土壤重金属污染的生物修复

土壤重金属污染的生物修复

吴瑞娟,金卫根,邱峰芳　(东华理工大学化学生物与材料科学学院,江西抚州344000)

摘要　阐述了土壤重金属污染的来源及危害,综述了生物修复土壤重金属污染的机理及技术。关键词　土壤;重金属;污染;生物修复中图分类号　X53 文献标识码　A 文章编号　0517-6611(2008)07-02916-03

The Biorem ediation of Soil Contaminated by H eavy M etals

WU R ui 2ju an et al (C ollege of Chem ical Biology and M aterial Science ,D onghua T echn ology Institute of ,Fuzh ou ,Jiangxi 344000)

Abstract T he s ource of pollution and harm of the s oil heavy m etal were ex patiated ,the m echanism and techn ology of biorem ediation of s oil C ontam inated by heavy m etals were summ arized.K ey w ords S oil ;H eavy m etal ;P ollution ;Biorem ediation

作者简介　吴瑞娟(1964-),女,广东蕉岭人,副教授,从事环境生物学的研究。收稿日期　2007208223

土壤重金属污染是指土壤中较高含量的重金属对生物产生毒害作用,并造成生态环境质量恶化的现象[1]。国内外专家曾采用非毒性改良剂法、深耕法、排土法和客土法以及化学冲洗等方法来解决土壤重金属污染问题。但由于上述方法自身的局限性,都未能成为较为理想的土壤重金属污染治理措施[2-6]。近年来,重金属污染的生物修复技术正在兴起。生物修复是指利用特定的生物(植物、微生物或原生动物)吸收、转化、清除或降解环境污染物,实现环境净化、生态效应恢复的生物措施[7]。

1　污染来源

土壤是一个开放体系,时刻与其他环境要素间进行着物质和能量的交换,重金属汞、镉、铜、砷、铬、铅、锌、镍、硒等可以通过大气沉降、污水灌溉、固体废弃物排放以及农药和化肥的施用等途径进入土壤,因此人类的生产和生活是造成土壤污染的主要原因。

1.1　工业污染源　是指在采矿、选矿、冶炼、锻造、加工、运

输等工业生产过程中,排放的废气、废水、废渣,使环境中的重金属浓度数千甚至数万倍于本底值。工业污染是土壤中汞、铅、镉、铬、砷等重金属污染的主要来源。据统计,目前全世界平均每年排放的汞、铅、锰、镍分别约为1.5万t 、500万

t 、1500万t 和100万t 。

1.2　农业污染源　在农业生产中,重金属可通过污水灌溉、

污泥利用以及化肥、有机肥和农药的不合理施用等途径进入土壤。其中,污水灌溉会导致土壤重金属H g 、Cd 、As 、Cu 等含量的增加。据不完全统计,污水灌溉引起的土壤重金属污染面积达66.7万hm 2。同时,有许多研究指出,污泥的施用可使土壤重金属含量有不同程度的增加;长期大量施用品位较差的化肥如过磷酸钙和磷矿粉等会引起土壤中As 、Cd 及氟含量超标。于是,随着“绿色食品”、“有机食品”的兴起,有机肥被人们广为推崇,大量应用于生产中。但当前有机肥肥源大多来源于集约化的养殖场,这些地方大都使用饲料添加剂,而目前饲料添加剂中常有含量较高的Cu 和Zn ,这使得有机肥料中的Cu 、Zn 含量也明显增加,并随着肥料施入农田而在土壤中积累。此外,有报道指出,施在作物上的杀虫剂约有一半流入土壤,且含铅、砷、铜、汞等重金属的农药在土壤

中的半衰期为10～30年,短期内含量很难下降。

1.3　生物污染源　人粪尿是农业生产重要的肥料来源,但

生活污水和被污染的河水均含有各种致病的病原菌和寄生虫等,会因污水灌溉以及使用垃圾作厩肥,使土壤遭受生物污染,还会造成疾病蔓延。

2　土壤重金属污染的危害

土壤中重金属污染具有难于生物降解、毒性大和相对稳定的特点,是影响生态系统安全的一类重要污染物质。其中尤以Pb 、Cd 、Cu 、H g 、Zn 及其复合污染为突出。

