土壤重金属污染治理与修复方法研究进展

土壤重金属污染的治理和修复的基本原理是将重金属清除或改变其在土壤中的存在形态,降低迁移性和生物可利用性。根据土壤的性质和重金属在土壤中的赋存形态不同,目前重金属污染土壤治理和修复方法可分为工程物理化学法、土壤农化调控法和生物学修复法。通过对重金属污染治理与修复方法的综述,得出了各种方法的优缺点和适用范围,并对重金属治理的方法进行了展望。     

基于重金属化学形态的土壤重金属污染的模糊综合评价模型

综合考虑土壤环境重金属污染的潜在生态风险和受污染土壤中各重金属的生物可利用性差异,建立了基于重金属化学形态的污染场地土壤重金属的模糊综合评价模型.将污染场地土壤重金属的模糊综合评价模型应用于案例污染场地的土壤重金属的污染风险评价中,并将模糊综合评价结果与常用的3种确定性土壤污染评价方法（单因素指数法、潜在生态危害指数法和地累积评价法）的评价结果进行交叉验证,其评价结果与结果间对比分析表明所架构的模糊综合评价模型一定程度上弥补了传统确定性方法的不足,所建模型创新性加入了量化重金属生物可利用性的权重因子,其评价结果具有更高的可信度和风险辨识度,为我国土壤污染的优先控制因子的筛选和相关政策决策的制定提供了科学的理论基础.     

新乡市郊区蔬菜基地土壤中重金属的形态分布特征及污染评价

基于对新乡市郊区蔬菜基地土壤的采样分析,借助地累积指数法、风险评估指数(Risk AsssessmentCode,RAC),分析研究了该土壤中重金属的富集污染程度和其潜在的生物可利用性.结果表明:研究区域土壤中重金属Cd与Ni明显超出了国家土壤环境质量三级标准的限值(GB15618-1995),重金属Cu与Zn在国家土壤环境质量三级标准的限值以内,重金属Cr则在国家土壤环境质量二级标准的限值以内;地累积评价结果表明土壤中各重金属的富集污染程度由高到低排序为:Cd,Ni,Zn,Cu和Cr;RAC评价结果表明土壤几种重金属对环境的风险程度由高到低依次为:Cd,Zn,Cu,Ni,Cr,其中Cd与Zn的环境风险较高,成为该区域土壤的主要环境风险控制因子.     

赞比亚铜带省重金属污染对当地民众健康的影响（英文）

目的研究赞比亚铜带地区水、土壤和食物中的重金属污染以及因为赞比亚铜带地区小户农民利用污水浇灌农田对健康带来的影响。方法对该地区的水、土壤和食物按月进行采样,共计采集水样71份,土壤样49份,农作物样65份。采用标准方法分析土壤和水样中的生物可利用重金属元素,通过消解法分析农作物中的重金属总量。结果及结论分析结果表明,在该研究地域的水、土壤和农作物已经受到重金属的污染,此研究结果将用于促进赞比亚铜带省的采矿区对食品质量以及与重金属污染的粮食作物消费安全问题采取有效措施,避免使用矿区废水作为农用灌溉用水,控制和减少污水对农作物的污染。     

贵州东南部汞矿区土壤-农作物重金属污染及生物转移特征

通过对汞矿区土壤及农作物(大豆、甘薯和芝麻)Hg、As、Cu、Zn、Cd和Pb等6种重金属的测定,分析了农作物和土壤的重金属污染状况及生物转移特征。利用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数共同评价土壤和农作物重金属污染状况,结果显示:该汞矿区土壤是以汞为主要污染物,As和Cd为次要污染物的重金属污染区;矿区土壤内梅罗综合污染指指数达36.211,表明该矿区土壤重金属污染达重度污染水平。农作食用部分单因子指数分析显示农作物的Hg的污染最为严重,综合污染指数在大豆豆荚、甘薯块根、甘薯叶和芝麻籽粒的综合污染指数分别为:48.433、10.086、79.435和123.200,显示了农作物食用部分重金属污染均已达重度污染水平。利用生物富集系数和生物转移系数评价农作对重金属的转移。大豆各器官对Hg、As、Cu、Zn、Cd和Pb均没有表现出富集性,其生物转移系数也均小于1,相较其他两种农作物而言,在汞矿污染区,种植大豆在能减少重金属污染的风险。     

