螯合剂在重金属污染土壤中的应用
螯合剂在重金属污染土壤中的应用
螯合剂在重金属污染土壤中的应用
螯合剂是一种能够吸附重金属离子的有机分子，在重金属污染土壤中的应用可以有效地减少重金属的活性，减少其对生物的危害。
螯合剂可以分为有机螯合剂和无机螯合剂，它们可以通过与重金属离子结合形成稳定的螯合物，从而降低重金属离子的活性，阻止重金属离子渗入生物体内。
有机螯合剂在重金属污染土壤中的应用主要包括水解螯合剂和非水解螯合剂。
水解螯合剂是一种有机酸，它可以通过水解反应与重金属离子结合形成稳定的螯合物，从而降低重金属离子的活性，阻止重金属离子渗入生物体内。
非水解螯合剂是一种有机配体，它可以通过与重金属离子结合形成稳定的螯合物，从而降低重金属离子的活性，阻止重金属离子渗入生物体内。
无机螯合剂在重金属污染土壤中的应用主要包括离子交换剂和膜螯合剂。
离子交换剂是一种无机离子，它可以通过与重金属离子结合形成稳定的螯合物，从而降低重金属离子的活性，阻止重金属离子渗入生物体内。
膜螯合剂是一种无机膜，它可以通过与重金属离子结合形成稳定的螯合物，从而降低重金属离子的活性，阻止重金属离子渗入生物体内。
螯合剂在重金属污染土壤中的应用可以有效地降低重金属离子的含量。
螯合剂在重金属污染土壤中的应用
螯合剂在重金属污染土壤中的应用作者：白雪程国玲来源：《现代农业科技》2011年第01期摘要螯合剂在重金属污染土壤修复中具有重要的作用，结合国内外的研究成果和最新研究进展，阐述了螯合剂的常见种类及其在重金属污染土壤修复中的应用，提出了螯合剂在修复重金属污染土壤中存在的问题及展望。
关键词螯合剂；重金属；土壤修复；应用中图分类号 X53 文献标识码A文章编号 1007-5739（2011）01-0289-01ApplicationofChelantsinHeavyMetal-contaminatedSoilBAI XueCHENG Guo-ling（Northeast Forestry University，Harbin Heilongjiang 150040）AbstractChelants play an important role in the remediation of heavy metal-contaminated soil. Common kinds and recent research on the application of chelants to the remediation of heavy metal-polluted soil were reviewed and the disadvantages and future research trends of the methods were put forward.Key wordschelants；heavy metal；soil remediation；application随着经济的发展，城市污染加剧，农用化学药品的种类和数量增加，土壤重金属的污染也日益严重。
大多数重金属在土壤中具有相对稳定、难以迁出土体的特点，严重影响土壤的理化以及生物学特性，土壤微生物群落结构随之改变，土壤生态结构和功能的稳定性受到威胁，造成农作物、农产品和地下水等污染，甚至通过食物链危害人类健康。
螯合诱导植物修复技术在土壤重金属污染治理中的应用
前 最 有 发 展前 途 的植 物 修 复方 法 ［ 有 研究 表 明 ， １ ］ 。
向土壤 中施加 螯 合 剂 （ Ｅ Ｔ 、Ｄ Ｐ 、Ｅ Ｔ 、柠 檬 如 Ｄ Ａ ＴＡ ＧＡ
酸等） 够活 化 土壤 中的重 金 属 ，提 高 重 金 属 的生 能 物有 效 性 ，促 进 植 物 吸 收 ， 。这 种 将 螯 合 剂 用 于 植 物 修 复 的 技 术 被 称 为 螯 合 诱 导 修 复 技 术
摘 要 系统 介 绍 螯 合 剂 对 土 壤 重 金 属 活性 、植 物 吸 收 的影 响 ，以 及 对 植 物 富集 重 金 属 的 作 用 ，分 析 目前 该 项 技
术 在 重 金 属 污 染 土壤 修 复 巾所 存 在 的 问题 ，提 出应 用 螯 合 诱 导 植 物修 复技 术治 理 重 金 属 污 染 土壤 的新 思 路 。