2.1　对土壤的危害　大多数重金属在土壤中相对稳定且难

以迁出土体,对土壤理化性质及土壤生物学特性(尤其是土壤微生物)和微生物群落结构产生不良影响,从而影响土壤生态结构和功能的稳定性。通常情况下,重金属污染对微生物有2种明显效应:一是不适应生长的微生物,数量减少或绝灭;二是适应生长的微生物,数量增大与积累。不同类群微生物对重金属污染的耐性也不同,通常为真菌>细菌>放线菌[8]。Duxbury 等研究了自然土壤与重金属污染土壤中的细菌种群,发现重污染土壤比轻污染土壤中耐性细菌的数量多15倍。Y amam oto 等发现对照土壤中(Cu <100mg/kg )有35种真菌,中等污染土壤中(Cu 1000mg/kg )有25种真菌,高度污染土壤中(Cu 10000mg/kg )只有13种真菌。可见,重金属胁迫对土壤微生物种群结构会产生一定的影响。

2.2　对作物的危害　土壤重金属污染对作物产量及品质有

一定的不利影响。如,土壤中镉含量过高,会破坏植物叶片的叶绿素结构,减少根系对水分和养分的吸收,抑制根系生长,造成植物生理障碍而降低产量;有些地区污灌已经使蔬菜风味变劣、易腐烂,甚至出现难闻的异味。同时,被植物体吸收的重金属能诱导植物体内产生某些对酶和代谢具有毒害作用和不利影响的物质,间接引起植物伤害,如重金属胁迫下植物体内产生过氧化氢、乙烯等类物质对体内代谢和酶活性的负效应。刘云国等研究表明,镉污染对土壤脲酶活性的影响很大,随土壤镉浓度的增加,脲酶活性下降趋势明显。此外,重金属还会给植物带来直接伤害,如镉与巯基氨基酸和蛋白质的结合引起氨基酸蛋白质失活,甚至导致植物死亡[9]。宋玉芳等报道,土壤中铜、锌含量超过一定限度时,作物根部会受到严重损害,使植物对水分和养分的吸收受到影响,从而生长不良甚至死亡[10]。

2.3　对人和动物的危害　土壤被重金属污染后,重金属在

安徽农业科学,Journal of Anhui Agri.Sci.2008,36(7):2916-2918 责任编辑　陈娟　责任校对　马君叶

土壤中累积,达到一定程度后便会对作物产生不良影响,不仅影响作物的产量和品质,而且通过食物链最终影响动物及人类健康。重金属在动物体内能与生物大分子结合,也能诱导金属硫蛋白的合成,结合牢固的金属离子,不易通过细胞膜向外输出,而在动物体内积累。例如汞不仅与中枢神经系统某些酶类结合趋性强烈,而且与遗传物质DNA一起发生作用的蛋白质发生专一性结合,使机体产生特殊病状,并且一旦发生,便无法医治;铅能伤害人的神经系统,特别对幼儿的智力发育有极其不良的影响;镉在人体内蓄积,会引起泌尿系统功能变化,还会影响骨骼发育。

3　土壤重金属污染的生物修复

重金属污染土壤生物修复技术,是利用生物作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属毒性。该技术主要通过2种途径来达到净化作用[11]:①通过生物作用改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性;②通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。生物修复技术主要包括微生物修复和植物修复2种类型。

3.1　微生物修复

3.1.1　机理。受到重金属污染的土壤,往往富集多种耐重金属的真菌和细菌,微生物可通过多种作用方式影响土壤重金属的毒性。微生物对土壤中重金属活性的影响主要体现在以下两个方面:一是生物吸附;二是生物转化。

微生物对重金属的生物吸附机理主要表现在胞外络合作用(一些微生物能够产生胞外聚合物如多糖、糖蛋白、脂多糖等,具有大量的阴离子基团,与金属离子结合;某些微生物产生的代谢产物,如柠檬酸是一种有效的金属螯合剂,草酸则与金属形成不溶性草酸盐沉淀。)、胞外沉淀作用(在厌氧条件下,硫酸盐还原菌及其他微生物产生的硫化氢与金属离子作用,形成不溶性的硫化物沉淀。)以及胞内积累3种作用方式。由于微生物对重金属具有很强的亲合吸附性能,有毒金属离子可以沉积在细胞的不同部位或结合到胞外基质上,或被轻度螯合在可溶性或不溶性生物多聚物上。一些微生物如动胶菌、蓝细菌、硫酸还原菌以及某些藻类,能够产生胞外聚合物如多糖、糖蛋白等具有大量阴离子的基团,与重金属离子形成络合物[4-5]。Urrutia M M等发现Cu、Cd和Pb能以硅酸盐或氢氧化物形式结合在芽孢杆菌(Bacillus subtilis)细胞的表面[12]。

