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。     

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.     

白银市城郊周边农田土壤重金属污染特征及来源解析

为研究白银区周边农田土壤环境中重金属的污染及来源特征,以期为农田土壤重金属污染防治提供科学依据,于2021年7月在白银区周边农田采集67个表层土壤样品(0～20 cm),用微波消解-电感藕合等离子体质谱分析技术开展重金属(Cr、Ni、Co、Cu、Zn、Cd、As、Hg、Pb)污染特征及Pb的同位素指纹特征分析,并利用正定矩阵因子分析(PMF)和铅同位素指纹技术等方法手段解析重金属的污染来源。结果表明,研究区域农田土壤已受到不同程度的重金属污染,大部分重金属含量是相应土壤背景值的3.25～130.24倍;其中As、Cd、Cu、Pb和Zn含量均超过相应的农用地土壤污染风险筛选值,超标率为57.6%～100%。正定矩阵因子分析结果表明,该研究区农田土壤重金属污染共4个主要来源,其中,Cr、Ni、Co主要来自自然源,Hg主要来自煤燃烧释放;Zn、Cu和Pb主要来自铅锌矿的采选及冶炼等工业活动源,Cd和As主要来自于污水灌溉和农药化肥施用等农业活动源。Pb同位素源解析结果证实农田土壤Pb主要来源于矿产开采及冶炼活动等工业源。本研究表明,人为来源是当地农田土壤重金属的主要污染来源,不同重金属的污染...     

重金属污染土壤的电动原位修复技术研究

电动力学修复技术作为一种新型的修复技术,由于其处理土壤污染的高效性,近几年来受到了越来越多的关注。综述了电动力学修复技术原理及近几年来其在重金属修复中的最新研究进展,阐述了电动力学修复技术相对于其它修复技术的优势,并指出了电动修复技术中需要克服的技术障碍,探讨了其大规模商业应用的可行性。电动技术能够强化土壤物质的传质过程,能够高效、快速定向迁移土壤中重金属离子达到去除的目的;同时电动技术可以与其它修复技术结合发展出系列组合修复技术,具有广泛的应用前景。从单一电动到复合电动是今后电动力学技术发展的重要方向。目前对污染物质复合电动力学效应下的迁移机理及模型、不同土壤性质(组分、酸碱性等)对于污染物质去除效率及其调控措施的研究仍需进一步深入。     

土壤重金属污染的植物修复中转基因技术的应用

重金属污染的植物修复技术以其费用低廉、不污染环境等优点一度成为环境科学界研究的热点。为了克服植物修复技术中超积累植物生长缓慢和地上部生物量小等带来的限制，近年来研究者通过大量试验研究发展，外源基因在植物体内的高效表达可以提高植物吸收、运输、降解污染物的能力和修复的效率。本文首先对目前国内外重金属污染土壤植物修复的研究动态进行综述，重点论述了PCs、MTs、MerA、MerB、ArsC、γ-ECS等转基因在土壤重金属污染植物修复中的应用，最后指出在充分考虑到转基因植物给生态环境带来潜在威胁的前提下，转基因技术的研究与开发不仅可以促进多学科的交叉研究和丰富环境科学的研究领域，更重要的是在很大程度上有效地克服了目前土壤重金属污染植物修复中存在并急需解决的棘手问题，为土壤重金属污染的植物修复提供了更加广阔的应用和发展前景。     

根际环境的调节与重金属污染土壤的修复

根际环境的pH和Eh会产生影响土壤中重金属的化学过程。pH的变化影响到重金属的固定和活化，根际的酸化能够活化大多数重金属，使其毒性增强；反之，则固定大多数重金属，减轻其毒性。Eh的变化可改变重金属的价态和存在形态，使其毒性减弱或增强。根分泌物可从多方面影响金属的毒性和有效性，如改变根际环境的pH值和Eh来改变金属的存在形态和活度；与金属络合或者吸附、包埋金属污染物；通过影响根际微生物特征来改变金属的毒性。根际环境中微生物能改变金属离子存在形态，其代谢产物能对金属离子产生沉淀、螯合等作用。土壤脲酶对重金属污染最敏感，可以用于监测土壤重金属污染。调控根际环境，可以有效地调节土壤中重金属污染物的活度、毒性及其转移，对重金属污染土壤起到修复作用。     

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...     