污染土壤中重金属的可萃取性与生物可利用性

采用5种常用的单一萃取剂进行污染土壤中重金属元素Cu、Pb、Zn和Cd可萃取性研究。结果发现：中性盐CaCl2和NaNO3的萃取效率远低于其它三种具有络合（HOAc、NH4OAc）或螯合（EDTA）性质的单一萃取剂；污染土壤中生长的农作物（玉米和土豆）体内重金属含量也高于中性盐CaCl2和NaNO3从土壤中萃取出来的量。这说明植物不仅可以吸收和利用土壤中以可交换形式存在的这一部分重金属，而且它们也可利用以其它形式存在的重金属。     

不同热解温度生物炭改良铅和镉污染土壤的研究

 为了探究热解温度对生物炭修复重金属污染土壤的影响,将300℃、500℃和700℃下制备的生物炭加入铅（Pb）和镉（Cd）污染土壤进行培养,检测重金属形态的变化。结果表明,加入生物炭培养60d后,Pb和Cd污染土壤pH值较对照上升0.35—0.86单位值,土壤中重金属的酸可提取态含量下降,残渣态含量上升,对目标重金属生物有效性降低的改良效果700℃>500℃>300℃;在生物炭添加量相同的情况下,复合污染土壤中Pb的残渣态含量比对应单一污染高50.60%—72.79%,而复合污染土壤中Cd的酸可提取态含量较对应单一污染高7.53%—12.99%;热解温度影响生物炭的表面特征和吸附重金属机制,进而影响生物炭改良土壤中目标重金属形态分布。     

腐殖酸对污灌土壤中Cu、Cd、Pb、Zn形态影响的研究

选用白银地区污灌土壤为供试样品,在土样中分别加入腐殖酸、EDTA、柠檬酸三钠和乙酸,采用连续浸提法对比研究了外源腐殖酸对污灌土壤中有毒重金属不同形态的影响.实验结果表明,在污灌土壤中添加腐殖酸可改变土壤对重金属不同形态的吸持能力,使具有直接生物毒性的重金属可溶态急剧减少60%~80%,重金属氧化物结合态、碳酸盐结合态及有机结合态增加,从而降低重金属在土壤中的流动性、活性和生物可利用性.     

核桃青皮在土壤重金属植物修复中的应用

该研究以核桃青皮发酵产物配施生物炭为固定化载体，结合前期筛选的硫酸盐还原菌(SRB15-3-2),制备得到了核桃青皮固定化菌剂，用于重金属污染土壤修复。基于pH、含水率、总养分、有机质、种子发芽指数和重金属含量等指标，评估了核桃青皮的发酵效果。通过配施生物炭并接种SRB15-3-2得到了改良后的固定化菌剂，考察了核桃青皮固定化菌剂对土壤重金属形态转化、植物生长及重金属富集能力的影响。结果表明，核桃青皮固定化菌剂促进了青菜生长并提高了生物量，与对照组(CK)相比，施加固定化菌剂的Cu和Cd污染土壤中青菜的株高分别增加了12.62%和5.42%,地上部分干重分别增加了95.05%和47.93%;固定化菌剂对土壤重金属表现出明显的钝化作用，促进了Cu和Cd从可交换态向残渣态转化，从而降低了重金属的迁移性及生物毒性，且青菜地下部分Cu和Cd的含量相比CK组降低了92.92%和72.83%,地上部分含量降低了34.00%和3.30%。研究结果为重金属污染土壤修复和核桃青皮的资源化利用提供了科学依据和理论支撑。     

广西锰矿区土壤重金属垂直分布和赋存形态分析

以广西某典型锰矿区中不同地域土壤为研究对象,研究了土壤中铬(Cr)、镉(Cd)、锰(Mn)3种重金属的垂直分布规律和赋存形态.采用BCR三步连续提取法对土壤中3种重金属进行形态分析以了解其潜在生态风险,采用原子吸收分光光度法分析了3种重金属元素总量,通过地累积指数(Igeo)法对重金属污染程度进行了评价.结果表明:土壤中Cr为轻度污染,Cd为严重污染,Mn的区域差异性较大,渣矿为清洁,酒店和矿场为偏重度污染.形态分析结果表明:Cr以残留态为主,潜在生物有效性较低;Cd以酸可溶态、可还原态和可氧化态为主,潜在危害性较大;Mn在酒店和矿场以可还原态为主,而在渣矿以残留态为主.3种重金属不同深度的形态分布基本保持不变,重金属污染无变化,但其本身污染严重,需采取相应措施进行土壤重金属修复.     

