铜污染土壤修复的有机调控研究Ⅱ.根际土壤铜的有机活化效应

通过盆栽试验研究了合成有机络合剂ＥＤＴＡ和猪粪可溶性有机物对印度芥菜和高秆牧草根际土壤铜的活化效应。结果表明，施用ＥＤＴＡ可极显地增加根际土壤水溶态和交换态铜含量，猪粪可溶性有机物对土壤铜的活化作用不显。外加ＥＤＴＡ能活化土壤铜而提高其移动性。     

香薷植物修复铜污染土壤的研究进展

土壤铜污染有自然来源和人为来源。铜污染土壤中有机质、Fe／Al氧化物对铜的专性吸附，是影响土壤中铜生物有效性的主要因素。近年来，我国原生植物修复材料如海州香薷、鸭跖草、酸模、紫花香薷在国内铜污染土壤的研究中得到广泛应用。其中．采用海州香薷开展铜污染土壤植物修复机理和修复技术的研究，已从实验室水培、盆栽试验的生长反应特性、耐及解铜毒的生理生化反应，进展到室外大田修复的示范工程及技术推广阶段。紫花香薷在重金属复合污染土壤上，也有修复前景。开展植物修复材料的产后处置研究，综合利用和深加工，增大植物修复材料价值，对加强植物修复工程的示范和推广步伐，有重要意义。     

江西德兴铜矿铜污染状况调查及植物修复研究

通过对江西德兴铜矿采矿区、尾矿堆积区、生活区以及下游河流大圬河、乐安河的水域、土壤铜污染状况的调查,结果表明矿区铜污染极为严重,土壤中铜含量平均高达186 mg kg-1,大圬河河水铜含量在15~30mg L-1之间,底泥的铜含量在500~9000mg kg-1之间,乐安河的底泥铜含量达500mg kg-1。经对矿区周围140余种植物体内积累的铜含量的测定,筛选出16种植物铜的积累量在100mg kg-1以上,这些植物可用于对土壤和水体铜污染的植物修复技术的研究。     

二氧化碳联合螯合剂强化向日葵修复铜污染土壤研究

【目的】以向日葵为研究材料,探讨其在CO2浓度升高条件下修复铜(Cu)污染土壤的效率以及对比CO2与螯合剂联合诱导下向日葵对铜污染土壤修复效率的差异,并筛选出对CO2浓度升高响应显著的品种,以期为利用植物修复铜污染土壤提供数据支撑。【方法】 在设置两个CO2浓度的人工气候室内(正常浓度370 mol/mol和升高浓度800 mol/mol),采用完全随机设计的盆栽土培试验,通过5个不同品种的向日葵,向铜污染水平为100mg/kg的土壤上施加不同浓度EDTA和DTPA,研究CO2浓度与螯合剂联合施用对向日葵修复铜污染土壤效率的影响。【结果】 1)不同螯合剂用量对铜污染土壤的浸提效果显著不同,根据螯合剂浸提土壤铜的高含量低毒性效应,选取EDTA 3 mmol/kg土和DTPA 5 mmol/kg土作为螯合剂的施加剂量。2)施入螯合剂后,CO2浓度升高一定程度上缓解了向日葵的失绿、 失水,增加了食葵3号和阿尔泰2号的总生物量,但降低了食葵4号和阿尔泰1号的总生物量。3)在相同CO2浓度下,加入螯合剂后明显提高土壤pH值,且DTPA处理的增幅明显高于EDTA处理。CO2浓度升高处理虽对土壤pH值有影响,但CO2施肥与不施肥处理间五个品种的土壤pH值无显著差异。4)试验选用的5个品种中,食葵4号、 阿尔泰1号在CO2浓度升高后,向日葵地上部蓄铜量明显降低;食葵3号、 油生引2号在CO2浓度升高后,向日葵地上部蓄铜量略有升高;阿尔泰2号在二氧化碳浓度升高后,向日葵地上部蓄铜量明显升高。CO2与DTPA 5 mmol/kg土联合施用, 5个品种向日葵茎叶内铜含量较对照增加239％～646％;铜蓄积量较对照增加230％～362％。二氧化碳与EDTA 3 mmol/kg 联合施用时,EDTA的活化作用未达到最佳效果,对5个品种向日葵茎、 叶内铜含量的影响不一致。【结论】CO2浓度升高一定程度上可以增强向日葵的抗性。在100 mg/kg铜污染土壤上,阿尔泰2号对二氧化碳浓度升高的反应最敏感,同时二氧化碳与螯合剂联合施用时,螯合剂可能是影响土壤pH值变化的主要因子。在铜污染水平为100 mg/kg的土壤上,与EDTA施用量为3 mmol/kg土相比,5 mmol/kg土的DTPA与CO2联合施用的修复效果更好。     