Ｓ ｐ． ０ ７ ｅ ２ ０
Ｖｏ．３ Ｎｏ３ １ １ ．
螯合诱导植物修复技术在土壤 重金属污染 治理 中的应用 ： ｌ ：
陈柳 燕 张 黎 明 ｚ 李 福 燕 李许 明 郭 彬 漆 智平
（ 中国热 带农 业科 学院热 带作 物品种 资 源研 究所 海 南儋 州 １ ５ １３ ： ７ ７ ７ ２ 南 京 农 业 大 学 资 源 与 环 境 科 学 学 院 南 京 ２ ０ ９ ） １０ ５
将 土壤 重 金 属 转 变成 无毒 或 毒 性较 低 的形 态 （ 物 生 无效态） ，从 而 减 少 重金 属 被 淋溶 到 地下 水 或通 过 空 气 载体 扩 散进 一 步 污 染环 境 的可 技 基 础性 工 作和 科 技 部 社 会 公 益研 究专 项 基 金 资 助 ．项 日编 号 ：２ ０ Ｄ Ｂ Ｊ７ 。 ０４ １３０ ３
螯合剂辅助植物修复重金属污染土壤研究进展
螯合剂辅助植物修复重金属污染土壤研究进展吴静琳;章绍康;陈竹争【摘要】植物修复重金属污染土壤是一种成本低且环境友好的技术,但超累积植物品种少,普通植物提取重金属效率低是植物修复的最大问题所在.螯合剂常用来促进非超累积植物吸收、运输土壤中重金属,不过部分效果较好螯合剂如EDTA不易生物降解、对植物有毒害作用限制了其应用.本文对国内外螯合剂辅助植物修复重金属土壤的研究及应用进行了简要的综述,并对近年缓释螯合剂技术进行了探讨和展望.%sPhytoremediation is a low cost and environmentally friendly technologies of remediation heavy metal contaminated soil,but less varieties of hyperaccumulator and low efficiency of the plant extracts heavy metals is the biggest problem of phytoremediation.Chelating agent used to promote non-hyperaccumulator absorb and transport heavy metals in the soil,but some high efficiency chelating agents such as EDTA readily biodegradable and have toxic effects on plant limits its application.In this paper chelator assisted phytoremediation of heavy metal research and application at home and abroad are briefly reviewed,and a chelating agent for sustained-release technology in recent years were discussed and prospects.【期刊名称】《江西化工》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】4页(P37-40)【关键词】植物修复;重金属;螯合剂;缓释【作者】吴静琳;章绍康;陈竹争【作者单位】东华理工大学水资源与环境工程学院,江西南昌 330013;南昌大学资源环境与化工学院,江西南昌 330031;东华理工大学水资源与环境工程学院,江西南昌 330013【正文语种】中文矿山开采，农药化肥施用，汽车尾气排放及工业废气干湿沉降等人类活动使得土壤重金属污染日益严重，重金属污染不同于有机物污染，其不能生物降解，最终可能在植物积累而通过食物链的方式进入人体内，对人类健康造成危害[1]，目前对人类危害较大的重金属有Pb、Cu、Cd、Cr、Zn、As、Hg。
螯合剂强化植物修复重金属污染土壤的研究的开题报告
螯合剂强化植物修复重金属污染土壤的研究的开题
报告
一、研究背景
随着人类工业活动的不断增加，重金属污染已成为世界范围内较为普遍的环境问题之一。
重金属污染对土壤生态系统和人类健康都带来了很大的危害。
