土壤镉和砷污染钝化修复材料及科学计量研究

使用Web of Science(WOS)核心合集数据库统计了5年内(2014—2018年)关于土壤镉(Cd)和砷(As)单一污染的情况,发现土壤Cd和As污染依然受到人们的广泛关注,且我国在该领域发文最多。利用CiteSpace软件分析发现施用钝化修复材料是土壤Cd和As污染治理的热点修复技术之一。基于此,本文综述了常见的钝化修复材料及其钝化机理,并分别对钝化修复材料的室内研究和修复实践进行总结,发现无机类钝化修复材料中石灰类主要通过调节土壤pH值改变重金属有效性;磷酸盐类分别通过共沉淀和点位竞争机制钝化重金属;金属及其氧化物类通过表面络合和还原作用对重金属的钝化效果更好;黏土矿物中海泡石和坡缕石廉价绿色且具有较大的比表面积,对重金属的钝化效果较好。有机类钝化剂中生物炭类为研究热点材料之一,因表面拥有丰富的官能团和较大的比表面积,其对重金属表现出良好的钝化修复效果;有机废弃物含高度腐殖化的有机质和微生物,对重金属钝化效果较好。此外,对国内外典型的Cd和As污染实践修复工程进行介绍,发现金属及其氧化物、堆肥、生物炭以及廉价易获得的石灰和黏土矿物施用较广。最后,讨论了钝化修复材料施用中亟需解决的问题。     

基于文献计量的小麦玉米重金属污染农田修复治理技术及效果分析

利用中国知网期刊全文数据库(CNKI)和Web of Science核心合集英文数据库(WOS),通过对2000—2018年小麦、玉米重金属污染农田修复领域的相关文献进行计量分析并统计归类,了解国内外有关小麦、玉米重金属污染农田土壤修复治理领域的研究趋势及特点,深入分析田间试验条件下不同修复治理技术对小麦、玉米籽粒的降镉效果,为进一步的深入研究与应用提供依据。结果表明,国内外该领域研究起步发展较缓,在2010年之后增速加大,但关注度明显低于稻田;从重金属种类来看,对重金属镉污染的研究热度居首位;在小麦、玉米重金属污染农田修复领域占据重要影响地位的主要发文期刊包括:Journal of Hazardous Materials、Science of the Total Environment、Chemosphere、《农业环境科学学报》以及《生态环境学报》;施用钝化剂/改良剂在该研究领域的受关注度最高;从田间条件下修复效果来看,低积累镉品种的应用籽粒降镉效果最佳,降镉率达57.73%,其次是无机+有机复合类钝化材料。无机+有机复合修复材料和低积累品种应用是小麦、玉米重金属污染农田土壤修复利用的有效技术和研究发展方向。     

农田土壤重金属污染黏土矿物钝化修复研究进展

随着我国工业化和城镇化的发展,农田土壤重金属污染日趋严重。钝化修复技术因其具有修复速率快、效果好、稳定性好、操作简单等优点较适应于大面积中轻度重金属污染农田修复治理。本文概述了农田土壤重金属污染钝化修复技术特点及国内外发展现状,阐述了农田土壤重金属污染钝化修复技术的发展历史。在此基础上就黏土矿物材料对农田土壤重金属污染钝化修复研究现状、农艺措施对农田土壤重金属污染黏土矿物材料钝化修复效应及稳定性影响、黏土矿物材料钝化修复对农田土壤环境质量影响等诸多方面进行了详细综述,并就黏土矿物材料在农田土壤重金属污染钝化修复中的应用及相关问题进行了展望。     

耕地土壤重金属污染钝化修复技术研究进展

耕地土壤重金属污染引起的环境和粮食安全问题令人堪忧,钝化修复已成为农田耕地土壤重金属污染修复的重要方式。重金属原位化学钝化修复是通过向污染土壤中施加钝化剂使重金属的赋存形态发生改变从而达到钝化的效果。本文在对耕地污染土壤常用的无机、有机、无机-有机复合钝化修复技术分析总结的基础上,指出钝化修复技术应用中存在的问题及今后的研究方向,以期为进一步推动该领域的研究和推广工作提供参考。     