不同钝化剂对铜污染土壤原位钝化修复

考察了磷酸二氢钾、碳酸钙、硅酸钠、自制草木灰和自制生物质炭5种钝化剂对Cu污染土壤的钝化修复效果,对修复后的土壤进行了X射线衍射(XRD)分析;同时,对欧共体标准物质局提出的三步提取法(简称BCR法)进行了适当的改进,并运用改进的BCR法对Cu在土壤中的形态进行分析,以探讨不同钝化剂的作用机理。结果表明,5种钝化剂的投加量分别为50、100、20、20和20 g/kg时,对土壤钝化修复效果最佳,投加钝化剂后,土壤中可交换态Cu含量快速减少、残渣态Cu含量快速增加。其中,自制草木灰由于提高土壤p H更易与Cu生成沉淀,对Cu的钝化效果最佳,该钝化剂使有效态Cu含量减少53%,可交换态Cu含量减少49.2%,残渣态Cu含量增加4.7倍,有效地降低了Cu的生物毒性。     

磷灰石和石灰稳定化修复对污染土壤铜和镉垂直迁移的影响

大量改良材料被用于重金属污染土壤的稳定化修复,但是不同用量的改良材料长期田间修复后重金属总量和有效态在不同土层的垂直分布特征鲜有研究涉及。本研究采集不同剂量的磷灰石和石灰稳定化修复的0~13、13~30和30~50 cm土层污染土壤,考察铜和镉总量及有效态含量在不同土层的分布特征。结果表明:随着磷灰石和石灰用量的增加,显著降低了0~13 cm土层土壤交换性酸和交换性铝,增加了土壤全钙的含量,且磷灰石处理提高了土壤全磷和速效磷含量。0~13 cm土层土壤pH、总铜和总镉含量均随着磷灰石和石灰用量的增加而逐渐增加,但是降低了13~30和30~50 cm土层土壤总铜和总镉含量。3个土层中铜和镉有效态含量均随着磷灰石和石灰用量的增加而显著降低,其中23.2 g/kg磷灰石处理和4 g/kg石灰处理土壤有效态铜含量降低85.1%和92.0%,有效态镉降低18.8%和23.5%。相关性分析表明,土壤pH和铜镉总量是影响铜镉有效性的主要因素。可见,磷灰石和石灰的应用使铜和镉较好地固定在土壤表层,减少铜和镉向下层土壤的淋溶,降低了铜和镉的有效性。     

植物–微生物联合修复镍污染土壤研究进展

土壤健康是粮食安全的保障,人类活动给土壤造成的污染亟待治理。镍是人体必需微量元素,但过量的镍具有较大的毒性。目前我国土壤中镍污染比较严峻,应尽快响应《土壤污染防治行动计划》来改善土壤中镍污染状况。本文综述了植物–微生物联合修复技术的基本原理,微生物在镍污染土壤中对植物生长状况、有效态镍含量以及植物吸收镍的影响,对寻找合适的植物和微生物修复镍污染土壤具有重要意义;最后,提出将有机酸运用到植物–微生物联合修复镍污染土壤中、建立PGPB库和寻找我国超富集植物等下一步研究的重点。     

磷灰石等改良剂对铜污染土壤的修复效果研究——对铜形态分布、土壤酶活性和微生物数量的影响

通过田间小区试验,研究了磷灰石、石灰、木炭、猪粪、铁粉对Cu污染土壤中Cu形态分布、土壤酶活性和微生物数量的影响。结果表明:改良剂的处理减少了离子交换态Cu的百分含量,增加了碳酸盐、铁锰氧化物、有机结合态Cu的百分含量,但对残留态Cu百分含量影响不大。磷灰石、石灰、木炭显著提高了土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性和土壤pH,但对脲酶活性影响较小。改良剂不同程度地增加了土壤细菌和真菌数量,且细菌和真菌数量均与土壤pH呈正相关关系,特别是真菌,与pH的相关系数达0.90。pH是影响Cu化学形态、土壤酶活性和微生物数量的主要因素,磷灰石、石灰和木炭显著提高了土壤pH,降低Cu的活性,增加了土壤酶活性和微生物数量,对Cu污染土壤具有较好的修复效果。     