宿州市煤矿区农田土壤重金属含量特征

通过野外采样及室内分析测试,对宿州市煤矿区周边农田表层土壤及其典型剖面中的Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Hg、As 7种重金属污染特征及其在剖面上的垂向迁移规律进行了研究.结果表明,煤矿区周边500 m内农田表层土壤除Cu、Zn、Pb外,Cr、Cd、Hg、As均超出国家土壤环境质量标准（I级）,其中As、Cd轻度污染,...     

电镀厂污染土壤重金属形态及淋洗去除效果

以某电镀厂污染场地重污染区域土壤为研究对象,对土壤中重金属全量和各形态含量进行分析,并研究筛选高效土壤淋洗剂,比较其淋洗去除效果。结果表明,该土壤以铬和镍污染最为严重,土壤铬和镍含量分别达1 564.00和679.00 mg.kg-1,土壤铜、锌和铅含量分别为297.00、276.00和51.40 mg.kg-1,铜、铬、镍、锌和铅的有效态比例分别为41.77%、13.16%、28.08%、21.50%和31.18%。去离子水、盐酸、乙酸、草酸、柠檬酸和EDTA 6种淋洗剂中,去离子水对5种重金属提取量均较少;草酸对铜、铬、镍和锌去除效果较好,去除率分别为55.1%、24.8%、47.5%和29.3%;柠檬酸对铜、铬、镍和锌去除效果较好,去除率分别为26.3%、25.7%、33.0%和21.6%;EDTA对铜、镍、锌和铅去除效果较好,去除率分别为31.5%、28.9%、21.4%和30.6%。综合考虑淋洗剂的提取效果、水溶性以及操作难度和成本,建议采用柠檬酸作为淋洗剂,最佳液土比〔V（液）∶m（土）〕为10∶1,最佳淋洗时间为6 h。     

中国土壤重金属污染修复技术的专利文献计量分析

综述了国内外主要土壤修复技术,进行了技术经济比较分析。利用国家知识产权局专利检索系统,采用主题词检索,从重金属污染物种类、技术类型两个方面分析了中国土壤重金属污染修复技术的专利申请与授权状态。结果表明：土壤重金属污染修复技术以植物修复与微生物技术为主,其次为固定修复技术;土壤镉、铅、铜、砷的修复技术专利申请量明显高于其余重金属的;农田土壤重金属污染修复技术专利申请量明显高于场地重金属修复技术的;农田土壤重金属污染修复除降低土壤中重金属含量外,还可以从植物营养调控与土壤调理剂的角度降低农产品中重金属含量。最后,进行了土壤污染修复产业政策分析。     

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.     

钢铁工业遗留场地土壤重金属洗脱剂筛选研究

土壤重金属污染限制了工业遗留场地再利用,通过振荡试验考察了HCl、HNO3和EDTA对工业遗留场地土壤中超标重金属Pb、Zn、Cd和As的洗脱效果。结果表明：土壤Pb、Zn、Cd、As的脱除效果均随洗脱剂浓度增加而增加;HCl、HNO3和EDTA等3种洗脱剂浓度分别为0.5、0.5和0.1 mol.L-1时,土壤Pb、Cd质量分数可降低至场地安全再利用的控制标准以内（分别为140 mg.kg-1、1mg.kg-1）;洗脱剂浓度分别增至2、2和0.2 mol.L-1时,土壤Pb、Cd质量分数继续降低,Zn、As质量分数有大幅降低但没有达到其相应的场地安全控制标准（分别为200、20 mg.kg-1）;与EDTA相比,HCl在低浓度时的重金属脱除效果较差,但HCl浓度增加对重金属脱除率的提高效果更为明显;洗脱液pH值（7.88~0.15）与重金属脱除率均呈显著负相关且与As的负相关系数最小,说明洗脱液pH值变化对As去除的影响相对较小;与HCl和HNO3相比,EDTA洗脱液pH值与Pb脱除率之间的负相关系数较大,与Zn、Cd、As脱除率之间的负相关系数较较小,说明EDTA洗脱液pH值变化更易对Pb的去除产生影响。     

