展。
二、我国土壤镉污染现状分析我国是世界上最大的农业生产国之一,土壤资源的健康状况直接关系到国家的粮食安全和人民的健康。
然而,近年来,随着工业化、城市化的快速发展,我国土壤污染问题日益凸显,其中,镉污染尤为引人关注。
镉是一种有毒的重金属元素,其进入土壤后不易降解,且易被作物吸收,进而通过食物链进入人体,对人类的健康构成严重威胁。
目前,我国土壤镉污染呈现出污染范围广、污染程度深、污染来源复杂等特点。
从污染范围来看,我国土壤镉污染已经覆盖了多个省份,且呈现出由点及面的趋势。
特别是在一些重工业密集区、矿业开采区以及城市周边地区,土壤镉污染尤为严重。
从污染程度来看,部分地区的土壤镉含量已经远超过国家标准,严重制约了当地的农业生产。
由于镉在土壤中的累积效应,其浓度往往随时间推移而不断升高,进一步加剧了污染程度。
从污染来源来看,我国土壤镉污染主要来自于工业废水、废气排放、农业投入品的不合理使用以及城市生活垃圾的不规范处理等。
这些污染源的存在,使得土壤镉污染问题变得更为复杂。
针对这一现状,我国已经采取了一系列措施来加强土壤镉污染的防治工作。
包括加强土壤环境监测、制定严格的污染排放标准、推广环保农业技术等。
然而,由于土壤镉污染的复杂性和长期性,我国在土壤镉污染防治方面仍面临着诸多挑战。
因此,未来仍需加大力度,深入研究土壤镉污染的修复技术,以推动我国土壤资源的健康可持续发展。
三、土壤镉污染的修复技术随着工业化和城市化的快速发展,我国土壤镉污染问题日益严重,对生态环境和人体健康造成了巨大威胁。
镉污染土壤修复技术研究进展摘要简单描述了镉污染对粮食安全、生活环境和人体健康的危害;详细介绍了国内外包括农业生态修复、物理修复、化学修复和生物修复在内的镉污染土壤修复技术的概念、优势及制约因素;着重阐明了植物修复技术的研究现状和应用前景,为镉污染土壤修复提供参考和基础。
关键词镉污染;土壤修复;生物修复;研究进展镉是环境中毒性最强的重金属元素之一,位于元素周期表中第二副族,也是《重金属污染综合防治“十二五”规划》重点监控与污染物排放量控制的5种重金属之一;具有生物迁移性强、极易被植物吸收和积累的特点,对动植物和人体均可产生毒害作用[1],严重时甚至会造成骨痛病、高血压、肾功能紊乱、肝损害、肺水肿等疾病[2];据统计,我国每年生产的镉含量超标农产品和动物造成累积性毒害品达146万t[3],镉污染的农田面积已超过28万hm2,年产镉超标农产品达150万t[4],我国市场上常见的市售大米约10%存在镉超标[5],对环境经济和人类的身体健康造成了极大的隐患。
近年来湖南浏阳、云南曲靖以及广西河池地区先后发生的镉污染事件[6]造成了极大的影响,因此控制镉污染,加大对镉污染土壤修复力度已经势在必行,笔者对目前最新镉污染土壤修复的方法予以全面概述,着重于镉污染土壤的生物修复,旨在为后续的研究提供参考。
1 农业生态修复农业生态修复措施是指因地制宜选择耕作管理制度来减轻重金属危害,主要包括农艺修复措施和生态修复措施。
农艺修复措施一般是通过耕作制度的改变,辅以多种植物组合间作、轮作以及套作或者通过向镉污染土壤中加入能结合游离态的镉形成有机络合物的有机肥,从而达到有效减少土壤中镉的含量、降低植物对镉的吸收的目的,实现土壤中镉的迁移、吸收和降解[7-8]。
我国在生态修复措施方面研究较多,一般通过调节包括土壤水分等在内的生态因子来实现对污染物所处环境介质的调控[9]。
农业生态修复措施既能保持土壤的肥力,又能促进自然生态循环和系统协调的运作,但存在着修复时间长、见效慢等不利因素。
镉污染土壤的修复与利用技术研究随着人类经济和社会的发展,工业、农业和城市建设等活动的增加,土壤污染已成为一个大问题。
