牧草在重金属污染土壤治理中的修复和综合利用潜力

牧草易栽培,生物量大,产量高,在重金属污染土壤治理中具有良好的应用前景,既可作为农业生产的低积累饲用牧草,也可为重金属污染土壤修复提供高积累植物,是生物质能源植物和污染土壤修复的重要植物。综述了牧草在重金属污染土壤治理中的优势、积累特征、响应机制及主要牧草在重金属污染土壤治理中的应用和效益评估。分析了我国已发现的具有重金属污染土壤修复潜力的禾本科和豆科优良牧草类植物,对牧草吸收积累重金属的品种差异、单一/复合金属胁迫下牧草的响应及其机制等研究现状进行阐述,以期为利用牧草进行重金属污染土壤的治理和综合利用提供理论基础和实践参考。     

中国城市土壤重金属污染研究现状及对策

中国城市土壤重金属污染的主要来源是工业“三废”排放，金属采矿和冶炼，家庭燃煤，生活垃圾，汽车尾气排放。重金属在城市土壤中的分布规律表现为城市土壤重金属含量高于郊区，人类活动密集区和交通拥挤区重金属含量较高；人类活动的干扰导致土壤剖面重金属污染特征不明显。应采取预防与治理相结合的措施综合控制土壤重金属污染，并加紧制定我国的城市土壤健康评价标准。     

微生物燃料电池在土壤修复中的应用与前景

微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFCs)能够将有机物或无机物的化学能转化为电能,在治理污染的同时也提供电能,在修复污染环境和生物产电方面有着很好的前景。通过文献调研方法,系统论述了国内外微生物燃料电池在环境污染治理方面的研究及应用情况,分别从重金属污染、有机污染、非重金属无机污染等方面论述了微生物燃料电池在土壤修复方面的应用,并且从电极材料、大小、间距、排列方式、外阻和土壤性质等方面阐述其影响因素,最后探讨了微生物燃料电池的应用前景和不足之处。     

土壤重金属污染对丛枝菌根真菌产孢量的影响

以沈阳附近重金属矿区自然和农田土壤为研究对象，对土壤重金属含量、植物类型、AMF种群及孢子密度进行了调查，并对污染的农田、荒地土壤进行了比较．结果表明：调查污染区土壤中球囊霉属为优势类群，无梗囊霉属为少见类群，盾巨孢囊霉属为偶见类群，无梗囊霉属和盾巨孢囊霉属对重金属污染特别是铜污染较为敏感；丛枝菌根真菌重金属污染土壤中分布广泛．在综合污染指数达到28．03的严重污染土壤中仍能生存，其孢子密度在不同污染程度的土壤中变异很大，轻、中度污染土壤中较高，随重金属污染程度的增加而锐减；矿区重金属污染土壤中土壤污染程度、土壤pH值、土壤利用情况及宿主植物都影响AMF产孢．图4表4参32     

温瑞塘河温州市区典型河段底泥重金属污染特征

通过对温瑞塘河温州市区典型河段44个表层沉积物样品重金属含量进行监测和分析,应用地积累指数法和生态因子富集法等对典型重金属元素Cu、Zn、Pb、Cr、Fe、Mn、Ni进行污染评价和空间特征对比,结果表明：各重金属污染程度从高到低依次为：Zn〉Cu〉Pb〉Ni〉Mn〉Fe〉Cr,其中Zn、Cu在多数样点呈现重污染状态,含量分别为126．19～4312．07mg／kg及18．64～635．54mg／kg,Pb呈中度污染状态,含量为51．30～252．76mg／kg,而Ni、Mn、Fe、Cr基本处于无污染或轻微污染状态。绝大多数采样点出现3种以上重金属元素的复合污染,两种评价方法得出的结论基本一致,山下河重金属污染明显比九山外河更为严重,城市功能结构调整成为城市河网水环境治理的基础。     

