土壤重金属污染植物修复研究报告现状与发展前景
土壤重金属污染的植物修复研究现状与发展前景①2007-05-27 17:08
土壤重金属污染的植物修复研究现状与发展前景①作者】桑爱云。张黎明。曹启民。夏炜林。王华。【英文作者】 SANG Aiyun1） ZHANG Liming1） CAO Qimin1） XIA Weilin1） WANG Hua2）<1 Tropical Crops Genetic Resources Institute。CATAS。Danzhou。Hainan。 2 College of Agronomy。SCUTA。Hainan 571737）。【作者单位】中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所。华南热带农业大学农学院。海南儋州。【刊名】热带农业科学 , Chinese Journal of Tropical Agriculture, 编辑部邮箱2006年01期
桑爱云1>② 张黎明1> 曹启民1> 夏炜林1> 王华2>
(1 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海南儋州571737。
2 华南热带农业大学农学院海南儋州571737> 摘要重金属污染是土壤污染中危害极大的一类, 重金属污染的防治及其修复是目前国际上研究的热点之一。综述了土壤重金属污染及其植物修复的方法, 概述了超富集植物的概念、植物修复的机制和方式, 系统阐述植物修复的应用前景和今后的研究方向。关键词重金属污染。植物修复。超富集植物分类号X5
3 Resear ch Advances and Development Prospect of Phytor emediation in Heavy Metal Contamination Soil SANG Aiyun1> ZHANG Liming1> CAO Qimin1> XIA Weilin1> WANG Hua2>
(1 Tropical Crops Genetic Resources Institute, CATAS, Danzhou, Hainan 571737。
2 College of Agronomy, SCUTA, Danzhou, Hainan 571737> Abstr act Heavy metal contamination is extremely harmful in soil contamination. It is one of the research priorities in the world to control and remedy heavy metal contamination. Heavy metal contamination in soil and its phytoremediation are reviewed in this paper. At the same time, the definition of hyper-accumulated plants and the mechanism and measures of phytoremediation are described in detail. The perspectives in research and application of phytoremediation were expounded systematically.
Keywords heavy metal contamination 。phytoremediation 。hyper-accumulator 热带农业科学CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE 2006 年 2 月第26 卷第 1 期Feb. 2006 Vol.26, No.1 ① 科技基础性工作和社会公益研究专项( 2004DI B3J073> 资助。
收稿日期: 2005- 07- 25 责任编辑/ 孙继华ht t p: / / r dnk. chi naj our nal . net . cn/ E-mai l : r dnk@chi naj our nal . net . cn ② 桑爱云( 1981～> , 女, 在读硕士研究生。E-mai l : ayun728@126. com。随着工业的发展和农业生产的现代化, 土壤污染日益严重, 而重金属污染是其中危害极大的一类。重金属在土壤中积累到一定限度时, 就会对土壤- 植物系统产生毒害, 它不仅导致土壤退化、农作物产量和品质降低, 而且通过径流和淋洗作用污染地表水和地下水, 恶化水文环境, 并可能通过直接接触、食物链等途径危及人类的生命和健康。因此, 土壤系统中的重金属污染和防治一直是国际上研究的难点和热点。目前, 土壤重金属污染的治理技术主要有物理法、化学法和生物法。但是采用物理方法或化学方法来治理土壤重金属污染, 不仅成本昂贵, 而且还会破坏土壤结构以及土壤微生物, 也可能造成“二次污染”。而采用植物对重金属的忍耐和超量积累能力并结合共生的微生物体系来实现对重金属污染环境的修复即植物修复技术是一种新兴的绿色生物技术, 能在不破坏土壤生态环境, 保持土壤结构和微生物活性的情况下, 通过植物的根系直接将大量的重金属元素吸收, 收获植物地上部分来修复被污染的土壤[1]。因此, 自20 世纪90 年代以来, 植物修复成为环境污染治理研究领域的一个前沿性课题。
1 土壤重金属污染土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属加到土壤中, 致使土壤中的重金属含量过高, 并造成生态环境质量恶化的现象。在低浓度时, 土壤中的- 75 - 2006 年
2 月热带农业科学第26 卷第 1 期富集植物具有清洁金属污染土壤和实现金属生物回收的实际可能性, 这种植物具有与一般植物不同的生理特性[6] , 在工业废物或污泥使用而引起的重金属污染土壤上, 连续种植几茬超富集植物, 就能去除土壤中的( 有毒> 重金属, 特别是生物有效性部分, 从而复垦和利用被重金属污染的土壤[7] , 也就是我们现在常说的植物修复。植物修复的前提是找到对某种( 些> 重金属具有特殊吸收富集能力的植物种或基因型, 即重金属的“超富集植物”。超富集植物是指能超量吸收重金属并将其运移到地上部的植物。通常, 超富集植物的界定可考虑以下 2 个主要因素: ① 植物地上部富集的重金属应达到一定的量。② 植物地上部的重
金属含量应高于根部。由于各种重金属在地壳中的丰度及在土壤和植物中的背景值存在较大差异, 因此, 对不同重金属, 其超富集植物富集质量分数界限也有所不同。目前采用较多的是Baker 和Br ooks 提出的参考值, 即把植物叶片或地上部( 干质量> 中Cd 含量达到100 mg/ kg, Co、Cu、Ni 、Pb 含量达到 1 000 mg/ kg, Mn、Zn 含量达到10 000 mg/ kg 以上的植物称为超富集植物。同时, 这些植物的转运系数S/ R( S 和R 分别指植物地上部和根部重金属的含量> 应大于1[6]。目前, 世界上共发现有400 多种超富集植物[8]。已发现的部分典型的超累积植物物种以及植物体中最大重金属含量见表1。