其中,重金属污染是一种非常严重的污染,而镉是其中最为常见的一种。
目前,全球有近20个国家的土壤镉超标,且重金属在土壤中具有高度热稳定性,极难在短期内被去除。
因此,研究镉污染土壤的修复与利用技术十分重要。
一、镉污染土壤的来源及危害镉被列入二十大优先污染物之一。
它通过人类活动、化学工业和农业等渠道进入土壤。
在化肥和农药、轻工业和纺织业废水、市区污水、工业废水和污泥中均能检测到镉。
燃煤和工业废气排放,带有一定浓度的镉,也是镉污染的主要来源之一。
镉对人类健康有非常大的危害。
人体摄入镉后,可能导致肺癌、胃癌、骨质疏松症和不孕不育等多种疾病。
而土壤中的镉对于植物生长也有较大的危害。
植物吸收过多的镉,会影响其正常的生理代谢,进而影响其生长发育和产量。
因此,需要采用正确的方法来修复镉污染土壤。
二、镉污染土壤的修复技术镉污染土壤的修复主要有生物修复、化学修复和物理修复三种方法。
1. 生物修复生物修复是一种利用生物体促进土壤污染物降解的技术,其主要来源于植物。
例如,锌华草、植物芸、紫花苜蓿、三叶草和南瓜等都能够吸收土壤中的镉离子。
这些植物可以促进土壤中镉的迁移和转化。
另外,某些微生物,如细菌和真菌,也能够对土壤中的镉进行分解和还原。
这些微生物可与植物一起应用,共同促进土壤镉的分解和还原。
因此,生物修复是目前较为常见的土壤污染修复技术之一。
2. 化学修复化学修复是指在土壤中添加化学物质,如氧化物或还原物质,以将污染物质转化成无害的物质或降低其毒性。
例如,碱性物质和还原剂等可以在土壤中加速镉离子的沉淀和结合,使其从水中浮出,并通过阻饥类作用促进土壤中的镉迁移,进而达到修复的效果。
3. 物理修复物理修复主要是指利用物理治理技术,对土壤中的有害物质进行分离和除去。
比较常见的物理修复技术是电泵吸排技术,其利用电子的移动,加速镉离子向阳极和阴极移动,实现了蓝光降低土壤中镉的浓度,达到了缓解土壤污染的目的。
我国环境中镉、铅、砷污染及其对暴露人群健康影响的研究进展一、本文概述随着我国经济的迅速发展和工业化进程的加速,环境污染问题日益凸显,其中重金属污染尤为引人关注。
镉、铅、砷等重金属元素因其对环境和生物体的毒性作用,已成为我国环境污染治理的重点对象。
这些重金属元素通过水体、土壤、大气等环境介质进入生态系统,进而对暴露人群的健康产生深远影响。
本文旨在综述我国环境中镉、铅、砷污染的现状,分析其对暴露人群健康的影响,并探讨相关研究的最新进展,以期为我国重金属污染治理和人群健康保护提供科学依据。
本文将对镉、铅、砷等重金属元素的来源、分布和迁移转化规律进行概述,明确我国环境中这些重金属污染的主要来源和分布情况。
本文将系统分析镉、铅、砷等重金属元素对暴露人群健康的危害,包括对人体各系统、器官的损伤和引发的各种疾病。
同时,本文还将探讨重金属暴露对人群健康影响的机制,包括重金属在人体内的吸收、分布、代谢和排泄等过程。
在综述我国镉、铅、砷等重金属污染对暴露人群健康影响的研究进展时,本文将重点关注以下几个方面:一是重金属污染暴露人群的健康风险评估和预警技术的研究进展;二是重金属污染暴露人群的生物学标志物和早期预警指标的研究进展;三是重金属污染暴露人群的干预措施和治疗策略的研究进展。
通过对这些方面的深入研究,可以为我国重金属污染治理和人群健康保护提供更加科学和有效的依据。
本文将总结我国镉、铅、砷等重金属污染及其对暴露人群健康影响的研究现状,指出存在的问题和挑战,并提出相应的建议和对策。
希望通过本文的综述和分析,能够推动我国重金属污染治理和人群健康保护工作的深入开展,为保障人民群众的健康安全做出积极贡献。
二、我国镉污染现状及其对暴露人群健康影响的研究随着我国工业化和城市化的快速发展,镉污染问题日益严重。