溶解性有机质对重金属在土壤中吸附和迁移的影响

溶解性有机质(DOM)是土壤中最具有活性的组分,可以与重金属发生吸附、解吸、络合等一系列作用,对重金属的迁移转化、生物有效性等产生一系列重要影响。通过实验研究溶解性有机质对重金属吸附和迁移的影响。吸附实验表明,重金属Cu、Pb、Cr、Cd在土壤中吸附能力是不同的,土壤对重金属吸附能力的大小顺序为PbCuCrCd。土柱实验表明,重金属Cu、Pb、Cd、Cr在土壤中的迁移规律相似,均为前期淋出液重金属含量较低,后期随时间的增大而增大,当达到吸附饱和后浓度趋于稳定。但不同重金属迁移速率各不相同,这与吸附实验结果相符。溶解性有机质的存在对重金属迁移的影响主要体现在迁移速率上,其穿透时间比去除有机质的情况短,有机质的存在有利于重金属离子向下迁移,但当达到饱和后对重金属迁移浓度影响不显著。     

重金属污染土壤的植物修复及其机理研究

近年来,作为一种成本低廉、对环境友好的修复方法,重金属污染土壤的植物修复成为环境修复领域的研究热点.早期的研究侧重于超富集植物的发现与实际应用,近来超富集植物重金属富集机理的研究得到了重视.尽管重金属植物累积的生化机制尚未能被完整阐述,但在土壤重金属生物活性、超富集植物重金属的吸收、转运、储存等方面还是取得了大量进展.综述了近年来国内外相关研究工作成果,探讨了该研究领域存在的主要问题,认为在有机鳌合剂如有机酸与氨基酸等对重金属活性、耐性和离子迁移转运系统中所起作用等方面尚需要深入研究.如果在植物重金属吸收、迁移、解毒机理及其影响因素等重金属富集的关键方面能取得进展,则将大大丰富污染土壤重金属修复的研究与应用领域.     

污泥灰修复农田重金属污染土的养分特性

为了解决中国农田重金属污染带来的环境问题,采用污泥灰对Pb、Cd污染的农田土壤进行修复处理,通过测试修复前后农田土壤的p H、阳离子交换量、土壤肥力、重金属的生物有效性和重金属溶出特性评估了污泥灰添加量对农田重金属污染土养分特性的影响规律。试验结果表明:污泥灰可显著提高农田重金属污染土壤的养分特性,改善农田重金属污染土壤理化性质,随着污泥灰添加量的增加,污染土的p H、阳离子交换量和土壤肥力显著增加,而Pb、Cd的生物有效性和溶出特性明显降低,当污泥灰的添加量为10%时,污染土中Pb、Cd的浸出浓度低于中国《地表水环境质量标准》Ⅲ类水限值。因此,污泥灰在修复农田重金属污染土领域有极大的应用前景,可根据农田土壤实际的污染工况和修复目标,合理选择污泥灰的添加量,保证修复后的农田土壤均满足修复标准。     

土壤-植物系统重金属镉、锌生物有效性的数学模型评价

植物对土壤中重金属的吸收是一个非线性的过程.由于土壤和植物参数测定具有相当难度,经验模型而非理论模型常被用于评价和预测土壤—植物系统中重金属的生物有效性.在已发表的文献中,弗兰德利希模型(Freundlich typemodel)已被一些学者实际应用于预测和评价植物对土壤中重金属的吸收.重金属的生物有效性与土壤中重金属的总量、pH和有机质含量具有极为密切的关系.然而,对同时建立于上述3个参数的重金属生物有效性的数学评价模型的实际应用还未得到验证.为此,在对已发表文献的数据进行分析的基础上,采用多元回归的方法,建立了基于土壤重金属全量、pH和有机质含量为参数的重金属生物有效性评价模型.实际分析表明,虽然模型中各参数的系数因土壤类型、气候和作物种类而不同,两模型均能很好地评价和预测作物对土壤重金属镉的吸收.与弗兰德利希模型相比较,所建数学模型能更精确地评价土壤—植物系统中重金属锌的生物有效性.     

酸雨条件下化肥中重金属的生物可利用性研究?