铜污染土壤修复的有机调控研究Ⅰ.可溶性有机物和EDTA对污染红壤铜的释放作用

通过吸附-解吸试验和室内培养试验研究了EDTA和猪粪可溶性有机物(DOM)对红壤铜吸附-解吸特性的影响及对污染红壤铜的释放作用.结果表明,外加EDTA可明显降低红壤对铜的吸附率和解吸率;吸附率和解吸率与加入的EDTA含碳量的对数呈极显著的负相关.猪粪DOM在加入量小于21.9 mgL-1C时红壤铜吸附率、解吸率显著降低,符合直线方程;大于21.9 mgL-1C时则使红壤铜吸附率、解吸率逐渐增大,可以对数方程拟合,相关性达到极显著水平.EDTA对污染红壤铜的释放作用随着EDTA:Cu摩尔比的增大而迅速增大,随着铜处理时间的延长而降低;在同一培养时间,外加铜浓度50 mgkg-1时,EDTA对土壤铜的释放量占土壤铜总量的比例即提取效率高于100mgkg-1外源铜处理时的提取效率,但随着EDTA:Cu摩尔比的增大,两者的提取效率差异越来越小.     

磷灰石等改良剂对重金属铜镉污染土壤的田间修复研究

通过田间小区试验,研究了磷灰石、石灰、木炭、猪粪、铁粉5种改良剂对Cu、Cd复合污染土壤的改良效果。结果表明,石灰、磷灰石、木炭、猪粪降低了土壤溶液中重金属Cu、Cd的含量,提高了土壤溶液的pH,但改良效果随着时间的推移不断降低。磷灰石、石灰、木炭的加入显著降低了有效态Cu含量,但对有效态Cd含量影响较小。与猪粪相比,磷灰石、石灰、木炭显著增加了黑麦草生物量,提高了对重金属Cu、Cd的吸收能力,对该污染土壤的修复具有实践应用价值。     

羟基磷灰石–植物联合修复对Cu/Cd污染植物根际 土壤微生物群落的影响

针对江西贵溪Cu、Cd重金属污染土壤,通过田间试验,比较无机生物材料羟基磷灰石及3种植物(海州香薷、巨菌草、伴矿景天)与羟基磷灰石联合修复对土壤总Cu、Cd的吸收及对活性Cu、Cd的钝化吸收能力差异。采用磷脂脂肪酸(PLFA)分析法,比较不同修复模式对土壤微生物群落结构的影响,以评估土壤微生态环境对不同修复措施的响应。研究结果表明:羟基磷灰石的施加可显著提高土壤pH,并有效钝化土壤活性Cu、Cd含量,但对土壤总Cu、Cd的含量影响较小。植物与羟基磷灰石的联合修复在显著降低土壤活性Cu、Cd(P0.05)的同时,减少了植物根际土壤总Cu、Cd的含量(P0.05)。不同修复措施对土壤微生物群落组成影响差异明显。单独施加羟基磷灰石与土壤真菌群落呈显著正相关,使土壤真菌生物量提高,从而引起真菌/细菌(F/B)的升高。植物与羟基磷灰石的联合修复可有效缓解土壤真菌化的趋势,其中巨菌草与羟基磷灰石的联合修复可有效提高土壤革兰氏阳性、革兰氏阴性细菌生物量及多样性,降低F/B值,从而降低土壤真菌病害的风险。不同植物根系活性代谢引起有机质的积累促进植物与羟基磷灰石处理中根际有机碳含量显著提高。聚类增强树(Aggregated boosted tree,ABT)分析结果表明:不同修复模式是影响土壤微生物群落的重要因素,其次土壤pH和Cu的含量及活性也是改变重金属污染区域微生物群落的因子。该研究从微生物群落结构角度解释了植物与羟基磷灰石联合修复对土壤微生态体系的作用,为开展Cu、Cd等重金属污染地植物与无机生物材料的联合修复方式的筛选及实施提供可靠的理论依据。     

土壤中钒污染的修复与治理技术研究

阐明了土壤中钒污染的现状,同时对国内外土壤中钒污染的治理和修复研究工作做了系统的综述,包括应用工程治理措施、生物修复法、化学法、天然矿物法、农业生态措施和综合治理方法去除土壤中的钒。最后针对土壤中钒污染日益严重的状况,提出了几点防治对策和研究展望。     