2. 2 植物修复重金属污染的机制植物可通过根部直接吸收水溶性重金属。重金植物, 这是有关超富集植物的最早报道。1814 年, Desvaux 将其命名为Alyssum bertolonii Desvaux ( 贝托庭芥> 。1848 年, Mi nguzzi 和Ver gnano 发现, 该植物叶片中Ni 含量达7 900 mg/ kg。1977 年, Br ooks 提出超富集植物的概念[4] 。1983 年, Chaney 提出利用超富集植物清除土壤中的重金属污染[5] , 即植物修复。英国Shef f i el d 大学Baker 博士是介绍植物修复的概念的首批科学家之一, 提出超植物物种名称干茎叶中重金属文献中文名称学名( 拉丁名> 种类含量来源高山薯Ipomoea alpina Rendle Cu 12 300 9 天蓝遏蓝菜Thlaspi caerulescens J. & C. Presl Cd 1 800 9 高山漆姑草Minuartia verna (Linnaeus> Hiern Pb 11 400 10 天蓝遏蓝菜Thlaspi caerulescens J. & C. Presl Zn 51 600 9 毒鼠子Dichapetalum gelonioides (Roxburgh> Engler Zn 30 000 10 短瓣遏蓝菜Thlaspi brachypetalum Linn. Zn 15 300 10 芦苇堇菜Viola calaminaria Linn. Zn 10 000 10 东南景天Sedum alfredii Hance Zn 19 674 12 铁芒萁Dicranopteris dichotoma ( Thunberg> Bernhardi Re 3 000 11 蜈蚣草Pteris vittata Linn. As 5 000 13 大叶井口边草Pteris cretica Linn. As 694 14 线蓬Sutera fodina Wild Cr 2 400 10 尼科菊Dicoma niccolifera Wild Cr 1 500 10 表 1 一些典型的超富集植物体中最大重金属含量单位: mg/ kg 某些重金属元素( 如Zn、Cu> 对植物而言是必需元素,
但过量时就会对生物产生毒害作用。常见的对土壤造成污染的重金属包括Zn、Cu、Cr 、Ni 、Pb、Cd、Hg、As 等元素。在我国, 土壤重金属污染主要由采矿、冶炼、电镀、化工、电子、制革、燃料等工业产生的“三废”以及污灌、农药化肥的不合理施用等农业措施引起的。尤其是近年来由于城市和工业的迅速发展, 工业废弃物、城市固体废弃物、农业灌溉水污染、肥料和农药的施用, 和城市污水处理厂污泥及大气污染物的沉降, 使污染从城市向周围蔓延。据估测, 目前中国受污染的耕地近 2 000 万hm2, 约占耕地总面积的1/ 5, 其中工业“三废”污染达 1 000 万hm2, 农田污染面积已达130 多万hm2。每年因土壤污染而造成粮食减产 1 000 万t , 直接经济损失达100 多亿元[2]。
2 植物修复植物修复( Phytoremediation> 是指将某种特定的植物种在受重金属污染的土壤上, 而该种植物对土壤中的污染元素有特殊的吸收和吸附能力, 将植物收获并进行妥善处理( 如灰化回收> 后即可将该种重金属移出土体, 达到污染治理与生态修复的目的。在该定义中所说的某种特定的植物种, 是指耐性植物中的超富集( 超积累> 植物(Hyperaccumulator> [3]。
2. 1 超富集植物的概念和特征1583 年, 意大利植物学家Cesal pi no 首次发现在意大利托斯卡纳“黑色的岩石”上生长的特殊- 76 - 桑爱云等土壤重金属污染的植物修复研究现状与发展前景属在土壤中向植物根部的迁移途径有 2 种。① 质体流作用。在植物吸收水分时, 重金属随土壤溶液向根系流动到根部。② 扩散作用。由于根表面吸收离子, 降低根系周围土壤溶液离子浓度, 引起离子向根部扩散。到达植物根系表面的重金属离子被植物吸收、浓缩, 其生理过程可能为 2 种方式, 一种是细胞壁质外空间对重金属的吸收。另一种是重金属透过细胞质膜进入植物细胞。Wi er zi bi ka 指出, 从溶液中吸收的Pb, 首先沉积在根系表面, 然后以非共质体进入根冠细胞层。重金属离子可以在膜内以较高浓度存在, 这与蛋白质与重金属离子的亲和性很强有关, 同时也取决于膜内的电负性。通常膜内外的电位差可达50～100 mV, 这就使Cu、Zn、Mn 等二价离子因离子电位差而被浓缩100 倍以上。这种机制, 就可以使植物非常有效地吸收、富集重金属。在植物根际, 重金属常有一些特殊的化学行
为。由植物根、土壤微生物以及土壤所构成的根际环境, 其pH值、Eh、根系分泌物及微生物、酶活性、养分状况等, 均与周围土体不同。重金属进入根际土壤, 受pH值影响或发生溶解。当土壤pH值为7. 6 时, 50 mg/ kg 的Cd2+ 就会形成沉淀, pH值每升高 1 个单位, Cd 的浓度就下降100 倍。Xi an 报道, 当土壤pH值从7. 0 下降至 4. 55 时, 交换态Cd 增加, 碳酸盐结合Cd 减少, 铁锰结合态稍有减少, 有机结合态和残余态不受影响。根际土壤的Eh 和还原性分泌物可使多价态的重金属如Cr 、Hg、As 的价态和形态发生改变, 影响其毒性效应。根际土壤中的有机酸, 可通过络合作用影响土壤中金属的形态。重金属可与酸性基团形成络合物, 在pH5. 5 时, 稳定常数为Cu> Pb> Zn。络合作用使一些金属离子的活性增加。根际中微生物对重金属甲基金属化合物的动态影响, 无疑会影响植物的吸收及毒性。微生物对土壤中重金属的固定与活化有着明显的影响。Bal i ka 发现, 大麦根际中有较多的酸化细菌, 使其对重金属的毒性更敏感, 微生物可通过分解有机物质而释放出原先固定的重金属, 并可产生H2S, 与重金属形成难溶性硫化物。根际与非根际土壤中重金属的吸附、解吸行为也有差异。植物的根毛可直接从土壤颗粒上交换吸附重金属。玉M根际土壤中有效态Pb 和As 的含量均高于非根际土壤。根际中重金属的酸- 碱反应、氧化- 还原行为, 将使重金属的形态发生变化, 从而改变其生物有效性和生物毒性[15]。
2. 3 植物修复方式植物对重金属污染位点的修复有 3 种方式, 即植物固定、植物挥发和植物吸收。植物通过这 3 种方式去除土壤环境中的重金属离子。植物固定是利用植物使土壤环境中的重金属流动性降低, 生物可利用性下降, 使重金属对生物的毒性降低。Cunni ngham等研究了植物对环境中土壤Pb 的固定, 发现一些植物可降低Pb 的生物可利用性, 缓解Pb 对环境中生物的毒害作用, 还有研究表明六价铬可被还原为毒性较低的三价铬[9]。然而植物固定并没有将环境中的重金属离子去除, 只是暂时的固定, 如果环境条件发生改变, 金属的生物可利用性可能发生改变。因此, 植物固定不是一个很理想的去除环境中重金属的方法。植物挥发是利用植物去除环境中的一些挥发性污染物, 即将植物污染物吸收到体内后又将其转化为气态物质逸出土体后再回收处理。过去, 人们发
现微生物能促使土壤中的Se 挥发, 最近研究表明, 植物对Se 的挥发有着同样的功能。如印度芥菜[ Brassica juncea ( Linnaeus> Czernajew et Cosson] 能使土壤中的Se 以甲基硒的形式挥发去除[16]。还有的研究表明, 烟草(Nicotianal Linn.> 能使毒性大的二价汞转化为气态的零价汞[17]。Rugh 等将细菌的汞还原酶基因转入拟南芥[Arabidopsis thaliana ( Linnaeus> Heynhold] 中, 发现该植物对HgCl 2 的抗性和将Hg2+ 还原为Hg 的能力明显增强[18]。植物挥发只适用于挥发性的污染物( 如Se、As 和Hg 等> , 应用范围很小, 并且将污染物转移到大气中对人类和生物仍有一定的风险, 因此它的应用仍受到限制。植物吸收是目前研究最多并且最有发展前景的植物修复方式, 它是利用耐受并能积累重金属的植物吸收土壤环境中的金属离子, 将它们输送并贮存在植物体的地上部分。这类植物有 2 种, 一是具有超耐性的植物, 二是营养型超富集植物。超耐性植物能够较普通植物累积10～500 倍以上的某种重金属。非生理毒害情况下, 天蓝遏蓝菜( Thlaspi - 77 - 2006 年 2 月热带农业科学第26 卷第 1 期caerulescens J. et C. Presl> 和鼠耳芥[Arabidopsis halleri ( Linn.> O'Kane et Al- Shehbaz] 能在茎内富集30 000 mg/ kg 的Zn, 而大多数作物的临界值是500 mg/ kg, 并且通过109Cd 示踪技术证明这 2 种植物体内有强大的Cd 运输机制[19]。实验还证明高山漆姑草[Minuartia verna ( Linnaeus> Hiern] 对铅具有超耐性[10] 。蜈蚣草( Pteris vittata Linn.> 、大叶井口边草( Pteris cretica Linn.> 对As 具有超耐性[13～14]。营养型富集植物指天生就超量地喜欢某种或某些重金属元素, 并以这些元素作为其自身生长的营养需求的植物, 它们往往在元素正常浓渡下难以适存。