镉是一种有毒的重金属元素,主要来源于电池制造、电镀、冶炼、涂料、农药和磷肥生产等工业过程。
我国的一些重工业城市和工业区,如湖南、广东、四川等地,由于长期的镉排放和积累,土壤和水体中镉含量严重超标,形成了大面积的镉污染区域。
DOI:10.16498/ki.hnnykx.2018.003.030随着矿山资源的开发利用、工农业的大力发展,工业污水的排放及农业肥料的施用使含镉污染物通过各种途径进入环境,造成土壤中镉污染严重。
2014年7月发布的《全国污染状况调查公报》显示,全国土壤总的超标率达到16.1%,耕地土壤重金属点位超标率为19.4%,其中镉元素点位污染超标率7.0%,位居无机污染物之首[1]。
镉具有毒性,在土壤中不易被化学或生物降解,因此镉污染具有不可逆转性;镉具有生物累积性,易通过食物链在动植物和人体积累,直接威胁人体健康[2-4]。
近年来,土壤镉污染已成为日益严重的环境问题,其污染现状和影响以及各种修复技术等一直是国内外研究的热点和难点。
笔者综合了目前国内外镉污染对土壤中微生物的影响,以及微生物(真菌、细菌和藻类)对土壤中镉的修复技术,以期为土壤镉污染治理与污染修复提供参考和理论支撑。
1 我国土壤中镉污染的现状全球土壤中镉含量为0.01~0.7 mg/kg,而我国土壤镉背景值为0.097 mg/kg,主要农田土壤中镉含量为0.01~1.34 mg/kg,平均为0.12 mg/kg[5-6]。
目前全球镉污染面积达200万hm2[7],我国镉污染耕地面积约为2万hm2[8],共有11个省25个地区的耕地被镉污染[9]。
曾希柏等[10]对我国土壤进行重金属调查发现,镉含量超过土壤环境质量标准一级的样品比例为42.0%~85.9%,超过二级的为11.9%~21.1%,超过三级的为0.7%~7.5%。
樊霆[11]统计分析发现农田土壤中镉含量是我国土壤背景值的1.2~26.5倍。
最严重的徐州镉含量是三级标准最大允许值的2.6倍,已不适合农林生产和植物正常生长。
成都、沈阳、西安等市污灌区土壤中的镉含量分别为1.65、0.88和0.628 mg/kg[12]。
湖南等有色金属大省是重金属镉污染的重点区,湘江流域是镉污染最严重区域。
土壤重金属镉污染现状、危害及治理措施一、本文概述随着工业化和城市化的快速发展,土壤重金属污染问题日益严重,其中镉污染尤为突出。
镉是一种毒性极强的重金属元素,对生态环境和人类健康构成严重威胁。
本文旨在全面概述土壤重金属镉污染的现状、危害及治理措施。
我们将探讨镉污染的主要来源,包括工业排放、农业活动、城市污水等。
我们将分析镉污染对土壤、水体、大气等环境的危害,以及对农作物和人体健康的潜在影响。
在此基础上,我们将提出一系列有效的治理措施,包括源头控制、土壤修复、农业管理等,以期为我国土壤重金属镉污染的防治工作提供有益的参考和借鉴。
二、土壤重金属镉污染现状近年来,随着工业化和城市化的快速发展,土壤重金属污染问题日益严重,其中镉污染尤为引人关注。
镉是一种具有显著生物毒性的重金属元素,它在土壤中的积累不仅会对土壤生态环境造成破坏,还会通过食物链影响人类健康。
在全球范围内,镉污染问题普遍存在。
特别是在一些工业发达、人口密集的地区,土壤镉污染尤为严重。
这些地区的工业活动,如采矿、冶炼、电镀等,会产生大量的含镉废水、废气和固体废弃物,这些废弃物如果不经过有效处理而直接排放,就会对土壤造成严重的污染。
在我国,土壤镉污染问题也不容忽视。
由于历史原因,一些地区长期存在重金属排放超标的问题,导致土壤镉含量严重超标。
这些地区的土壤不仅生态环境受到破坏,而且农产品质量也受到影响,甚至存在食品安全隐患。
为了有效应对土壤镉污染问题,我国已经采取了一系列治理措施。
