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。     

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。     

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。     

基于WOS的重金属污染土壤钝化修复研究文献计量分析

土壤重金属污染是危害性极大的全球性环境问题,钝化修复是治理污染土壤较为实用的绿色经济策略之一。为分析土壤重金属污染钝化修复研究现状,基于Web of Science核心合集数据库,采用文献计量学方法对2000—2021年土壤重金属钝化研究论文相关数据进行可视化分析。结果表明,在2000—2021年全球土壤重金属钝化领域的发文数量整体呈上升趋势,Environmental Science and Pollution Research、Chemosphere、Journal of Hazadous Materials以及Science of the Total Environment等杂志刊发该领域的研究内容较多,国家级基金等是土壤重金属钝化研究领域的主要资助来源。关键词聚类分析显示,镉污染修复是重金属钝化修复领域较受重视的问题之一,中国科学院、中国农业科学院农业农村部环境保护科研监测所以及中国科学院大学等单位是土壤重金属钝化研究领域的代表性机构。未来的研究应着重于钝化材料修复污染土壤的机理,可同时修复多种重金属的新型钝化材料筛选,以及结合重金属低积累品种或栽培措施等方面,提高修复效果,降...     

酸模对Cd、Cu、Pb复合污染农田的修复潜力

酸模(Rumex acetosa)的生长地域广、存活能力强、有一定的重金属耐性,是一种潜在的农田修复植物。本研究通过田间实验,采用梯度递加设计方法研究酸模对镉(Cd)、铜(Cu)、铅(Pb)复合污染农田(Cd:0.70~1.34 mg·kg^-1、Cu:180.37~224.90 mg·kg^-1、Pb:328.94~376.19 mg·kg^-1)的修复潜力。结果表明,酸模的生物量在高浓度地块中比低浓度地块降低了10.9%~28.9%;酸模对Cd、Cu、Pb的富集系数最高分别达到5.77、0.15和0.10,转移系数最高分别为1.19、0.89、0.68,其富集系数随污染程度的增加而降低,富集能力为Cd>Cu>Pb。由此可见,在Cd、Cu、Pb复合污染的农田中,酸模对Cd的修复潜力最大。     

土壤重金属污染的修复技术研究

随着我国工业化和城市化进程不断推进,土壤重金属污染问题日益严重,已严重威胁到人类健康、环境安全。以土壤重金属污染修复方法为要点,介绍不同种修复方法,根据常见稳定固化材料的不同分类,详述不同种稳定固化材料的原理与效果,讨论不同种修复方法的优势与不足,并进行对比分析,以期为重金属污染土壤修复实施提供参考。     

土壤重金属污染修复技术讨论

土壤重金属污染日益严重,人们在修复过程中探索了各种修复方法,也各有千秋。重点分析了土壤重金属污染的物理修复、化学修复、生物修复、生态修复等方法,为进一步修复土壤重金属污染提供帮助。     

不同物料对Cu、Zn、Hg、Cd污染土壤修复效应

为了探索修复重金属污染土壤的有效方法,采用铁矿粉、煤矸石、磷矿粉、风化煤、硅藻土、木醋、壳聚糖对Cu、Zn、Hg、Cd污染的土壤进行处理。结果表明,大部分物料在添加5周后,土壤中重金属有效态含量逐渐趋于稳定;土壤添加物料7周后,风化煤和磷矿粉均能显著降低土壤中有效态Cu含量,分别降低了73%和49%;铁矿粉和风化煤对土壤中Zn有着较好的固化效果,分别使土壤中有效态Zn含量减少了82.2%和72.6%;硅藻土和铁矿粉均能有效降低土壤中Hg的有效态含量,降低量分别达51.7%和48.5%;硅藻土对土壤中的Cd有着良好的固化效果,土壤中有效态Cd的降低量为51.3%;壳聚糖则在一定程度上增加了土壤中有效态Cu、Zn、Hg的含量。该研究为修复4种重金属污染的土壤提供一定的数据支持和方法参考。     

磷酸盐对污染土壤中Pb·Cd·Zn的钝化效果

[目的]研究磷酸盐对重金属Pb、Cd、Zn的钝化作用。[方法]以磷酸盐作为钝化剂,添加量设为50~1 200 g/m~2,考察Pb、Cd、Zn的有效态浓度随着钝化剂添加量的变化。[结果]随着磷酸盐添加量的增大,Pb、Cd、Zn有效态浓度均呈下降趋势,Pb从280 mg/kg下降到123 mg/kg,Zn从14.20 mg/kg下降到7.18 mg/kg,Cd从1.50 mg/kg下降到1.27 mg/kg,最终得到最佳添加量为500 g/m~2,并且30 d后Pb、Cd、Zn有效态浓度达到稳定状态。添加磷酸盐后土壤pH从5.62增加到7.57。[结论]磷酸盐可使土壤中的Pb、Cd、Zn浓度明显降低,达到预期的土壤修复效果。     