3 植物修复的应用前景及主要研究方向由于植物修复技术适用于中、低强度的大范围污染治理, 对治理现场扰动小, 绿色环保, 社会生态综合效益良好且易为公众所接受, 尤其是治理费用比传统技术低一至几个数量级, 并且对重金属污染土壤的治理成效具有永久性。因此, 植物修复概念提出后很快成为环境领域的世界性、前沿热点研究课题, 普遍认为植物修复技术将成为环保领域的朝阳产业。然而, 由于该项技术起步时间不长, 在基础理论、修复机理及技术工艺方面, 还需进行大量研究。植物修复的近期研究工作主要集中于以下几个
方面[20]。
① 寻找、选培育超累积植物寻找、筛选自然界中累积、超累积植物, 培育驯化以满足实际应用需要, 仍然是今后一个时期内植物修复研究的重要任务。我国野生植物资源十分丰富, 经过初步调查已发现了一批超累积植物[21～23] 。通过系统的调查研究有可能取得重大发现。
② 深化应用基础理论研究植物对重金属的超量吸收和积累及其解毒机理、根际作用以及根际微生物群落的生态学和生理学特征、根际土壤环境条件对重金属的生物有效性制约机理等一系列基础理论问题有待深入研究, 以指导基因技术、根际土壤处理和调控技术、合理耕作技术的应用。
③ 分子生物学和基因工程技术的应用应用转基因工程技术, 将自然界中超累积植物的耐重金属、超累积基因移植到生物量大、生长速率快的植物中去, 以克服天然超累积植物的缺点, 提高植物修复效率使其实用化。近些年来, 在Se、Hg、Cd、Zn 等重金属元素转基因植物研究方面已初获成果, 预期基因技术的应用将为植物修复技术的突破带来机遇。
④ 组合修复技术螯合剂- 植物修复, 向土壤中施用螯合剂提高土壤溶液中重金属的含量, 从而强化超积累植物对重金属的吸收。电压- 植物修复, 在电压作用下, 电极附近土壤溶液发生电化学反应, 改变了土壤的理化性质, 加快土壤固体上重金属的解吸, 提高土壤溶液中重金属的含量, 有利于超积累植物的吸收, 积累, 加快修复过程。在此基础上种植适宜的超富集植物, 可以更有效的修复被重金属污染的土壤。参考文献1 蔡美芳, 刘玉荣, 党志. 植物修复重金属污染土壤的研究进展. 重庆环境科学, 2003, 25( 11> : 174～176 2 韦朝阳, 陈同斌. 重金属超富集植物及植物修复技术研究进展. 生态学报, 2001, 21( 7> : 1 196～ 1 204 3 王艳杰, 傅桦. 晚近10 年来土壤重金属污染植物修复研究. 首都师范大学学报( 自然科学版> , 2004, 25( 增刊> : 141～145 4 Br ooks R R, Lee J , Reeves R D, et al . Det ect i on of ni ckel i f er ous r ocks by anal ys i s of her bar i umspeci mens of i ndi cat or pl ant s . Jour nal of Geochemi cal Expl or at i on, 1977, 7: 49～57 5 Chaney R L. Pl ant upt ake of i nor gani c was t e cons t i t uent s . I n: Par r James F, Mar sh Paul Br uce, Kl a
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( 上接第20 页> 致谢: 承蒙华南热带农业大学农学院唐燕琼老师对SAS 统计分析的指导, 特此感谢! 参考文献1 农业部种植业管理司粮油处. 发展旱稻生产, 走节水农业之路. 中国农业信息, 2003( 7> : 5～ 6 2 江巨鳌, 邬克彬. 旱稻生产现状分析及发展策略. 作物研究, 2004( 1> : 48～51 3 郑成木, 黄东益, 莫饶, 等. “热大99W”序列旱稻新品系农艺特征与抗旱特性的研究. 热带作物学报, 2000, 21( 4> : 52～58 4 王英, 郭丽霞, 莫饶, 等. 旱稻品种主要农艺性状及抗病性的鉴定与评价. 中国种业, 2004( 10> : 31～33 5 王辉, 郭玉华, 张燕之, 等. 旱稻与水稻主要品质性状的比较研究. 辽宁农业科学, 2004( 1> : 5～7 6 程建峰, 章兴发, 潘晓云, 等. 陆稻主要性状的产量效应及其育种应用. 江西农业大学学报( 自然科学版> , 2002, 24( 4> : 460～463 7 中国农业科学院. 中国稻作学. 北京: 农业出版社, 1986. 56～65, 232～241 8 林德光. 计算机程序设计语言SAS 教程. 海南儋州: 华
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土壤重金属污染对植物的影响及其机制研究
土壤重金属污染对植物的影响及其机制研究 摘要：土壤重金属的种类很多,但目前污染比较严重的主要有铜(Cu)和镉(Cd)。本文重点阐述了土壤重金属污染对植物生长结果、产量及植物光合作用的影响。单因素重金属污染时,不同的重金属种类及其土壤浓度对作物产量的影响不同；复合污染时,植物产量及对重金属吸收量与重金属浓度间表现出复合污染效应。 目前的土壤重金属污染研究主要集中在土壤和植物两方面,土壤方面的研究主要是针对土壤微生物、土壤酶活性及土壤的呼吸作用、氨化、硝化作用等生化指标[1～6],植物方面的重金属污染研究主要集中在植物的产量指标的影响上[7～12]。 1 土壤重金属对植物生长和结果的影响 植物对重金属的忍耐力:因植物种类、年龄、生活型、物候期以及环境条件而变化。植物生长在重金属污染的环境中,由于质膜是有机体与外界环境的界面,所以植物细胞质膜首先接触到重金属,相应地重金属首先并直接地影响到细胞质膜。重金属浓度越高,胁迫时间越长,对植物细胞质膜的选择透性、组成、结构和生理生化等的伤害就越大。 1.1 Cu 土壤Cu过多时能抑制果树生长。研究表明,褐土中施用过量的Cu能抑制苹果新梢的伸长,其抑制程度与Cu素施用量呈正相关。土壤Cu污染还能影响果树的生理代谢。当土壤Cu 施入量少于100 mg/kg时,CAT活性随Cu施入量的增加而稍有上升,但当Cu施入量大于100mg/kg时,CAT的活性便极显著地下降。Cu污染影响环境中植物的正常生长发育，引起Cu 在植物体内的积累并进入食物链系统。如种植于Cu土壤中的小青菜植株矮小、叶片发黄，生长于Cu污染土壤中的胡萝卜和小麦等植物的生长也受到明显抑制，而且Cu含量远远高于对照区域，超过Cu的食品卫生标准，对人体健康造成威胁重金属抑制植物生长的原因之一是重金属引起氧化胁迫，改变植物体内的生理过程,Cu可以改变植物生理过程而影响植物生长。 1.2 Cd 土壤Cd过量时同样会抑制果树生长。Gieslibski等研究表明,随着土壤Cd浓度的增加,草莓叶片生长受到显著抑制,由此提出:叶干重是衡量Cd对草莓生长影响的最好指标。张金彪研究发现,低浓度Cd(土壤中的Cd浓度≤10 mg/kg)对草莓生长有促进作用,而高浓度(土壤中的Cd浓度≥25 mg/kg)有抑制作用,且随着Cd浓度的增加,抑制作用增强。Cd处理使草莓结果数、果重、果实维生素C及矿质元素(如K、Ca、Cu、Zn、Mn、Fe)含量减少。果实中
金属矿山土壤重金属污染现状及治理对策(通用版)
( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 金属矿山土壤重金属污染现状及治理对策(通用版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.
