植物修复在治理矿区重金属污染土壤中的应用

矿业活动是环境中污染土壤的重金属的主要来源,采用植物修复技术具有物理、化学修复方法所无法比拟的费用低廉、不破坏场地结构、不造成地下水的二次污染等优点。文章从植物稳定、植物提取和植物一微生物以及动物的协同修复等三个方面简要介绍了对矿区污染土壤进行植物修复的研究进展。     

矿山重金属污染土壤修复技术进展及展望

随着人们对矿山环境修复越来越重视,受矿山重金属污染土壤的修复技术不断向前发展,涌现出的新技术方法在矿山重金属污染土壤修复中发挥着日益重要的作用。本文通过对物理化学、植物、微生物和动物四大类矿山重金属污染土壤修复技术理论研究、试验和现场应用等方面入手,搜集大量资料,综述该四大类修复技术的研究现状和主要进展。总结提出矿山重金属污染土壤修复技术重点向4个方向发展:以低成本为导向的常规技术优化,包括常规廉价材料的有效利用、修复重金属污染的同时回收利用重金属(超积累植物和化学回收)等;以高精端新技术为导向的效率提升,包括纳米材料、生物薄膜等新型高效修复材料的研发、基因工程等,通过微观机理的精细研究大幅提高修复效率以降低总体成本;联合不同修复技术,如微生物—植物、化学—植物、物理—化学等联合修复技术,取长补短以实现更好的修复效果;加强不同修复技术的数据库和智能决策系统建设,促进技术成果转化。     

矿山重金属污染土壤修复技术进展及展望

随着人们对矿山环境修复越来越重视,受矿山重金属污染土壤的修复技术不断向前发展,涌现出的新技术方法在矿山重金属污染土壤修复中发挥着日益重要的作用。本文通过对物理化学、植物、微生物和动物四大类矿山重金属污染土壤修复技术理论研究、试验和现场应用等方面入手,搜集大量资料,综述该四大类修复技术的研究现状和主要进展。总结提出矿山重金属污染土壤修复技术重点向4个方向发展：以低成本为导向的常规技术优化,包括常规廉价材料的有效利用、修复重金属污染的同时回收利用重金属（超积累植物和化学回收）等;以高精端新技术为导向的效率提升,包括纳米材料、生物薄膜等新型高效修复材料的研发、基因工程等,通过微观机理的精细研究大幅提高修复效率以降低总体成本;联合不同修复技术,如微生物—植物、化学—植物、物理—化学等联合修复技术,取长补短以实现更好的修复效果;加强不同修复技术的数据库和智能决策系统建设,促进技术成果转化。     

矿区土壤重金属污染及修复技术研究进展

【研究目的】土壤重金属污染是造成土壤生态环境质量下降、农作物重金属超标,甚至危及人体健康的主要因素。采矿及冶炼活动是土壤重金属污染的主要来源,中国矿山贫矿多、难选矿多、共伴生矿多,矿山开采过程中产生了大量的有毒有害重金属进入土壤,由于采矿活动造成土壤重金属污染严重。目前,寻找合适的方法修复矿区重金属污染土壤是国内外环境科学领域研究的热点和难点。【研究方法】本文通过查阅大量矿区重金属污染土壤修复技术方向的文献,综述了国内外关于矿区土壤中重金属污染的特点、危害及修复技术最新研究进展。【研究结果】目前矿区土壤重金属污染的修复方法包括：（1）工程修复技术：客土法;（2）物理修复技术：电动修复法、玻璃化法、热处理法等;（3）化学修复技术：土壤淋洗法、固定/稳定化法等;（4）生物修复技术：植物修复法、微生物修复法等。【结论】目前客土法是使用较广、最有效的处理技术,植物修复技术是应用前景最好的技术。在实际矿山重金属污染土壤修复中,单一的修复技术往往存在一定的局限性而不能满足修复需求,因此可采用多种修复技术相结合的联合修复方法相互补充,以达到最佳修复效果。     

钒污染土壤地下水的修复技术研究进展

钒是典型的氧化还原敏感元素,其在地壳中储量丰富,又是现代工业中性能优异的催化剂.由于地质风化作用及密集的开采、冶炼、应用等人类活动,导致土壤地下水钒污染日益严重,引起研究者的广泛关注.从物理法、化学法和生物法3个方面,综述了土壤地下水钒污染修复技术的最新研究进展.物理法主要包括改土法和电解法,化学法主要包括化学淋洗、化学吸附及化学还原固定,生物法主要包括植物修复和微生物修复.同时展望了钒污染土壤地下水修复技术的发展趋势,为后续研究提供参考.     

