矿山重金属污染土壤化学修复技术研究

矿山重金属污染土壤化学修复技术研究

摘要: 我国有大面积的土壤受到了重金属的污染，并因此造成了巨大的生态和经济损失，对人们的健康构成了威胁。土壤重金属污染的治理或修复刻不容缓。在国外，上壤化学萃取(清洗)修复和改良修复的研究已经取得了长足的发展，但国内的研究含还于起步的阶段。在国内外相关研究的基础上，文章以湖南省三大矿区湘潭锰矿、衡阳车江铜矿和永州铜矿山污染土壤为对象，研究了化学萃取(清洗)修复和化学改良修复两大化学修复技术，在重金属污染土壤修复方面的运用。研究结果表明，化学萃取技术通过物理分离和化学萃取的方法能够显著降低土壤重金属污染程度。实验中，污染土样中几种重金属的最大去除率分别达到:79.74%Pb, 59.62%Cd, 7.81%Cu, 43.06%Zn和52.23%Mn。通过工艺的优化设计有望进一步提高重金属的去除效率。实验通过成批实验和正交实验对化学萃取重金属去除效率的影响因素进行了分析。结果表明，无论是土壤的理化性质包括土壤质地、土壤pH值和土壤有机质含量，还是萃取工艺参数的选择包括萃取剂种类、萃取剂浓度、萃取时间和液固比，或者重金属性质包括重金属种类和重金属在土壤中存在形态，都对重金属的去除效率有比较大的影响。EDTA在实验中是一种高效的萃取剂，对几种重金属的最大去除率分别达到:79.74%Pb,59.62%Cd, 57.81%Cu, 40.40%Zn和43.30%Mn，但是由于价格昂贵和对土壤的破坏性，一般不用于农用土壤的修复。柠檬酸对土壤中的Pb, Cd, Mn的萃取能力强，对3种重金属的最大去除率分别达到:66.70%Pb, 53.85%Cd, 52.23%Mn,而且价格便宜，可以考虑用于湘潭锰矿污染土壤的修复。乙二酸对土壤中的Cu,Zn 萃取能力强，对2种重金属的最大去除率分别达到:55.08%Cu, 43.06%Zn,但对Pb, Cd 的萃取能力表现欠佳，可以用于单一Cu或Zn污染土壤的化学萃取修复。实验中，粘土比砂土中的重金属更难于被萃取出来，粘土含量高的土壤不适合用化学萃取技术来修复。土壤中的腐殖酸对重金属的活性有一定的影响，从而影响到重金属的可萃出性。另外，研究表明生物表面活性剂可以考虑作为一种添加剂来提高普通萃取剂对土壤重金属的萃取能力。化学萃取技术由于它的高效J性和高成本可以考虑用于重金属污染严重、急性毒性大的区域，或者生物修复难以进行的区域的土壤的修复。实验研究了腐殖酸对永州铜矿山和衡阳车江铜矿中重金属存在形态的影响。结果表明腐殖酸对土壤中Pb和Cd的形态分布受腐殖酸的影响比较大，腐殖酸的添加有望降低土壤中Pb和Cd的生物活性成分的含量，Cu和Zn受腐殖酸的影响比较小，形态分布变化并无规律性。腐殖酸促进了尾矿渣中重金属向土壤颗粒中的富集，提高了土壤颗粒的综合污程度。在土壤中重金属形态的变化受其它因素的影响小的情况下下，腐殖酸有望降低污染土壤的急性毒害毒害作用。结果证明有机物对矿山重金属污染土壤的改良效果取决于土壤本身的理化性质，尾矿区施加有机质改良要实验并分析其风险性。化学改良技术由于廉价、运用简单，可以考虑用于受轻度重金属污染农田或耕地的修复。

关键词:尾矿:土壤;重金属;萃取:改良:化学修复;效果

Abstract: It is estimated that thousands of sites in our country have been polluted with heavy metals. It results in huge losing on ecosystem and economy, and threatens health of the people. It is no time to delay dealing with and remedying the contaminated soils. In Europe and America, there are quiet great progresses in the research of soil washing and soil amending remediation technology. In our country, researches on these technologies are just on beginning. Basing on the research ago, choosing soil samples from three sites including Xiangtan manganese mine, Chejiang copper mine and Yongzhou copper mine, we investigated the application of soil washing and soil amending remediation echnology in heavy metal contaminated soils. The results showed that soil washing employing physical separation and chemical extraction could markedly reduce the degree of pollution. In experiment, the maximal removals of heavy metals from the three soil samples reached 79.74% of Pb, 59.62% of Cd, 57.81% of Cu, 43.06% of Zn and 52.23% of Mn, .respectively. The removal of heavy metals could be enhanced through the optimized technology design. By batch and orthogonal experiments, the researches analyzed the factors that influenced the removal efficiencies of heavy metals. The results demonstrate that many factors, such as, soil characters (including soil texture, soil pH, content of soil organic matter), parameter of the washing technology (including the kind and concentration of extractant, extracting time, the ratio of liquid to solid) and the characters of heavy metals in soil (including the kind of metals and the metal existing form fractions), influenced the removal of heavy metals. EDTA was an effective metal extractant, the maximal removals of heavy metals reached 79.74% of Ph, 59.62% of Cd, 57.81% of Cu, 40.40%of Zn and 43.30% of Mn, respectively, but it was not adapted in the remediation of agricultural soil for its high cost and destroys to soil.Citric acid was effective at removing Pb, Cd and Mn in the contaminated soil, the maximal removal reached 66.70% of Ph, 53.85% of Cd and 52.23% of Mn, and could apply in remedying Xiangtan manganese mine contaminated tailing soils for its low price. Oxalate was effective at removing Cu and Zn, the maximal removal reached 55.08% of Cu and 43.06% of Zn, but invalid in removing Pb and Cd, and could apply in remedying the single Cu or Zn contaminated soil. In the experiment, heavy metals in the clay soils are more difficultly removed for its power binding strength, so it was not adapt for remediation by soil washing technology. Humic acids in soil influenced the availability of heavy metal, and then influenced the removal of heavy metal. In addition, the research found that biosurfactant surfactin could be used as additive of general extractant to enhanced heavy metal removal efficiencies. For its effectiveness and high cost, soil washing technology could apply in the remediation of the area that was serious contaminated by heavy metals and the area that had acute toxicity, or the area that could not be successfully remedied by biology remediation. The paper researched the influence of humic acids on the existing form of heavy metals in Yongzhou copper mine and Chejiang copper mine contaminated tailing soils The results showed that humic acids was effective at immobilizing Pb and Cd in the soil samples in the form of residual fractions or organic matter fractions, which were not availability for ecosystem. The existing form of Cu and Zn was little affected by humic acids. the appending of humic acids accelerated the transfer of heavy metals from slag to soil grains, and the pollution index of soil grains was enhanced; humic acids is likely to reduce the soil danger index, but the precondition is that the other factors have little influence on the chemical form transformation. The results proved that whether organic matters can amend the heavy metals contaminated

tailing soils mainly lies on the physical and chemic properties of the tailing soils, and the risk must be evaluated before fertilizing the tailing zone using organic matters. Soil amending technology could be apply in remedying the farmlands which are light contaminated by heavy metals for it low cost and facility. Key Words: Gangue; Soil; Heavy metal; soil washing; soil amending; Chemical remediation; Efficiency