金属矿山土壤重金属污染现状及治理对策 (通用版) 摘要：矿山开采为经济发展提供了资源保证,但同时也带来了一系列生态环境问题。文章介绍了我国部分地区日益发达的金属矿业造成的土壤重金属污染状况,分析了重金属元素的在环境中的存在形态、释放机理、污染特征及其生物危害。指出了金属矿山土壤重金属污染目前尚存在的问题并提出了防治土壤重金属污染的具体措施。 关键词：重金属污染；修复技术；土壤；金属矿山 CurrentSituationofHeavyMetalPollutioninSoils andCountermeasures Abstract：Miningforeconomicdevelopmenttoprovidetheresources,butalsob
ringsaseriesofecologicalenvironmentproblems.Thispaperintro ducestheareaofourcountrypartincreasinglydevelopedmetalmini ngcausedthesoilheavymetalpollutionstatus,analysisofheavyme talelementsintheenvironmentofexistenceform,releasemechanis m,thepollutioncharacteristicsandbiologicalhazards.Metalmin esoilheavymetalpollutionispointedoutexistingproblemsandput sforwardspecificmeasurestocontrolsoilheavymetalpollution. 金属矿山既是资源集中地,又是天然的土水生态环境污染源。在开采过程中流失的重金属Ｐｂ、Ｈｇ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｃｒ等是土水生态环境的重要毒害元素。。随着矿山开采年份的增加,矿山周边土壤环境中重金属不断积累,污染现象日趋严重。重金属进入土壤环境后,扩散迁移比较缓慢,且不被微生物降解,通过溶解、沉淀、凝聚、络合、吸附等过程后,容易形成不同的化学形态。当其在土壤中积累到一定程度时,就有可能通过土壤—植物(作物)系统,经食物链为动物或人体所摄入,潜在危害性极大。因此,金属矿山土壤的重金属污染问题必须引起高度关注,并采取相应措施加以防治。
数学建模A题 城市表层土壤重金属污染分析(基础教资)
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮 件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问 题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他 公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正 文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反 竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： A 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）：重庆交通大学 参赛队员 (打印并签名) ：1. 陈训教 2. 范雷 3. 陈芮 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)：胡小虎 日期：2011 年9 月 12日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 评 阅 人 评 分 备 注 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）： 全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：
城市表层土壤重金属污染分析 摘要 本文针对城市表层土壤重金属污染做出了详细的分析，对于本题中所提出的问题一，我们利用MATLAB软件对所给的数值进行空间作图，然后分别作出了八种重金属元素的空间分布特征，然后，我们利用综合指数（内梅罗指数）评价的方法，对五个区域进行了综合评价，得出结果令人满意。对于问题二，我们根据第一问和题目所给的数据进行综合分析，得出了重金属污染的主要原因来自于交通区含铅为主的大量排放，和工业区污水的大量排放等等。对于问题三，我们通过对问题一中的八张重金属元素空间分布的图可以看出，发现大多数金属都呈中心发散性传播，同时经过分析，我们发现，如果考虑大气传播和固态传播，很难得出结论，在交通区，由于是汽车尾气造成的传播，发现重金属的传播无规律可循等，所以，我们考虑液态形式的传播，以针对地表水污染物的物理运动过程，以偏微分方程为建模基础，通过和假设和模型参数的估计，得出了可能污染源位置，最后，我们对模型进行了稳定性检验即灵敏性分析和拟合检验，发现在参数变化在10%左右，模型的稳定性良好。最后我们全面分析了模型的优缺点，，最后可以用MATLAB软件得出相应的结果。为更好地研究城市地质环境的演变模式，测定污染源范围还应收集该地区的每年生活、工业等重要污染源的垃圾排放量，地下水流动方向以及每年的生物降解量，降雨量对重金属元素扩散的影响。一但有污染证据，我们可以在该污染源附近沿地下水流动方向设定更多采样点，由此，我们可以构造一个三维公式来计算污染物质浓度的浮动就可以模拟三维空间内的重金属分布影响。 关键字：表层土壤重金属污染 MATLAB 内梅罗指数偏微分方程稳定性检验灵敏性分析地质演变生物降解量
中国耕地土壤重金属污染概况
中国耕地土壤重金属污染概况 摘要：依托收集的耕地土壤重金属污染案例资料，建立了我国138个典型区域的耕地土壤重金属污染数据库，并利用《土壤环境质量标准》（GB15618—1995）中的二级标准作为评价标准，测算了我国耕地的土壤重金属污染概况。研究表明：（１）我国耕地的土壤重金属污染概率为16.67%左右，据此推断我国耕地重金属污染的面积占耕地总量的1/6左右；（２）耕地土壤重金属污染等别中，尚清洁、清洁、轻污染、中污染、重污染比重分别为68.12%，15.22%，14.49%，1.45%，0.72%；（３）８种土壤重金属元素中，Ｃｄ污染概率为25.20%，远超过其他几种土壤重金属元素；此外，也有一些区域发生Ni，Hg，As和Pb土壤污染，但是Ｚｎ、Ｃｒ和Ｃｕ元素发生污染的概率较小；（４）辽宁、河北、江苏、广东、山西、湖南、河南、贵州、陕西、云南、重庆、新疆、四川和广西１４个省、市和自治区可能是我国耕地重金属污染的多发区域，特别是辽宁和山西的耕地土壤重金属污染可能尤其严重。 关键词：土壤污染；重金属；耕地；污染概率 过去的50年中，大约有2.2万ｔ的Cr，9.39×10５ｔ的Cu，7.89×10５ｔ的Pb 和1.35×10６ｔ的Zn排放到全球环境中，其中大部分进入土壤，引起了土壤重金属污染。随着我国工业和城市化的不断发展，工业和生活废水排放、污水灌溉、汽车废气排放等造成的土壤重金属污染问题也日益严重。重金属污染不仅能够引起土壤的组成、结构和功能的变化，还能够抑制作物根系生长和光合作用，致使作物减产甚至绝收。更为重要的是，重金属还可能通过食物链迁移到动物、人体内，严重危害动物、
浅谈植物对土壤中重金属的吸附..