一些微生物可对重金属进行生物转化,其主要作用机理是微生物能够通过氧化、还原、甲基化和脱甲基化作用转化重金属,改变其毒性,从而形成了某些微生物对重金属的解毒机制[4-5]。如假单胞杆菌(P seudomonas)能使As3+、Fe2+、Mn2+等发生氧化;在含高浓度重金属的污泥中,加入适量的硫,微生物即把硫氧化成硫酸盐,降低污泥的pH值,提高重金属的移动性;褐色小球菌(Micrococcus lactyicus)能还原As5+、S e4+、Cu2+、M o2+;铁还原细菌如G eobacter metallireducens 和Shewanella putre f aciens可把高度水溶性的T c7+还原成难溶性的形态;硒能被微生物甲基化,从而使其毒性降低。

3.1.2　微生物修复技术。目前微生物修复技术主要有2种:原位修复技术和异位修复技术。

原位修复技术是在不破坏土壤基本结构的情况下的微生物修复技术,有投菌法、生物培养法和生物通气法等。投菌法是指直接向污染土壤中接入高效降解菌,同时提供给这些微生物生长所需营养的过程。H wang等使用3种补充的营养液与分枝杆菌属(Mycobacterium sp.)一起注入土壤中,已经取得了良好的效果。李顺鹏等在农药(如有机磷类等)污染土壤的微生物修复方面做了系列工作,也取得了明显进展。生物培养法是定期向受污染土壤中加入营养和氧或H2O2作为微生物氧化的电子受体,以满足污染环境中已经存在的降解菌的需要,提高土著微生物的代谢活性,将污染物彻底地矿化为C O2和H2O。生物通气法采用真空梯度井等方法把空气注入污染土壤以达到氧气的再补给,可溶性营养物质和水则经垂直井或表面渗入的方法予以补充。丁克强等研究了通气对石油污染土壤生物修复的影响,结果表明,通气可为石油烃污染土壤中的微生物提供充足的电子受体,可保持土壤pH稳定,从而促进微生物的生物活性,强化了对石油污染物的氧化降解作用[13]。

异位修复处理污染土壤时,需要对污染的土壤进行大范围的扰动,主要技术包括预制床技术、生物反应器技术、厌氧处理和常规的堆肥法等。

生物泥浆反应器(bioslurryreactor)是一种典型的生物反应器,其主要技术环节是把预处理的土壤(去除粒径>4～5mm 的大颗粒)用水调和至泥浆状后放入一带有机械搅动装置的目标反应器,然后对该反应器内的温度和pH值进行调控并补充必要的营养和氧气,使污染物达到最大程度降解。R obert等在生物反应器中使用白腐真菌(Phanerochate chryso sporium)处理多环芳烃污染土壤36d后,土壤中低分子量多环芳烃的降解率为70%～100%,高分子量多环芳烃的降解率为50%～60%[14]。预制床修复可以使污染物的迁移量减至最低。其简要操作规程为:在不泄露的平台上铺上沙和石子,将污染土壤平铺(15～30cm厚度)于平台上,并加入营养液和水,必要时加入表面活性剂,定期翻动供氧,以满足土壤微生物的生长需要,处理过程中流出的渗滤液,及时回灌于土层,以彻底清除污染物。Eullis等用具有滤液收集和水循环系统的预制床对斯德哥尔摩中部防腐油生产区的土壤进行治理,使土壤中的PAHs浓度从1024.4mg/kg降至324.1mg/kg[15]。厌氧处理又称生物还原法,是指在没有游离氧存在的条件下,兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。常规堆肥法将污染土壤与有机废弃物质(如木屑、秸秆、树叶等)、粪便等混合起来,使用机械或压气系统充氧,同时加入石灰调节pH值,依靠堆肥过程中的微生物作用来降解土壤中的有机污染物。近年来,国内外学者均在积极研究堆制修复的原理、工艺、条件、影响因素、降解效果等,并已将该工艺应用到污染土壤的修复中。

3.2　植物修复　植物修复技术是利用植物对某种污染物具有特殊的吸收富集能力,将环境中的污染物转移到植物体内或将污染物降解利用,对植物进行回收处理,达到去除污染与修复生态的目的。植物修复的机理通常包括植物固定、植物挥发和植物吸收3种方式,具有成本低、可提高土壤肥力、避免二次污染以及对环境扰动小等优点,被广泛应用于土壤