第1章绪论

我国是耕地资源极其匾乏的国家，近年来耕地面积又在不断减少，并已成为限制农业可持续发展的重大障碍。另一方面，我国的土壤污染问题仍在不断恶化。尤其是到达本世纪人口高峰期之前，我国粮食需求的增长和经济的高速发展，将会对土壤环境保护工作提出严峻的挑战。

1.1我国土壤污染的现状

土壤污染大致可以分为:重金属污染、农药和有机物污染、放射性污染、病原菌污染等多种类型。据报道，目前我国受Cd、砷、铬、Pb等重金属污染的耕地面积近20X 103km2,约占总耕地面积的1/5;其中工业“三废，污染耕地10.0 X 10}km2，污水灌溉的农田面积己达3.3 X 103km2。某省曾对47个县和郊区的2.59 X 103km2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。污水灌溉等对农田已造成大面积的土壤污染。如沈阳张士灌区用污水灌溉20多年后，污染耕地25 X 103km2,造成了严重的Cd污染，稻F9含Cd5-7mg / kg.天津近郊因污水灌溉导致0.23 X l O3km2农田受到污染。广州近郊因为污水灌溉而污染农田27.Okm2，因施用含污染物的底泥造成13.3km2的土壤被污染，污染面积占郊区耕地面积的46%o SO年代中期对北京某污灌区进行的抽样调查表明，大约60%的土壤和36%的糙米存在污染问题。另一方面，全国有13.0-16.0 X 103km2耕地受到农药的污染。除耕地污染之外，我国的工矿区、城市也存在土壤(或土地)污染问题。

1.2土壤污染的危害

1.2.1土壤污染导致严重的直接经济损失

对于各种土壤污染造成的经济损失，目前尚缺乏系统的调查资料。仅以土壤重金属污染为例，全国每年就因重金属污染而减产粮食1000多万吨，另外被重金属污染的粮食每年也多达1200万吨，合计经济损失至少达到200亿元。于农药和有机物污染、放射性污染、病原菌污染等其它类型的土壤污染所导致的经济损失，目前尚难以估计。但是，这些类型的污染问题在国内确实存在，甚至很严重。例如:我国天津蓟运河畔的农田，曾因引灌被三氯乙醛污染的河水矿山重金属污染土坡化学修复技术研究而导致数万亩小麦受害。

1.2.2土壤污染导致食物品质不断下降

我国大多数城市近郊土壤都受到了不同程度的污染，有许多地方的粮食、蔬菜和水果等食物中Cd、铬、砷、Pb等重金属含量超标和接近临界值。据报道，1992年全国有不少地区己经发展到生产‘`Cd米”的程度，每年生产的“Cd米”多达数亿公斤。仅沈阳某污灌区被污染的耕地已多达25.0 km z，致使粮食遭受严重的Cd污染，稻米的含Cd浓度高达0.4^-1.Omg/kg(这已经达到或超过诱发“痛痛病”的平均含Cd 浓度)。江西省某县多达44%的耕地遭到污染，并形成6.7kmz的“Cd米”区。据南京环保所报道，南京市的市售蔬菜几乎都受到一定程度的硝酸盐污染。其中，大白菜和青菜所受的硝酸盐污染最重，其次为菠菜，萝卜所受污染相对较轻。北京、上海等大中城市蔬菜的硝酸盐含量超标现象也十分普遍。土壤污染除影响食物的卫生品质外，也明显地影响到农作物的其它品质。有些地区的污灌己经使得蔬菜的味道变差，易腐烂，甚至出现难闻的异味，农产品的储藏品质和加工品质也不能满足深加

工的要求。

1.2.3土壤污染危害人体健康

土壤污染会使污染物在植(作)物体中积累，并通过食物链富集到入体和动物

体中，危害人畜健康，引发癌症和其它疾病等。本世纪50. 60年代，是日本战后经济腾飞时期。由于日本片面追求工业和经济的发展，加之当时对环境问题又缺乏应有的认识，因此，在日本曾出现过一系列由于环境问题所导致的污染公害事件。1955年至70年代初，在日本富山市神通川流域曾出现过一种称为“痛痛病”的怪病。其症状表现为周身剧烈疼痛，甚至连呼吸都要忍受巨大的痛苦。后来的研究证实，这种所谓的“痛痛病”实际上是由于Cd污染所引起的。其主要原因是由于当地居民长期食用被Cd污染的大米一一“Cd米”。到1979年为止，这一公害事件先后导致80多人死亡，直接受害者的人数则更多，赔偿的经济损失也超过20多亿日元(1989年的价格)。至今，还有人不断提出起诉和索赔的要求。目前，我国对这方面的情况仍缺乏全面的调查和研究，对土壤污染所导致的污染疾病的总体情况并不清楚。但是，从个别城市的重点调查结果来看，情况并不乐观。我国的一些研究表明，土壤和粮食污染与一些地区居民肝肿大之间有明显的关系。

1.2.4土壤污染导致其它环境问题

土地受到污染后，含重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力的作用下分别进入到大气和水体中，导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统

退化等其它次生生态环境问题。北京市的大气扬尘中，有一半来源于地表。表土的污染物质可能在风的作用下，作为扬尘进入大气中，并进一步通过呼吸作用进入人体。这一过程对人体健康的影响可能有些类似于食用受污染的食物。因此，美国、澳大利亚、奥地利、香港等国际和地区的科学家已经注意到，城市的土地污染对人体健康也有直接影响。由于城市人口密度大，而且城市的土地污染问题又比较普遍，因此，国际上对城市土地污染问题开始予以高度重视。上海川沙污灌区的地下水检测出氟、汞、Cd和砷等污染物。成都市郊的农村水井也因土壤污染而导致井水中汞、铬、酚、氰等污染物超标。

1.2.5“化学定时炸弹”概念的提出

近年来，环境地球化学最突出的进展是提出了“化学定时炸弹”川新概念。化学定时炸弹是指化学物质在土壤中不断积累，最终使得土壤的承载力达到极限。这时土壤中污染物的含量稍有增加就会使原来被固定在土壤中的化学物质大量释放，造成无法收拾的严重灾害。另一种类型的化学定时炸弹是由于气候和土壤利用类型的改变，使得土壤承受能力大幅度下降，导致“定时炸弹”提前引爆。1.3土壤污染的特点土壤污染具有隐蔽性和滞后性。大气污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观，通过感宫就能发现。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，甚至要通过研究对人畜健康状况的影响才能确定.因此，土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间.如日本的“痛痛病”经过了10-20年之后才’被人们所认识。土壤污染的累积性。污染物质在大气和水体中，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象在大气和水体中那样容易扩散和稀释，因此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。土壤污染具有不可逆转性。重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程，许多有机化学污染物质也需要较长的时间才能被降解。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。土壤污染很难治理。如果大气和水体受到污染，切断污染源之后通过稀释作用和自净化作用有可能使污染问题逐渐得到好转，但是积累在污染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往往很难恢复，有时要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决问题，其它治理技术可能见效较慢。因此，治理污染土壤通常成本较高、治理周期较长。鉴于土壤污染难于治理，而土壤污染问题的产生又具有明显的隐蔽性和滞后性等特点，因此土壤污染问题在很长一段时间内都未被重视。