植物修复技术在污染治理中的应用现状

植物修复技术是利用活的植物对污染土、污染地下水等介质进行修复。植物对金属元素的净化机理是植物积累、根系过滤、植物根系对土的稳定作用;植物对有机物的净化机理是植物降解、生物刺激和植物的蒸发作用;此外植物的水力控制也是控制污染的主要途径。目前国外在利用植物修复卤代烃、农药、汽油、柴油、重金属、放射性物质、废旧炸药、处理污染填土淋滤液、利用植物分解处理空气中的污染物质或将氧化氮转化为氮气等多方面的研究已取得很多重要成果,而其中最为显著的是利用杂交植物对卤代烃污染地下水进行修复和研究利用转基因植物吸收土壤中的甲基汞。我国在植物修复技术方面的研究也取得重大成果,如利用凤眼莲修复污水中的某些农药、利用蜈蚣草叶片富集砷,利用印度芥菜对土壤中难溶态镉的吸收等。     

金属矿区土壤重金属污染的植物修复研究现状

受矿业活动影响,金属矿区及周边土壤重金属污染已成为严重的环境问题之一。植物修复技术是近年来发展起来的清除土壤中重金属的一种有效、经济的生态技术。重金属污染土壤植物修复技术主要有植物固定、植物挥发和植物吸收等方式,植物固定技术是利用植物阻隔土壤中重金属的迁移,而植物挥发和植物吸收则是将土壤中的重金属移除。本文系统总结了迄今在金属矿区土壤重金属污染的植物固定和植物吸收修复技术研究方面的现状与进展,包括矿区超富集植物筛选、超耐受性植物筛选、提高重金属生物有效性的高效活化剂以及降低重金属迁移能力的化学钝化剂研究等。提出了当前相关领域研究中存在的主要问题,并提出了进一步研究的主要方向。     

污染土壤石油生物降解与调控效应研究

为考察修复过程中土壤石油降解效应,选用中国北方某油田区现场的原油污染土壤,进行了投加除油菌、调节氮磷营养含量和水分含量等强化措施的修复试验。经过180d修复,结果表明,土壤石油污染物去除率达70·6%,去除速率达0·15g·kg-1·d-1,与自然条件相比,石油污染物半衰期由929d减少为103d。饱和烃去除率占总石油去除的75%以上,主要为十八烷、二十七烷、二十九烷、三十一烷与三十四烷。初期投菌对石油污染土壤的生物修复具有快速启动作用,但后期多次投菌对生物修复的促进作用不明显。对氮磷营养水平的适当调节有利于生物修复进行,本试验中对除油菌生长和石油去除最有利的有效态碳氮比为C∶N=100∶1~50∶1。在石油去除过程中,土壤石油去除速率的变化与除油菌数量变化趋势基本一致,表明微生态环境调控对于污染土壤中的石油降解具有显著的促进作用。     

土壤石油污染物微生物降解机理与修复技术研究

较为系统地概述了土壤石油污染物的微生物修复技术和近年来石油烃代谢机理以及微生物细胞膜转运石油烃机理研究等方面的进展。文中着重讨论烷烃代谢途径、影响烷烃降解酶合成的阻遏物和激活物、芳香烃代谢过程和基因方面的研究,以及细胞膜结构的改变和石油烃的迁移等重要特性,最后从宏观系统的修复技术和微观分子学方面探讨微生物降解石油污染土壤的发展方向。     

土壤石油污染的生物修复技术

采用生物修复技术对土壤石油有机污染进行治理以效率高、安全性好、无二次污染、易于管理而受重视。文章结合国内外的最新研究成果。对生物修复的处理过程、技术工艺等方面进行了论述。     

土壤中特异性微生物与重金属相互作用机制与应用研究进展

随着经济的发展,矿产资源的开采和利用程度越来越高,一方面发现有地表露头矿床的几率越来越小,另一方面其造成的重金属污染严重危害环境和人类健康。自然界中的微生物与扩散到环境中的重金属会产生相互作用,具有这种特异性的细菌既可应用于指示隐伏金属矿床,亦可应用于重金属污染生物修复。本文从特异性微生物与重金属相互作用微观机制、微生物找矿、重金属污染土壤的微生物修复三个方面,对其研究现状和进展进行了评述,重点对特异性微生物与重金属离子发生的吸附、累积与转化过程,微生物改变重金属元素分布、赋存状态和毒性作用机理,蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)与金的作用机制及其在寻找隐伏金矿的应用潜力,特异性微生物通过代谢产物吸附去除土壤中重金属元素及其辅助植物修复重金属污染等方面进行了介绍和阐述。     

