重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望

目前重金属污染土壤的修复主要采用物理化学技术和植物修复技术,根据其作用和过程和机物,物理化学技术主要包括化学固化,土壤淋洗和动电修复;植物修复技术包括植物稳定,植物挥发和植物提取,本文就各种修复技术的原理,优缺点,实用性及其国际研究与发展动态作一简述。     

五节芒对重金属污染土壤微生物生物量和呼吸的影响

选择3个五节芒在重金属污染地的定居点作为研究样地,其中两个为Pb/Zn矿尾矿砂堆积地（W：黄岩铅锌尾矿;Y：三门铅锌尾矿）,一个为冶炼厂附近污染农田（N）,分别测定其根围与根际土壤微生物基础呼吸、微生物量碳、微生物量氮、土壤理化特性和土壤重金属含量.结果表明：根际土壤微生物基础呼吸和微生物量氮均显著地高于根围土壤（P<0.05）,除了N样地外,微生物量碳在根围与根际之间差异不显著（P>0.05）.根际土壤有机碳、总氮（Y样地除外）和离子交换量（N样地除外）低于根围土壤.根际重金属（Pb、Zn、Cu、Cd）总量与DTPA（二乙三胺五乙酸）可提取量普遍低于根围土壤.冗余分析（RDA）表明,根围和根际土壤微生物与土壤理化特性呈不同程度的正相关,而与土壤重金属含量呈现不同程度的负相关.主分量及回归分析同样证明土壤微生物总体变化与土壤理化特性呈正相关（根围R²=0.653;根际R²=0.690）,而与重金属含量呈负相关（根围R²=0.610;根际R²=0.662）.     

淮南市重金属污染对土壤动物群落和多样性影响研究

通过对淮南煤矿和发电厂及灰场污染地的土壤动物群落结构进行分析。结果表明,土壤动物群落的组成与数量随着污染的加重而减少,土壤动物的密度也有同样的变化趋势;在重污染土壤中,优势类群与常见类群的种类明显减少。随着污染的加重使土壤动物的种类和数量逐渐减少。重金属污染对土壤动物群落结构的影响是随着污染的加重,多样性指数、均匀性指数、密度类群指数都有减少的趋势,优势度指数在灰场外围是先增加后减少。在群落指标的相关性中,多样性指数和均匀性指数呈密切正相关,多样性指数与优势性指数呈负相关,有机质含量与土壤动物个体数量关系不密切。     

解磷微生物修复土壤重金属污染研究进展

土壤重金属污染问题日益严重,具有普遍性、隐蔽性、表聚性、不可逆性等特点,已经成为环境污染治理中的热点、难点问题。解磷微生物能够依靠自身的代谢产物或通过与其他生物的协同作用,将土壤中的难溶性磷转化为可供植物吸收利用的磷,具有多重植物促生长功能和重金属解毒能力,可在重金属毒害水平下,促进植物生长、提高植物抗病能力、克服重金属对植物生长的不利影响,从而增强重金属修复植物的生存竞争力。从解磷微生物的研究现状入手,介绍了解磷微生物对土壤重金属污染的修复能力,综述了解磷微生物对土壤重金属污染修复的作用机制,分析了目前解磷微生物在重金属修复过程中存在的问题,并提出了今后研究的方向,为重金属污染土壤的修复提供了新思路。     

微生物修复农田土壤重金属污染技术分析

文章通过了解微生物修复的基本定义与特征,结合农田土壤整体重金属污染情况,有针对性地引入了微生物修复技术,并观察其修复实况,分析微生物修复农田土壤重金属污染的效果,并基于此不断调整与优化修复方案,希望最大程度地发挥微生物修复技术的作用。这对于农田土壤的可持续、高效利用具有基本的保障意义,并能为后续相关研究提供可参考数据。     