1.4土壤重金属污染物的来源

1.4.1大气中重金属的沉降

大气中重金属主要来源于工业生产、汽车尾气排放、汽车轮胎磨损产生的大量含有重金属的有害气体和粉尘。他们主要分布在工矿的周围及公路、铁路两侧。大气中大多数重金属是通过自然沉降和雨淋沉降进入土壤圈的。经过自然沉降和雨淋沉降进入到土壤中的重金属污染，主要以工矿烟囱、废物堆和公路为中心向四周及两侧扩散:由城市一郊区一农区，随距城市的距离加大而降低，特别是城市近郊污染较为严重。此外，还与城市的人口密度、城市土地利用率、机动车密度呈正相关;重工业越发达，污染就相对比较严重。

1.4.2农药、化肥和塑料薄膜的使用

使用含有Pb, Cd, Hg, As等的农药和不合理地施用化肥都可以导致土壤中重金属的污染。一般过磷酸盐中含有高量的重金属Hg, Cd, As, Zn, Pb,磷肥次之。氮肥中Pb, As和Cd的含量较高。农用薄膜生产中应用到的热稳定剂中含有Cd, Pb，在大量使用塑料大棚和地膜过程中都可能造成土壤重金属污染。

1.4.3污泥施肥

污泥中含有大量的有机质和氮、磷、钾等营养元素，但同时污泥中也含有大量的重金属元素，随着大量的市政污水产生的污泥被用干农田，农田中的重金属含量也会不断增高。

1.4.4污水灌溉

污水灌溉一般是指用经过一定处理的城市生活污水来灌溉农用土地、森林及草地等。由于大量工业废水同生活污水一起涌入河道，使得城市污水中含有大量重金属离子，这些重金属离子随着污水灌溉而进入土壤。近年来，污水灌溉已经成为我国农业灌溉的重要组成部分.北方旱作地区污灌最为普遍，约占全国污灌面积的90%以上，因此土壤重金属污染也比较严重。

1.4.5含有重金属的废弃物的堆积

废弃物堆中重金属含量一般比较高，污染的范围一般以废弃物堆为中心向四周扩散。重金属在土壤中的含量和形态分布特征受废弃物种类和垃圾中污染物的释放率的影响，如铬渣堆放区的Cd, Hg, Pb为重污染，Zn为中度污染，Cr, Cu为轻污染。

1.4.6金属矿山的酸性废水污染

金属矿山的开采、冶炼、重金属尾矿、冶炼废渣和矿渣堆放等，以及可以被酸溶出含重金属的矿山酸性废水，随着矿山排水和降雨使之带入水环境或直接进入土壤，都可以直接或间接地造成土壤重金属污染。矿山酸性废水重金属污染范围一般在矿山的周围或河流的下游，在河流不同河段的重金属污染程度往往受污染源(矿山)

的控制。河流同一污染源的下段自上游到下游，由于金属元素迁移能力的减弱和水体自净化能力的适度恢复，重金属化学污染的程度逐渐降低。

1. 5土壤重金属污染的化学特性

重金属多属于过度性元素，具有独特的电子层结构，使其在土壤环境中的化学行为具有如下特点:(1)过度元素有可变价态，能在一定幅度内发生氧化还原反应，同时，同一种重金属其价态不同，呈现的活性和毒性也差异很大。(z)重金属在土壤环境中易发生水解反应，生成氢氧化物，也可以与土壤中的有机酸如富里酸、胡敏酸等反应生成硫化物、碳酸盐、磷酸盐等，这类化合物多属于难溶物质，在土壤中不易发生迁移，使重金属的污染危害范围变化小，但使其污染区域内危害周期变长，危害程度加大。例如:堆放城市工业和生活固体废弃物的城郊垃圾场、利用工业污水进行农业灌溉的农场等都呈现这种重金属污染特征。(3)重金属作为中心离子能接受多种阴离子和简单分子的孤对电子，生成配位络合物，并且还可以与部分大分子有机物如腐植酸、蛋白质等生成鳌合物。难溶性的重金属盐形成络合物、鳌合物后，其在水中的溶解度可能变大，在土壤中易发生迁移，增大其污染危害范围19)

1. 6重金属污染物在土壤中的迁移和转化

1.6.1土壤中重金属污染物的分布

土壤中的重金属污染物由于无机及有机胶体对阳离子的吸附、代换、络合及生物作用的结果，大部分被固定在耕作层中，一般很少迁移至40cm以下，但砷在土壤中的动态行为与Cu, Pb, Cd等有所不同，在含有大量铁、铝组分的酸性(pH为5.3-6.幻红壤中，砷酸根可与之生成难溶盐类而富集于30一40cm耕作层中。灌溉污水中的Hg呈溶解态和络合态，进入土壤后，95%被土壤矿质胶体和有机质迅速吸附或固定，它一般累积在土壤表层，在剖面的分布为自上而下递减[10]有资料表明，土壤中的重金属只有很少一部分随植物地上部分的收获而被移去，经历20a的耕种与收获，也只能减少大约0.5%-2.0%的蓄积量[III。因此，这些重金属一旦进入土壤，就可能存留几千年。

1.6.2土壤中重金属污染物存在形态

重金属进入土壤后，通过溶解、沉淀、凝聚、络合吸附等各种反应，形成不同的化学形态，并表现出不同的活性，土壤中重金属的形态影响它的活性和对植物的有效性。因此，研究土壤中重金属的形态及形态之间的转化对重金属的环境效应及重金属污染土壤的治理修复具有重要意义。根据重金属在土壤中的基本积累机制，常把土壤中重金属分为5种存在形态:(1)可交换态;(2)碳酸盐结合态;(3)铁锰氧化物结合态;(4)有机结合态;(5)残留态。在不断变化的环境条件中，各种形态的重金属有着不同的重新分布特征1121土壤中重金属的地球化学形态影响它们的可溶性，从而直接影响它们的生物活性1131。一般地，土壤中的可交换态重金属有比较强的生物活性，而残留态重金属在自然条件下，由于与土壤矿物质有较强的结合力而不易于从土壤颗粒中释放出来，具有较低的生物活性114' 151. Lena等11”认为，重金属的生物活性按照下面的顺序依次降低:可交换态>碳酸盐结合态>铁锰氧化物结合态>有机结合态>残留态。Tessier的连续萃取法117】是研究得最为彻底和应用得最为广泛的评价重金属污染修复效果的方法。通过连续萃取形态分析法可以更好地评价土壤重金属的污染水平。