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.     

The effects of application of agricultural wastes to firing range soil on metal accumulation in Ipomoea aquatica and soil metal bioavailability

The immobilisation of heavy metals in the soil of a 25-year-old active firing range using durian (Durio zibethinus L.) tree sawdust (DTS), coconut coir (CC) and oil palm empty fruit bunch (EFB) was investigated. The immobilisation effects were evaluated in terms of metal accumulation in water spinach (Ipomoea aquatica) and soil metal bioavailability. A pot experiment was conducted by amending the firing range soil with DTS, CC and EFB at application rates of 0%, 1% and 3% (w/w), respectively. All amendments increased the biomass yield and reduced the uptake of heavy metals in the plant tissue. Zn had the highest values of Bioconcentration Factor (BCF: 0.301–0.865) and Translocation Factor (TF: 1.056–1.883). Pb was the least-accumulated and transported metal in the plant tissues, with the BCF and TF values of 0.019–0.048 and 0.038–0.116, respectively. The bioavailable fraction of heavy metals in the firing range soil decreased following the application of the three agricultural wastes studied. DTS, CC and EFB did not cause toxicity symptoms in the water spinach over the pot experiment. Therefore, DTS, CC and EFB are considered promising immobilising agents for the remediation of metal-contaminated land.     

杨树、落叶松对土壤重金属的吸收及修复研究

在沈阳生态实验站开展了木本植物对土壤重金属的吸收积累及修复效应的研究,实验结果表明,重金属污染物已影响了杨树(Populus canadensis)的正常生长,Cd、Cu、Zn复合污染处理杨树总生物量比对照下降了26%。Cd、Cu、Zn处理杨树和落叶松重金属吸收量多于对照,杨树叶Cd、根Cu重金属吸收量分别比对照增加了2.09倍、2.2倍。落叶松(Larix koreana)根Cd、Cu、Zn的吸收量比对照分别增加了2.17、1.95和1.42倍。树木体内重金属元素迁移能力的大小分别为Cd>Zn>Cu,重金属吸收系数大小依次为杨树>落叶松,重金属在杨树体内的迁移能力及地上部吸收能力要大于落叶松。土壤一旦遭受重金属污染(Cd、Cu、Zn),通过木本植物杨树、落叶松修复净化的时间相当漫长。     

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。     

废铁屑修复汞污染土壤的实验研究

应用工厂废弃物—铁屑做原料,探讨不同铁屑投加量对修复不同土壤类型、不同程度汞污染土壤的能力,并与修复水体汞污染作了对比;另外,首次将淋滤法与国际上新兴的土壤、地下水修复技术-PRB技术结合,研究其修复土壤汞污染的效果。结果表明,废铁屑可很快去除水体中的汞,去除率可达93%;在铁屑存在下,能一定程度预防和修复土壤汞污染,在相同水体汞污染程度条件下,时间是影响土壤汞污染程度的主要因素;在CaCl2淋洗液作用下的模拟PRB实验中,土壤有效汞含量降低,同时淋洗液中汞质量浓度低于1μg·L-1。因此,用废铁屑能有效预防和修复土壤汞污染,且将淋滤法与PRB技术联用,与将铁屑直接撒入土壤中相比效果好得多,且不会引起后续的水体二次污染,是一种很有应用潜力、值得深入研究的土壤修复方法。     

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。