磷酸盐修复重金属污染土壤的研究进展

从研究方法、反应机理以及风险评价等方面综述了磷酸盐修复重金属污染土壤的研究进展,分析和讨论了其中存在的问题和不足,提出了今后加强研究的重点。目前磷酸盐修复重金属污染土壤时,使用的主要研究方法有化学形态提取法、化学平衡形态模型法和光谱及显微镜技术,各个方法都有其优缺点,应该结合使用并探索新方法。磷酸盐稳定重金属的作用机理主要有3个:磷酸盐诱导重金属吸附、磷酸盐和重金属生成沉淀或矿物和磷酸盐表面吸附重金属,但磷酸盐与重金属反应的机理十分复杂,人们尚不完全清楚,因此难以有效区分和评价诱导吸附机理和沉淀机理或其它固定机理,相应地对磷酸盐修复重金属的长期稳定性难以预测。磷酸盐修复重金属污染土壤时由于其较高的施用量可能会造成磷的积聚从而引发一些环境风险,如磷淋失造成水体富营养化,营养失衡造成作物必需的中量和微量元素缺乏以及土壤酸化等。所以应该谨慎选择磷肥种类和用量,最好是水溶性磷肥和难溶性磷肥配合、磷肥与石灰物质等配合施用。今后应着重研究磷酸盐与重金属相互作用的机理区分和评价;关注磷酸盐修复重金属污染土壤时存在的潜在风险,特别是加强植物长期不断吸收磷或其它环境条件变化致使土壤磷素持续减少过程中稳定的重金属溶解性和移动性的研究,磷酸盐修复重金属污染土壤的长期田间实践等。     

重金属污染土壤植物修复基本原理及强化措施探讨

阐述了植物修复的基本概念及主要作用方式 ,并从土壤中重金属存在形态 ,植物对重金属吸收、排泄和积累以及植物生物学特性与植物修复的关系等方面讨论了重金属污染土壤植物修复的基本原理及局限性和限制性因素 ,从超富集植物性能强化和技术强化两方面探讨了植物修复的强化措施 ,并指出与现代化农业技术相结合是植物修复重金属污染土壤大规模商业应用的一条捷径     

重金属污染土壤修复技术中有关淋洗剂的研究进展

淋洗法是修复污染土壤的一种很有效的方法 ,是对污染土壤生物修复的一种补充 ,使污染土壤修复的系统化成为可能。淋洗法就是使用淋洗剂来清洗土壤 ,使土壤中污染物随淋洗液流出 ,然后对淋洗液及土壤进行后续处理 ,从而达到修复污染土壤的目的。而淋洗剂的选择是影响这一技术效率高低的主要因素之一。本文对目前淋洗剂的应用情况 ,作用机制进行了总结和评价。探讨了天然有机酸、生物表面活性剂等对环境影响小的淋洗液的应用前景。并根据“以废治污”的指导思想提出并分析了以柠檬酸废水和味精废水作为淋洗剂修复重金属污染土壤的可行性。     

植物修复——治理土壤重金属污染的新途径

介绍了重金属污染土壤的植物修复的概念、原理与研究动态以及重金属超积累植物的特性 ,及其在治理污染土壤中的潜力 ,为土壤重金属污染的整治及其生态的修复提出新途径。     

溶磷微生物在钝化和植物修复重金属污染土壤中的作用

钝化和植物修复是重金属污染土壤修复的重要技术手段,而溶磷微生物可进一步增强钝化和植物修复重金属污染土壤的作用。介绍了钝化和植物修复重金属污染土壤的基本原理,总结了溶磷微生物对土壤中难溶性磷酸盐的溶解、利用磷酸盐钝化修复重金属污染土壤、溶磷微生物对磷酸盐钝化修复的强化以及溶磷微生物强化植物修复重金属污染土壤的研究进展,探讨了溶磷微生物对重金属的抗性及其溶磷机理、溶磷微生物对磷酸盐钝化修复重金属污染土壤的强化作用机理以及溶磷微生物强化植物修复重金属污染土壤的作用机理。旨在为生物修复重金属污染土壤研究提供一定的理论依据和技术支撑。     

分级分筛式异位重金属污染土壤淋洗技术

本研究采用去离子水作淋洗剂,开发一种分级分筛式异位重金属污染土壤淋洗技术,研究显示,土壤中粒径大于25μm颗粒占比接近80%,重金属Pb、Cu、Ni、Cd和Cr含量分别为125.85 mg/kg、85.93 mg/kg、63.29 mg/kg、1.31 mg/kg和108.39 mg/kg,基本符合土壤环境质量二级标准,可用于农田回用土;土壤中粒径小于25μm颗粒占比低于20%,其对应重金属含量超出土壤环境质量三级标准,可用作制砖原料。     