目前，生物修复是处理重金属污染土壤的一种有效方法。
而螯合剂的应用在生物修复中也日益受到人们的关注。
二、研究意义
本研究旨在通过螯合剂的应用来提高植物修复重金属污染土壤的效果，从而探究生物修复在治理重金属污染问题中的应用前景。
三、研究内容和方法
本研究将采用大豆和黑麦草作为修复植物，通过添加适量的螯合剂来强化它们对2种典型的重金属污染物——镉（Cd）和铅（Pb）的吸收效果。
具体实验方法包括：实验组和对照组，实验组在重金属污染土壤条件下，添加螯合剂进行修复；对照组则不添加螯合剂。
通过测定土壤和植物的重金属含量来判断生物修复效果的提高程度。
四、研究预期成果
本研究预计探究出一种新的生物修复方法，即添加螯合剂可以有效提高植物修复重金属污染土壤的效果，从而为治理重金属污染问题提供一定的理论和实践参考。
螯合剂在重金属污染土壤中的应用
螯合剂在重金属污染土壤中的应用摘要螯合剂在重金属污染土壤修复中具有重要的作用，结合国内外的研究成果和最新研究进展，阐述了螯合剂的常见种类及其在重金属污染土壤修复中的应用，提出了螯合剂在修复重金属污染土壤中存在的问题及展望。
AbstractChelants play an important role in the remediation of heavy metal-contaminated soil. Common kinds and recent research on the application of chelants to the remediation of heavy metal-polluted soil were reviewed and the disadvantages and future research trends of the methods were put forward.Key wordschelants；heavy metal；soil remediation；application随着经济的发展，城市污染加剧，农用化学药品的种类和数量增加，土壤重金属的污染也日益严重。
大多数重金属在土壤中具有相对稳定、难以迁出土体的特点，严重影响土壤的理化以及生物学特性，土壤微生物群落结构随之改变，土壤生态结构和功能的稳定性受到威胁，造成农作物、农产品和地下水等污染，甚至通过食物链危害人类健康。
据统计，我国近2 000万hm2的土壤受重金属污染，占总耕地面积的1/5，其中因工业三废污染的农田近700万hm2，使粮食每年减产1 000万t [1]。
因此，重金属污染土壤的修复已成为我国农业和环境保护工作的重要内容。
螯合剂能够与土壤溶液中的多价金属离子结合形成螯合物，改变重金属在土壤中的存在形态，使重金属从土壤颗粒表面解析，由不溶态转化为可溶态，从而大大活化土壤中的重金属[2]。
螯合剂在污染土壤植物修复中的应用
Ｅ Ａ （ ．５ｍｍｏ・ｇ 后 ，水 溶 态 Ｃ 由对 照 土 ＤＴ ３１ ｌ ） ｋ ｕ
子有机酸 ，如柠檬 酸 、草酸 、酒石酸等：其 中以人 工合成 的螯 合剂 因具有较 强 的活化 能力 而被广泛 应用 。 ｕｎ 等研究表 明 ， Ｈ ａｇ 螯合剂 Ｈ Ｄ Ａ、 Ｄ Ａ、 ＥＴ ＥＴ
Ｄ Ｐ Ｅ Ｔ Ｅ Ｄ Ａ 等对污染土壤 中的铅具有 Ｔ Ａ、 Ｇ Ａ、 Ｄ Ｈ 较强的活化能力 ， 合剂施加到土壤 中后铅 的溶解 螯 度显著提高。以 Ｈ Ｄ Ａ 为例 ，在 Ｈ Ｄ Ａ 施加量 ＥＴ ＥＴ 为 ２０ｇｋ 时 ，土壤 溶 液 中铅 的浓 度 由 ３５ｍｇＬ ． ・ｇ ． ． 增加到 ４ ０ ｍ ． ， ００ ｇ 提高 １ ０ 倍左右 。但不同螯 ００ 合 剂对铅 的活化能力不 同，其强弱顺序为 Ｅ Ｔ Ｄ Ａ＞
螯 合剂不但 能活化铅 ，对其它重金属 如 Ｃ 、 ｕ ｚ 、ｃ 、 ｉ ｎ ｄ Ｎ 等也有很强的活化能力 。Ｓａｈ ｐ ｔ ｏｅ等 ｎ 研究表明 ，随着 Ｅ Ａ 浓度 的增加 ，土壤 中 Ｃ 、 ＤＴ ｕ Ｚ ｎ、Ｃ 、Ｐ ｄ ｂ、Ｎｉ可溶 态 重 金 属 的含 量 占总重 金 属
含量的 比例呈线形 提高【。吴龙华等也发现 ，在印 ８ ｌ
（ ｈｔｖｌｔｉａｏ ；（ ｐ ｙｏｏａｌ ｔ ｎ） ３）植 物 稳 定 （ ