土壤环境质量控制指标体系探讨

土壤是地球上生命活动不可缺少的重要物质,在环境污染、区域气候以及全球变化等方面有着极其重要的调控作用。我国是一个人多耕地少的国家,土壤的质量好坏对于我国维护生态平衡、合理利用土地、保护人民身体健康、提高人民生活质量具有极其重要的意义。因此,治理土壤污染,改善土壤环境质量已刻不容缓。随着我国土壤污染物的增加与结合,当前的《土壤环境质量标准》已不能准确检测出我国土壤的环境质量状况,建立新的《土壤环境质量标准》已成为当务之急。而在土壤环境质量标准中,土壤环境质量指标体系是其重要组成部分。本文从我国土壤污染现状处着眼,综合国内外文献关于土壤环境质量指标体系的基础上,力求建立一套创新的土壤环境质量控制指标体系,为我国新的《土壤环境质量标准》的制定提供新的思路。     

云南会泽废弃铅锌矿重金属污染评价

取样测定了云南会泽废弃铅锌矿土壤和植物中重金属元素Pb、Zn、Cd的含量,并采用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法评估了会泽县废弃铅锌矿复垦地和撂荒地土壤的重金属污染状况。结果表明：1)以《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)为标准,复垦地和撂荒地的土壤重金属含量均超过国家三级标准;复垦地中Cd、Zn、Pb 3种重金属的总含量分别为国家三级标准的35.0、28.0和11.3倍;撂荒地中这3种重金属总含量分别为国家三级标准的40.7、37.6和16.7倍。2)单项污染指数评价结果表明：铅锌矿废弃地污染指数为Cd>Zn>Pb,3种重金属均达到重污染级。综合污染指数评价结果显示：铅锌矿废弃地重金属污染达到重度污染等级,复垦地已不适宜耕种农作物。废弃矿山及土法冶炼后遗留的矿渣是重金属污染的主要原因。3)当地受重金属污染的土壤中仍然有生长良好的野生植物,并且有些植物种类对重金属的吸收转运能力较强,在土壤重金属污染的生物修复中有应用潜力。     

广西矿区土壤镉、铅污染状况研究

对广西德保几个矿区尾矿土壤中镉和铅含量进行了测定,并初步探讨了土壤的污染状况。结果显示:土壤中镉和铅含量都超出了广西土壤环境质量标准的背景值(Cd 0.08 mg·kg^-1,Pb 20 mg·kg^-1),且镉含量明显超标,而铅在国家土壤环境质量标准下几乎无污染,但是已经达到广西土壤环境质量标准下的轻度污染;铜矿尾矿土壤中Cd的含量最高达2.16 mg·kg^-1,已超过国家的三级标准,对生态开始产生影响;硫铁矿尾矿下游土壤中Pb的含量达83.53 mg·kg^-1对生态基本无影响。土壤中Cd的含量随着pH值的升高而显著增加,而Pb的含量随着pH值的升高有所减少;土壤中Cd的含量不管就环境质量标准来说,还是单项污染指数,都属于严重污染级别,应减轻对生态环境的危害。因此应该引起相关部门的重视,及时采取措施控制污染源或者减轻污染程度。     

江苏省典型区农田土壤及小麦中重金属含量与评价

为了研究江苏省典型区地震带农田土壤和小麦中重金属的污染,在具有代表性的农田采集收获期小麦及耕层土壤,分析和评价了土壤和小麦中重金属Cu、Pb、Cd、Ni、Cr、Hg、As和Zn的含量及污染程度。结果表明,土壤样品中Cd、Zn、Pb的含量均超过江苏省土壤背景值,Cr、Cu、Ni和As分别有25.64%、97.44%、92.31%和92.31%的土壤样品中超过江苏省土壤背景值,Hg的含量均在背景值以下;与国家土壤环境质量标准(GB15618—1995)中Ⅱ级标准相比,Cd的含量均超出标准限值,其它7种重金属元素含量均在标准限值以下。土壤中重金属相关分析表明,Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、Zn、As具有相同的来源的可能性较大,而Hg与Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、Zn、As的来源均不相同。以NY 861—2004为评价标准,小麦籽粒Pb、Cr、Hg、Ni、As样品超标率分别为100%、58.97%、33.33%、10.26%、2.56%,Cu、Zn和Cd没有样品超标,由此可见小麦籽粒中Pb的污染最为严重。采用单因子污染指数法、综合污染指数法和Hakanson潜在生态评价指数法以国家土壤环境质量标准(GB15618—1995)和江苏省土壤背景值为参比值,对农田土壤重金属污染进行评价,结果显示,从单项污染指数来看只有Cd达到重度污染水平,其它元素均在安全范围以内,从综合污染指数来看土壤重金属污染达到中度污染水平,从潜在生态评价指数法来看,研究区域表现为很强的生态危害,并以Cd为主要污染因子。     

