重金属污染植物修复技术的研究与应用现状

利用植物修复污染土壤是当前国际学术界的热点研究领域。系统阐述了植物修复技术的概念与内容,对重金属污染植物修复技术研究与应用的现状、植物修复技术的优缺点进行了重点评述,介绍了国外开展的一些典型应用案例,并对这一领域的发展作了展望。     

被污染土壤的植物修复研究

植物修复是利用植物吸收、降解、挥发、根滤、稳定、泵吸等作用机理,达到去除土壤、水体中污染物,或使污染物固定以减轻其危害性,或使污染物转化为毒性较低化学形态的现场治理技术.植物修复对于重金属污染土壤的治理修复具有重要意义.已有研究在累积与超累积植物的寻找筛选、植物对重金属等有害物的耐毒和解毒机理、植物修复现场环境调控及根际处理技术等方面取得了大量成果.现代分子生物学、基因工程技术发展有可能使植物修复技术取得重大突破.     

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。     

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...     

环境硒污染的植物修复研究进展

硒污染已成为全球性的环境问题,严重威胁人类健康和环境安全。本文概述了环境硒污染植物修复技术的研究进展,包括硒富集植物的应用、富集硒的机理及生物技术对它们的改造。指出了当前研究在硒富集植物富集机理及田间应用时的不足;并展望了今后如何进一步寻找和使用生物技术培育硒超富集植物、探求富集机理和田间试验。     

洛阳城区土壤重金属污染现状评价

通过用基准值与表层土壤重金属含量对洛阳市城区表层土壤污染程度进行评价。人类活动和工业化进程加快,来自多方面的环境污染不断加重,造成土壤环境质量不断下降。现代工业生产及古人类活动是造成洛阳城区内局部地段严重污染的主要原因,自然地质作用现象轻微。     

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。     

济南市土壤重金属污染现状及其土壤生物学表征

以济南市区及郊区农田土壤为对象,研究土壤中重金属污染的特征,结果表明,土壤重金属污染不仅引起了生态环境的恶化,而且影响土壤生物多样性,降低了土壤活性。济南市土壤动物各类群的数量与土壤重金属元素含量的相关性统计结果显示:土壤原生动物数量与Co、Ni含量呈明显负相关;土壤线虫数量与Cu、Mo含量呈显著负相关;旱生土壤动物数量与Cu含量呈显著负相关;说明重金属元素对土壤动物多样性具有不利影响,土壤线虫是耐污种类,旱生动物多为不耐污种类,土壤线虫与旱生动物密度之比可以作为土壤重金属污染程度的生物学指标。通过对土壤地球化学元素含量与土壤生物学参数的相关性分析,找到了重金属的敏感生物指标:Pb污染的生物学指标为土壤线虫;As污染的生物学指标是真菌PLFA含量等,用土壤生物作为敏感、快速的重金属污染生物毒性的指示物,具有广阔的应用前景。     

Heavy Metal Distribution in Soils near the Almalyk Mining and Smelting Industrial Area,Uzbekistan

Abstract: The present study demonstrates distribution and chemical forms of heavy metals in soils of the Almalyk mining and smelting industrial area along five transects. The study area is located in Almalyk, Uzbekistan, where the intensification of industrial enterprises negatively impacts the environment. The distribution of 17 heavy metals (Cu, Zn, Pb, Sc, V, Cr, Co, Ni, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Ba, Th, and U) were studied in 21 sampling locations (21×3=63 soil samples) along five radial transects with a total length of 60?km downwind deposition gradient. Soil samples were collected from the upper layer (0–10?cm) at 4–6?km intervals. As a result of X-ray fluorescence spectrometry analyses by using X-ray fluorescence spectroscopy (XRF, Philips Analytical Ink, USA ), a significant decrease in heavy metal (Cu, Zn, Pb) deposition was found going from the source in a downwind direction. Soil samples taken from the first location (near the pollution sources) showed higher concentrations of Cu, Zn and Pb, and lower concentrations with increasing distance from the source. Obtained data showed different impact of pollution sources to heavy metal deposition and distribution in soils. The Almalyk mining and smelting complex is the major source of Pb, Zn and Cu enrichment in soils. Distribution of other trace elements does not exceed background content and suggests lithogenic background. This allowed us to divide these elements into two groups: (1) technogenic (Cu, Zn and Pb); and (2) lithogenic (Sc, V, Cr, Co, Ni, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Ba, Th and U) origins.     

