土壤重金属污染生物修复的研究进展

土壤重金属污染的生物修复是污染整治的重要手段之一,是目前世界范围内的研究热点。亦是目前仅见的土壤污染治理的环境友好技术,主要评述了重金属污染土壤的植物修复的原理、类型与技术植物修复的优点,微生物修复等进展情况。并对今珀的研究重点进行了简要的讨论。     

土壤重金属污染生物修复的研究进展

土壤重金属污染的生物修复是污染整治的重要手段之一 ,是目前世界范围内的研究热点 ,亦是目前仅见的土壤污染治理的环境友好技术。主要评述了重金属污染土壤的植物修复的原理、类型与技术 ,植物修复的优点 ,微生物修复等进展情况。并对今后的研究重点进行了简要的讨论     

重金属污染对土壤微生物生态功能的影响

数量庞大、种类繁多的土壤微生物作为地球化学的物质循环与能量转换的主要参与者,其自身及所参与的生化过程都会受到重金属污染的严重影响.通过研究土壤重金属污染的微生物生态效应,可以建立重金属污染土壤的微生物评价指标体系,而评价体系的建立有利于土壤环境质量的监测与风险评价.论文就重金属污染对土壤微生物生物量及其多样性,对有机质降解、N传输、酶活性等微生物过程影响的研究现状进行了较全面系统的评述.在此基础上,提出了该类研究中存在的问题,包括研究区域南多北少的问题以及研究中难以排除其他环境因子干扰等问题.针对这些问题,论文指出以后应进一步加强分子手段的多方位应用并建立综合可行的被污染土壤的微生物评价体系.     

基于文献计量的土壤重金属污染微生物修复研究现状分析

社会经济快速发展带来的土壤重金属污染问题日益严峻,对地球环境和生命健康构成了威胁。微生物修复由于其绿色、经济等优点受到国内外土壤重金属污染修复领域的广泛关注,但针对该领域相关研究的文献还缺乏系统整理。本文以中国知网CNKI全文数据和Web of Science核心合集文献资料为数据源,利用CiteSpace软件对2000—2023年国内外关于微生物修复土壤重金属污染领域的相关文献进行了可视化分析,结果显示：(1)在过去的20多年里,发文数量逐年增多,近年来呈迅速增长趋势。(2)中国在该研究领域具有较大优势,国内(中文文献)和国际(英文文献)分别初步形成了以中国科学院大学和中国科学院等为中心的合作机构;中英文文献作者群体呈大分散小集中的态势,分别形成了以黄巧云、Xu Heng等为主的作者群。(3)该领域研究前沿关键词随时间呈阶段性演变,且研究热点侧重不同,中英文文献分别聚焦微生物菌剂、生物炭、胞外聚合物、酶活以及复合污染、修复机制、微生物-植物联合修复、微生物响应等方向。(4)高被引文献大多属于综述类,系统归纳了土壤重金属污染微生物修复技术和机制。     

重金属污染土壤的微生物响应

土壤微生物在受到重金属污染胁迫后，往往能够在区系组成、生理生化、遗传等方面对重金属作出响应。微生物对土壤重金属污染的上述响应可用来评价土壤的重金属污染状况，并为土壤污染的生物修复提供理论指导。文章对近年来有关重金属胁迫下土壤微生物响应的研究成果作系统综述。     

螯合剂在重金属污染土壤修复中应用研究进展

螯合剂在重金属污染土壤修复中具有重要的作用.文章结合国内外的研究成果和最新研究进展,从螫合剂对重金属的活化效率及其影响因素、螯合剂在土壤中风险评价、生物可降解性螯合剂S,S-EDDS在化学淋洗修复和植物修复中的应用等几个方面论述了国内外螯合剂的研究现状,总结了在螯合剂应用研究中存在的问题,同时指出必须对螯合剂对重金属在土壤中的存在形态的影响以及螯合剂对矿物元素的作用,螯合剂与污染土壤组分作用的微观机理等进行深入的研究.     

竹类植物修复重金属污染土壤的研究进展

随着我国经济的快速发展,土壤重金属污染问题也愈加严重.植物修复技术对环境扰动小,修复成本低,是目前土壤修复领域的研究热点之一.竹类植物对重金属有良好的耐受能力和富集能力,且具有生物量大、栽培简单和经济效益高等特点,在修复重金属污染土壤方面有很高的应用潜力和开发价值.结合竹类植物修复重金属污染土壤的研究现状,系统阐述了竹...     