土壤重金属污染现状与修复技术研究进展

阐述了土壤重金属污染物的来源和重金属污染土壤修复技术研究现状,分析了各种修复技术的优缺点、实用性与发展动态,为土壤重金属污染综合治理与修复提出了新的思路。     

粉煤灰对污染土壤中铜镉的稳定化

采用批衡量吸附和室内培养实验,考察了粉煤灰对Cu和Cd的吸附等温线及0.2%、0.5%、1%和2%用量的粉煤灰对土壤pH、有效态Cu和Cd、以及5种化学形态Cu和Cd分布的影响。结果表明:粉煤灰对Cu和Cd的吸附等温线均可以用Langmuir和Freundlich方程进行拟合,其对Cu的最大吸附量(9.90 mg/g)高于对Cd的最大吸附量(9.43 mg/g)。随着粉煤灰用量的增加,土壤pH显著增加,有效态Cu和Cd显著降低。同时,粉煤灰处理显著降低了离子交换态Cu和Cd含量,增加了铁锰氧化物结合态Cu和Cd含量,降低了Cu和Cd活性,使活性态Cu和Cd逐渐向潜在活性态和非活性态转化。其中培养60天后,2%处理的粉煤灰处理较对照pH提高了0.44个单位,离子交换态Cu和Cd分别降低了35.7%和35.9%。因此,粉煤灰能够有效吸附Cu和Cd,显著降低土壤有效态和离子交换态Cu和Cd的含量,在重金属稳定化修复应用中具有较好的应用前景。     

有机黏土矿物修复有机污染研究进展

本文综述了有机黏土矿物对环境中有机污染物吸附的研究进展.具体介绍了黏土类型,改性剂种类,改性条件以及有机污染物性质对吸附性能的影响,有机黏土矿物对有机污染物的吸附机理,并就溶液pH和温度的影响机制进行了分析.文章最后对有机黏土在环境污染治理方面的作用研究作了展望.     

基于Web of Science对土壤重金属污染修复研究的计量分析

为了解国内外土壤重金属污染修复技术的最新研究进展、研究热点及发展趋势,通过Web of Science~(TM)核心合集数据库,利用Web of Science(简称WOS)数据库自带的分析工具、Hist Cite引文图谱分析软件、VOSviewer可视化分析软件和Origin 9.1作图软件,从发文量TOP10的国家(地区)、高产作者、来源期刊、重要研究机构、研究方向热点等方面对21世纪以来(2000—2016年间)发表的有关土壤重金属污染修复研究文献进行计量分析。结果表明:该领域研究中国发文量第一,但均篇被引次数较低;高产作者主要来自美国和中国,前三名分别为美国作者Ma L Q、比利时作者Vangronsveld J和中国作者Zhou Q X(周启星);重要研究机构前三名为中国科学院、浙江大学和美国佛罗里达大学;主要期刊有Environmental ScienceTechnology、Journal of Hazardous Materials、Chemosphere和Environmental Pollution等;主要研究热点是植物修复技术以及生物修复、固化/稳定化修复技术;主要研究的土壤重金属对象是镉(Cd)、铅(Pb)、铜(Cu)、锌(Zn)、类重金属砷(As)等;研究主要涉及的学科是环境科学、生态学、工程学、农学和水资源学等。本文对该领域初学者了解该领域研究方向、发展趋势和研究热点具有指导意义。     

重金属污染农田土壤修复效果评价指标体系分析

重金属污染农田土壤经修复后,是否达到了预期的目标,是否可以复垦为农田,生产的农作物是否达到了安全水平,这些问题均需要通过对修复后的效果进行评价来给出明确的答复。然而,目前,有关重金属污染农田土壤修复效果评价指标体系方面的研究还很少。从污染农田土壤修复效果评价的实际需求出发,本着全面性、客观性、易测性、可评性的原则,提出了一套推荐评价指标体系,并给出了各指标的分析方法及评价标准,以期为重金属污染农田土壤修复效果评价体系的建立及土壤修复标准的制定等提供参考依据。     

蚯蚓在土壤重金属污染及其修复中的应用研究进展

蚯蚓作为主要的大型土壤动物类群,对土壤环境改善起到了重要的作用,本文在系统分析、归纳总结国内外相关领域研究成果的基础上,综述了蚯蚓在土壤重金属污染及其修复中的应用研究进展,主要包括:蚯蚓作为土壤重金属污染的指示生物,蚯蚓对重金属的富集与释放,重金属对蚯蚓生理生态的影响研究,蚯蚓在土壤重金属污染修复中的作用机制,蚯蚓与植物、微生物的协同作用,以及蚯蚓粪作为重金属污染修复剂的潜力分析等.在此基础上,概括提出了蚯蚓在重金属污染土壤修复领域面临的主要问题.