浅谈植物对土壤中重金属的吸附摘要：针对中国土壤中重金属污染加剧的趋势，为提高人们对土壤重金属污染的认 识，和人们对土壤中重金属污染的重视，特简要介绍相关情况。本文从土壤重金属 污染现状概况、植物对土壤重金属的吸收、影响植物吸收土壤中重金属的因素三个 方面介绍。并对植物修复土壤中重金属污染的理论提出展望。 关键词土壤；重金属；植物；吸收 Introduction to Plant for the Adsorption of Heavy Metals in Soil Abstract：With the soil pollution of heavy metals getting worse and worse,In order to improve people's knowledge on the soil heavy metal pollution,and the importance of heavy metal pollution in soil,so introduce something about heany metal pollution.This studies about soil heavy metal pollution status、the absorption of heavy metals from soil、the factors affecting plant absorption of heavy metals in soil. The prospect of the theory of phytoremediation of heavy metal pollution in soil is also proposed. Key words:soil;heavy metal;plant;absorption 引言 土壤是环境要素的重要组成部分，它不仅是农业生产的基础，而且还是人类环境的重要组成部分。它处于自然环境的中心位置，承担着环境中大约90%的来自各方面的污染物。然而，局部地球化学作用或者人为活动的强烈作用，尤其是近年来由于城市和工业的迅速发展，工业废弃物、城市固体废弃物、农业灌溉水污染、肥料和农药的施用，和城市污水处理厂污泥及大气污染的沉降，污染已从城市向周围蔓延。 土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属加入到土壤中，致使土壤中的重金属含量过高，并造成生态环境恶化的现象，土壤中的一些重金属元素在低浓度时，对植物而言是必须元素，但有些重金属元素在过量时就会对植物物产生毒害作用，如锌、铜、铬、镍、镉、汞、砷、铅等。 在我国，土壤重金属污染主要来自采矿、冶炼、电镀、化工、电子、制革、染料等工业生产的三废以及污灌、农药、化肥的不合理施用等。重金属在土壤中积累到一定限度就会对土壤一植物系统产生毒害，并可能通过接触食物链直接或间接地对人体健康产生严重危害。
土壤重金属污染现状
土壤重金属污染现状 摘要: 重金属作为一种持久性污染物已越来越多地被关注和重视. 重金属矿山的开采利用是造成当今世界重金属污染的主要原因,并已经严重威胁和影响人类的生存和发展.本文从我国重金属的利用入手,总结了我国近几年重金属污染的现状,分析了重金属污染物进入环境介质的途径和方式. 为促进我国矿业开发与环境的可持续发展和和谐发展,对重金属资源的合理开发利用提出措施和建议. 关键词: 重金属; 利用; 重金属污染 引言 所谓重金属污染,是指由重金属及其化合物引起的环境污染. 重金属矿山的开采及其产品的利用是重金属污染的重灾区,也是全球重金属污染的源头所在,对于矿山环境,重金属污染的主要危害对象是农作物和人. 其主要原因在于重金属被排入环境后具有永久性,且有明显的累积效应.随着人们对金属矿产品的需求量的不断增大,由此引发的环境问题日趋严重,重金属污染就是其中最为典型的一个. 以云南铅锌矿为例,云南拥有国内储量最大的兰坪铅锌矿和国内品位最富的会泽铅锌矿,它的开采量日益增大,产生的环境问题也随之日益增多,由于云南铅锌矿山布局分散,规模偏小,工艺技术落后,装备水平低,并且有相当一部分乡镇和个体私营企业没有专门的尾矿坝,尾矿、废水随意排放,加之由于当地开发无序,滥采滥挖,环保投入不足,导致矿山特别是铅锌矿山老化,品位下降,开采难度增大,造成了一定的环境污染,并使得生态环境的修复、改造和维护难以进行。 一土壤重金属污染的定义 重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大，所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。由于土壤中铁和锰含量较高，因而一般不太注意它们的污染问题，但在强还原条件下，铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。 土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金
土壤中重金属污染研究现状的文献综述
土壤中重金属污染研究现状 【摘要】近几十年来,随着人类对自然资源的过度开发和利用，农用化学物质种类、数量逐年增加，工业、城市污染逐渐加剧，导致土壤重金属污染日益严重。通过翻阅一些资料和文献，深入了解了土壤重金属污染的现状。本文分析了土壤重金属污染的概念，土壤重金属污染的相关特点，并归纳了土壤重金属污染的治理方式[1]。 关键词：土壤污染；重金属；防治措施；治理措施 2008年以来，全国已发生百余起重大污染事故，包括砷、镉、铅等重金属污染事故达30多起。频繁爆发的污染事故损失惨重，不仅增加了环境保护治理成本，也使社会稳定成本大增，而土壤污染修复所需的费用更是天价。 污染的加剧导致土壤中的有益菌大量减少，土壤质量下降，自净能力减弱，影响农作物的产量与品质，危害人体健康，甚至出现环境报复风险。一是生态关系失衡，引起生态环境恶化[2]。 1 土壤重金属污染的概念 土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量有害元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染[3]。污染土壤的重金属主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等，如汞主要来自含汞废水，镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降，砷则被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。 2 土壤重金属污染的影响 2.1 重金属在土壤中的形态 土壤中重金属形态的划分有两层含义，其一是土壤中化合物或矿物的类型，其二是操作定义上的重金属形态。土壤中重金属存在的形态不同，其活性、生物毒性及迁移特征不同，其生态效应和植物效应也不同。重金属能在一定的幅度内
土壤重金属污染论文
土壤重金属污染论文 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
姓名：曹兴国 班级：机设c126 学号：125950 土壤重金属污染问题 随着现代工业的发展，工业排出的污染物越来越多，对环境造成的危害越来越严重，土壤的重金属污染就是一个例子。土壤污染对人类的身心都造成了巨大的危害，土壤重金属污染治理已经刻不容缓。 土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量有害元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染。污染土壤的重金属主要包括汞（Hg）、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显着的元素，以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等，如汞主要来自含汞废水，镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降，砷则被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调，镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高，即使超过食品卫生标准，也不影响作物生长、发育和产量，此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小，不易随水淋滤，不