污染土壤中菲的修复技术研究进展

菲是多环芳烃中的代表性物质,具有"三致"效应,而且菲的蒸汽压小,辛醇-水分配系数高,生物可利用性低,是一种持久性有机污染物。随着化石燃料的大量使用,受菲污染的土壤越来越多,研究菲的修复技术对污染土壤的再利用具有重要意义。结合目前国内外研究进展,综述了污染土壤中菲的修复方法,包括物理修复、化学修复和生物修复。针对各种修复方法,阐述了其原理、修复条件、实例应用和优缺点,重点论述了植物修复和微生物修复方法的降解机理和应用,分析了微生物性质,包括氧、营养物、温度、土壤理化性质、共存污染物等环境因素对生物降解的影响。由于溶解性的菲有较好的迁移转化能力,因此表面活性剂的助溶作用适用于各种修复方法,选择合适的表面活性剂可以提高修复效果。在各种修复技术中,物理修复是通过物理技术实现菲的解吸与富集,无污染,但是去除率低;化学修复是使用氧化剂将菲氧化分解成无毒易降解的小分子物质或通过添加化学淋洗剂增加菲的溶解性,提高迁移转化能力,用时短,但是引入其他试剂,容易造成二次污染;植物修复是通过植物的提取、降解和固定等过程实现菲的修复,尤其是植物的根际环境为微生物的生长提供有利的条件;微生物修复以菲可作为微生物生长的碳源为基础,在分解酶的作用下实现菲的降解,但是生物修复周期长,可利用的生物少,而且可能生成毒性更高的中间代谢产物。因此,寻找合适的修复物种,采用基因技术提高生物的修复能力或多法联用、取长补短可提高修复效率。最后,在共降解理论的基础上,结合重金属和有机污染物共存时,一种物质的存在对另一种物质的降解有促进作用,提出了协同降解的概念,寻求对多种污染物有协同降解或共降解作用的修复方法是今后发展的主要方向。     

植物与微生物对石油污染土壤修复的影响

为了研究生物对石油污染土壤的修复效果,在从石油污染土壤中筛选石油降解微生物的基础上,采用盆栽试验,进一步研究了4种植物和筛选到的微生物对石油污染土壤修复的影响.选择中原油田地区的原油和潮土,采取人工污染方法,设计石油污染水平为15 g·kg-1.试验设置3类处理,即单独添加微生物、单独种植植物(分别为向日葵、狗牙根、棉花、高丹草)、微生物分别与4种植物(向日葵、狗牙根、棉花、高丹草)组合.结果表明:在石油污染土壤中单独添加石油降解微生物,120 d时,石油降解率达到67.0%;向日葵、狗牙根、棉花、高丹草对土壤中石油降解也具有一定效果,120 d时,石油降解率分别达到38.23%、36.57%、40.67%、38.67%;添加微生物和种植植物联合对石油降解能力大小顺序为棉花+微生物＞向日葵+微生物＞狗牙根+微生物＞高丹草+微生物.其中,棉花与微生物联合修复120 d可以使污染土壤石油降解率达到85.67%,在各种处理中对污染土壤中石油的降解效果最好.     

铬污染土壤的微生物修复

采用淋溶实验研究微生物对铬污染土壤中Cr(Ⅵ)的修复,研究培养基成分、培养基添加量及淋溶液pH值对修复效果的影响.结果表明,培养基淋溶能完全修复铬污染土壤中水溶性Cr(Ⅵ),浸出液中Cr(Ⅵ)浓度由初始的700.3mg·L-1降低至检出限以下.单独加入碳源作为培养基时,土壤中Cr(Ⅵ)不能得到完全修复,碳源与氮源结合作为培养基时能完全修复土壤中Cr(Ⅵ).最佳碳源为葡萄糖,最佳碳源和氮源量分别为4 g·L-1和5 g·L-1.最佳pH值范围为7.5—8.5.     