选用市面上常见的磷肥和复合肥,通过人为模拟不同酸雨环境,对其溶解时释放重金属的特点及所含重金属的生物可利用性进行了研究.结果表明,供试化肥样本中重金属总量均未超过限量标准,且磷肥中重金属的含量和溶解性均高于复合肥.不同酸雨环境对As、Cd和Cu的生物可利用性影响不大,Cr、Pb和V在pH为3.0的酸雨条件下,生物可利用性最高.化肥中重金属的溶解性由大到小排序为As、Cd、Cu、V、Cr、Pb,其溶解性受重金属总量、溶剂pH和化肥中其他离子的综合影响.相比于重金属总量,其可溶态含量更能反映出生物可利用性的程度.因此,可溶态重金属的含量应作为评判化肥施用潜在环境风险的重要指标.     

Chelators effect on soil Cu extractability and uptake by Elsholtzia splendens

Phytoremediation is emerging as a potential cost-effective solution for remediation of contaminated soils, and bioavailability of metal in the soil for plant uptake is an important factor for successful phytoremediation.This study aimedat investigating the ability of EDTA and citric acid for enhancing soil bioavailability of Cu and phytoremediation by E1sholtzia splendens in two types of soils contaminated with heavy metals [i.e. mined soil from copper mining area (MS), and paddy soil (PS) polluted by copper refining].The results showed that addition of 2.5 mmol/kg EDTA significantly increased the H2O extractable Cu concentration from 1.20 to 15.78mg/kg in MS and from 0.26 to 15.72mg/kg in PS,and that shoot Cu concentration increased 4-fold and 8-fold as compared to the control.There was no significant difference between the treatment with 5.0mmol/kg EDTA and that with 2.5mmol/kg EDTA, probably because that 2.5mmol/kg EDTA was enough for elevating Cu bioavailability to the maximum level.As compared with the control, citric acid had no marked effect on both soil extractable Cu and shoot Cu concentration or accumulation. The results indicated that EDTA addition can increase the potential and efficiency of Cu phytoextraction by E.splendens in polluted soils.     

重金属离子在土壤中迁移的模拟研究

在实验数据基础上做出合理的外推, 利用迁移公式, 模拟了若干年后重金属离子 在土壤中的迁移行为和相对浓度分布. 分析了时间、 水的通量密度、 金属离子的吸 附分配系数对金属离子在土壤中迁移及浓度分布的影响. 结果表明, 金属离子在土壤中的 迁移主要受水的通量密度和吸附分配系数的影响, 并随时间的增加而增加.     

固化/稳定化重金属污染土力学及浸出特性试验研究

为解决传统固化剂在固化/稳定化法处理重金属复合污染土和重度污染土方面存在的不足,研发了一种新型固化剂。以人工制备的Pb、Cd、Cu复合重金属污染土壤为研究对象,开展了室内无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验。在此基础上分析了固化体力学特性、浸出特性等随养护龄期、污染土粒径、重金属污染水平的变化规律。以某金矿区三处重金属污染土壤为治理对象,开展了相关测试,验证了新型固化剂对于重金属污染土的固化效果。研究表明：新型固化剂对于复合重金属污染土和重度污染土的效果较好;固化体无侧限抗压强度随养护龄期的增加而增大,随重金属污染水平、污染土粒径的增加而降低,固化体强度达17.35-33.45 MPa,均能满足固废填埋标准及建筑材料强度要求;重金属浸出浓度随养护龄期的增加而降低,随着污染土粒径和污染水平的增加而增加,浸出浓度均远低于（<0.1%）浸出安全标准限值,固化率>99.99%。所研发的高效重金属污染土固化剂,可用于重金属污染场地的固化修复及资源化利用。     

重金属污染土修复技术研究综述

中国土壤重金属污染情况严重,威胁着人们的身体健康,造成了巨大的经济损失。常用的重金属污染土修复技术基于物理、化学、生物的方法以及它们之间结合的修复技术。介绍了土壤中重金属的形态、来源以及常用修复技术的机理、影响因素和所存在的优势和缺陷,并且从修复成本、修复时间以及长期效果三个方面对常用的修复技术的适用性作了比较,为该领域学者的研究和实际的工程应用中制定重金属污染土壤的修复方案提供一定的参考。     

晚近10年来土壤重金属污染植物修复研究

介绍了晚近 10年来土壤重金属污染的基础研究及在研究过程中表征重金属污染的若干指数 ,简要地说明了重金属对动物、植物造成的危害并分析了影响重金属污染的若干因素 .重点阐述重金属污染植物修复的方法和技术 (植物萃取、根际过滤、植物挥发和植物固定 ) ,剖析了该法的优势与不足 ,最后指出该方法未来的研究趋势 .