稻田重金属污染修复治理技术及效果文献计量分析

为了解国内、外稻田重金属污染修复治理研究进展、研究趋势以及稻田镉污染修复治理效果,通过检索2006—2017年CNKI中国期刊全文数据库和Web of Science~(TM)核心合集数据库有关稻田重金属污染修复治理领域相关文献,利用软件对相关文献进行计量分析,并再次筛选出大田条件下稻田镉污染修复治理技术和效果。结果表明:国内、外本领域近12年中英文发文数量基本持平;近6年年发文数量迅速增长,但中文论文本地篇均被引次数较低;该领域发文主要期刊有《农业环境科学学报》《环境科学》《生态环境学报》《Environmental Pollution》《Journal of Hazardous Materials》和《Chemosphere》;主要研究的重金属是镉、铅、砷等;稻田重金属污染修复治理技术主要包括基施钝化类修复剂的固定/稳定化修复技术、重金属低积累水稻品种、叶面阻控剂以及农艺调控措施等;大田条件下对稻田镉污染修复治理的主要技术以及该技术稻米平均降镉率分别为低镉积累水稻品种74.50%,黏土矿物钝化剂46.85%,叶面阻控剂+基施改良剂44.52%,无机组配改良剂42.19%,水分管理+基施改良剂41.19%。     

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...     

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。     

适宜浙南地区种植的重金属低积累玉米品种筛选

为筛选出适宜浙南地区种植的重金属低积累玉米品种,选择了12个玉米品种在Cd和Cu复合污染农田进行田间试验,研究玉米对土壤中Cd和Cu元素积累和富集的差异,以期筛选出适合在当地重金属污染农田种植的玉米品种。结果表明:试验品种中有2个玉米品种Cd超标,其余10个品种Cd含量符合国家食品卫生标准。玉米不同器官Cd和Cu含量由高到低依次为根>茎叶>籽粒,玉米籽粒、茎叶和根系的Cd富集系数分别为0.07~0.58、0.51~3.41和1.42~4.92。根据玉米产量和籽粒重金属积累综合分析,初步筛选出4个重金属低积累玉米品种,可作为复合污染农田安全利用的品种选择。     

受污染耕地安全利用措施验证试验

土壤重金属因不能被土壤微生物分解而易蓄积,影响玉米安全生产,危害人体健康,解决土壤重金属污染势在必行。为进一步验证施用叶面阻控剂、土壤调理剂、微生物菌剂对玉米籽粒中镉、铅重金属的吸附能力大小,为今后受污染耕地安全利用提供科学依据特安排本试验。结果表明,喷施叶面阻控剂可显著降低玉米籽粒镉含量;施用土壤调理剂可有效降低土壤有效态砷含量而降低玉米籽粒砷含量;施用微生物菌剂可显著降低土壤有效态镉含量而降低玉米籽粒镉含量。     

石灰氮调理剂在重金属镉、镍污染农田上的试验效果初探

通过在轻度镉、镍污染的稻田进行石灰氮调理剂田间对比试验,探讨镉、镍轻度污染农田的土壤原位钝化修复技术。结果表明,向农田土壤中施加石灰氮调理剂可使土壤中重金属镉、镍的有效性降低,进而降低水稻籽粒中镉、镍的含量,对水稻产量影响不大。试验中水稻籽粒中镉含量降低8.85%~29.62%。由此可见,向农田轻度污染土壤中施加钝化剂可以在一定程度上降低作物籽粒中镉含量。相关研究结果为水稻田轻度污染边治理边利用提供了一定的技术支持。     

植物修复重金属超标农田研究进展

针对中国南方重金属超标农田污染治理技术特点作了简要分析与探讨,并收集汇总中国现有镉、砷、铜和铅的超积累植物40种,同时进行了分类与归纳。依据中国现有的重金属超积累植物,讨论了中国南方重金属超标农田修复植物的筛选和培育方向,分别给出对重金属镉、砷、铜和铅的污染修复超积累植物应用建议及相关理论依据。     