例如,加强工业废水、废气和固体废弃物的监管和处理,推广环保技术和清洁能源,开展土壤污染修复和生态恢复等。
这些措施的实施,对于改善土壤镉污染现状、保护生态环境和人民健康具有重要意义。
然而,目前土壤镉污染问题仍然严峻,需要进一步加强治理力度。
未来,我们需要继续深化对土壤镉污染问题的研究,探索更加有效的治理技术和方法,为实现土壤生态环境的可持续发展做出更大贡献。
三、土壤重金属镉污染的危害土壤重金属镉污染对人类生活环境和生态系统构成了严重威胁。
2024年土壤镉污染治理市场发展现状简介土壤镉污染是指土壤中镉元素超过环境质量标准,对人体健康和生态环境造成威胁的现象。
镉是一种具有高度毒性的重金属,容易积累在农产品中,对人体健康具有严重危害。
为了有效治理土壤镉污染,近年来出现了土壤镉污染治理市场,本文将对其发展现状进行探讨。
市场规模土壤镉污染治理市场是近年来迅速发展的新兴市场。
根据市场调研公司的数据显示,土壤镉污染治理市场在过去五年中保持了高速增长,预计未来几年仍将保持良好的发展势头。
据统计,目前全球土壤镉污染治理市场规模已经达到xx亿美元,并且预计将在未来几年内快速增长,年均复合增长率达到xx%。
治理技术土壤镉污染治理市场主要涉及多种治理技术,包括物理方法、化学方法和生物方法等。
物理方法物理方法主要包括土壤剖面修复、土壤渗透改良、土壤污染隔离等。
通过土壤剖面修复可以有效降低土壤中的镉含量,提高土壤的肥力和抗镉能力。
土壤渗透改良主要通过改变土壤的渗透性和保水性,以减少镉元素在土壤中的迁移。
土壤污染隔离则是通过构筑土壤屏障,阻断镉元素的迁移路径,实现镉的固定和稳定。
化学方法化学方法主要包括土壤调理剂添加、土壤pH调节和土壤修复剂应用等。
土壤调理剂添加可以改善土壤结构,增强土壤对镉的吸附能力。
土壤pH调节是通过改变土壤的pH值,使其处于适宜的范围,从而减少镉元素的毒性。
土壤修复剂的应用则可以通过与镉形成稳定的络合物或沉淀物,降低土壤中镉的生物有效性。
生物方法生物方法主要涉及植物修复和微生物修复两种形式。
植物修复是利用某些植物的吸收、富集和耐受镉能力,通过种植这些植物来修复土壤镉污染。
微生物修复则是利用某些微生物的镉耐受和还原能力,通过加入这些微生物来分解和转化土壤中的镉元素。
市场驱动因素土壤镉污染治理市场的快速发展得益于一系列市场驱动因素。
环境意识提升随着环境保护意识的提升,对土壤污染及其对人体健康和生态环境的威胁越来越重视。
土壤镉污染治理成为一项紧迫且必要的任务,因此推动了土壤镉污染治理市场的发展。
镉污染土壤修复技术研究进展作者:易泽夫余杏吴景来源:《现代农业科技》2014年第09期摘要简单描述了镉污染对粮食安全、生活环境和人体健康的危害;详细介绍了国内外包括农业生态修复、物理修复、化学修复和生物修复在内的镉污染土壤修复技术的概念、优势及制约因素;着重阐明了植物修复技术的研究现状和应用前景,为镉污染土壤修复提供参考和基础。
关键词镉污染;土壤修复;生物修复;研究进展中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)09-0251-03镉是环境中毒性最强的重金属元素之一,位于元素周期表中第二副族,也是《重金属污染综合防治“十二五”规划》重点监控与污染物排放量控制的5种重金属之一;具有生物迁移性强、极易被植物吸收和积累的特点,对动植物和人体均可产生毒害作用[1],严重时甚至会造成骨痛病、高血压、肾功能紊乱、肝损害、肺水肿等疾病[2];据统计,我国每年生产的镉含量超标农产品和动物造成累积性毒害品达146万t[3],镉污染的农田面积已超过28万hm2,年产镉超标农产品达150万t[4],我国市场上常见的市售大米约10%存在镉超标[5],对环境经济和人类的身体健康造成了极大的隐患。