生物表面活性剂修复HOCs污染土壤的研究进展

简要介绍了疏水性有机污染物(HOCs)在土壤环境中积累产生的危害及应用生物表面活性剂(BS)修复HOCs污染土壤的优势.阐明了BS修复HOCs污染土壤的主要机理:BS对HOCs的增溶作用、BS促进土壤中HOCs的解吸、BS促进土壤中HOCs的生物降解.分析了BS的种类及含量、污染土壤对BS的吸附、土壤本身的理化性质等因素对土壤生物修复的影响.探讨了HOCs污染土壤生物修复的发展方向及应用前景.     

多环芳烃污染土壤微生物修复研究进展

多环芳烃是我国土壤环境质量标准中要求严格管控的一类持久性有机污染物,利用微生物技术修复有机污染土壤具有绿色、经济等突出特点,应用前景广泛。目前多学科的协同发展和新技术的研究应用,为多环芳烃土壤微生物转化机制与污染生态过程等方面带来了新的认识,同时对修复技术的实际应用与调控提供了新的思考方向。本文以多环芳烃污染土壤微生物修复为主体,从污染土壤微生物修复应用技术、多环芳烃微生物降解特征、土壤体系污染物归趋规律与微生物作用及土壤污染微生物群落响应与研究技术等方面进行综合评述,并针对现存应用技术瓶颈和理论空白作进一步思考和展望。     

污染土壤修复标准建立的方法体系研究

近年来,污染土壤修复技术发展很快,而污染土壤修复标准的建立则相对迟缓．在我国,直至目前甚至还没有开展相应的研究．为了推进我国该领域的工作,对污染土壤修复标准建立的方法体系进行了阐述,并提出了建立污染土壤修复标准应同时考虑技术清洁水平、环境背景水平和法规可调控清洁水平等3个基本变量．而从技术清洁水平这一变量来讲,应该包括2个方面的内涵,一是污染土壤修复技术本身所能达到的清洁目标,二是现有分析技术发展所能确认的污染物最低限量目标,即仪器可检出水平．     

多环芳烃和重金属复合污染土壤生物修复研究进展

多环芳烃(PAHs)和重金属是土壤环境中有机和无机污染物的典型代表，二者来源广泛且能在土壤中长期存在，极易造成复合污染。研究表明，PAHs和重金属共存时会发生复杂的相互作用，使复合污染土壤修复往往比单一污染土壤修复更加困难。生物修复具备成本低、不造成二次污染、适用于大范围修复等优势，是极具应用前景的PAHs和重金属复合污染土壤修复技术。本文总结了土壤中PAHs和重金属复合污染的分布特点及交互作用，对PAHs和重金属复合污染土壤生物修复技术作用机理及研究进展进行了综述，并对PAHs和重金属复合污染土壤生物修复技术的发展提出了展望。     

低温微生物修复石油烃类污染土壤研究进展

耐冷菌、嗜冷菌等低温微生物广泛存在于极地、高山以及高纬度等土壤环境中,是石油烃类污染物在低温条件下降解与转化的重要微生物资源.利用低温微生物的独特优势,石油污染土壤的低温生物修复技术的研究成为当前热点领域.本文系统综述了低温石油烃降解菌的分类及冷适机制,低温微生物对不同类型石油烃组分的降解特征和降解机理,低温环境中接种降解菌、添加营养物质和表面活性剂等强化技术在石油污染土壤中生物修复的应用.以及微生物分子生物学技术在低温微生物降解石油烃的研究现状,为拓展我国石油污染土壤生物修复技术提供参考.     