1.6.3重金属污染物在土壤中的迁移与转化

土地系统中重金属的生态循环模式如图1.1所示。重金属在土壤中的行为可大致分为吸附、溶解、沉淀、络合和鳌合，这些过程在土壤中相互制约、相互影响，决定这些过程的主要因素是土壤的组成成分，而土壤的组成成分直接决定其物理化学性质，进而制约重金属在土壤中的行为。壤中本底重金属以不同的形态分布，其中绝大部分以残渣态存在于土壤中，有机态、铁Mn氧化态和碳酸盐态优于交换态和水溶态。根据莫争等〔IB]的研究外源重金属进入土壤以后会不断地发生形态转化，可溶态重金属进入土壤后其浓度迅速下降;交换态和碳酸盐态重金属先微弱上升，然后迅速下降;铁Mn氧化态重金属先上升，在烤田期达到最大值，然后迅速下降，成熟期时又微弱上升;有机态重金属不断上升;残渣态重金属或变化不大，或先上升后逐步稳定。水稻田里的重金属主要是在铁Mn氧化态、有机态和残渣态间进行积累。

大气沉污泥和垃化肥灌溉水其他

土壤动土壤微生物

土壤

植物粮食作物

家养动物

人类

图1.1土地系统中重金属的生态循环

Figl.l Ecological Circle of Heavy Metals in

1.7 常见的重金污染土壤修复技术

国内外己发展起来的土壤修复技术很多，按照其修复方式可以将它们分为:原位(in-situ)修复和异位(ex-situ)修复两种。异位修复是将受污染的土壤挖出来集中处理。常见的异位修复技术有:萃取、焚烧处理、热处理和生物反应器等多种方法。这是早期常用的方法。由于该法涉及挖土和运土，因而它具有处理成本高、不能处理深度污染(如污染物渗入饱和层土壤及地下水)的土壤、不能处理建筑物下面的土壤、会破坏原土壤结构及生态环境等缺点。国外近几年来发展了多种原位修复技术。原位修复是指在现场条件下直接对污染土壤进行修复的方法。常见的原位修复技术有:原位气相抽取技术、原位生物修复技术、原位土壤清洗技术、原位电动力修复技术、原位电磁波加热技术、原位玻璃化技术等[19]无论是原位修复还是异位修复，它们的基本原理是:改变污染物在土壤中的存在形态，从而降低它的毒性;利用某些特殊生物对污染物的富集作用将污染物从土壤中去除。按照修复原理土壤修复技术又可分为三类: I.转化重金属污染物的在土壤中的存在形态，去除或降低其毒性。这类方法的优点为:方法简单;缺点为:处理不彻底，重金属仍存在于土壤中，其存在潜在的毒性，威胁人类健康。土壤改良、换土法、玻璃化技术均属于该类方法。II.生态措施。这类方法的优点为:费用低;缺点为:处理周期长，富集重金属的生物体(细菌或植物)需进一步的处理，不能进入食物链。III将重金属污染物从土壤中去除。这类方法的优点为:处理相对彻底;缺点为:处理费用略高，设备相对复杂。热修复、气相抽取技术、萃取法、电动力修复属于这类方法[20-241。

1.8 本论文的研究重点

本论文将研究重点放在重金属污染土壤的化学修复技术上，主要包含两个方面

的内容:一是化学萃取或清洗技术;一是化学改良技术。化学萃取或清洗技术一般适用于对重金属污染特别严重，一般的生态修复技术难以解决问题的土壤的前期修复。严重的重金属污染区域由于土壤中有害元素的含量过高，土壤理化性质较为恶劣，一般的植物难以在上面生存，即便是耐性植物也不能很好的生长。另外，严重的重金属污染往往对环境有急性毒害作用，如果不进行及时的处理而单单凭借植物的富集作用去处理，由于植物修复的延时性，植物没有来得及吸附，重金属便往周围环境中扩散，往往造成地下水污染和周边地区的生态环境的恶化，一般常用的客土、深翻技术和改良技术也不能解决问题，这时就需要对污染土壤进行应急性处理。化学萃取或清洗技术便是这样的一个应急处理措施。本文就化学萃取技术的一些常见的影响因素进行了实验研究和分析，试图找出影响化学萃取技术修复效果的影响因素和主导因素。在此基础上，通过正交实验，对湘潭锰矿尾矿重金属污染土壤进行了化学萃取技术修复研究，试图为湘潭锰矿尾矿重金属污染土壤的修复提出一种可行的化学萃取修复工艺。另外文章就化学萃取技术所涉及的相关模型和相关参数作了一定的探讨，期望对进一步研究时工艺参数的确定有所帮助。化学改良技术一般应用于发生突发性农田或耕地重金属污染而且污染程度较轻的土壤的修复。农田或耕地被轻度的重金属突发性污染后，常常使得农作物中重金属含量超过了相关的标准并影响农作物的产量和品质，使得农业生产出现损失，并通过生物富集作用对人类和生态系统造成危害。常用的土壤重金属污染修复技术不是成本过高，就是对农田或耕地的土壤有破坏性，技术运用往往是不现实的。化学改良技术由于改良剂来源广泛，并且对土壤结构和肥力不具有破坏性，所以有广泛的应用前景。本文选择湖南省永州铜矿山冶炼尾渣和衡阳车江铜矿选矿尾矿污染土壤为实验土样，研究了不同剂量的腐殖酸处理对二种土样中重金属存在形态的影响，探讨了用有机肥料改良重金属污染土壤的可行性和潜在生态风险性。

第2章化学修复技术的方法和原理

目前应用较为广泛的两类重金属污染土壤化学修复技术是化学萃取技术和化学改良技术。两类技术根据土壤重金属污染的程度有不同的应用范畴:化学萃取技术一般用于重金属含量高、污染特别严重、直接的植物修复难以进行的土壤的修复，修复的同时有望对一些重金属元素进行回收;化学改良技术一般应用于土壤中重金属含量超标不多的土壤，通过技术的运用基本上可以使得土壤中有效态重金属的含量降低到对环境及人类无害的水平。

2.1化学萃取技术

2.1.1方法和原理

化学萃取是利用一些萃取剂的水溶液通过化学和物理的方法将污染物质从土壤颗粒分离或解吸到萃取液中而去除的技术。由于重金属一般富集于小的颗粒性土壤中，所以物理分离除去大颗粒的土壤可以大大减少需要化学萃取的土壤量(251。常用的土壤重金属萃取剂有鳌合试剂如EDTA. DTPA和NTA等和无机酸如HN03，有机酸如柠檬酸等(261根据其修复方式可以分为原位清洗技术(见图2.1)、异位清洗技术(见图2.2)以及搅拌萃取技术等。原位清洗技术主要通过原位清洗液灌注和滤液回收来去除土壤中的重金属，优点是成本较低，工艺较为简单，缺点是重金属去除效率低，对地下水污染存在一定的风险性。异位清洗技术主要通过土壤柱清洗工艺来去除土壤中的重金属，优点是可以克服对地下水的二次污染，缺点是重金属去除效率低，处理成本偏高。搅拌萃取技术是在搅拌反应器中使萃取液与土壤经过长时间的