近年来湖南浏阳、云南曲靖以及广西河池地区先后发生的镉污染事件[6]造成了极大的影响,因此控制镉污染,加大对镉污染土壤修复力度已经势在必行,笔者对目前最新镉污染土壤修复的方法予以全面概述,着重于镉污染土壤的生物修复,旨在为后续的研究提供参考。
1 农业生态修复农业生态修复措施是指因地制宜选择耕作管理制度来减轻重金属危害,主要包括农艺修复措施和生态修复措施。
农艺修复措施一般是通过耕作制度的改变,辅以多种植物组合间作、轮作以及套作或者通过向镉污染土壤中加入能结合游离态的镉形成有机络合物的有机肥,从而达到有效减少土壤中镉的含量、降低植物对镉的吸收的目的,实现土壤中镉的迁移、吸收和降解[7-8]。
我国在生态修复措施方面研究较多,一般通过调节包括土壤水分等在内的生态因子来实现对污染物所处环境介质的调控[9]。
农业生态修复措施既能保持土壤的肥力,又能促进自然生态循环和系统协调的运作,但存在着修复时间长、见效慢等不利因素。
2 物理修复镉污染土壤修复常用的物理方法有客土法、换土法、翻土法、电动力修复法等;客土法、换土法、翻土法是常用的物理修复措施,通过对污染地土壤采取加入净土、移除旧土和深埋污土等方式来减少土壤中镉污染。
汪雅各等[10]进行客土深度改良试验,使青菜体内镉等浓度平均下降50%~80%;目前英、美、荷、日等国家先后实现了此法的应用,但由于其投资成本大、易发生二次污染和降低土壤肥力而难以广泛推广[11]。
电动力修复主要是通过在污染土壤两侧施加直流电压,使土壤中的污染物质在电场作用下富集到电极两端,从而去除污染土壤中的重金属,目前该技术己应用于Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、Ni等重金属污染土壤的修复。
Karim et al[12]采用电动和水动相结合的方法对重金属污染土壤修复100 h后,土壤中约97%污染物被成功去除。
物理法修复镉污染土壤简单、快速,但并没有真正将镉污染从土壤中去除,具有潜在的危害性,加上此法需要大量的财力、人力和物力,不适宜于大面积的镉污染土壤治理。
3 化学修复化学修复是指通过向污染土壤中投入化学改良剂,对重金属进行固定转换、溶解抽提和提取分离,从而减少污染土壤中的重金属含量,改变土壤环境条件;化学固定、淋洗和提取是镉污染土壤化学修复较常见的方法。
周国华研究发现土壤中活动态镉与稳定态镉可以相互转化[13]。
碱性改良剂[14-15](石灰、钙镁磷肥等)、黏土矿物[16](沸石、海泡石等)、拮抗物质[17-18](硫酸锌、稀土镧等)和有机质[19-20](泥炭、有机堆肥等)是较为常用的镉污染修复化学材料;除此之外,一些金属螯合剂和表面活性清洗剂目前也逐渐应用于镉污染土壤修复[21]。
化学修复是在污染土壤基础上进行的,简单易行。
但它只是改变了镉在土壤中存在的形态,并没有真正意义上去除镉污染,存在再度活化危害的可能性,不是一种永久性的修复措施。
4 生物修复生物修复是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良重金属污染。
镉污染土壤修复一般有动物修复、植物修复和微生物修复。
4.1 动物修复土壤中的某些低等动物如蚯蚓、鼠类能吸收土壤中的重金属,从而在一定程度上降低土壤中重金属含量[22];目前该技术对重金属镉污染修复的研究仍局限在实验室阶段[23],敬佩等[24]通过在重金属污染土壤中接种蚯蚓发现:蚯蚓对镉具有较强的富集能力,富集量随着蚯蚓培养时间的延长而逐渐增加。
但受低等动物生长环境等因素制约,其修复效率一般,并不是一种理想的修复技术。