矿区周边重金属污染土壤植物修复技术研究进展

矿产资源的开发利用引起的环境问题日益突出,矿区周边土壤的重金属污染已对生态环境、食品安全和人体健康构成了威胁。相比于传统的物理和化学修复技术,植物修复技术具有修复面积广、成本低廉、对土壤扰动小、操作方便管理简单、无二次污染等优点,因此受到广泛的关注。本文主要介绍了植物修复技术、超积累植物、富集系数、转运系数的概念及国内外关于超积累植物筛选的研究进展,重点总结了铅锌矿、煤矿、铁矿、铜矿、锰矿、金矿周边生长的典型修复植物,并论述了植物修复技术的作用机理,最后对矿区周边重金属污染土壤植物修复研究进行了总结,并对未来的发展方向提出了建议,以期为建立矿区人工植物修复系统,在矿区进行土壤重金属污染修复时选择合适的植物种类提供参考依据。     

土壤中砷的形态分析和生物有效性研究进展

土壤砷污染是当今全球十分严重的环境与健康问题之一。土壤砷形态及生物有效性研究是开展污染诊断、评估环境健康风险及开展砷污染土壤修复的重要依据。目前土壤砷形态的研究方法包括化学选择性提取操作定义法、溶剂提取仪器测定或吸附材料选择性分离法和同步辐射X射线近边能谱（XANES）直接测定法,这些方法相互结合在土壤砷的形态转化研究中发挥着重要作用。目前关于生物有效性研究存在多种方法并存的局面,化学提取法相对经济、方便,但存在很大的局限性,往往不能真实反映土壤砷的有效态含量,只能作为环境危害程度识别的参考;植物指示法需选择敏感性植物方能有效地指示土壤砷对环境与健康的潜在危害;土壤动物与微生物指示法代表了未来开展砷污染早期预警的发展方向,具有广阔的应用前景。模拟肠胃液提取法(In Vitro Gastrointestinal Method)比较接近动物或人体对土壤砷污染的真实吸收状态,在环境健康风险评价中发挥着重要作用。目前国外已发展出采用兔、仔猪和猴的动物模型以研究经口摄入的生物有效性砷,但尚不清楚哪种动物模型更能准确反映砷对人体的生物有效性。     

铅锌冶炼场地重金属污染土壤修复技术研究进展

铅锌冶炼活动是造成土壤重金属污染的重要来源之一,我国铅锌冶炼场地土壤重金属污染形势日益严峻,严重威胁着人类的健康与安全,亟待治理修复。本文首先分析了我国铅锌冶炼场地土壤的污染现状和污染特征,然后探讨了物理化学修复法、生物修复法、联合修复法等常用重金属污染土壤修复技术的原理、优缺点及适用性,最后提出联合修复技术是未来铅锌冶炼场地土壤重金属污染治理修复的主要研究方向。在污染土壤修复治理过程中,要结合场地土壤污染的程度、范围和特征,有针对性地选择修复技术,需要继续加强修复技术的基础创新,探索多种修复技术协同高效治理模式,提高修复技术的效率和适应性。     

地下水有机污染及微生物修复技术应用

通过对国内外地下水有机污染现状和有机物污染地下水的途径及存在状态的分析,提出了适用于地下水有机污染治理的微生物修复技术———土著微生物法、生物活化法和生物添加法,并对微生物修复技术在地下水有机污染控制中应用的可能性及今后研究方向进行总结。     

氯代烃污染场地微生物修复技术研究进展

氯代烃(CAHs)是工农业生产中广泛应用的重要化工原料,其处置不当或意外泄漏使其成为土壤和地下水中最常检测出的有毒有害污染物之一,对人体和生态环境危害巨大。生物修复技术因具有绿色、经济、高效和无二次污染等优势,是氯代烃污染治理的理想技术手段。文章在分析CAHs的理化性质、在环境中的迁移特征和生物降解机制的基础上,对实验室小试、中试等不同规模的微生物修复研究实例、联合修复的进展和降解转化机制进行梳理,同时对CAHs污染生物修复技术的影响因素进行概述,最后,对CAHs污染微生物修复技术的研究进行展望,未来应在采用微孔芯片与极限稀释技术开展低丰度降解菌的挖掘与解析、研发太阳能加热-生物原位修复等高效联合修复技术并分析修复效果影响因素等方面开展研究,以期为CAHs污染的高效、绿色治理提供技术支持。     