图2.1原位清洗技术示意图

Fig. 2.1 Schematic illustration of in-situ soil washing

充分混合然后滤除萃取液而去除土壤中的重金属的技术，优点是重金属去除效率高，二次污染风险小，缺点是处理成本太高。化学清洗液或者萃取液中往往含有大量的重金属，如果不加以处理而直接排放会造成二次污染。常用的处理方法有离子交换柱法，化学沉淀法和电解法。

2.1.2研究进展

2.1.2.，典型萃取剂在土壤清洗中的运用

近年来，在所有的萃取剂中，EDTA是被研究得最多的一种，EDTA能与大部分金属离子结合成稳定的化合物，对于几乎任何类型非岩屑组成的土壤和重金属阳离子，当EDTA过量加入时，都有比较高的萃出效率，所以可以被广泛运用到重金属

污染

图2.2异位清洗技术示意图

Fig. 2.2 Schematic illustration of out-situ soil washing

土壤的清洗中[27, 287Connick把吸收了Cd, Cu, Pb, Ni和Zn等重金属的典型湿老成土土样填充到圆柱中，用8倍圆柱体积的含有0.144MEDTA的非离子表面活性剂溶液冲洗，得到几种重金属去除率为Cd(100%), Cu(82%), Pb(63%), Ni(94%), Zn(93%)i291oHerbert等用PH 值为4.3士0.1的不同浓度的EDTA 萃取含Pb量为350mgPb/kg的土样，发现当EDTA的浓度达到0.01M时，Pb的去除率几乎达到-f 100% [301.Brian E. R.等用O.1MHC1, O.OIMEDTA和1 MCaCl2溶液冲洗装在圆柱中含Pb 量为500-600mg/kg的砂壤土，三种萃取剂对Pb的去除率分别为85%, 100%和78%, OAMEDTA对Pb的去除率最高1317，Mark等研究了用不同浓度的EDTA, ADA, PDA 和HC1对含Pb和Cd土壤中Pb和Cd的去除率，在经过3次重复连续1小时的萃取后，四种溶液对Pb的最大去除率分别为EDTA(86%), ADA(84%), PDA(70%), HCl(54%0), EDTA对Pb的去除率最高[321一些人研究了PH值对EDTA萃取效率的影响，Tim等人认为当PH值过低时，EDTA容易质子化，从而减少了可以结合重金属的电子偶，会降低重金属的萃出率[331 a Nelson等人发现，当PH值降到低于2.5时，EDTA将开始从溶液中沉淀出来，所以EDTA更适合于在中性到碱性条件下萃取土壤中的重金属[251。

2.1.2.2新型苹取剂在土壤清洗中的运用

Wasay等认为EDTA对金属离子的吸附没有选择性，会把土壤颗粒中的一些碱土金属和其它营养物质萃取出来，使土壤贫膺化，而且EDTA容易吸附在土壤颗粒表面，难以生物降解，所以不适用于对农用土壤的清洗〔341最近两年，环境工作者在萃取剂的选择上作了一些新的尝试。Elliott等认为EDTA会使得金属氧化物表面钝化，而乙二酸盐(Oxalata)可以很快地溶解土壤中的水合金属氧化物，所以乙二酸盐比EDTA更适合于对金属氧化物量高的土壤中重金属的萃取[351Catherine等用杆状枯草菌阴acillus subtilis]在含有葡萄糖和无机盐的发酵桶中发醉所产生的表面活性剂surfactin来萃取人工污染的土壤，经过5天重复5次的连续萃取后，土壤中三种重金

属Cu, Zn, Cd的去除率分别为70%, 25%, 15%,Catherine认为如果适当调整萃取条件，有望提高重金属的去除率[361Raman等用0.5M的柠檬酸对污染土壤经过24小时的萃取后，土壤中各种重金属的去除率分别为Cu(40%), Zn(50%), Cd(100%0), Pb(84%)，由于柠檬酸价格低廉，相对比较容易处理，对碱土金属的亲和力比较小，是良好的土壤重金属萃取剂[371Wasay研究了弱的有机酸盐柠檬盐和酒石酸盐对土壤中重金属的萃取效率，实验中三种不同质地含重金属的土壤装在圆柱中，分别用土壤空隙体积20倍的柠檬酸盐、酒石酸盐对土柱冲洗，对于粘壤土、沙质粘壤土和肥土，柠檬酸盐和酒石酸盐都表现出了很强的萃取能力，由于对土壤的破坏性小，可以广泛地运用于土壤修复中”叼。Tim和Dennis从氧化物湿法冶金技术中得到提示，用7种浓度都为4.3M的氯化物溶液(NaCl, CaCl2, HCI, LiCl, M9C12, NH4Cl和KCI溶液)对Pb含量为67400士6300mg/kg的泥沙、粘土含量高的土样进行萃取，I个小时后，测量萃取液中的重金属的含量，结果NaCl溶液中Pb的含量为9000mg/L，而CaC12溶液中Pb的含量仅为4500mg/L，其他氯化物溶液中Pb的含量更小，表明NaCl溶液比其他氯化物溶液对高泥沙、高粘土含量土壤中的Pb有更好的萃取效率，这可能是由于Na'参与了土壤中Pb的溶出。进一步研究发现用HC1酸化的NaCl溶液(pH= 4)对Pb的萃取效率几乎与EDTA差不多，由于比较便宜，Pb容易回收，是一种比较有吸引力的土壤中Pb的去除方法(33)