有机酸与表面活性剂联合作用对土壤重金属的浸提效果研究

重金属污染土壤的原位淋洗修复既要实现对重金属的高效去除,还要尽量减少对土壤性质的破坏,这一点在农业污染土壤修复中尤为重要。以张士污灌区农田土壤为研究对象,利用振荡浸提技术筛选有机酸和表面活性剂组合,并确定了两者联合淋洗修复污染土壤的最佳配比。结果表明：有机酸（酒石酸、乙酸、柠檬酸和苹果酸）中的酒石酸浓度为0.5 mol.L-1和表面活性剂（SDBS、鼠李糖和皂素）中的皂素质量分数为0.7%时对土壤Cd、Pb、Zn的浸提效果较好;在酒石酸与皂素体积配比为1∶1时,对重金属Cd、Pb、Zn浸提效果最好,浸提率分别为87.62%、36.30%、20.67%;单一有机酸、表面活性剂或者有机酸与表面活性剂的混合溶液,对土壤重金属的浸提效果均为Cd〉Pb〉Zn。虽然有机酸与表面活性剂联合浸提效果略低于酒石酸浸提,但其弱酸性对土壤性质影响较小,在原位淋洗修复工程中有较好的应用前景。     

有机酸与表面活性剂联合作用对土壤重金属的浸提效果研究

重金属污染土壤的原位淋洗修复既要实现对重金属的高效去除,还要尽量减少对土壤性质的破坏,这一点在农业污染土壤修复中尤为重要。以张士污灌区农田土壤为研究对象,利用振荡浸提技术筛选有机酸和表面活性剂组合,并确定了两者联合淋洗修复污染土壤的最佳配比。结果表明:有机酸(酒石酸、乙酸、柠檬酸和苹果酸)中的酒石酸浓度为0.5 mol.L-1和表面活性剂(SDBS、鼠李糖和皂素)中的皂素质量分数为0.7%时对土壤Cd、Pb、Zn的浸提效果较好;在酒石酸与皂素体积配比为1∶1时,对重金属Cd、Pb、Zn浸提效果最好,浸提率分别为87.62%、36.30%、20.67%;单一有机酸、表面活性剂或者有机酸与表面活性剂的混合溶液,对土壤重金属的浸提效果均为Cd>Pb>Zn。虽然有机酸与表面活性剂联合浸提效果略低于酒石酸浸提,但其弱酸性对土壤性质影响较小,在原位淋洗修复工程中有较好的应用前景。     

上海化学工业区土壤重金属元素形态分析

选取上海化学工业区土壤背景值样品，采用Tessier A连续提取法研究土壤中6种重金属元素的形态分布。研究结果表明，在该化工区土壤中，Cd主要以可交换态和铁锰氧化物结合态为主，分别占总量的41．5％和36．7％，说明元素Cd较活泼，具有潜在的环境影响能力，应该给予更多的关注；Cr、Cu、Ni和Zn等4种元素主要以有机结合态和残余态为主，两者分别占总量的41．4％、58．9％、31．4、32．5％和45．9％、31．5％、57．4％、52．3％；而Pb则主要以有机结合态形式存在，其占总量的87．8％；元素形态分析表明Cr、Cu、Ni、Zn和Pb这5种元素相对比较稳定。     

焚烧源挥发性重金属的排放对周边土壤和植被污染的研究进展

城市生活垃圾是一种成分复杂的混合废物,其中含有数量相当可观的重金属,采用焚烧法处理城市生活垃圾时,会有大量重金属因为高温而挥发进入烟气,一部分富集于焚烧飞灰中,而有少部分重金属因其挥发性较大而排放于大气中,最终随大气及雨水沉降而进入土壤和植被中,从而会对焚烧厂周边生态环境造成严重的危害。为了了解焚烧源挥发性重金属（汞（Hg）、镉（Cd）、铅（Pb）和砷（As））的排放对焚烧厂周边土壤和植被生态环境的污染状况,对近年来国内外学者在相关方面的研究状况进行了详细的文献综述,结果发现：国内学者对于焚烧源挥发性重金属的研究多限于焚烧中挥发性Hg对焚烧厂周边土壤的污染的调查研究,而对于焚烧源Cd、Pb、As对周边土壤和植被污染的调查研究相对较少;而国外学者已有的关于垃圾焚烧源重金属（Hg、Cd、Pb、As）对土壤和植被的污染研究只停留在重金属在土壤中的总的浓度和存在形态的研究,而对于挥发性重金属在焚烧源周边土壤和植被中的迁移转化规律方面的研究很缺乏,对于重金属污染物在土壤和植被中的蓄积及迁移转化规律研究较少。文章指出今后的研究应加强对挥发性重金属在焚烧厂周边土壤中的污染特征及其在土壤层以及植被中的蓄积总量和迁移转化机理的研究,这对于焚烧源挥发性重金属的污染防治以及对已被挥发性重金属污染的土壤和植被的生态修复具有重要的意义。     