砷污染土壤原位钝化材料修复效果及机制的研究进展

基于钝化材料的原位修复是砷污染土壤的一种重要修复技术。本文综合分析了前人在该领域的研究成果,介绍了原位钝化修复砷污染土壤的磷基材料、含铁材料、生物炭及其他材料对砷污染土壤原位钝化修复的效果和机制等方面的国内外研究进展,并对该领域今后的重点研究方向进行展望。总体而言,含铁材料治理砷污染土壤具有较好的效果,而磷基材料和生物炭材料对砷的原位钝化修复效果存在争议,不同研究得到的修复效果往往并不一致,其中,磷基材料多用于砷污染土壤的植物修复中;不同材料钝化砷的机制各不相同,主要是吸附、共沉淀和氧化还原机制等。针对当前应用钝化材料原位修复砷污染土壤中存在的问题,指出了应加强砷污染土壤原位复合钝化材料和联合修复技术的研发,并加深修复机制以及钝化效果的长期性和稳定性等方面的研究。     

农田重金属土壤健康钝化技术研究及应用趋势

受农用品投入、固体废弃物堆放、污水农灌及大气沉降等因素影响,导致农田土壤退化、农产品安全等问题愈发严峻,重金属污染通过食物链严重威胁人体健康,成为中国农业环境领域亟待解决的关键问题之一。针对中国农田重金属污染现状,从有机、无机钝化材料、土壤钝化健康技术出发,对农田土壤重金属污染健康修复技术进行深入梳理、分析,提出目前农田重金属土壤修复中存在的主要关键瓶颈问题,从有机、无机联合钝化、绿色农产品投入、土壤质量健康提升等方面进行展望发展趋势,为土壤重金属逆境的生态治理、农田废弃物循环利用及土壤健康可持续发展提供理论及技术依据。     

重金属污染土壤修复中钝化材料的应用研究进展

由于土壤重金属污染对植物、动物和人类健康的直接和潜在毒害,以及它的不可降解性,使得重金属污染土壤的修复受到了越来越多的关注。化学钝化修复技术作为一种重要的重金属污染土壤修复手段,是通过向土壤中添加化学材料,经过吸附、沉淀、络合、离子交换等一系列化学反应过程,降低土壤中重金属的环境风险,因其具有原位性、经济性、操作的便捷性等特点而越来越多地被应用到重金属污染土壤修复的实践中。该文通过对近年来应用于重金属污染土壤修复中的钝化材料进行分类概述,总结了各类钝化材料钝化重金属的效果、机理和应用情况,为重金属污染土壤修复提供理论依据。     

我国盐生植物在土壤重金属污染修复中的应用述评

重金属污染土壤的植物修复具有地域性,为了解我国盐生植物对土壤重金属污染的修复现状,采用文献计量学方法,通过Web of Science数据库及CNKI中文期刊全文数据库对2000—2020年发表的有关盐生植物重金属富集或修复的文献进行检索,从盐生植物科属和生活型、盐生植物重金属富集能力差异、盐生植物重金属富集机理等方面...     

基于CiteSpace的重金属污染土壤修复研究文献计量分析

以Web of Science数据库及中国知网的文献资料为数据源,利用CiteSpace文献计量工具,对1998—2018年重金属污染土壤修复研究领域的相关文献从发文量、发文国家、发文机构、关键词、作者群体、载文期刊及论文被引频次方面进行分析,以此探讨国内外该领域研究现状及未来发展态势。结果表明,土壤重金属修复研究文献数量呈快速增长态势,中国、美国、西班牙、意大利、韩国等是外文文献发文量较多的国家;外文文献主要载文期刊有Chemosphere、Journal of Hazardous Materials、Environmental Science and Pollution Research等,中文文献主要载文期刊有《农业环境科学学报》《生态环境学报》等;在外文文献发文数量、论文被引频次方面,中国科研机构都占据重要地位,表明我国在该研究领域有着较强的国际学术影响力;从关键词出现频次及文献被引频次分析可知,土壤镉、铅、锌、铜的累积特征及修复是当前该领域主要研究内容,而植物修复及生物炭在土壤重金属修复研究中的应用是当前该领域研究热点;修复机理研究、新型修复技术的研发、综合修复体系研究以及土壤重金属修复大田实践示范工作是未来该领域研究的重要方向。     