2.1.2.3各种萃取条件对萃取效率的影响的研究

许多研究把重点放到了萃取条件对重金属的去除率的影响上。Papassiopi等用不同浓度Naz-EDTA溶液对含有不同浓度重金属的石灰质土样进行萃取实验，结果Pb 的去除率随着土壤的不同为50-98%，而Zn和Cd的去除率都低于50%。研究认为，低的去除率主要因为石灰质土壤中含有大量的Ca,Ca与EDTA有很强的亲和力，要获得高的重金属去除率〔>50%)，必须先提高Ca的去除率(>71%),实验中90%的EDTA由于溶解方解石而被消耗掉(391Barona等用0.05M Na:一EDTA溶液萃取从公路边取回的土样A和从一个炼钢厂附近取回的土样L，每克土样用10毫升pH值为7的Na:一EDTA溶液萃取24小时后，土样A中Pb和Zn的去除率分别为33%和14%，土样L中Pb 和Ni的去除率分别为37%和14%，土样A中Pb的去除率更低一点，主要因为土样A中碳酸盐的存在使得土壤中的Pb难以除去〔261，另外Wasay等认为相对低的重金属含量使得重金属与土壤颗粒物质结合得更紧，从而降低了重金属的可萃出率[33]Irene 等发现EDTA对重金属的萃取效率受到土壤类型的影响，EDTA对粘质和碳酸盐土壤中的重金属的去除率比较低，在对碳酸盐土壤的萃取实验中发现，O.O 1 MEDTA对Pb的最大去除率也只有50%左右[401在对Cr的萃取实验中，Krishna等用0.12MNa4P207, O.1MNaF, 1MHCl和去离子水对三种不同质地的含Cr土壤进行萃取实验，结果发现Na4P207对三种土壤中的Cr的萃出率最大，当土壤中有机物和粘土矿物含量高时.Cr的去除率明显降低[411Nelson等用浓度分别为0.01M, 0.05M和OA M的HN03,氟硅酸、柠檬酸、EDTA, DTPA, NTA和NaOH做萃取剂，对分别以沙土、泥沙土和粘土为主的三种类型被Pb, Cd和Cr污染的多个土样进行萃取实验，结果发现，如果不考虑浓度的影响，酸和鳌和试剂对Pb的去除率都比NaOH高。对于强酸如HN03, HCl和氟硅酸，当浓度从。.01M提高到0.05M时，Pb的萃出率明显提高，而当浓度提高到0.1m时，Pb的萃出率没有明显的变化。这种现象的发生可能是由于土壤的缓冲能力所引起的。不象Pb和Cd,土壤中的C:很难被萃取试剂萃取出来，七种试

剂中只有氟硅酸和柠檬酸对Cr有一定的萃出效率，随着这两种试剂浓度的提高，Cr 的萃取效率也随之升高，Cr的难萃出性可能是由于这种金属主要是以难溶的三价氧化态形式存在[42]。

数学建模A题 城市表层土壤重金属污染分析(基础教资)

2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮 件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问 题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他 公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正 文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反 竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： A 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）：重庆交通大学 参赛队员 (打印并签名) ：1. 陈训教 2. 范雷 3. 陈芮 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)：胡小虎 日期：2011 年9 月 12日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：

2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 评 阅 人 评 分 备 注 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）： 全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：

城市表层土壤重金属污染分析 摘要 本文针对城市表层土壤重金属污染做出了详细的分析，对于本题中所提出的问题一，我们利用MATLAB软件对所给的数值进行空间作图，然后分别作出了八种重金属元素的空间分布特征，然后，我们利用综合指数（内梅罗指数）评价的方法，对五个区域进行了综合评价，得出结果令人满意。对于问题二，我们根据第一问和题目所给的数据进行综合分析，得出了重金属污染的主要原因来自于交通区含铅为主的大量排放，和工业区污水的大量排放等等。对于问题三，我们通过对问题一中的八张重金属元素空间分布的图可以看出，发现大多数金属都呈中心发散性传播，同时经过分析，我们发现，如果考虑大气传播和固态传播，很难得出结论，在交通区，由于是汽车尾气造成的传播，发现重金属的传播无规律可循等，所以，我们考虑液态形式的传播，以针对地表水污染物的物理运动过程，以偏微分方程为建模基础，通过和假设和模型参数的估计，得出了可能污染源位置，最后，我们对模型进行了稳定性检验即灵敏性分析和拟合检验，发现在参数变化在10%左右，模型的稳定性良好。最后我们全面分析了模型的优缺点，，最后可以用MATLAB软件得出相应的结果。为更好地研究城市地质环境的演变模式，测定污染源范围还应收集该地区的每年生活、工业等重要污染源的垃圾排放量，地下水流动方向以及每年的生物降解量，降雨量对重金属元素扩散的影响。一但有污染证据，我们可以在该污染源附近沿地下水流动方向设定更多采样点，由此，我们可以构造一个三维公式来计算污染物质浓度的浮动就可以模拟三维空间内的重金属分布影响。 关键字：表层土壤重金属污染 MATLAB 内梅罗指数偏微分方程稳定性检验灵敏性分析地质演变生物降解量

土壤污染修复资料总结

土壤污染修复 第一章土壤及其基本性质 1.土壤：是指地球陆地表面能生长绿色植物的疏松多孔结构表层，具有不断地、同时地为植物生长提供并协调营养条件和环境条件的能力。 2.土壤环境：是指岩石经过物理、化学、生物的侵蚀和风化作用，以及地貌、气候等诸多因素长期作用下形成的土壤生态环境。 3.土壤污染：是指人为活动将对人类本身和其他生命体有害的物质施加到土壤中，致使某种有害成分的含量明显高于土壤原有含量，而引起土壤环境质量恶化的现象． 4.造成土壤污染的原因? 过量施用化肥;农药;重金属元素;污水灌溉;酸沉降;固体废物;牲畜排泄物和生物残体5土壤污染的特点 ①隐蔽性和潜伏性②累积性和地域性; ③.不可逆性和长期性④难治理性和后果严重性. 6.土壤环境背景值:是指未受或少受人类活动（特别是人为污染）影响的土壤环境本身的化学元素组成及其含量。 7.土壤自净作用：是指在自然因素作用下，通过土壤的自净作用，使污染物在土壤环境中的数量、浓度或形态发生变化，活性、毒性降低，甚至消失的过程 8.环境容量：在人类生存和自然生态不至受害的前提下，某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量。（单位环境中，土壤所能容纳的最大负荷量为土壤环境容量） 9.土壤污染的量度指标 ①土壤背景值；②植物中污染物质的含量；③生物指标 10.土壤环境污染物分类： 无机污染物.有机污染物；生物性污染物；固体废弃物 按照污染物污染途径分为以下五种类型 水质污染型；大气污染型；固体废弃物污染型；农业污染型；综合污染型 第二章土壤重金属污染专题 1．汞、镉、铅、铬以及类金属砷（五毒元素）

2.影响生物迁移的因素 a.重金属在土壤环境中的总量和赋存形态 b.土壤环境状况 c.不同植物种类 d.伴随离子 3.土壤重金属污染的特点： 1.形态多变 2.金属有机态的毒性大于金属无机态 3.价态不同毒性不同 4.金属羰基化合物常剧毒 5.迁移转化形式多样 6.重金属的物理化学行为多具有可逆性 7.产生毒性效应的浓度范围低 8.微生物不能降解重金属9.生物对重金属摄取具有累积性 10.重金属对人体的毒害具有积累性 4影响重金属在土壤环境中的迁移转化的因素： ①土壤Eh： 当水田灌满水时，Eh下降，导致土壤环境中的S以S2-形式存在，从而与水溶性Cd生成CdS沉淀，降低土壤溶液中水溶性镉的含量。当水稻田排水晒田（烤田）时,Eh 升高，非水溶性CdS可发生氧化还原反应，S2-被氧化成单质硫，从而CdS的溶解度增加，可给态Cd2+浓度增加。 Eh升高会促使土壤可溶性Pb与高价Fe、Mn氧化物结合，降低Pb的可溶性迁移。 ②土壤ph 土壤酸度增大不仅可增加CdCO3的溶解度，也可增加CdS的溶解度，使水溶态的Cd含量增加。 对铅在土壤中的存在形态影响也很大，一般随pH降低，土壤环境中可溶性铅的含量增加，铅在土壤中的迁移能力和生物毒性增大。 随着pH值的升高和Eh值的下降，可显着提高土壤中砷的溶解性。因为pH值的升高，土壤胶体上正电荷减少，对砷的吸附量降低，可溶解性砷的含量增加。同时，随着Eh值的下降，砷酸还原为亚砷酸 锌的迁移性取决于土壤的pH值和Eh值 5．影响Cr对植物毒性的因素： （1）Cr的化学形态；（2）土壤质地和有机质含量； （3）土壤氧化还原电位；（4）土壤pH值；（5）植物种类。 6.防治土壤铜害的主要措施： ①向土壤大量施用绿肥或有机肥；②施用石灰降低土壤酸度； ③施用铁剂(如Fe-EDTA)，或叶面喷施铁剂。 7.锌污染的防治措施： ①施用石灰调节土壤pH在范围内，使锌形成氢氧化物沉淀； ②使土壤呈还原态，形成ZnS沉淀；③施用磷肥 8.土壤重金属污染控制的基本原则，并根据原则拟定土壤重金属污染控制技术对策。