大气沉降对土壤重金属累积的影响

选择大气污染严重的太原市为研究区,通过定点监测,分析了不同类型区大气TSP和降尘的污染状况及周年内的月变化趋势,测定了大气干湿沉降中Hg、Cd、Pb三种重金属元素的含量,并计算出大气干湿沉降对土壤系统重金属的年输入量分别为Hg4.48g/(hm2×a),Cd6.34g/(hm2×a),Pb349.4g/(hm2×a);不同类型区大气污染状况与大气沉降输入土壤中重金属累积顺序一致均为工矿区＞城区和近郊区＞风景区＞远郊区。     

污泥土地利用对土壤中重金属形态的影响

土地利用是资源化利用城市污水厂污泥的有效途径，随污泥中的营养成分一起进入土壤中的还有其中的重金属元素，它们有可能成为一种环境安全的隐患。本实验所用的土壤为污泥经过无害化及稳定化处理后，与上海潮滩沙土按不同比例(干污泥质量比)混配而成。种植前后分别对沙土、污泥及混配土的重金属含量及形态进行测试。选择几种花卉植物，如菊花(Calendula officinalis）等进行植物种植试验，一个生长季后对植物中的重金属含量及形态进行测试。应用Tessler连续提取法，对污泥中的重金属进入土壤后，土壤中重金属的含量、赋存状态等方面的规律进行研究，发现污泥的土地利用会明显增加土壤中的重金属含量，而且重金属的形态也有明显的变化，可交换态和碳酸盐结合态的重金属含量有明显的增加；如长期使用，则必须采取相应的措施，以消除有害的影响。     

柴油污染土壤生物修复对土壤酶活性的影响

在柴油污染土壤的生物修复过程中,分析了土壤中柴油降解菌数量和3种土壤酶活性(过氧化氢酶、脱氢酶和脂酶)等生物活性指标与土壤中柴油去除率的相关性.结果表明,土壤受到柴油污染后的一段时间后过氧化氢酶、脱氢酶和脂酶的活性上升,而后随着土壤中石油烃的降解,脂酶又不断降低.进一步分析表明脂酶活性与柴油降解率及柴油降解菌数量都具有很好的正相关性,可以采用土壤脂酶活性来指示柴油生物降解成效.     

土壤污染生物修复的影响因素

从污染物特征、微生物的降解能力和环境因子三个方面对土壤污染生物修复技术中的主要影响因素进行了综合评述,重点分析了修复过程中涉及的物理、化学及生物作用机理,并介绍了消除影响的对策和目前的研究进展。     

土壤重金属X射线荧光光谱非标样测试方法研究

采用粉末压片制样,用X射线荧光光谱非标样测试方法测定土壤中Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Cd、Sn、Sb、Pb、Hg等15种重金属元素。研究了样品制备方法和元素测量条件等影响测试准确度的因素。结果表明此方法不需对固体样品进行消化处理,无需制备标准样片,快速、简便、效率高,是一种非破坏性的分析方法,方法的检出限、准确度和精密度基本能够满足土壤中有毒有害重金属的快速筛查要求。     

干旱区绿洲土壤中重金属的形态分布及生物有效性研究

测定了Cd、Pb、Zn和Ni等重金属在不同处理土壤中的全量和各赋存形态,以及它们在盆栽试验油菜（Brassica cole）中的质量分数,并利用Pearson相关系数分析了该区土壤-油菜体系的生物有效性。结果表明,供试绿洲土壤原状土中,Cd、Pb、Zn和Ni均以稳定的残渣态形式存在;而在处理土壤中,重金属被钝化的量有限,Cd的存在形式主要以碳酸盐态为主,Pb、Zn和Ni则主要以铁锰氧化态为主。根据相关性分析,油菜根部和叶部的Ni质量分数均与土壤中Ni的各非残渣态分布系数有相关性,表明当土壤中Ni以非残渣态存在时,活动性Ni的质量分数较高,其被生物吸收利用的可能性也较大;油菜根部的Zn质量分数与土壤中Zn的碳酸盐结合态分布系数显著的正相关性;油菜各部位Cd和Pb的质量分数与土壤中Cd和Pb的各形态分布系数之间无显著相关关系。