不同物料对污染土壤中铅的钝化

通过向铅污染土壤中分别施加磷酸二氢钾、碳酸钙和硅酸钠三种物料,测定了土壤pH值、重金属铅有效态含量的变化,评价了不同物料对铅污染土壤的钝化修复效果。运用改进的BCR法对铅在土壤中的形态分析,并对修复后的土壤进行X射线衍射(XRD)分析,探讨了不同物料的作用机理。结果表明:三种物料分别在5%、5%和2%(质量比)的投加比例下,对土壤钝化修复效果最佳;三种物料均可与土壤中铅发生反应,分别生成Pb₃(PO₄)₂、PbCO₃ 和PbSiO₃等含铅矿物沉淀,促进土壤中铅的钝化;磷酸二氢钾施加后,土壤中有效态铅含量减少95.7%,可交换态铅含量减少96.1%,残渣态铅含量增加4.7倍,对土壤修复的效果最佳。     

赤泥对重金属污染稻田土壤Pb、Zn和Cd的修复效应研究(英文)

[目的]研究赤泥对矿区重金属污染稻田土壤中Pb、Zn和Cd的修复效应,阐明其对重金属污染土壤的修复机理及肥效机制。[方法]通过土壤培养试验,研究了赤泥对土壤pH值和电导率(EC)的影响,探讨了其对土壤Pb、Zn和Cd重金属的修复效应。[结果]赤泥能显著降低土壤中交换态Pb、Zn和Cd含量,当赤泥用量为4%(W/W)时,培养30、60和90d后,交换态Pb含量分别比不施赤泥的对照处理下降了39.25%、41.38%和50.19%;交换态Zn含量分别比对照下降了49.26%、57.32%和47.16%;交换态Cd含量分别比对照处理下降了19.53%、24.06%和25.70%。施用赤泥对土壤5种形态Pb、Zn和Cd所占总Pb、Zn和Cd的比重有明显影响,不同赤泥处理均降低了土壤中交换态Pb、Zn和Cd占总Pb、Zn和Cd的比重,且该3种重金属各自所占比重均随赤泥施用量的增加而下降。[结论]该研究为赤泥在稻田土壤上的合理施用以及其减少稻田土壤重金属污染的研究提供参考依据。     

赤泥对重金属污染稻田土壤Pb、Zn和Cd的修复效应研究

[目的]研究赤泥对矿区重金属污染稻田土壤中Pb、Zn和Cd的修复效应,阐明其对重金属污染土壤的修复机理及肥效机制。[方法]通过土壤培养试验,研究了赤泥对土壤pH值和电导率(EC)的影响,探讨了其对土壤Pb、Zn和Cd重金属的修复效应。[结果]赤泥能显著降低土壤中交换态Pb、Zn和Cd含量,当赤泥用量为4%(W/W)时,培养30、60和90 d后,交换态Pb含量分别比不施赤泥的对照处理下降了39.25%、41.38%和50.19%;交换态Zn含量分别比对照下降了49.26%、57.32%和47.16%;交换态Cd含量分别比对照处理下降了19.53%、24.06%和25.70%。施用赤泥对土壤5种形态Pb、Zn和Cd所占总Pb、Zn和Cd的比重有明显影响,不同赤泥处理均降低了土壤中交换态Pb、Zn和Cd占总Pb、Zn和Cd的比重,且该3种重金属各自所占比重均随赤泥施用量的增加而下降。[结论]该研究为赤泥在稻田土壤上的合理施用以及其减少稻田土壤重金属污染的研究提供参考依据。     

Aggregation of Diesel Contaminated Soil for Bioremediation

Diesel contaminated soil（DCS） contained a large amount of the hydrocarbons and salt which was dominated by soluble sodium chloride. Aggregation process which made the desired aggregate size distribution could speed up the degradation rate of the hydrocarbons since the aggregated DCS had better physical characteristics than the non-aggregated material. Artificial aggregation increased pores 〉30 μm by approximately 5% and reduced pores 〈1 μm by 5%, but did not change the percentage of the pores between 1 and 30 μm. The saturated hydraulic conductivity of non-aggregated DCS was 5×10-6 m · s-l, but it increased to 1×10-5 m · s-l after aggregation. The compression index of the non-aggregated DCS was 0.0186; however, the artificial aggregates with and without lime were 0.031 and 0.028, respectively. DCS could be piled 0.2 m deep without artificial aggregation; however, it could be applied 0.28 m deep when artificial aggregates were formed without limiting O2 transport.     