利用能源植物治理土壤重金属污染

随着工农业的发展,土壤重金属污染日益加剧,严重威胁着粮食生产和人类健康。植物修复因其成本低、环境友好以及可大规模原位修复等优点备受关注,成为近年来迅速发展的重金属污染土壤治理技术。在介绍国内外植物修复技术发展与应用现状的基础上,提倡大力发展能源植物修复重金属污染土地,并结合湖南重金属污染田间试验结果,重点对甜高粱(Sorghum bicolor(Linn.)Moench)用于重金属污染土壤修复的优势、可行性及提高修复效率的措施进行了深入分析与探讨。利用甜高粱治理土壤重金属污染,能将土壤修复与生物能源生产有机结合,使重金属从粮食链转入能源链,同时兼顾了生态和经济效益,具有广阔的应用前景。     

Contrasting Effects of Farmyard Manure (FYM) and Compost for Remediation of Metal Contaminated Soil

We investigated effect of farm yard manure (FYM) and compost applied to metal contaminated soil at rate of 1% (FYM-1, compost-1), 2% (FYM-2, compost-2), and 3% (FYM-3, compost-3). FYM significantly (P < 0.001) increased dry weights of shoots and roots while compost increased root dry weight compared to control. Amendments significantly increased nickel (Ni) in shoots and roots of maize except compost applied at 1%. FYM-3 and -1 caused maximum Ni in shoots (11.42 mg kg^?1) and roots (80.92 mg kg^?1), respectively while compost-2 caused maximum Ni (14.08 mg kg^?1) and (163.87 mg kg^?1) in shoots and roots, respectively. Plants grown in pots amended with FYM-2 and compost-1 contained minimum Cu (30.12 and 30.11 mg kg^?1) in shoots, respectively. FYM-2 and compost-2 caused minimum zinc (Zn) (59.08 and 66.0 mg kg^?1) in maize shoots, respectively. FYM-2 caused minimum Mn in maize shoots while compost increased Mn in shoots and roots compared to control. FYM and compost increased the ammonium bicarbonate diethylene triamine penta acetic acid (AB-DTPA) extractable Ni and Mn in the soil and decreased Cu and Zn. Lower remediation factors for all metals with compost indicated that compost was effective to stabilize the metals in soil compared to FYM.     

杨桃对土壤重金属元素的吸收与富集

通过对廉江市杨桃（Averrhoa carambola）绿色食品基地不同土质、不同树龄的土壤样品及果实样品重金属元素Cd、Hg、Cu、Pb、As、Cr含量的检测,分析杨桃果实对土壤重金属元素的吸收与富集作用。结果表明：①果园土壤pH≤5．50,为酸性土壤,杨桃果园土壤和鲜果中的重金属含量均符合我国水果绿色食品生产的质量要求;②杨桃对土壤重金属的吸收因土壤质地和重金属元素的种类不同而异;③杨桃对重金属元素的富集,以Cd元素为最强,富集系数高达0．947,各种重金属的富集系数按大小排序为：Cd（0．947）〉Hg（0．098）〉Cu（0．023）〉Pb（0．003）〉As（0．001）：Cr（0．001）。     

露地栽培向设施栽培转变对菜田土壤重金属含量及形态的影响

为了研究露地栽培向设施大棚栽培转变对土壤重金属含量的影响,对武汉市郊区露地和设施塑料大棚两种栽培条件下菜田土壤重金属Cd、Cr和Pb各形态含量及分布特征进行了研究。结果显示,露地和大棚栽培条件下土壤重金属元素Cr和Pb各种形态含量之间没有明显差异,但Cd各种形态含量间有显著差异;从露地到大棚,土壤中Cd酸可提取态含量从露地的0.62 mg/kg上升到大棚的1.19 mg/kg,其次是Cd残渣态、有机结合态、氧化态和碳酸盐结合态;Cd总含量从露地的0.79 mg/kg升高到大棚的1.58 mg/kg,显著超过土壤环境质量标准中的Cd含量标准值(0.3 mg/kg),达到严重污染水平。Cd碳酸盐结合态和氧化态占总量的比例有所降低,而酸可提取态占总量的比例有所升高。说明从露地到设施大棚栽培,促使了土壤中部分Cd碳酸盐结合态和氧化结合态向酸可提取态转变,提高了土壤中Cd的生物有效性。因此,在设施大棚栽培快速发展的情况下,要加强重金属Cd对土壤污染的治理,减少重金属Cd对蔬菜的毒害。     