东莞市不同区域菜地土壤重金属污染状况研究

对东莞市及其不同区域菜地土壤重金属污染情况进行了调查和分析，参照国家土壤环境质量标准，运用单因子污染指数法和综合污染指数法对上述土壤质量进行了评价。结果表明，全市和各区土壤受到了不同程度的重金属污染，具体表现为：全市土壤Cd、Cu、Ni和Pb的超标率分别为4．9％，6．6％，3．3％和95．1％，均处于轻污染状态，以Pb污染最严重；土壤Cr未有超标，仅西北区域达到了警戒级水平。全市土壤重金属含量各样点间变异较大(Zn、Cr、Pb、Cd、Cu、Ni和有效Cu、Zn的变异系数分别为51．5％，54．1％，37．5％，48．8％，60．2％，57．3％和85．3％，64．7％)，但对各重金属元素而言却存在着不同程度的区域差异。     

土壤重金属污染研究与治理现状

对土壤重金属污染研究和治理方法现状进行了介绍：涉及的具体内容包括土壤重金属元素背景值。化学定时炸弹的概念,土壤环境与人类健康和物理、化学、生物治理方法。     

关于英国工矿区土壤重金属污染治理的考察报告

按照国家948项目规定,根据《引进国际先进技术工矿区土壤超富集植物材料选择及修复技术》项目合同要求,经国家林业局和省人民政府批准,省林业厅巡视员、高级工程师李定一同志率领队考察成员姚先铭、左家哺、童方平一行4人,前往英国考察工矿区土壤重金属污染治理以及商谈有关超富集植物材料与土壤改良剂引进问题．由于全世界英国最早开始采矿业,了解英国工矿区土壤重金属污染综合治理,引进有关超富集植物与土壤改良剂,对于解决我国目前工矿区土壤重金属污染问题具有重要意义．     

农田土壤重金属污染阻控技术研究进展

土壤重金属污染阻控技术主要是指通过化学行为将重金属钝化在土壤中,或利用植物生理作用,喷施各种阻隔剂抑制重金属在植物体内的流动,或通过水分管理、深耕等农艺措施调控重金属进入植物体内的行为。其中,钝化技术主要是向土壤中添加钝化剂,通过吸附、沉淀、络合、离子交换和氧化还原等一系列反应,降低重金属污染物的生物有效性和可迁移性,从而达到修复目的的方法;阻隔技术通常指通过向农作物喷施肥料以调节其生理代谢,从而降低农作物对重金属的吸收或降低重金属向作物可食用部位的转运。而作物从土壤中吸收重金属,不仅取决于土壤中重金属的含量,还受到土壤性质、肥料种类、作物种类、水分条件及耕作制度的影响,因此,合理改善上述条件,可有效抑制重金属活性,降低其生物有效性。土壤重金属污染阻控技术具有处理成本低廉、效果明显、操作简单和不影响农作物生产等优点,是土壤重金属污染治理的重要手段之一,是当前世界范围内的研究热点,亦是一种治理土壤重金属污染的环境友好技术。文章主要介绍和评述了土壤重金属污染阻控技术的原理、类型、技术优点及进展情况,并对今后的研究重点进行了简要的讨论。     

重金属对蚯蚓的毒性毒理研究

通过室内模拟实验以及对株洲市重金属污染区农田土壤中采样，进行了重金属对蚯蚓的毒性毒理研究．毒性实验表明，各重金属元素４８ｈ的ＬＤ５０分别为：Ｃｄ１０００ｍｇ／ｋｇ，Ｐｂ８１２ｍｇ／ｋｇ，Ｃｕ６３３ｍｇ／ｋｇ，Ｈｇ３０４ｍｇ／ｋｇ，Ｚｎ５２８ｍｇ／ｋｇ，Ｃｒ４２８ｍｇ／ｋｇ．对蚯蚓毒理研究证明，重金属对蚯蚓酯酶同工酶有抑活作用，而重金属对蚯蚓过氧化物酶同工酶有激活作用．在光镜下观察，可见重金属污染可引起蚯蚓的体表溃疡及产生肿瘤，可使胃肠道粘膜层出血、背血管肿胀，同时可引起胃肠道粘膜上皮细胞产生萎缩或溃疡灶．蚯蚓特有的黄色细胞团污染程度不同而显示出消长规律．在电镜下可见到在重污染区的蚯蚓胃肠道粘膜上皮细胞中的ｒＥＲ肿胀、高尔基体膨大，线粒体嵴消失，甚至空泡化或解体．另可见细胞核膜间隙肿胀、断裂、核质外溢，胞质自溶．蚯蚓以上病变的大小是随土壤重金属污染区的污染级别而定；各病理变化指标均能定性地反映土壤重金属污染状况．     