微波强化EDDS淋洗修复重金属污染土壤研究

为了快速去除土壤中的重金属污染,采用微波强化[S,S]-乙二胺二琥珀酸([S,S]-EDDS,简写为EDDS)淋洗方法,做了微波时间、功率对Cd、Pb、Zn去除效率影响的实验,并用BCR连续提取法分析了微波强化EDDS淋洗对土壤中重金属形态的影响.结果表明,在微波功率900W,时间10 min条件下,EDDS对Cd、Pb、Zn的去除率分别达到29％、89％、71％,比未引入微波时淋洗的各重金属的最高去除率分别提高8％、26％、33％,且明显缩短了处理时间(从6h缩短为10 min).与处理前原土壤相比,土壤在微波辐射淋洗处理后,主要污染重金属的交换态和碳酸盐结合态以及铁锰氧化物结合态明显降低(其中Cd降低34％,Pb降低90％、Zn降低83％),残渣态增加,从而有效降低了土壤中毒害污染重金属元素含量和重金属可利用性,减轻了污染土壤的生态风险.微波辅助淋洗修复可作为一种重金属污染场地的快速修复技术.     

膨润土对轻度镉污染土壤钝化修复效应研究

通过盆栽和大田小区试验,研究了膨润土对Cd 污染土壤修复效应。结果表明,盆栽和大田条件下施用膨润土后土壤Cd 交换态含量分别较对照降低了41.3%~86.1%和7.9%~24.6%,铁锰氧化物结合态（OX）和残渣态（RES）Cd 含量则有所上升。水稻各部分Cd 含量总体上随膨润土投加量的增加而降低,与对照相比,盆栽条件下根、茎、叶、糙米中Cd 含量最大降幅分别达到46.0%、49.8%、54.2%和71.8%,大田小区条件下水稻各部分Cd含量最大降幅分别达到35.3%、48.8%、36.0%和40.9%。投加不同浓度膨润土后,水稻幼苗叶片SOD 酶活性和可溶性蛋白含量在一定程度上有所促进,而POD酶活性和MDA含量则表现为明显的抑制效应（P<0.05）。在盆栽和大田实验中,施用膨润土显著提高土壤过氧化氢酶活性（P<0.05）,与之相反,在盆栽实验中,土壤Cd 蔗糖酶活性较对照处理显著降低（P<0.05）,降幅达44.3%~52.3%,而大田条件下各处理间差异不显著（P>0.05）;脲酶活性随膨润土施加量的增加呈现出先降低后增加的趋势。     

3种含磷材料修复铜镉复合污染土壤的研究

以冶炼厂附近的实地污染土壤为材料,采取室内模拟法研究了磷酸二氢钙(CDP)、钙镁磷肥(CMP)和骨粉(BM)3种典型含磷材料对铜(Cu)、镉(Cd)复合污染土壤的修复效果。结果表明,3种含磷材料添加后均可使土壤中Cu、Cd等重金属从有效性高的形态向有效性低的形态转变;其中,以CMP的钝化效果最好,且随着含磷材料比例的增加,钝化效果逐渐增强。例如磷与重金属的摩尔比为4.0的钙镁磷肥处理后,土壤中无机结合态Cu和残渣态Cu的百分比之和最高可达78.91%,有效态Cd百分比从10.37%降到了0.19%,残渣态Cd的百分比则从66.53%增至84.84%。     

土壤CU Zn Pb污染对蔬菜根伸长的抑制及毒性效应

采用室内盆栽试验观测了黄泥土上不同浓度Cu（0～2000mg·kg^-1）、Zn（0～3000mg·kg^-1）和Pb（0～5000mg·kg^-1）污染下叶菜类蔬菜（小白菜和包菜）、根茎类蔬菜（萝卜和洋葱）和茄果类蔬菜（番茄和黄瓜）的根伸长,以阐明不同重金属及用量对蔬菜根生长的抑制及毒性效应。结果表明,相同Cu、Zn、Pb浓度下,番茄的根伸长抑制率最大,小白菜的根伸长抑制率最小,番茄对Cu、Zn、Pb的毒性响应最敏感,小白菜则不敏感;蔬菜对不同重金属的毒性响应不同,对Cu最敏感,Zn和Pb次之。种植蔬菜的土壤中有效态重金属含量与蔬菜根伸长均呈显著负相关（rCu=-0.782＊,rZn=-0.995＊＊,rPb=-0.982＊＊）,表明重金属有效态是影响蔬菜根伸长的重要因素。     

柠檬酸土柱淋洗法去除污染土壤中Cr的研究

为降低铬渣污染场地土壤中高含量铬向其周围农田、水体迁移的风险,我国急需修复铬渣污染土壤的关键技术和数据支撑。采用柠檬酸进行模拟土柱间歇式淋洗的方法,研究滤液中总Cr含量和pH值的变化规律,分析了淋洗前后不同深度土壤中重金属形态的变化,并对淋洗后土壤中Cr（Ⅵ）含量随深度变化的迁移规律进行了研究。结果表明,间歇淋洗方式造成滤液中总Cr含量和pH值跳跃式变化,提高了去除率。淋洗后土壤pH值从11.9降至8.8,土壤Cr（Ⅵ）从土柱顶部向底部强烈迁移。当淋洗量达到5.4个孔隙体积（水土比为2.88）时,土壤总C