土壤修复过程中重金属形态的研究综述

重金属污染土壤的修复是现阶段污染土壤治理中的难点之一,在土壤修复过程中对重金属的形态研究已在多个领域中开展,并且在重金属形态及其与生物有效性和毒性等研究领域取得了一定的成果。本文综述了现阶段在污染土壤修复过程中对重金属形态研究的主要领域,分析研究重金属形态的必要性,总结出土壤修复过程中重金属形态方面应当从重金属在土壤与植物中的存在形态入手,研究重金属元素在不同界面间的迁移转化规律,通过阻断重金属元素在污染源、土壤、生物之间的传递链条,以阻止重金属对生物体造成危害,从而为土壤重金属污染的治理修复提供理论基础。     

重金属污染水的双壳处理法初探

根据生物成矿作用原理以及热液生物群与多金属硫化物共生的关系提出了双壳生物治理重金属污染水的可能性.实验模拟结果表明,双壳对某些重金属元素具有很强的富集能力,能够在一定程度上降低环境污染指数,说明双壳处理法治理重金属污染水是可行的,尤其是针对矿山污染水;双壳处理法的实施过程中受重金属离子质量浓度与温度范围的限制,其对不同重金属离子的富集也具有一定的选择性.     

江西省德兴矿区土壤重金属污染的综合评价分析

在对德兴矿区可能存在重金属污染的地区进行取样、检测的基础之上,采用了不同方法对德兴矿区土壤重金属污染状况进行了评价。结果表明,德兴地区存在不同程度的砷、汞、铬、镉、锌、铜和铅重金属污染,尤其以德兴矿区为中心的区域污染最为严重。此外,乐安河中下游沿岸地区、西北方向的煤矿区均有不同程度的重金属污染。     

山东省沂南县东部土壤重金属地球化学特征及源解析

为查明山东省沂南县东部地区土壤重金属污染现状和污染源,系统采集了4 779件表层土壤样品,测试分析Cd、Hg、Pb、As、Cr、Ni、Cu、Zn元素含量及pH值,用地统计学、多元统计、空间分析等方法,探讨土壤重金属元素地球化学特征及其可能来源。结果表明,研究区土壤Hg含量均值略高于临沂市表层土壤背景值,另外7种元素含量均值与临沂市土壤背景值相当。与GB 15618—2018土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准筛选值相比,研究区土壤8种重金属元素浓度超标率低,但极大值的超标倍数较大,反映局部点式和小片污染较重。研究区8种元素含量水平总体表现出由西到东三级台阶下降的特征。研究区土壤中Cd、Pb、Zn、As高含量主要受控于自然源母岩,叠加了程度不同的工矿交通和农业活动因素;Cr、Ni几乎完全受控于成土母岩;Hg、Cu主要受控于沂南金场、铜井金矿采冶活动,其次受工业和交通排放以及农业粪肥、农药施用影响。     

胜利油田土壤污染范围分析及复垦技术研究

通过实地采样和室内分析,对石油污染土壤的范围进行了研究。对土壤含油量指标与距离进行指数函数的拟合,经计算得到距油井周边160 m范围内是受石油污染的区域,160 m之外的土壤含油量可以认为低于临界值。并根据该数值,对东营市胜利油田10个采油厂的废弃工矿区进行计算,周边污染土壤可达到2025．67 hm2;此外,还对石油污染土壤的复垦技术进行了探讨;可以为东营市及其他类似区域土地整治过程中污染土壤的治理提供参考。     

矿山环境土壤重金属污染潜在生态风险评价模型探讨

Weeks(2005)提出有关土壤污染的生态风险“层叠式 (Tiered approach)”评价框架,有关各层次的评价技术是当前环境科学研究的热点。针对矿山环境土壤重金属污染生态风险特征,提出矿山环境土壤重金属污染潜在生态风险评价模型,属于Tire 1层次评价模型。根据矿山环境土壤重金属污染生态风险特征,遵循生态风险评价中的熵原理和证据权重原则,用土壤中重金属的浓度风险表征污染指数（Cⁱ_f）;以其环境生物可利用性表征毒性响应系数（Tⁱ_b）,以对污染指数进行修正;以重金属元素的生物毒性响应因子（T^i_e）为权重,提出矿山环境土壤重金属污染潜在生态风险评价模型：RI=∑^m_i=1Er_i其中,E^r_i= Tⁱ_e×Tⁱ_b×Cⁱ_f;RI表示土壤中多种重金属潜在生态风险指数;E^r_i为元素i的潜在风险因子;Cⁱ_f=Cⁱ/Cⁱ_o ,Cⁱ为土壤中重金属浓度实测值,Cⁱ_o为计算所需要的参照值。Tⁱ_b=（Rⁱ_b/ Pⁱ_b）1/2,Rⁱ_b为样品中某元素生物可利用相态占总含量的百分比,Pⁱ_b为参照土壤的相应比值。     