模拟镉污染土壤的电动力学修复研究

采用阳离子交换膜调控电解过程中pH值的变化和电解富集土壤中的元素,在pH=5.0的缓冲溶液中进行土壤的电动强化处理.通过对镉形态的分析,找到镉在电场中迁移转换的规律.在处理时间内,阳极附近镉的去除率达99%以上,阴极镉的富积系数达2.026,表明电场对土壤中重金属的迁移溶出有强化去除作用.     

农田土壤重金属污染状况及修复技术研究

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。     

土地利用/覆被变化（LUCC）与土壤重金属积累的关系研究进展（Research Review of the Relationship between Land Use/Cover Change and Heavy Metal Accumulation in Soil）

土壤重金属污染是世界性环境问题之一.土地利用/覆被变化(LUCC)是最主要的环境演变驱动因子之一.为明晰LUCC对土壤重金属积累和污染的影响,根据前人研究,从场地、县域和流域/区域尺度总结了LUCC和土壤重金属污染的关系.研究发现,三个尺度上土地利用方式和覆被类型/格局是控制土壤重金属空间积累和分布的重要因子,土地利用/覆被可以直接吸纳或吸附重金属,亦能通过改变土壤物理、化学和生物性质从而控制重金属在土壤中的移动性和活性,造成土壤中重金属的积累直至污染.此外,论文阐明了LUCC在土壤重金属污染风险预测、规避和污染土壤修复中的重要作用,最后提出了在实践中通过调整土地利用/覆被类型进行污染土壤修复的建议.寓景观生态学思想于土壤重金属污染防治过程是一种新的有效途径.     

基于磷酸盐、碳酸盐和硅酸盐材料化学钝化修复重金属污染土壤的研究进展

化学钝化修复是一种基于向污染土壤中添加稳定化剂,通过吸附、沉淀、络合、离子交换等一系列反应,使污染物向稳定化形态转化,以降低污染物的可迁移性和生物可利用性,从而达到污染土壤修复目的的方法.磷酸盐、碳酸盐和硅酸盐材料是目前常用的重金属化学稳定化剂.本文概述了国内外关于该3类材料修复重金属污染土壤的作用效果、分子机理、应用实例、影响因素及其对土壤性质影响等方面的研究进展,并讨论了该3类材料原位修复土壤重金属的长期稳定性及二次污染问题.     

Effects of sepiolite on stabilization remediation of heavy metal-contaminated soil and its ecological evaluation

Stabilization in the remediation of heavy metal contaminated soils has been gaining prominence because of its cost-effectiveness and rapid implementation. In this study, microbial properties such as microbial community and enzyme activities, chemical properties such as soil pH and metal fraction, and heavy metal accumulation in spinach (Spinacia oleracea) were considered in assessing stabilization remediation effectiveness using sepiolite. Results showed that soil pH values increased with rising sepiolite concentration. Sequential extraction results indicated that the addition of sepiolite converted significant amounts of exchangeable fraction of Cd and Pb into residual form. Treatments of sepiolite were observed to reduce Cd and Pb translocation from the soil to the roots and shoots of spinach. Concentrations of Cd and Pb exhibited 12.6%–51.0% and 11.5%–46.0% reduction for the roots, respectively, and 0.9%–46.2% and 43.0%–65.8% reduction for the shoots, respectively, compared with the control group. Increase in fungi and actinomycete counts, as well as in catalase activities, indicated that soil metabolic recovery occurred after sepiolite treatments.     

