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。     

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。     

有机-无机复合体原位固定修复重金属污染土壤的可行性

在当前重金属污染土壤修复技术的基础上,介绍了无机物对重金属的吸附能力和有机物对重金属的络合和螯合能力,提出利用天然的有机、无机材料制备有机-无机复合体,并有机-无机复合体原位钝化污染土壤重金属的可行性进行综合预测和展望。     

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。     

农田土壤重金属污染风险管控研究

农田土壤重金属污染直接影响农产品质量安全、威胁人体健康,因此,开展农田分类管理、实施土壤风险管控具有重要意义。本文在相关政策文件研读、国内外相关文献查阅的基础上,总结了中国农田土壤重金属污染现状及特点,分析了农田土壤重金属的来源,系统概括了农田重金属污染风险管控措施,重点综述了农艺调控类、土壤改良类和生物修复类等土壤修复技术的最新研究进展。最后,总结了目前农田土壤重金属污染风险管控中存在的问题并提出了展望。     

土壤-水稻系统Cd-As同步钝化与吸收阻控研究进展

我国稻田土壤镉-砷(Cd-As)复合污染形势严峻,是实现农田安全利用的难点。相较于其他粮食作物,水稻积累Cd/As的能力更强,对人类健康危害更大,因此,修复Cd-As复合污染稻田土壤,降低稻米Cd/As含量,对保障我国食品安全意义重大。原位钝化技术是目前应用最广泛且治理效率较高的重金属污染土壤修复技术,本文重点阐述了针对稻田土壤Cd-As复合污染的典型钝化剂及其钝化机理,主要包括铁(Fe)+碱性无机材料复合钝化剂、Fe+有机材料复合钝化剂、Fe+有机+碱性无机材料复合钝化剂、有机+碱性无机材料复合钝化剂等;在此基础上,从根际稳定固持和体内运移阻控两方面,探讨原位钝化技术同步降低水稻Cd-As吸收的作用机制。最后,提出未来Cd-As复合钝化剂的研发方向,强调了土壤友好型Fe-Si复合钝化剂可有效从土壤钝化和生理阻隔两方面同步降低Cd/As生物毒害,应用前景广阔。     

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。     

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。     

农田土壤重金属污染及调控措施（英文）

农田土壤重金属污染是全世界所共同面临的普遍性环境问题之一。从农田土壤重金属污染的来源,重金属污染对农田土壤质量、作物生长发育、农产品品质以及对人类健康的影响,论述了重金属污染的防控与调控措施,主要有物理和化学调控、植物修复和农业生态修复措施,并对以后的研究方向进行了探讨。     

农田土壤重金属污染及调控措施

农田土壤重金属污染是全世界所共同面临的普遍性环境问题之一。从农田土壤重金属污染的来源,重金属污染对农田土壤质量、作物生长发育、农产品品质以及对人类健康的影响,论述了重金属污染的防控与调控措施,主要有物理和化学调控、植物修复和农业生态修复措施,并对以后的研究方向进行了探讨。     

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。     

浅谈我国农田土壤重金属污染现状及修复研究

农田土壤重金属污染导致农作物重金属含量超标,这些重金属随食物链进入人体内,对人体健康造成危害。了解农田土壤重金属污染现状、重金属污染对农作物的危害,以及污染农田的治理修复,对维护人体健康具有重要意义。本文综述了我国农田土壤重金属污染现状,分析了农田土壤重金属污染可能对农作物造成的影响,概括了目前农田土壤重金属污染的主要治理方式,并分析了这些治理方式的差异性和优缺点,对未来农田土壤重金属污染治理的方向作出了展望。为该领域初学者了解该领域研究方向、发展趋势和研究热点提供了指导,也为我国农田土壤重金属污染治理的进一步研究提供参考。     

基于发明专利的重金属钝化技术的文献计量分析

降低环境基质中重金属含量及其生物有效性,使重金属从活性较高的形态向活性较低的形态转化,是当前中国农牧业生产及资源利用中亟待解决的一个关键问题。专利文献是技术信息最有效的载体,本文以国家专利局公开的95项重金属钝化专利为依据,对钝化技术发明专利开展了文献计量分析。重金属钝化技术的专利申请数量呈持续增长趋势,并于2014年之后进入快速增长阶段。该技术主要应用领域有土壤、城市污泥和畜禽粪便3种,多数研究属于盆栽试验或批次堆肥实验。无机钝化材料主要通过化学反应和调节土壤中的pH来降低重金属在土壤中的有效浓度;有机钝化技术通过与重金属经化学作用形成不溶性金属-有机复合物,来增加土壤阳离子交换量,以降低重金属的水溶态及可交换态组分,进而降低其生物有效性和可迁移性;而微生物的钝化修复作用还与氧化还原环境有关。不同钝化剂对不同重金属的钝化效果不同,且不同钝化剂优化组合对重金属形态也具有很大影响,在实践中大面积应用面临着较大的困难。借助于材料科学,对高效吸附剂的筛选和分离技术仍需进一步研究和完善。     

2000-2021年农田土壤污染领域研究进展与前沿分析

为明确农田土壤污染的发展历程、研究热点和前沿,本研究以Web of Science核心数据库及中国知网(CNKI)的相关文献为研究对象,运用文献共被引、关键词共现和关键词突现的文献计量分析法,对农田土壤污染领域的研究历程进行了分析.结果表明:农田土壤污染领域受到国际国内的广泛关注,中美两国的发文量占全球的47.00％,...     