农田重金属钝化剂研究进展

农田重金属污染原位钝化修复是通过向土壤中添加钝化剂来降低重金属的有效浓度和生物有效性,从而降低重金属对生态环境和土壤—作物系统的危害。这种方法因操作简便、见效快、适合大面积修复而被广泛应用,且不同类型钝化剂具有不同的修复效果和修复机制。本文从无机类、有机类、新型材料三个方面对钝化剂进行分类,并从修复机理、修复效果、影响因素以及注意的问题等方面分析钝化剂修复重金属污染的现状。针对实际环境中存在的多种重金属复合污染,利用复合钝化剂进行修复,今后需进一步研究钝化剂修复机理以及探寻新的修复材料,并通过长期田间试验监测修复效果稳定性。     

基于文献计量的Cr污染土壤修复发展历程剖析(2001-2015年)

借助Web of Science,利用文献计量学方法定量分析了2001—2015年15年间发表的与Cr污染土壤修复相关的文献,研究了Cr污染土壤修复在不同时期(2001—2005、2006—2010、2011—2015年)的发展与演变,对比了不同阶段Cr污染土壤修复技术发展的异同点.文献计量分析显示,Cr污染土壤修复历程由早期的以电动力修复、生物修复主导的应用可行性研究,逐渐转向土壤淋洗修复、钝化还原修复以及以筛选修复菌种与修复植物为核心的生物修复技术研究时期,进而向多技术联合修复、新技术和新材料的探索研究阶段发展,学科交叉融合不断增强.Cr污染土壤修复技术3个阶段的研究内容由少至多,由浅入深,材料功能优化和环境友好化日益成为研究的驱动力.历经数十年发展后,以负载和纳米化为特征的新型修复材料制备及应用将成为下一阶段的研究重点,而修复技术的深度融合与地域化适应将是修复技术实际应用中需要突破的瓶颈.     

基于Web of Science对生物质灰在土壤改良与修复领域的计量分析

为了解生物质灰在土壤改良与修复领域的研究热点和发展趋势,通过Web of ScienceTM核心数据库,利用Histcite和VOSviewer软件,从被引频次Top10的作者、期刊及研究热点等方面对2000—2021年间发表的该领域文献进行了计量分析.结果表明:高被引的作者主要集中于西欧发达国家,主要期刊有Plant and Soil、Forest Ecology and Management及Biomass&Bioenergy;主要研究热点是生物质灰水溶液中重金属铜、镉、铅、锌的吸附机理,生物质灰自身养分、活性组分(活性硅等)在农业生产及重金属土壤钝化修复方面的应用.     

生物炭钝化修复镉、铅、铜和砷污染土壤的研究进展

生物炭在改良土壤、增加土壤碳汇等方面具有很大的应用潜力,且可以钝化土壤重金属,降低重金属污染的环境风险。为给西南地区开展生物炭钝化修复重金属污染土壤提供参考,对国内外利用生物炭钝化修复镉、铅、铜和砷污染土壤的研究现状进行综述,提出目前存在的挑战以及未来研究的侧重点。     

重金属污染耕地安全利用钝化材料作用机制及效果研究进展

对钝化材料修复耕地土壤重金属污染的机理，及其在耕地中对土壤环境、植物影响、钝化作用期等安全利用效果进行了综述。钝化材料包括无机类、有机类、复合材料、新型钝化材料，钝化修复主要通过离子交换、吸附、沉淀、络合等作用降低土壤中重金属的生物有效性及迁移性。轻中度重金属污染耕地宜采用成本低、施用量少的石灰类、有机肥、农作物秸秆等材料，在受污染较重的耕地宜采用硅酸类、含磷材料、金属及其氧化物类、生物质炭、复合材料及新型钝化材料，液体材料宜采取叶面喷施减少施用量。为保证长期的环境效益及经济效益，钝化材料的选取应结合当地耕地土壤理化性质及土壤重金属背景值，建议合理配比有机类及无机类材料增强其作用性能，完善钝化材料用量标准。未来应研究、开发重金属种类和土壤条件针对性更强的钝化材料、与农业投入品相结合的钝化剂(如修复肥料等),加强钝化材料与农艺、生物措施结合的技术研究，实现环境、经济和生态效益协调统一耕地安全利用。     