青海省典型高山农业区域土壤重金属污染评价及来源探析

土壤中重金属污染往往是多种成因来源和作用途径叠加综合的结果,简单地判别重金属元素来源不足以为区域土壤重金属污染治理提供足够信息,需定量计算各类排放源对元素的相对贡献率,确定主要污染源。中国青藏高原表土重金属含量近年来有聚集趋势,但是对于重金属来源的定量解析缺乏,位于青藏高原东部区域以及农业土壤的研究也有待补充。为深入了解青藏高原东部典型高山农业区的土壤重金属分布特征、生态风险及污染来源,本文对青海省泽库县的表层土壤（0~20cm）样品进行了采集,对As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb、Zn等10种重金属含量进行了分析。采用原子荧光光谱法（AFS）、电感耦合等离子体质谱/发射光谱法（ICP-MS/OES）等方法测定元素含量,结合基础统计分析方法及对比分析法,研究了重金属含量和空间分布特征;应用富集因子（EF）、地累积指数（Igeo）和潜在生态风险指数（PERI）确定了研究区土壤重金属污染程度和生态风险情况,并利用主成分分析-绝对主成分分数-多元线性回归模型（PCA-APCS-MLR）定量解析了重金属主要潜在来源。结果表明：①As元素的含量均值高于土壤国家环境质量标准,其他重金属含量均小于土壤环境质量标准值。②与中国土壤环境背景值与青海省表层土壤背景值相比,Cd、Hg含量均小于背景值,As、Mn均值含量远超背景值,Co、Cr、Ni、Pb、Zn含量略大于背景值,Cu基本接近于背景值。③富集因子（EF）、地累积指数（Igeo）和潜在生态风险指数（PERI）分析结果基本一致,As表现出的危害趋势最高,其他重金属均较低。④空间分布上,泽库北部重金属含量明显要高于其他区域,位于泽库县东北部的麦秀镇表现出多种重金属含量高的现象。⑤与青海湖流域、公路沿线土壤、玉树县等青藏高原其他区域相比,泽库县表层土壤中As、Mn含量较高。Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn元素含量基本上要高于青海湖流域地区,但是与公路沿线、玉树县等人为活动较为丰富的区域相比则含量低。与三江平原、淮北平原等典型平原地区农田土壤相比,泽库县作为典型高山区域的农田区域,其重金属含量绝大部分要低于平原地区农田土壤。⑥根据相关性分析、主成分分析和PCA-APCS-MLR的结果,研究区重金属主要有4个来源,自然源对Cr、Co、Mn、Ni贡献率分别为64.49%、48.35%、67.68%、77.99%,交通源对Cd、Pb、Zn影响大,贡献率分别为75.46%、50.75%、55.54%,矿业冶炼对于As、Cu影响较大,贡献率分别为43.52%、37.29%,大气沉降的远源因素对Hg的影响最显著,贡献率达到43.39%。其他源对As、Cr、Hg、Cu 和 Pb的影响也较大,需进一步研究明确。综上,对于泽库县,As较其他重金属元素富集明显,但富集程度不高,需进一步预防土壤中As的深度污染。研究区内重金属有自然源、交通源、矿业冶炼及大气沉降的远源等主要4种来源,其他源的定性未能明确需进一步加强研究,而4个主要来源中有3个来源属于人类活动性质,因此人类活动对于泽库县这类典型高山农业土壤的重金属影响需受到关注,采取相关措施避免重金属污染富集现象加重。     

珠江三角洲潜在生态风险:土壤重金属活化

珠江三角洲典型土壤模拟酸雨提取实验表明，土壤酸缓冲能力为菜园土大于水稻土大于赤红壤。酸化过程早期，铝铁胶体吸附共沉淀导致重金属溶出量增长不明显甚至下降；进一步酸化时，多数元素溶出量与加入酸量呈显著正相关。计算表明，在pH=4．5的酸雨作用下，溶液中Hg、Mn、Pb、Fe(以Fe2O3表示)浓度已超出Ⅱ级地表水标准，Cu、Zn大大高于渔业用水标准。可见，土壤元素活化溶出对水体生态环境有潜在的危害。     

恬矿库周围土壤中重金属存在形态特征研究

通过对大冶铜绿山铜铁矿尾矿库周围土壤中重金属形态分析实验,研究了重金属各种形态在土壤中的分布特征。由对比实验可知,尾矿库周围土壤中Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｄ等重金属含量都显著地高于对照样品,书经受到重金属的严重污染。土壤中重金属形态分布征为：ｗ（Ｃｒ、Ｚｎ、Ｆｅ）;可变换态〈碳酸盐态〈有机态〈铁锰氧化态〈残渣态;ｗ（Ｃｕ、Ｐｂ）：可变换态〈碳酸盐态〈有机态〈残渣态〈铁锰氧化态;ｗ（Ｃｄ）：残渣态,有机