制定我国土壤环境标准(汞、镉、铅和砷)的探讨

本文依据国内外土壤环境质量标准的研究现状,在提出土壤环境标准制定依据和原则的基础上,对Hg、Cd、Pb和As的土壤环境质量标准进行了研究。研究表明,我国土壤环境质量功能分区可包括:(1)自然保护区或“清洁”无污染区;(2)农牧区;(3)森林区;(4)城市区、废物处置区和工矿区。其相应的土壤环境质量标准,汞为0.10、0.20、0.50和1.00mg/kg;镉为0.15、0.30、0.50和1.00mg/kg;铅为30、60、100和300mg/kg;砷为15、20、27和30(砂土区除外)mg/kg,并论证这些标准值在全国应用的可能性。为全国土壤质量的宏观管理与控制污染提供了科学依据。     

土壤氟形态与氟污染土壤修复

我国土壤氟污染问题严峻,给部分地区人体健康和生态安全造成严重威胁,但土壤氟污染与防治问题仍没有受到人们的广泛关注.本文概述了土壤中氟的存在形态以及发生的主要化学反应,综述了近年来国内外有关氟污染土壤修复的研究进展,提出了今后氟污染土壤修复的研究方向,以期为氟污染土壤的修复提供借鉴和参考.土壤中氟主要分为5种形态,其中90%以上以残渣态存在,土壤溶液中的氟主要发生沉淀-溶解、络合-解离和吸附-解吸等反应来维持水-土系统中的氟平衡.目前,氟污染土壤修复技术研究主要集中在化学固定修复技术、化学淋洗技术、电动修复技术以及植物修复技术.今后需要重点研究氟在土壤中的赋存形态及其影响因子,筛选功能微生物和植物,开发联合修复技术以修复氟污染土壤.     

植物-微生物联合修复化学农药污染土壤的研究进展

化学农药的高毒性、生物积累性和扩散性极易对环境及人类健康造成危害,环境中化学农药的去除尤为重要。植物-微生物联合修复技术因其高效、环境友好和修复成本低等优点受到越来越多的关注,植物-微生物联合修复化学农药污染土壤是一种很有前景的方法。植物为根际和内生细菌提供养分,而细菌通过化学农药的降解和解毒来支持植物生长。本文综述了影响化学农药在植物体内吸收和转运的因素以及植物-微生物修复技术的原理,并讨论了植物与微生物在化学农药污染土壤修复中的协同效应,并对植物-微生物联合修复法在化学农药污染土壤修复中的应用前景进行了展望。     

重金属污染土壤中生物间相互作用及其协同修复应用

土壤是人类赖以生存的物质基础。我国土壤重金属污染状况不容乐观,给人类健康构成严重威胁。生物修复重金属污染土壤被广泛认为是可持续的修复技术,但当前仍存在修复效率不高的科学瓶颈问题。土壤中生活着丰富的微生物、植物和动物,且这些生物之间存在着复杂的相互作用,并且通过物质循环和能量传递形成了错综复杂的食物网联系。土壤生物间的相互作用能深刻影响土壤中污染物的迁移转化和生物修复的效率,多元生物协同的修复技术集合了单一生物修复方法的优势,具有强化生物修复效果的巨大潜力。文中综述了土壤中微生物-植物-动物之间的相互作用,及其对土壤重金属迁移转化和生物修复效果的影响,并对定向调控土壤食物网结构、提高重金属污染土壤的生物修复效果、建立基于食物网的多元生物协同修复技术进行了展望。     

污染土壤淋洗修复技术研究进展

土壤淋洗修复技术是一种行之有效的污染土壤治理技术,适合于快速修复受高浓度重金属和有机物污染土壤与沉积物。本文综述了土壤淋洗修复技术的特点、技术流程、土壤淋洗剂的研究与应用进展,指出异位土壤淋洗修复技术因修复效果稳定,易于实现系统控制和废弃物减量化等优点而具有更广阔的应用前景,天然螯合剂和生物表面活性剂等环境友好型淋洗剂正逐渐取代人工螯合剂和化学表面活性剂成为土壤淋洗剂研究的主流方向,而现代超分子化学的引入和发展有可能对复合污染土壤的高效淋洗修复研究产生新的影响。     

根际圈在污染土壤修复中的作用与机理分析

根际圈以植物根系为中心聚集了大量的生命物质及其分泌物,构成了极为独特的“生态修复单元”。本文叙述了根在根际圈污染土壤修复中的生理生态作用,富集、固定重金属,吸收、降解有机污染物等功能;菌根真菌对根际圈内重金属的吸收、屏障及螯合作用,对有机污染物的降解作用;根际圈内细菌对重金属的吸附与固定,对有机污染物的降解作用以及根际圈真菌和细菌的联合修复作用等,同时对可能存在的机理进行了分析,认为根际圈对污染土壤的修复作用是植物修复的重要组成部分和主要理论基础之一,并指出利用重金属超富集植物修复重金属污染土壤具有广阔的应用前景;筛选对水溶性有机污染物高吸收富集及其根 发泌能力强的特异植物,同时接种利于有机污染物降解的专性或非专性真菌和细菌可能会成为有机污染土壤植物修复研究的重要方向之一。     