镉污染农田原位钝化修复效果及其机理研究进展

镉（Cd）污染农田土壤的修复是环境质量领域关注的热点,原位钝化修复技术是一项较为经济且实用的解决方案,其技术关键在于钝化材料。本文对各类钝化材料原位钝化Cd的修复效果进行了综合比较分析,综述了钝化材料应用优劣情况、研究趋势、成本效益及其潜在修复机理,以期为Cd污染农田土壤原位钝化修复材料应用提供参考。     

钝化剂修复重金属污染土壤研究进展

化学钝化修复技术作为修复重金属污染土壤的重要方法之一,成本低、操作简单、修复效率高,具有良好的应用前景。钝化剂类型多样,分布广泛,可分为无机类钝化剂、有机类钝化剂、微生物类钝化剂、复合型钝化剂及新型材料钝化剂,不同类型的钝化剂对重金属污染土壤的钝化修复效果各不相同。主要从各类型钝化剂的自身特性、作用机理、修复效果概述了钝化剂的研究进展和前景,分析了存在的问题,并从钝化剂的合理施用、风险评估、长期有效性、完善分类系统、修复方法集成等方面提出展望,以期为钝化修复重金属污染土壤提供参考。     

生物炭老化对土壤重金属的固定效应研究进展

生物炭作为一种环境友好、稳定性强的钝化材料,因其巨大的比表面积、丰富的含氧官能团等特点成为目前修复重金属污染土壤的有效材料.然而,生物炭(改性)对重金属的固定能力及效应除受本身特性影响外,还受到材料老化过程及环境条件等因素的影响,导致生物炭(改性)固定土壤重金属的稳定性、持久性发生变化,从而使得生物炭材料的钝化性能受到影响.本文重点综述了当前生物炭(改性)及其老化产物对土壤重金属固定效应的相关进展,分析了生物炭及其老化产物固定重金属的相关机制及影响因素,并对生物炭及其老化过程可能带来的土壤重金属固定长效性影响,以及今后以此为基础的钝化技术的研发趋势进行了展望,以期为利用生物炭钝化修复重金属污染土壤及相关辅助技术研发提供支撑.     

重金属污染农田原位钝化修复材料研究进展

重金属原位钝化是一种农田土壤污染修复技术,钝化材料能有效降低重金属迁移性及生物有效性。本文综述了用于原位钝化修复的钝化材料及其钝化机理,探讨了钝化材料对重金属污染农田钝化效果的影响因素。并对钝化产品的市场研发及农田修复后需要解决的问题进行了分析和展望,以期为原位钝化修复技术和钝化材料的研发提供理论基础和研究方向。     

含磷物质原位化学钝化重金属污染土壤的研究进展

重金属含磷物质原位化学修复是通过添加不同的含磷物质钝化土壤中重金属元素,改变重金属在土壤中赋存状态,降低其生物有效性的一种有效方法。由于操作方便、效果迅速和价格低廉,含磷物质进行重金属污染土壤原位修复被认为是目前有效的修复措施。对目前国内外利用含磷物质钝化重金属污染土壤研究现状进行了综述,就含磷物质种类、修复化学作用机制、影响因子以及其在重金属修复方面的局限性等方面进行了探讨,并提出研究方向。     

土壤重金属污染的形态分析及生物有效性探讨

 土壤重金属污染已成为人们关注的全球性的环境问题之一,重金属生物有效性已成为污染生态学研究的前沿,污染土壤中重金属形态分析是土壤修复的关键所在。阐述了土壤重金属污染形态分析的研究进展,并对影响生物有效性的主要因素以及土壤重金属污染存在的问题进行了分析探讨,并指出了存在的问题和以后发展的方向,从而为重金属污染土壤经济、有效的修复提供理论依据。