4.2 微生物修复土壤中的某些微生物对重金属有吸收、沉淀、氧化还原作用,可以减轻土壤中重金属的毒性;主要是通过改变土壤中重金属离子的活性,微生物细胞吸附富集重金属以及促进超富集植物对重金属的吸收来实现污染土壤的修复;江春玉等[25]从土壤样品中筛选出一株对镉铅有极强抗性的拮抗细菌WS34,可极大提高印度芥菜和油菜富集镉铅能力,并对其生理生化特性进行了相关研究;有报道称AM真菌可以增加植物对镉的耐性,促进镉等重金属由植株地下部分转移至地上部分[26];目前用于镉污染土壤修复的微生物涵盖了细菌(柠檬酸杆菌、芽孢杆菌、假单胞菌等)、真菌(根霉菌、青霉菌、木霉菌等)和某些小型藻类(小球藻、马尾藻等)[27-28]。
微生物镉污染土壤修复法作为一种绿色环保的修复技术,引起国内外相关研究机构的极大重视,具有广阔的应用前景,但修复见效速度慢、修复效果不稳定使得大部分微生物修复技术还局限在科研和实验室水平,实例研究少。
4.3 植物修复植物修复是指利用植物吸收、吸取、分解、转化或固定土壤、沉积物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物的技术的总称[29],包括了植物提取、植物挥发、植物降解、植物根滤和根际微生物降解,其中植物提取修复即利用超积累植物的特性来修复重金属污染土壤应用最为广泛。
超积累植物的概念由Brooks et al[30]在1977年首先提出,目前文献报道的超积累植物近20科、500种,其中十字花科较多,主要集中于芸苔属、庭芥属及遏蓝菜属,对镉污染土壤修复效果较好的的超积累植物包括了十字花科、禾本科在内的10余科植物(表1)[27,31-36];除此之外,一些观赏性植物[37]、农田杂草[37-38]、木本植物[39-41]也是镉污染土壤修复超积累植物来源。
近年来超积累植物的发现及研究工作取得了巨大进展,但限于此类植物大都矮小、根系短、生物量较低,修复周期长而难以广泛应用;单一依靠超积累植物修复镉污染土壤已经不能满足现实需求,因此开发经济高效的镉污染土壤联合植物修复技术,保证农产品质量安全逐渐成为研究热点。
目前,国内外已开展了通过向土壤环境中引入有益微生物、施用化学物质和肥料、合理耕作等生物、化学和农艺强化措施来改善土壤环境,促进超积累植物对养分的吸收,从而提高超积累植物修复镉污染土壤的效率的一系列研究。
有研究表明玉米与东南景天套种,同时施加混合添加剂;玉米与羽扇豆和鹰嘴豆在不同分隔/间作方式下都能大大提高对污染土壤中镉的吸收效率[42-43];邓金川等[44]研制了包括味精废液在内多种有机试剂混合而成的添加剂,提高了植物对锌、镉的吸收效率,明显降低地下水的中金属污染。
5 问题与展望镉污染土壤修复的复杂性和高难度使得目前尚无一种真正稳定高效的修复技术能满足现实生产的需求;物理修复和化学修复能较快实现土壤中镉含量的降低,但其仅改变了土壤中镉的存在形式而没有将其彻底清除,往往还存在成本昂贵、工程量巨大、二次环境污染的问题;动物修复和微生物修复作为一种绿色修复技术相比于其他修复方式具有经济、方便、不改变土壤固有理化性质的特点,但其修复速度慢、见效时间长、对土壤环境要求高的问题限制了其大面积的推广应用。
利用植物修复被镉污染的环境,不仅成本低廉,而且有良好的综合生态效益,尤其适合大面积推广。
寻求更多的镉污染超积累植物资源,研究镉超积累植物与根际微生物共存体系,利用分子生物学和基因工程克服镉污染超积累植物自身的生物学缺陷,从而彻底实现镉污染土壤修复的高效、稳定、绿色是研究的主要方向。
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