In-Situ Remediation of TCE in Clayey Soils

The remediation of solvent contaminated low permeable soils poses a significant problem for many facilities. A consortium of industrial partners (Monsanto, DuPont and General Electric), the USEPA and the DOE jointly developed a technology that integrates electrokinetics with in-situ treatment of chlorinated organics to address this problem. The process, called Lasagna^TM, utilizes a DC electric field to move pore water and contaminants uniformly through the soil mass to treatment zones emplaced within the contaminated area. The emplacement is performed using common piling technologies and results in little or no wastes. The treatment materials emplaced are typically iron, coke and kaolin. After two in-field demonstrations, a full-scale Lasagna remediation system was implemented at the DOE facility in Paducah, KY for the remediation of TCE contaminated clay soils. The system was installed and operated over a two-year period. The process was shut down in December 2001 after meeting the cleanup target of 5.6 mg/kg specified by the Record of Decision (ROD) for the site. The final results show an average TCE concentration of 0.38 mg/kg.     

我国土壤重金属污染植物吸取修复研究进展

我国从上世纪90年代中后期开始土壤重金属（含类金属砷）污染的植物吸取修复研究及技术探索,先后发现了一批具有较高研究价值和应用前景的铜、砷、镉、锰等重金属的积累或超积累植物,并从重金属耐性和超积累生理机制、植物吸取修复的根际过程与机制、吸取修复强化措施和修复植物处置与资源化利用等方面进行了研究,同时开展了植物吸取修复技术的示范与应用,已有一些较成功的植物修复工程应用案例,使我国重金属污染土壤植物修复技术,尤其是植物吸取修复技术在国际上产生了较强的影响力。本文就近年来我国土壤重金属污染植物吸取修复研究进展进行了综述,并对今后的发展趋势进行了展望。     

Remediation of contaminated soils by biotechnology with nanomaterials: bio-behavior,applications, and perspectives

Soil contamination caused by heavy metals and organic pollutants has drawn world-wide concern. Biotechnology has been applied for many years to the decontamination of soils polluted with organic and inorganic contaminants, and novel nanomaterials (NMs) has attracted much concern due to their high capacity for the removal/stabilization/degradation of pollutants. Recently, developing advanced biotechnology with NMs for the remediation of contaminated soils has become a hot research topic. Some researchers found that bioremediation efficiency of contaminated soils was enhanced by the addition of NMs, while others demonstrated that the toxicity of NMs to the organism negatively influenced the repair capacity of polluted soils. This paper reviews the application of biotechnology and NMs in soil remediation, and further provides a critical view of the effects of NMs on the phytoremediation and micro-remediation of contaminated soils. This review also discusses the future research needs for the combined application of biotechnology and NMs in soil remediation.     

Liming to remediate Ni contaminated soils with diverse properties and a wide range of Ni concentration

Historic emissions from a Ni refinery at Port Colborne, Ontario, caused Ni contamination of regional soils and raised concerns about potential Ni phytotoxicity. Previous tests revealed that if these soils were made alkaline and fertilized with Mn and other common nutrients as needed to maintain fertility of such alkaline soils, full remediation (prevention of Ni phytotoxicity) would be obtained. This experiment was conducted to test this method of remediation on diverse soils from Port Colborne, and to evaluate chemical extraction tests which would be predictive of plant uptake and potential for Ni phytotoxicity in Ni-contaminated soils. Ten soils with varied levels of Ni contamination and varied soil properties were amended with limestone or nitric acid to raise or lower pH so that a wide pH range could be examined for the soils. For lower Ni organic and mineral soils near the Ontario remediation limit (200 mg/kg), neither crop suffered Ni phytotoxicity at any pH tested. Only when more highly contaminated soils were strongly acidic did Ni phytotoxicity occur. Phytotoxic soils were fully remediated by making soils alkaline even for these Ni-sensitive crop species. Only the most contaminated organic soil remained slightly toxic – but this soil was remarkably contaminated (over 1.1% of Ni). The Sr nitrate extraction method was much more effective in predicting plant Ni concentrations than the DTPA method. This test provides an inexpensive soil extraction result highly predictive of potential for Ni phytotoxicity across soils.