烟气脱硫石膏对滩涂围垦土壤重金属解吸及残留形态的影响

滩涂围垦土壤是重金属等难降解污染物的主要最终归宿场所之一,其重金属的解吸将影响重金属的迁移性、生物有效性和潜在毒性,研究重金属的解吸对土壤污染评价、修复及环境容量预测至关重要.研究了烟气脱硫石膏对广州市南沙滩涂围垦土壤重金属的解吸效果,并分析了烟气脱硫石膏对重金属形态的影响.在离心管中称取20.0 g过0.25mm筛土样,加入20 mL水和不同量的烟气脱硫石膏,在室温下于恒温振荡器振荡,风干研碎后用原子吸收分光光度法测定重金属全量,并用Tessier连续提取法研究了处理前后重金属形态变化.研究结果表明,随着脱硫石膏施用量的增加,经过振荡离心后的滩涂围垦土壤中重金属质量分数先急剧下降,之后变化趋于平缓.与原土相比各重金属最大解吸率分别为:Cd 30.38%,Cu17.73%,Ni 15.00%,Zn 14.19%,Pb 9.46%,Cr 8.89%.比较处理前后重金属的形态变化,发现各重金属的可交换态解吸率均达50%以上,并且重金属碳酸盐结合态质量分数也有减少.说明烟气脱硫石膏能降低土壤对重金属的吸附,经振荡离心后能降低土壤中重金属的毒性和生物可利用性.     

丛枝菌根对土壤-植物系统中重金属迁移转化的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)是一类在自然和农业生态系统中广泛存在并能与多数陆生植物形成共生关系的土壤真菌,在重金属污染土壤中对宿主植物的生长及吸收累积重金属具有重要影响,因而对污染土壤的生物修复具有潜在应用价值。以重金属从根际土壤进入植物并在植物体内再分配过程为主线,介绍丛枝菌根在这一过程中对重金属环境行为,特别是根际土壤中重金属赋存形态及植物吸收重金属的影响。最后,对丛枝菌根影响植物重金属耐性机制研究前沿和菌根修复技术的应用前景进行展望。     

农田重金属污染原位钝化修复研究进展

污染土壤重金属原位钝化修复是通过向土壤中施加一些活性钝化修复材料,通过溶解沉淀、离子交换吸附、氧化还原、有机络合等反应来改变重金属在土壤中的赋存状态,降低土壤中重金属的有效浓度、迁移性和生物有效性。这种方法成本较低、操作简单、见效快且适合大面积推广,在重金属污染土壤修复中有着不可替代的作用。尤其对主要由污水灌溉、大气沉降等造成的农田土壤面源污染,一些具有吸附固定土壤中重金属离子特性的天然物质和工业副产品都可运用在实地的钝化修复中,且不同类型的钝化修复剂对重金属污染土壤的钝化修复效果各不相同。采用实验室评价和实地应用评价,一方面可以评估钝化修复材料对污染土壤中重金属离子的固定效率;另一方面可以评估钝化修复材料对土壤理化性状、养分状况和生物活性的影响。对重金属污染土壤原位钝化修复中不同来源的钝化剂进行了分类,目前广泛使用的钝化修复剂主要包括硅钙物质、含磷材料、有机物料、黏土矿物、金属及金属氧化物、生物碳及新型材料等,概述了它们各自对重金属污染土壤的钝化修复效果。从研究方法、评价指标、环境影响因子、钝化机制以及环境风险评价等方面分析了该领域的研究现状以及存在的主要问题,今后应重点关注钝化修复剂对土壤-作物系统的潜在环境风险以及钝化材料修复效果的田间长期稳定性评价。     

Some aspects of heavy metals contamination remediation and role of biosurfactants

Contamination by heavy metals is the result of different industrial activities. The presence of heavy metals in soil and water causes serious problems, as these materials are not biodegradable and do contaminate both biological systems and the subsoil. Biological surface-active compounds otherwise known as biosurfactants in general and rhamnolipids biosurfactants in particular have been successfully employed in the remediation of environments contaminated with heavy metal ions. The aim of the present review is to highlight potential applications of these tensioactive compounds for use in environmental heavy metals removal and bioremediation and processes involved.