为微生物降解，通过食物链进入人体后，潜在危害极大，应特别注意防止重金属对土壤污染。 四川某乡的重金属污染是众多污染区域、污染类型中的一个案例，是长江上游地区的小规模金属冶炼、加工为主要产业的地区的典型代表。该乡自1989年起发展小高炉炼铜业，这些小高炉均无环保设施，生产采用的原料大部分为冶炼厂的下脚料，含有多种重金属元素。生产中释放的大量烟尘未经任何除尘处理，直接排向空中。经过大气中重金属沉降而造成污染。过量的重金属会引起植物生理功能紊乱、营养失调、发生病变，且重金属不能被土壤微生物所降解，在土壤中不断累积，同时为生物所富集并通过食物链在人体体内积累，进而危害人体健康。 土壤重金属污染的治理有以下几种方法： （1）工程治理。工程治理是指用物理或物理化学的原理来治理土壤重金属污染。主要有客土、换土、翻土和去表土。客土是在污染的土壤上加入未污染的新土；换土是将以污染的土壤移去，换上未污染的新土；翻土是将污染的表土翻至下层；去表土是将污染的表土移去等。淋洗法是用淋洗液来淋洗污染的土壤；热处理法是将污染土壤加热，使土壤中的挥发性污染物（Hg）挥发并收集起来进行回收或处理；电解法是使土壤中重金属在电解、电迁移、电渗和电泳等的作用下在阳极或阴极被移走。工程治理措施效果彻底、稳定，但实施复杂、治理费用高、易引起土壤肥力降低。
土壤重金属污染现状及其治理方法
论文课题土壤重金属污染现状及其治理方法 小组组长12549025 李思远 小组成员12549026 李康 12549028 王鑫 12549030 吴义超 土壤重金属污染现状及其治理方法随着社会的快速发展，土壤重金属污染日益严重。针对此，涌现了许多修复技术，而生物修复前景广阔，正日益受到重视。 现代工农业等快速发展的同时，土壤重金属污染的形势也越来越严峻。其治理方法很多，而生物修复以其无可比拟的优势正受到关注，应用前景广阔。但生物修复仍存在许多问题待解决，如超积累植物吸收重金属的机理还未研究清楚。所有这些，都阻碍了生物修复的大规模应用。 土壤重金属污染是指土壤中重金属过量累积引起的污染。污染土壤的重金属包括生物毒性显著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As，以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。这类污染范围广、持续时间长、污染隐蔽、无法被生物降解，将导致土壤退化，农作物产量和质量下降，并通过径流、淋失作用污染地表水和地下水。过量重金属将对植物生理功能产生不良影响，使其营养失调。汞、砷能抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，阻碍氮素供应。重金属可通过食物链富集并生成毒性更强的甲基化合物，毒害食物链生物，最终在人体内积累，危害人类健康。 1现状 1.1国内
国家环境保护部抽样监测30万公顷基本农田保护区土壤，发现有3.6万公顷土壤重金属超标，超标率达12.1%。 据国土资源部消息，目前全国耕地面积的10%以上已受重金属污染，约有1.5亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆积占地和毁田200万亩，其中多数集中在经济相对发达地区。 据我国农业部调查数据，在全国约140万公顷的污灌区中，受重金属污染的土地面积占污灌区面积的64.8%，其中轻度污染46.7%，中度污染9.7%，严重污染8.4%。 华南部分城市50%的耕地遭受镉、砷、汞等有毒重金属污染；长三角地区有些城市大片农田受多种重金属污染， 10%的土壤基本丧失生产力。 2005年，长三角等地土壤重金属污染严重的情况，曾见诸报端，并引发舆论普遍关注和争议。土壤污染立法迫在眉睫。 对浙北、浙东和浙中的236.5万公顷农用地调查发现，不适合种农作物的农用地面积为47.2万公顷，占20%；浙北、浙中、浙东沿海三个区域中，属轻度、中度与重度重金属污染的面积分别占38.12%、9.04%、1.61%，城郊传统的蔬菜基地、部分基本农田都受到了较严重的影响。 第九届亚太烟草和健康大会中一项名为《中国销售的香烟：设计、烟度排放与重金属》的研究报告称：13个中国品牌国产香烟中铅、砷、镉等重金属成分含量严重超标，其含量最高超过拿大产香烟3倍以上！ 2009年8月，陕西凤翔县发现大量儿童血铅含量严重超标，后确认是附近的陕西东岭冶炼公司的铅排放所导致。 1.2国外 英国早期开采煤炭、铁矿、铜矿遗留下的土壤重金属污染经过300年依然存在。1996到1999年间，英格兰和威尔士尝试挖出污染土壤并移至别处，但并未根本解决问题。从20世纪中叶开始，英国陆续制定相关的污染控制和管理的法律法规，并进行土壤改良剂和场地污染修复研究。 日本的土地重金属污染在上世纪六七十年代非常严重。其经济的快速增长导致了全国各地出现许多严重环境污染事件，被称为四大公害的痛痛病、水俣病、第二水俣病、四日市病，就有三起和重金属污染有关。 荷兰在工业化初期土地污染问题严重。从20世纪80年代中期开始，加强土壤的环境管理，完善了土壤环境管理的法律及相关标准。国土面积4.15万平方
土壤中重金属污染的现状研究
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/2514894144.html, 土壤中重金属污染的现状研究 作者：董续郎朗 来源：《科学与财富》2016年第05期 摘要：土壤中重金属污染存在着巨大的环境风险。城市环境中的土壤重金属污染已经成 为普遍关注的环境问题。本文针对重金属污染的特点与来源，以及各国对土壤中重金属污染的现状进行研究，阐述了土壤重金属污染不同的危害，包含改变土壤性质的直接危害以及对空气环境和水环境的污染的间接危害，最重要的是这些危害导致对人类健康生活的影响。加强社会各界对土壤中重金属元素污染的认识，以推动对土壤中重金属污染的重视及研究。 关键词：土壤；城市：污染；重金属元素 土壤中的重金属污染已经成为当今环境科学中重要的研究内容，尤其是城市的土壤重金属污染越来越多的被人们关注。城市作为人们生活和生产高度聚集的场所，人口相对集中，种种人类活动都非常容易造成城市的污染。本文针对土壤重金属污染的来源及危害加以阐述，增加读者对土壤污染的重视。 1 土壤重金属污染概况 重金属指的是密度大于5.0g/cm3的45种化学元素，但是因为每一种重金属元素在土壤中的毒性区别很大，所以在环境科学中通常关注锌、铜、锡、钒、汞、镉、钴、镍、铅、铬、钴等。硒和砷两种非金属元素它们的毒性及某些性质与重金属相似，因此也将硒元素和砷元素列入重金属污染物的范围内[1]。由于土壤中本身含有的铁和锰含量较高，因而一般不太注意它 们的污染问题，但在某些强还原条件下，铁和锰所引起的毒害却不能被忽视[2]。 中国作为发展中国家，工业科学上的发展越来越重要，但是由此造成的污染也在加剧。城市作为人口密集的区域，汽车尾气的排放成为了土壤中重金属污染的主要来源。吴学丽[3]等 人运用地累积指数法研究了沈阳地区浑河、细河及周边农田的土壤中重金属污染状况，发现这些地区土壤中汞元素和锌元素含量较高。兰砥中[4]等人研究湘南某铅锌矿区事故之后导致周 围土壤的重金属污染情况，运用单因子指数和潜在生态风险指数评价土壤污染状况，发现该地区土壤中铅、锌、铜、镉等重金属污染严重，其中镉的污染指数最高。 国外学者早在20世纪末就针对城市中土壤中重金属污染进行研究，在英国的几大城市中对土壤中的汞、铅等重金属元素进行调查，他们观察到这几个城市中的土壤重金属污染与英国的工业发展活动与周围居民区的繁荣与否有着直接的关系。世界各个国家正逐步开展城市中土壤中重金属污染的研究。在对葡萄牙、苏格兰、斯洛文尼亚、西班牙、意大利和瑞典这6个欧洲国家城市土壤中的重金属总浓度进行调查研究，发现葡萄牙地区中汞的浓度比苏格兰低，可能是由于燃煤发电和取暖导致的[5]。
土壤重金属污染植物修复研究报告现状与发展前景