我国土壤中铜的污染现状与修复研究进展

铜是动植物必需的微量营养元素,但过量的铜会严重影响动植物的生长。近年来,随着工农业的迅速发展,土壤铜污染已成为重要的土壤环境污染问题之一。土壤铜污染不仅降低土壤环境质量,而且影响植物、土壤微生物、土壤酶活性等的平衡稳定发展,并威胁农产品质量安全。文中综述现阶段我国土壤铜污染的来源、污染现状,分析了土壤铜污染的特点及对土壤生态系统的危害,介绍土壤铜污染的预防方法,分析并总结目前用于治理土壤铜污染的修复技术原理、适用性及其国内外研究与发展动态,进一步提出未来我国土壤铜污染修复技术有待深入研究的相关问题,以期为我国土壤铜污染的研究和修复治理提供参考。     

河道疏浚底泥堆土镉污染修复技术分析

城市生活垃圾中重金属Cd污染修复是我国亟待解决的环境问题之一。为了确定最佳Cd污染修复技术,探究了多种镉修复技术在河道治理中的适用性。以华东地区城市河道疏浚底泥堆土修复工程为例,对重金属镉污染土壤的修复工艺进行了对比和分析。拟选定土壤稳定化修复技术、土壤淋洗技术和植物修复技术三种修复工艺对受污染土壤进行治理。实验结果表明,稳定化修复技术可以使土壤中镉的浸出率从33.3%降低到14.3%,能有效降低其在环境中的生物毒性,但镉的总量并不会降低;采用柠檬酸和草酸的土壤淋洗技术,能够使镉的去除率达到90.1%和92.4%;相比而言,植物修复技术具有更为突出的高效性、易操作和二次污染少的特点,但修复周期较长。从技术、经济、环境安全等多方面出发,分别对三种修复工艺进行了分析讨论,综合考虑了研究场地的现状和未来规划,最终确定土壤淋洗技术为治理河道底泥堆土镉污染的最佳选择。      

当地下水邂逅DNA:石油类有机污染及其生物降解

地下水科学与工程研究发展到今日,已经成为一门涉及多个领域的综合性学科。地下水污染的控制和修复研究更需要跨学科的技术和知识支持,而生物修复作为一种高效低耗修复的技术成为环境领域的研究热点。微生物因其自身特性及其对污染的降解主导特征对确定有机物污染场地的永续修复具有重要意义。简要地综述了地下水有机污染及其原位修复、有机污染物和地下环境微生物的交互作用,进一步聚焦生物降解机制、生物修复和细菌研究。在此基础上以某石油污染场地地下水为例,进行了地下水中分离微生物菌株及其降解特征的实验研究。结果表明:放线菌降解效果最好,细菌和真菌次之;两两组合降解效果好于单菌,表明存在协同作用;不同菌株混合降解率较低,表明具有拮抗作用。通过动力学实验得出对TPH的降解符合一级反应动力学方程及其降解速度和降解半衰期。就微生物对有机组分降解而言,烷烃和总石油烃降解规律相似;难降解组分降解率低,后期因烷烃转化使其浓度升高;苯浓度变化不大。微生物活性实验表明:活菌总数和脱氢酶活性与降解率呈正相关变化。运用生理生化及分子生物学方法鉴定得出了具体的菌种。     

原位淋洗技术修复石油类污染土壤的研究进展

随着石油的大量开采使用,污染土壤问题也越来越严重,如何修复石油污染土壤成为了人们研究的重点也是难点之一。原位淋洗修复方法不需要对污染土壤进行挖掘,能适用于大面积修复。但是,由于天然场地地质条件的复杂性和现今技术水平的限制,该方法还没有广泛的应用于实际修复之中。文章对原位淋洗修复技术的作用机理、适用范围和国内外研究现状做了介绍,探讨了天然含水层的非均质性对该技术修复效果的影响,介绍了3种原位淋洗修复强化技术,并对原位淋洗技术的未来进行了展望。