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。     

滤泥有机肥对镉砷复合污染农田玉米吸收重金属的影响

通过大田试验评估滤泥有机肥在促进玉米增产和消减玉米籽粒累积重金属的影响。研究结果表明,施加滤泥有机肥后玉米籽粒产量达到7137 kg/hm2,明显高于对照的5649 kg/hm2;同时也降低了玉米籽粒中镉砷含量,镉由对照的0.038 mg/kg下降到0.031 mg/kg,差异不显著;砷含量由对照的0.35 mg/kg下降到0.21 mg/kg,降低率达40%。研究结果将为滤泥有机肥的推广应用及在保证农产品安全方面提供依据,为受到镉砷复合污染的农田土壤的修复提供材料支持。     

基于文献计量的我国农地重金属研究热点分析

检索了CNKI中国期刊全文数据库中2006—2016年的我国农地重金属相关文献,通过文献计量分析,初步探明了我国农地重金属的研究现状与趋势。结果表明,从2006年开始,我国农地重金属领域的发文量逐步增长,涉及到第一作者2114名,著录发文机构共635家。发文50篇及以上的机构4家,是本领域的主要研究机构,南京农业大学居首位。刊发本领域论文的期刊共569种,其中《农业环境科学学报》发文量超过100篇,位居榜首。被引频次排在前10的论文总被引频次为1443,被引频次最高的3篇论文分别刊登在《农业环境科学学报》《地理学报》《生态环境学报》上。重金属类型主要涉及到Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu和Zn等,其中涉及Cd污染的最多;我国土壤修复方式以植物修复居多,微生物修复和电动修复较少,原位修复较异位修复多;有关风险评价的论文177篇,涉及的重金属中Cd最多,涉及地区中湖南位居首位。近几年在农地重金属领域的研究主题主要集中在调查、污染评价、累积及化学转化。     

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。     

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。     

耕地土壤镉污染现状及治理措施——以湖南省衡阳市祁东县为例

在我国众多环境污染问题中,土壤重金属污染已成为亟待解决的问题之一。目前,国内外研究学者认为,镉(Cd)污染是农田重金属污染中较为突出的问题。以湖南省衡阳市祁东县为例,结合现有资料并通过走访调查祁东县现有及历史排污企业,分析祁东县镉污染潜在来源、现状及修复治理措施,并以该县B镇某村部分农田为实例,通过有针对性地开展耕地土壤修复工作,对减轻该县土壤污染引发的潜在粮食安全问题具有重要意义,同时也是贯彻落实《中华人民共和国土壤污染防治法》与深入推进耕地土壤污染源头管控和安全利用的重要基础性工作。     

施加钝化剂及叶面肥对大田小麦-玉米轮作Cd吸收转运的影响

为研究施加钝化剂、叶面肥对大田小麦-玉米轮作Cd吸收转运的影响,实现安全利用类耕地农作物的安全生产,通过大田轮作试验的方式,选用小麦秸秆生物炭、钙镁磷肥为土壤钝化剂,叶面硒肥为叶面阻隔剂,在田间共设置6个处理：小麦和玉米常规种植（CK）、基施生物炭（B）、基施钙镁磷肥（P）、叶面喷施硒肥（F）、叶面喷施硒肥的同时基施生物炭（BF）、叶面喷施硒肥的同时基施钙镁磷肥（PF）。小麦和玉米成熟后对其籽粒、秸秆、根系3部分的Cd含量进行检测,并对耕地土壤的pH值、有效态Cd、全量Cd进行测定。结果表明：与CK处理相比,小麦和玉米各处理土壤pH值有不同程度的升高,其中B处理和BF处理会显著提升土壤pH值;小麦和玉米各处理土壤中全量Cd无明显变化; P处理和PF处理可显著降低土壤有效态Cd含量。与CK处理相比,各处理农作物籽粒中Cd含量均有不同程度的降低,且叶面阻隔联合土壤钝化技术（BF、PF）的效果更好。较CK处理,PF处理小麦和玉米籽粒Cd含量下降最明显,降幅分别为39.91%、43.51%,BF处理小麦和玉米籽粒Cd含量分别下降了22.58%、33.53%,F、B处理和P处理变化较小,降低效果表现为B处理相似文献   

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。     

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。