土壤重金属污染的植物修复研究现状与发展前景①2007-05-27 17:08 土壤重金属污染的植物修复研究现状与发展前景①作者】桑爱云。张黎明。曹启民。夏炜林。王华。【英文作者】 SANG Aiyun1） ZHANG Liming1） CAO Qimin1） XIA Weilin1） WANG Hua2）<1 Tropical Crops Genetic Resources Institute。CATAS。Danzhou。Hainan。 2 College of Agronomy。SCUTA。Hainan 571737）。【作者单位】中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所。华南热带农业大学农学院。海南儋州。【刊名】热带农业科学 , Chinese Journal of Tropical Agriculture, 编辑部邮箱2006年01期 桑爱云1>② 张黎明1> 曹启民1> 夏炜林1> 王华2> (1 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海南儋州571737。 2 华南热带农业大学农学院海南儋州571737> 摘要重金属污染是土壤污染中危害极大的一类, 重金属污染的防治及其修复是目前国际上研究的热点之一。综述了土壤重金属污染及其植物修复的方法, 概述了超富集植物的概念、植物修复的机制和方式, 系统阐述植物修复的应用前景和今后的研究方向。关键词重金属污染。植物修复。超富集植物分类号X5 3 Resear ch Advances and Development Prospect of Phytor emediation in Heavy Metal Contamination Soil SANG Aiyun1> ZHANG Liming1> CAO Qimin1> XIA Weilin1> WANG Hua2> (1 Tropical Crops Genetic Resources Institute, CATAS, Danzhou, Hainan 571737。 2 College of Agronomy, SCUTA, Danzhou, Hainan 571737> Abstr act Heavy metal contamination is extremely harmful in soil contamination. It is one of the research priorities in the world to control and remedy heavy metal contamination. Heavy metal contamination in soil and its phytoremediation are reviewed in this paper. At the same time, the definition of hyper-accumulated plants and the mechanism and measures of phytoremediation are described in detail. The perspectives in research and application of phytoremediation were expounded systematically. Keywords heavy metal contamination 。phytoremediation 。hyper-accumulator 热带农业科学CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE 2006 年 2 月第26 卷第 1 期Feb. 2006 Vol.26, No.1 ① 科技基础性工作和社会公益研究专项( 2004DI B3J073> 资助。
土壤重金属污染现状及其治理方法
土壤重金属污染现状及其治理方法摘要随着社会的快速发展，土壤重金属污染日益严重。针对此，涌现了许多修复技术，而生物修复前景广阔，正日益受到重视。 关键词土壤重金属污染生物修复超积累植物 Abstract: With the rapid development of the society, the heavy metal pollution of the soil is growing worse and worse. Facing this situation, there have been many repairing technologies. The Bioremediation has a broad prospect and is at a premium. Keywords:heavy metal pollution of the soil；Bioremediation；hyper accumulator 现代工农业等快速发展的同时，土壤重金属污染的形势也越来越严峻。其治理方法很多，而生物修复以其无可比拟的优势正受到关注，应用前景广阔。但生物修复仍存在许多问题待解决，如超积累植物吸收重金属的机理还未研究清楚。所有这些，都阻碍了生物修复的大规模应用。 土壤重金属污染是指土壤中重金属过量累积引起的污染。污染土壤的重金属包括生物毒性显著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As，以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。这类污染范围广、持续时间长、污染隐蔽、无法被生物降解，将导致土壤退化，农作物产量和质量下降，并通过径流、淋失作用污染地表水和地下水。过量重金属将对植物生理功能产生不良影响，使其营养失调。汞、砷能抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，阻碍氮素供应。重金属可通过食物链富集并生成毒性更强的甲基化合物，毒害食物链生物，最终在人体内积累，危害人类健康。 1现状 1.1国内 国家环境保护部抽样监测30万公顷基本农田保护区土壤，发现有3.6万公顷土壤重金属超标，超标率达12.1%。 据国土资源部消息，目前全国耕地面积的10%以上已受重金属污染，约有1.5亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆积占地和毁田200万亩，其中多数集中在经济相对发达地区。 据我国农业部调查数据，在全国约140万公顷的污灌区中，受重金属污染的
土壤重金属污染的植物修复
土壤重金属污染的植物修复 【摘要】土壤重金属污染是急需解决的环境问题之一，植物修复对于重金属污染土壤的治理修复具有重要意义。本文介绍了植物修复技术的概念、基本原理、研究现状以及优缺点，并展望了该领域今后的研究方向。 【关键词】植物修复；重金属；超积累植物；土壤 随着工业和农业的发展，重金属对土壤的污染越来越严重。土壤中重金属污染不仅直接影响作物的产量与品质，而且会通过食物链危及人类的健康和安全，如日本的痛骨病事件就是典型的例证。由于重金属污染物在土壤中难迁移，又不能被微生物降解，价态变化复杂，使得治理非常困难[1]。目前，常用的土壤污染修复方法有物理法、化学法和生物法(如客土法、淋溶法、施用化学改良剂等)[2]，大多只能暂时缓解重金属的危害，还可能导致二次污染，不能从根本上解决问题。近年来出现的植物修复技术由于成本低、效果良好、环境友好等优点，正成为环境科学领域研究和开发的热点[3,4]。 1.植物修复技术及其机理 植物修复技术是指将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上，该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，将植物收获并进行妥善处理(如灰化回收)后即可将该种重金属移出土体，达到污染治理与生态修复的目的[5]。根据机理不同分以下4种：植物萃取、植物稳定、植物挥发和植物转化。 植物萃取又称植物提取技术。重金属经植物根系吸收后，继而转移、贮存到植物茎叶，然后收割茎叶，从而达到去除土壤重金属元素的目的。植物萃取技术利用的是一些对重金属具有较强富集能力的特殊植物，要求所用植物具有生物量大、生长快和抗病虫害能力强的特点，并具备对多种重金属较强的富集能力(即超富集植物)[6]，植物萃取是目前研究最多且最有发展前景的植物修复方式，此技术的关键在于寻找合适的超富集植物和诱导出超级富集体。 植物稳定是耐性植物利用其自身的机械稳定作用和吸收沉淀作用固定土壤中重金属的方式，包括了分解、沉淀、螯合、氧化还原等多种过程，这些过程可降低重金属的生物有效性，防止其进入水体和食物链。然而植物稳定并没有将环境中的重金属离子去除，只是暂时的固定，使其对环境中的生物不产生毒害作用，并没有彻底解决环境中的重金属污染问题。 植物挥发是指利用植物去除土壤中的一些挥发性污染物的一种方法，即植物将污染物吸收到体内后又将其转化为气态物质，释放到大气中。植物挥发只限于挥发性的污染物(如Se，As和Hg等)，应用范围小，且此方法将污染物转移到大气中，对环境有一定的影响。 植物转化是指利用植物的根部及其它部位通过新陈代谢作用等生理过程将
农田重金属污染现状