稻田镉砷污染阻控原理与技术应用

我国农田土壤重金属污染治理已成为重大国家需求;水稻是重金属超标最为严重的粮食作物;镉/砷污染稻田是农田重金属污染治理的重点与难点。以农产品安全为目标,以定向调控重金属的活性、阻隔其转移的阻控技术,是农田重金属污染治理的新思路,对解决稻田重金属污染治理难题具有重大意义。铁是稻田中最为重要的活性元素,稻田铁循环是连接养分循环与镉/砷行为的枢纽;调控铁与碳/氮循环的耦合过程,可降低土壤中镉/砷向水稻根系迁移的活性,从而减少水稻植株吸收积累镉/砷。硅与硒等营养元素与水稻镉/砷吸收转运密切相关,外源施加硅/硒养分可降低水稻吸收、转运镉/砷的功能基因表达,提高其解毒功能基因表达,从而抑制镉/砷从水稻根系向籽粒的转运。基于以上原理研发了硅/硒营养调控的生理阻隔技术、铁循环调控的钝化技术,并研制了相应的产品。大田试验结果表明,生理阻隔和土壤钝化技术单独应用或组合应用,均可有效降低稻米中镉/砷含量,从而提高稻米的安全性,具有广阔的应用前景。     

我国畜禽粪便重金属污染现状及其钝化措施研究进展

我国畜禽养殖业呈现出集约化经营的特点,畜禽粪便制备的有机肥中仍存在较严重的重金属超标问题,导致土壤环境中重金属逐年累积,农产品品质急剧下降。回顾了我国畜禽粪便重金属污染的现状,总结分析了近年来畜禽粪便重金属污染采取的钝化措施,重点针对堆肥过程中钝化剂的种类及钝化效果进行了总结概括,据此对该领域的未来研究趋势及重点发展方向作了概括性展望。综合分析认为,钝化剂的研发应关注成本低廉、废弃资源再利用的材料。以畜禽粪便为原料的有机肥的土地利用需开展长期定位试验,以进一步追溯重金属在土壤中的变化。     

基于风险等级的重金属污染耕地土壤修复技术集成体系研究

重金属单项控制技术在我国农田土壤修复中已有很多应用,但是面对复杂的土壤污染现状,缺乏基于不同风险等级的控制技术和治理体系,难以应对污染日益严重的不利局面,因此需要将各种单项修复技术进行合理的集成,形成污染耕地修复处理技术的筛选与集成方法体系。本研究基于适用于农田土壤修复的单项技术,包括植物修复技术、农艺修复技术、间套种技术、土壤淋洗技术和土壤钝化技术等,归纳和总结出不同类型技术的技术特性,形成土壤单项修复技术知识库,根据土壤污染风险等级、土壤理化性质、技术特性和人为因素等提出一种适宜的土壤修复技术筛选与集成的方法,为我国农田土壤修复/安全利用和可持续利用管理提供技术支撑。     

设施菜地土壤镉钝化剂筛选及应用效果研究

针对设施农田土壤重金属污染与农产品累积风险日趋严重的问题,以设施农田镉污染土壤(0.4~0.8 mg·kg-1)为研究对象,在室内钝化剂筛选实验的基础上,通过田间效果验证,重点探究炭基、磷基、硅酸盐、黏土矿物等钝化材料施加浓度和磷基-炭基钝化材料复合配施对土壤镉修复效果及对植物生长的影响。结果表明:施加生物质炭、羟基磷灰石、蒙脱石等钝化剂可明显降低土壤有效态镉含量,其中羟基磷灰石+生物质炭配施效果最好,土壤有效态镉含量降低46.52%~58.11%。与对照相比,施加钝化剂均能抑制油菜对镉的吸收和根部向地上可食部分转移,使油菜地上部镉的含量较CK降低3.9%~51.2%,全部低于《食品安全国家标准》(GB 2762—2016)食品中污染物限量。考虑生产成本、材料来源等因素,推荐羟基磷灰石(225 kg·hm-2)与0.6%生物炭复合添加配施为优选钝化剂组合。田间效果分析也表明,土壤EC与土壤有效态镉含量呈显著正相关,进一步证明污染设施菜地中施加钝化剂降低土壤镉的生物有效性,是实现设施菜地安全生产的可行措施。