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36卷7期 吴瑞娟等　土壤重金属污染的生物修复

重金属污染治理中。其中,应用最多的是植物吸收。

3.2.1　植物固定。是指植物通过某种生化过程使污染基质中金属的流动性降低,生物可利用性下降,从而减轻有毒金属对植物的毒性。适用于固化污染土壤的理想植物应是一种能忍耐高含量污染物、根系发达的多年生常绿植物。这类植物主要通过保护土壤不受侵蚀,减少土壤渗漏来防止污染物的流失,并通过在根部累积和沉淀,或通过根系吸收重金属来增加对污染物的固定。其根系分泌的粘胶状物质可与Pb、Cu和Cd等金属离子竞争性结合,使其在植物根外沉淀,同时也影响其在土壤中的迁移性。如植物可通过分泌磷酸盐与铅结合成难溶的磷酸铅,使铅固化而降低铅的毒性;植物能使毒性较高的Cr6+转变为基本没有毒性的Cr3+,使其固化。但是,植物固定可能是植物对重金属毒害抗性的一种表现,并未使土壤中的重金属去除,环境条件的改变仍可使重金属的生物有效性发生变化。

3.2.2　植物挥发。是利用植物去除环境中部分挥发污染物的方法,即植物将污染物吸收于体内后又将其转化为气态物质而释放到大气中。植物挥发要求被转化后的物质毒性要小于转化前的污染物质,以减轻环境危害。研究发现,一些植物能将体内S e、As、H g等甲基化而形成可挥发性的分子,释放到大气中去。Rugh等研究表明,将来源于细菌中的汞抗性基因转入到植物,可以使其具有在通常生物中毒的汞浓度条件下生长的能力,而且还能将土壤中吸取的汞还原成挥发性的单质汞[16];M eagher R B研究发现,烟草能使毒性大的二价汞转化为气态汞[17]。印度芥菜有较高的吸收和积累硒的能力,在种植该植物的第1年即可使土壤中的全硒含量减少48%[18];Banuelos G S等报道指出,洋麻可以使土壤中47%的三价硒转化为甲基硒挥发去除[19]。植物挥发只适用于具有挥发性的金属污染物,应用范围较小。同时该方法只是将污染物从土壤转移到大气,对环境仍有一定影响。

3.2.3　植物吸收。又称植物提取、植物萃取,是利用耐受并能积累重金属的植物吸收土壤环境中的金属离子,将它们输送并贮存在植物体的地上部分,通过种植和收割植物而去除土壤中的重金属。这些能够大量吸收并累积重金属的植物称为超富集植物,其对某种重金属的累积量是普通植物的10～500倍以上。通常超富集植物被要求具有生物量大、生长快和抗病虫害能力强等特点,以及具备对多种重金属较强的富集能力。现已发现Cd、C o、Cu、Pb、Ni、S e、Mn、Zn超积累植物400余种[20],它们中部分已被广泛用于土壤重金属污染治理中。如,1991年,纽约的一位艺术家在环境科学家Chaney 等的协助下,利用曼陀罗属植物为工具,进行了为期3年的“雕刻”大作[21]。即在明尼苏达州圣堡罗遭受Cd污染的土地上,种植曼陀罗属植物,最终将一片光秃的死地转变成生机盎然的活土。Lasat M M等报道,红根苋(Amaranthus retro f lex us L.)可富集较高浓度137Cs,利用其对切尔诺贝利核电站1986年泄漏后大面积土壤的放射性核污染进行植物修复有较大的潜力[22-23]。植物吸收技术是目前应用最多、最有发展前景的土壤重金属污染植物修复技术。4　结语

生物修复技术是指综合运用现代生物技术,使土壤的有害污染物得以去除,土壤质量得以提高或改善,包括微生物修复、植物修复等方法。与其他治理重金属污染的技术相比,生物修复具有成本低、无二次污染及处理效果好等优点。同时,生物修复还不止一个功能基团组起作用,能够结合生物代谢活性系统,达到对污染土壤永久修复的目的。生物修复被认为是替代物理化学修复的一种极具优势的方法。近年来,随着生物修复中生物工程技术如基因工程、酶工程、细胞工程等的广泛运用,生物修复的处理效率得到很大提高,可行性与有效性逐渐增强,处理成本进一步降低,被广泛接受和采纳。可以预见,生物修复技术在防治和治理土壤重金属污染与环境修复中的作用将日益重要,其前景十分广阔。参考文献

[1]陈怀满.土壤-植物系统中的重金属污染[M].北京:科学出版社,

1996.