农田重金属污染现状及修复技术综述 [摘要] 重金属污染因具有毒性、易通过食物链在植物，动物和人体内累积，对生态环境和人体健康构成严重威胁。随着工业快速发展、农药及化肥的广泛使用，农田土壤重金属污染越来越严重，研究农田土壤重金属污染现状及修复技术对农产品安全具有重要意义。综合国内外农田土壤重金属污染状况，农田土壤重金属污染主要来源于固体废弃物堆放及处置、工业废物大气沉降、污水农灌和农用物质的不合理施用。该文综述了国内外有关农田重金属污染土壤修复技术（物理修复、化学修复、生物修复、农业生态和联合修复）的研究进展，并针对各种修复方法，阐述了其原理、修复条件、应用实例及其优缺点 【关键词】农田土壤；重金属；污染；修复技术 1、重金属污染概述 随着矿产资源的大量开发利用，工业生产的迅猛发展和各种化学产品、农药及化肥的广泛使用，含重金属的污染物通过各种途径进入环境，造成土壤，尤其是农田土壤重金属污染日益严重。目前，世界各国土壤存在不同程度的污染，全世界平均每年排放Hg约1.5×104t、Cu约340万t、Pb约500万t、Mn约1500万t、Ni约100万t[1]。在欧洲，受重金属污染的农田有数百万公顷[2]；在日本受Cd、Cu、As等污染的农田面积为7224 hm2[3]。当前我国受Cd、Hg、As、Cr、Pb污染的耕地面积约2000×104 hm2，每年因重金属污染而损失的粮食约1000×104t，受污染粮食多达1200×104t，经济损失至少达200×108元[4]。 重金属污染物不能被化学或生物降解、易通过食物链途径在植物，动物和人体内积累、毒性大，对生态环境、食品安全和人体健康构成严重威胁[5]。因此，农田土壤重金属污染己成为当前日益严重的环境问题，其污染来源和修复技术也一直是国内外研究的热点和难点。了解农田重金属污染来源对重金属污染修复有着重要的指导意义。目前，重金属污染土壤的修复技术研究取得了长足发展，主要包括物理、化学、生物、农业生态和联合修复技术。本文综合了国内外农田重金属污染状况及来源，系统地介绍农田重金属污染土壤修复的不同技术，以及近年来国内外修复重金属污染农田土壤的一些重要案例，对农产品安全生产具有重要意义，同时为农田土壤重金属污染综合治理与修复提供。 2、我国农田重金属污染现状 对我国8个城市农田土壤中Cr、Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Hg和As的浓度进行统计分析，大部分城市高于其土壤背景值 [6]。农业部农产品污染防治重点实验室对全国24个省市土地调查显示，320个严重污染区，约548×104 hm2，重金属超标的农产品占污染物超标农产品总面积的80%以上。2006年前，环境保护部对
土壤修复技术及优缺点
土壤修复技术及优缺点 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
土壤是植物生长繁育的自然基地，是农业的基本生产资料，是人类赖以生存的极其重要的自然资源。随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，土壤重金属污染日益严重。土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点。土壤中有害重金属积累到一定程度，不仅会导致土壤退化，农作物产量和品质下降，而且还可以通过径流、淋失作用污染地表水和地下水，恶化水文环境，并可能直接毒害植物或通过食物链途径危害人体健康。 不同污染类型的土壤污染，其具体治理措施不完全相同，目前，重金属土壤的修复技术主要有工程措施，物理化学方法，植物修复方法以及微生物修复方法。 工程措施主要包括客土、换土和深耕翻土等措施。通过客土、换土和深耕翻土与污土混合，可以降低土壤中重金属的含量，减少重金属对土壤-植物系统产生的毒害，从而使农产品达到食品卫生标准。深耕翻土用于轻度污染的土壤，而客土和换土则是用于重污染区的常见方法，在这方面日本取得了成功的经验。工程措施是比较经典的土壤重金属污染治理措施，它具有彻底、稳定的优点，但实施工程量大、投资费用高，破坏土体结构，引起土壤肥力下降，并且还要对换出的污土进行堆放或处理。 物理化学方法是当前重金属污染土壤修复研究的热点，也是最为成熟工程上应用最为广泛的修复技术，主要包括固化/稳定化技术，土壤淋洗技术，电动修复技术和电热修复技术等。 固化/稳定化技术是通过固态形式在物理上隔离污染物或者将污染物转化成化学性质不活泼的形态，从而降低污染物质的毒害程度。如通过施加水泥等固化土壤重金属的固化修复技术，或向土壤投入无机或有机改良剂，改变土壤的
土壤重金属污染植物修复研究进展
土壤重金属污染植物修复研究进展 土壤学兰兴梅S2******* 摘要：植物修复是一项新兴的绿色环保重金属污染物修复技术。本文在概述我国土壤重金属污染物的种类和污染现状的基础上，阐述了植物修复类型与机理、植物修复影响因素、植物修复的限制因素，并提出提高修复效率的手段，最后对重金属污染物植物修复进行了展望。 关键词: 重金属；土壤污染；植物修复 土壤是人类及众多生物赖以生存发展的物质基础之一。污染物通过水体、大气间接或直接进入土壤中，当其积累到一程度、超过土壤自净化能力时，土壤的生态服务功能将降低，进而对土壤动、植物以及微生物产生影响[1]。在经济全球化的大背景下，工业化和城镇化迅速发展，土壤污染日益严重[2]。重金属是土壤重要污染物之一，它在土壤中迁移转化，易于被植物或微生物吸收利用，继而通过食物链进入人体，引起各种生理功能改变，导致各种急慢性疾病，如慢性中毒、致癌和致畸等。同其他种类的污染物相比，重金属污染具有隐蔽性、毒性大、长期性和不可逆转性等特点[3]。如何防治土壤重金属污染已成为我国乃至全球的研究焦点。 物理、化学及生物的方法都可用于修复重金属污染土壤，但是植物修复长期以来被公认为是净化水土资源的一种绿色环保的方法[4]，它是一种能让土壤免受扰动、绿色、生态友好的生态修复技术。近年来，对重金属植物修复技术的研究，特别是耐重金属和超富集植物及其根际微生物共存体系的研究、根际分泌物在微生物群落的进化选择过程中的作用、以及根际物理化学特性研究方面已经取得了重要进展[1]。鉴于土壤重金属污染严重以及植物修复技术的重大意义，本文将从我国土壤重金属污染现状、植物修复技术以及植物修复技术的限制性因素三个方面进行综述，以期为该领域的深层次研究提供参考。 1我国土壤重金属污染物来源及污染现状 1. 1土壤重金属污染物种类及来源 重金属是指密度在 4. 0 以上的60 种元素或密度在 5. 0 以上的45 种元素，通常可以分为以下 3 类：(1) 具有生物毒性的金属汞( Hg) 、镉( Cd) 、铅
浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术
浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术 土壤是一个开放的缓冲动力学系统，承载着环境中50%～90%的污染负荷[1-2]。随着矿产资源开发、冶炼、加工企业等规模的扩大以及农业生产中农药、化肥、饲料等用量的增加和不合理的使用，致使土壤中重金属含量逐年累积，明显高于其背景值，造成生态破坏和环境质量恶化，对农业环境和人体健康构成严重威胁。重金属在土壤中移动性差、滞留时间长、难降解，可以通过生物富集作用和生物放大作用进入到农牧产品中[3]，从而影响产出物的生长、产量和品质，潜在威胁人体健康[4]。本文对我国土壤重金属污染现状进行了简要分析，概述了土壤中重金属的来源，简单介绍了物理修复、化学修复和生物修复技术在土壤重金属污染修复方面的研究进展，以期为土壤重金属污染修复提供参考。 1我国土壤重金属污染现状 随着矿山开采、冶炼、电镀以及制革行业的蓬勃发展，一些企业盲目追逐经济利益，轻视环境保护，再加上农药、化肥、地膜、饲料添加剂等的大量使用，我国土壤中Pb、Cd、Zn等重金属的污染状况日益严重，污染面积逐年扩大，危害人类和动物的生命健康。据报道，2008年以来，全国已发生100余起重大污染事故，其中Pb、Cd、As等重金属污染事故达30多起。据2014年国家环境保护部和国土资源部发布的全国土壤污染状况调查公报显示，全国土壤环境总状况体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。据农业部对我国24个省市、320个重点污染区约548 万hm2土壤调查结果显示，污染超标的大田农作物种植面积为60万hm2，其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80%以上，尤