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

土壤污染及其修复技术模板

第二章污染物控制技术 6 土壤污染及其修复技术 6.1 土壤污染 (2) 6.1.1 土壤污染的定义 (2) 6.1.2 土壤污染的类型和来源 (3) 6.1.3 土壤污染的特点 (5) 6.1.4 土壤污染的危害 (5) 6.2 土壤污染及治理 (6) 6.2.1 我国土壤污染现状 (6) 6.2.2 土壤污染治理 (7) 6.3 修复技术 (9) 6.3.1 热力学修复 (9) 6.3.2 热解吸修复技术 (9) 6.3.3 焚烧法 (10) 6.3.4 土地填埋法 (10) 6.3.5 化学淋洗 (10) 6.3.6 堆肥法 (10) 6.3.7 植物修复 (10) 6.3.8 渗透反应墙 (10) 6.3.9 生物修复 (10)

6 土壤污染及其修复技术 6.1 土壤污染 土壤是自然环境要素的重要组成之一，它是处在岩石圈最外面的一层疏松的部分，具有支持植物和微生物生长繁殖的能力，被称为土壤圈。土壤圈处于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间的过渡地带，是联系有机界和无机界的中心环节。土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系。土壤固相包括矿物质和有机质，其中矿物质约占土壤固体总重量的90％以上，而有机质约占固体总重量的1％～10％。土壤液相是指土壤中水分及其水溶物。土壤中有无数孔隙充满空气，即土壤气相。典型土壤约有35％的体积是充满空气的孔隙，因而土壤具有疏松的结构。 土壤具有两个重要的功能，一是土壤作为一项极其宝贵的自然资源，是农业生产的基础，二是土壤对于外界进入的物质具有同化和代谢能力。由于土壤具有这种功能，所以人们肆意开发土壤资源，同时将土地看作人类废物的垃圾场，而忽略了对土地资源的保护。由于这种原因，人类面临着土地退化、水土流失和荒漠化以及土壤污染等诸多问题。其中，土壤污染的形势极为严峻。 6.1.1 土壤污染的定义 6.1.1.1 土壤背景值 土壤背景值是指未受或少受人类活动特别是人为污染影响的土壤环境本身的化学元素组成及其含量。土壤背景值是各种成土因素综合作用下成土过程的产物，地球上的不同区域，从岩石成分到地理环境和生物群落都有很大的差异，所以实质上它是各自然成土因素（包括时间因素）的函数。由于成土环境条件仍在不断地发展和演变，特别是人类社会的不断发展，科学技术和生产水平不断提高，人类对自然环境的影响也随之不断地增强和扩展，目前已难以找到绝对不受人类活动影响的土壤。因此，现在所获得的土壤背景值也只能是尽可能不受或少受人类活动影响的数值。 研究土壤背景值具有重要的实践意义。因为污染物进入土壤环境之后的组成、数量、形态和分布变化，都需要与背景值比较才能加以分析和判断，所以土壤背景值是土壤环境质量评价，特别是土壤污染综合评价的基本依据，是研究和确定土壤环境容量，制定土壤环境标准的基本数据，也是研究污染元素和化合物在土壤环境中的化学行为的依据。另外，在土地利用及其规划，研究土壤生态、施肥、污水灌溉、种植业规划，提高农、林、牧、副业生产水平和产品质量，食品卫生、环境医学等方面，土壤环境背景值也是重要的参比数据。 我国在20世纪70年代后期开始进行土壤背景值的研究工作，先后开展了北京、南京、广州、重庆以及华北平原、东北平原、松辽平原、黄淮海平原、西北黄土、西南红黄壤等的土壤和农作物的背景值研究。

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

土壤重金属污染现状及其治理方法

论文课题土壤重金属污染现状及其治理方法 小组组长12549025 李思远 小组成员12549026 李康 12549028 王鑫 12549030 吴义超 土壤重金属污染现状及其治理方法随着社会的快速发展，土壤重金属污染日益严重。针对此，涌现了许多修复技术，而生物修复前景广阔，正日益受到重视。 现代工农业等快速发展的同时，土壤重金属污染的形势也越来越严峻。其治理方法很多，而生物修复以其无可比拟的优势正受到关注，应用前景广阔。但生物修复仍存在许多问题待解决，如超积累植物吸收重金属的机理还未研究清楚。所有这些，都阻碍了生物修复的大规模应用。 土壤重金属污染是指土壤中重金属过量累积引起的污染。污染土壤的重金属包括生物毒性显著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As，以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。这类污染范围广、持续时间长、污染隐蔽、无法被生物降解，将导致土壤退化，农作物产量和质量下降，并通过径流、淋失作用污染地表水和地下水。过量重金属将对植物生理功能产生不良影响，使其营养失调。汞、砷能抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，阻碍氮素供应。重金属可通过食物链富集并生成毒性更强的甲基化合物，毒害食物链生物，最终在人体内积累，危害人类健康。 1现状 1.1国内