[2]唐世荣,黄昌勇,朱祖祥.污染土壤的植物修复及其研究进展[J].上海

环境科学,1996,15(12):37-39.

[3]龚平,孙铁珩,李培军.重金属对土壤微生物的生态效应[J].应用生态

学报,1997,8(2):218-224.

[4]夏立江,华珞,李向东.重金属圬染生物修复机制及研究进展[J].核农

学报,1998,12(1):59-64.

[5]王保军.微生物与重金属的相互作用[J].重庆环境科学,1996,18(1):35

-38.

[6]李志超.微生物对甲基汞的降解作用[J].环境科学,1984,5(3):61-64.

[7]张从,夏立江.污染土壤生物修复技术[M].北京:中国环境科学出版

社,2000:1-4.

[8]HIR OK I M.E ffects o f heavy m etal contam ination on s oil m icrobial population

[J].S oil S ci P lant Nur,1992,38:141-147.

[9]安志装,王校常,施卫明,等.重金属与营养元素交互作用的植物生理

效应[J].土壤与环境,2002,11(4):392-396.

[10]宋玉芳,许华夏,任丽萍,等.土壤重金属对白菜种子发芽与根伸长抑

制的生态毒性效应[J].环境科学,2002,23(1):103-107.

[11]温志良,毛友发,陈桂林.重金属污染生物恢复技术研究[J].环境科学

动态,1999(3):15-17.

[12]URR UTI A M M,BE VERI DG E TJ.Rem obilization o f heavy m etals retained as

oxyhydrox ides or silicates by Bacillu s subtilis cells[J].A ppl Env iron.M icro2 bio1.,1993,59:4323-4329.

[13]丁克强,孙铁珩.通气对石油污染土壤生物修复的影响[J].土壤,

2001,33(4):185-188.

[14]R O BERT M,PETER S,HEI NRICH S J.E x2situ process for treating P AH2

contam inated s oil w ith Phanero chaete chryso sporium[J].Env ironm ental S ci2 ence and T echn ology,1997,31:2626-2633.

[15]E U L LIS B,H AR O LD P,K R O N BERG H.Biorem ediation o f a creos otecon2

tam inated site[J].Env ironm ental T echn ology,1991,12:447-459.

[16]R UG H C L,WI LDE H D,ST ACK N M,et al.M ercuric ion re duction and

resistance in trangenic Arabidop sis thaliana plants ex pressing a m odifiedbacte2 rialm er Agene[J].Proceedings o f the National Academ y o f S ciences o f the U2 nited S tates o f Am eica,1996,93:3182-3187.

[17]ME AG HER R B.Phy torem ediation o f tox ic elem ental and organicpollutants

[J].Current,O pinion on P lant Biology,2000,3(2):153-162.

[18]BA N UE LOS G S,C AR D O N G,M ACCK EYB,et al.B oron and selenium re2

m oval in b oronladen s oils by four sprinkler irrigate plant2speies[J].Journal o f Env ironm ental Quality,1993,22:786-79.

[19]BA N UE LOS GS,A JW A H A,M ACK EYB,et al.E valuation o f differentplant

species used for phy torem ediation o f high s oil eelenium[J].Jounal o f Env iron2 m ental Quality,1997,26(3):639-646.

[20]张太平,潘伟斌.根际环境与土壤污染的植物修复研究进展[J].生态

环境,2003,12(1):76.

[21]CH A NEY R L,M A LIK M,LI Y M,et al.Phy to rem ediation o f s oil m etals

[J].Current O pinions in Biotechn ology,1997,8:279-284.

[22]LAS A T M M,F UHR M A N M,E BBS S D,et al.Phy toex traction o f radioce2

sium2contam inated s oil:E valuation o f cesium bioaccum ulation in the sh oots o f three plant species[J].J o f Env ironm ental Quality,1988,27:165-169. [23]D USHE NK O V S,MIK HEE V A,PR OK H NE VSK YA,et al.Phy to rem ediation

o f radiocesium2contam inated s oil in the v icinity o f Chern oby l[J],Ukraine Env i2 ron S ci T echn ol,1999,33(3):469-475.

8192 安徽农业科学 2008年

土壤重金属污染

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

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

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

重金属污染土壤修复方案

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

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

土壤重金属污染综述

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教学提纲

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

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、

重金属污染场地土壤修复标准(DB43T1165-2016)

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

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

【CN110014032A】一种农田土壤重金属污染的修复方法【专利】

(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

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

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技术

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

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