某冶炼厂周围8种植物对重金属的吸收与富集作用

采用野外采样系统分析法,研究了沈阳冶炼厂的8种植物对重金属(Pb、Zn、Cu和Cd)的吸收与富集作用以及可能的耐性机制.结果表明,植物对重金属的吸收和富集,因植物种类、部位及重金属种类而不同.茼麻(Abutilon theophrasti)对Pb的吸收和富集能力较强,小白酒花(Conyza canadensis)、三裂叶豚草(Ambrosia trifida)、酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium)、茼麻、龙葵(Solanum nigrum)、绿珠藜(Chenopodium acuminatum)和菊芋(Helianthus tuberosus)对Zn的吸收和富集效果较好,绿珠藜和茼麻对Cu的吸收和富集能力较强,龙葵、绿珠藜、茼麻、酸模叶蓼和小白酒花对Cd的吸收和富集能力较强.这些植物向地上部转移某些重金属的能力很强,转移系数大于1,可用于植物提取方式的污染土壤修复.其他转移系数小于1的植物,适合于重金属污染土壤的植物稳定.     

用转基因植物修复重金属污染的土壤

将新的性状转入高生物量植物中,以此开发高效的转基因植物修复系统,用于重金属污染的土壤修复是一项具有广阔应用前景的技术.大量实验表明,将细菌、真菌、动物、人类及植物本身与重金属脱毒相关的基因转入高生物量植物,异源表达产物可介导转基因植物耐受和高积累重金属及类似物.综述了这方面的研究进展.     

铬对重金属去除菌影响的研究

考察了Cr^6 浓度和培养时间对4株重金属去除菌致死率的影响、重金属去除菌除铬性能的稳定性、吸附铬前后胞内外的变化、Cr^6 对胞内可溶性还原糖含量的影响以及多种因素对重金属去除菌毒性,初步探讨了重金属去除菌的抗Cr^6 机理。实验结果表明,4株实验菌的致死率随培养时间的变化趋势都是先升高后降低,最后再升高;假丝酵母的可驯化性较好;掷孢酵母7-3对高浓度Cr^6 的耐受性最好;Cr^6 对4株实验菌的各种代谢过程有一定影响;扫描电镜,透射电镜及原子力显微镜等实验结果表明：产朊假丝酵母的除铬机理是表面吸附和胞内积累并存;在正交实验中,Cr^6 浓度、pH、培养时间、N源、C源、吸附时间等6个因素对4株实验菌的影响各不相同。     

Heavy Metal Contamination in the Brownfield Soils of Cleveland

The results esults of a survey of heavy metal contamination at Cleveland area brownfields and public spaces are presented. Soils were analyzed using a 24?h, 1N HCl extraction procedure. The study was conducted to seek brownfield soils that manifest properties of “old” sequestered contamination and to develop a better understanding of the nature and extent of heavy metal burdens at brownfield sites in the Greater Cleveland area. The results indicated that Cleveland brownfields commonly yield soil burdens well above remediation triggers for residential soils and often yield values above industrial remediation triggers. It was also discovered that public areas in the vicinity of brownfields commonly have heavy metal contamination significantly above background levels and occasionally above residential remediation triggers. These results indicate that brownfields redevelopment initiatives should proceed with caution. The appropriate remediation goals or restrictions must be imposed to control urban exposure to heavy metal contamination.     

Effects of a Combined Amendment on Pb,Cd, and As Availability and Accumulation in Rice Planted in Contaminated Paddy Soil

The objectives of the present study were to investigate the mitigation of lead (Pb), cadmium (Cd), and arsenic (As) in a multi-metal contaminated soil and their accumulation in rice plants (Oryza sativa L., cv II You 93) using a combined amendment (CMF, calcium carbonate + metakaolin + fused calcium–magnesium phosphate fertilizer). The results showed that application of CMF was effective in reducing the acid-extractable concentrations of soil Pb and Cd. The exchangeable concentrations of soil As showed an initial decrease followed by a gradual increase. The application of 0.2% CMF notably reduced the concentrations of Pb, Cd, and As in brown rice by 46.5%, 43.6%, and 32.0%, respectively. The concentration of As in brown rice was 0.179 mg kg^?1 at 0.2% CMF, which met the maximum levels of contaminants in foods of China (MLs) (the ML of Pb, Cd, and As is 0.2 mg kg^?1 according to the China national standard GB 2762-2012). At 1.6% CMF, the concentrations of Pb and Cd in brown rice were 0.002 and 0.185 mg kg^?1, respectively, i.e., reductions of 99.6% and 74.1%, and these values also fell within the MLs.