国家环境保护部抽样监测30万公顷基本农田保护区土壤，发现有3.6万公顷土壤重金属超标，超标率达12.1%。 据国土资源部消息，目前全国耕地面积的10%以上已受重金属污染，约有1.5亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆积占地和毁田200万亩，其中多数集中在经济相对发达地区。 据我国农业部调查数据，在全国约140万公顷的污灌区中，受重金属污染的土地面积占污灌区面积的64.8%，其中轻度污染46.7%，中度污染9.7%，严重污染8.4%。 华南部分城市50%的耕地遭受镉、砷、汞等有毒重金属污染；长三角地区有些城市大片农田受多种重金属污染， 10%的土壤基本丧失生产力。 2005年，长三角等地土壤重金属污染严重的情况，曾见诸报端，并引发舆论普遍关注和争议。土壤污染立法迫在眉睫。 对浙北、浙东和浙中的236.5万公顷农用地调查发现，不适合种农作物的农用地面积为47.2万公顷，占20%；浙北、浙中、浙东沿海三个区域中，属轻度、中度与重度重金属污染的面积分别占38.12%、9.04%、1.61%，城郊传统的蔬菜基地、部分基本农田都受到了较严重的影响。 第九届亚太烟草和健康大会中一项名为《中国销售的香烟：设计、烟度排放与重金属》的研究报告称：13个中国品牌国产香烟中铅、砷、镉等重金属成分含量严重超标，其含量最高超过拿大产香烟3倍以上！ 2009年8月，陕西凤翔县发现大量儿童血铅含量严重超标，后确认是附近的陕西东岭冶炼公司的铅排放所导致。 1.2国外 英国早期开采煤炭、铁矿、铜矿遗留下的土壤重金属污染经过300年依然存在。1996到1999年间，英格兰和威尔士尝试挖出污染土壤并移至别处，但并未根本解决问题。从20世纪中叶开始，英国陆续制定相关的污染控制和管理的法律法规，并进行土壤改良剂和场地污染修复研究。 日本的土地重金属污染在上世纪六七十年代非常严重。其经济的快速增长导致了全国各地出现许多严重环境污染事件，被称为四大公害的痛痛病、水俣病、第二水俣病、四日市病，就有三起和重金属污染有关。 荷兰在工业化初期土地污染问题严重。从20世纪80年代中期开始，加强土壤的环境管理，完善了土壤环境管理的法律及相关标准。国土面积4.15万平方

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].

土壤重金属污染现状及其治理方法

土壤重金属污染现状及其治理方法摘要随着社会的快速发展，土壤重金属污染日益严重。针对此，涌现了许多修复技术，而生物修复前景广阔，正日益受到重视。 关键词土壤重金属污染生物修复超积累植物 Abstract: With the rapid development of the society, the heavy metal pollution of the soil is growing worse and worse. Facing this situation, there have been many repairing technologies. The Bioremediation has a broad prospect and is at a premium. Keywords:heavy metal pollution of the soil；Bioremediation；hyper accumulator 现代工农业等快速发展的同时，土壤重金属污染的形势也越来越严峻。其治理方法很多，而生物修复以其无可比拟的优势正受到关注，应用前景广阔。但生物修复仍存在许多问题待解决，如超积累植物吸收重金属的机理还未研究清楚。所有这些，都阻碍了生物修复的大规模应用。 土壤重金属污染是指土壤中重金属过量累积引起的污染。污染土壤的重金属包括生物毒性显著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As，以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。这类污染范围广、持续时间长、污染隐蔽、无法被生物降解，将导致土壤退化，农作物产量和质量下降，并通过径流、淋失作用污染地表水和地下水。过量重金属将对植物生理功能产生不良影响，使其营养失调。汞、砷能抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，阻碍氮素供应。重金属可通过食物链富集并生成毒性更强的甲基化合物，毒害食物链生物，最终在人体内积累，危害人类健康。 1现状 1.1国内 国家环境保护部抽样监测30万公顷基本农田保护区土壤，发现有3.6万公顷土壤重金属超标，超标率达12.1%。 据国土资源部消息，目前全国耕地面积的10%以上已受重金属污染，约有1.5亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆积占地和毁田200万亩，其中多数集中在经济相对发达地区。 据我国农业部调查数据，在全国约140万公顷的污灌区中，受重金属污染的

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。

土壤修复技术及优缺点

土壤修复技术及优缺点 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

土壤是植物生长繁育的自然基地，是农业的基本生产资料，是人类赖以生存的极其重要的自然资源。随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，土壤重金属污染日益严重。土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点。土壤中有害重金属积累到一定程度，不仅会导致土壤退化，农作物产量和品质下降，而且还可以通过径流、淋失作用污染地表水和地下水，恶化水文环境，并可能直接毒害植物或通过食物链途径危害人体健康。 不同污染类型的土壤污染，其具体治理措施不完全相同，目前，重金属土壤的修复技术主要有工程措施，物理化学方法，植物修复方法以及微生物修复方法。 工程措施主要包括客土、换土和深耕翻土等措施。通过客土、换土和深耕翻土与污土混合，可以降低土壤中重金属的含量，减少重金属对土壤-植物系统产生的毒害，从而使农产品达到食品卫生标准。深耕翻土用于轻度污染的土壤，而客土和换土则是用于重污染区的常见方法，在这方面日本取得了成功的经验。工程措施是比较经典的土壤重金属污染治理措施，它具有彻底、稳定的优点，但实施工程量大、投资费用高，破坏土体结构，引起土壤肥力下降，并且还要对换出的污土进行堆放或处理。 物理化学方法是当前重金属污染土壤修复研究的热点，也是最为成熟工程上应用最为广泛的修复技术，主要包括固化/稳定化技术，土壤淋洗技术，电动修复技术和电热修复技术等。 固化/稳定化技术是通过固态形式在物理上隔离污染物或者将污染物转化成化学性质不活泼的形态，从而降低污染物质的毒害程度。如通过施加水泥等固化土壤重金属的固化修复技术，或向土壤投入无机或有机改良剂，改变土壤的

2011年数学建模获奖论文 A题 城市表层土壤重金属污染分析

2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：

城市表层土壤重金属污染分析 摘要 随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，人类活动对城市环境质量的影响日显突出。城市工业、经济的发展，污水排放和汽车尾气排放等均能引起城市表层土壤重金属污染。而重金属污染对城市环境和人类健康造成了严重的威胁，因此对城市表层土壤重金属污染的研究具有重大意义。 对于问题1，先用MATLAB软件对所给数据进行处理，插值拟合得出8种主要重金属元素在该城区的空间分布图；再用内梅罗综合污染指数评价法建立模型进行求解。首先用EXCEL对数据进行分析，得出各区的8种重金属的平均浓度；然后结合MATLAB软件求出各 各种元素之间及其与海拔之间的相关系数矩阵和相关度；然后结合第一问给出的空间分布图和区域散点图，参照主要重金属含量土壤单项污染的指数，分析得出各重金属污染的主要原因主要来自工业区、主干道路区和生活区。 对于问题3，由上述问题的分析可以认为重金属的分布是连续的，物质的扩散从高浓度向低浓度进行。在模型一数据处理基础上建立遍历搜索模型，结合MATLAB软件求出重金属空间分布中的极值点即可能的污染源，得出极值点后再结合《国家土壤环境质量标准》通过MATLAB软件对极值点进行筛选，得出8种重金属元素的主要污染源。 对于问题4，对所建立的模型进行分析，找出了各个模型的优缺点。然后分析影响城市地质演化模型的因素，为更好地研究城市地质环境的演变模式，从动态和多元的角度出发，还应搜集采样点的长期动态数据和岩石、土壤、大气、水和生物等因素的相关信息，分别建立动态动态传播模型和城市地质环境的综合评价预测模型。 关键词：梅罗综合污染指数评价法污染等级相关矩阵遍历搜索模型污染源

【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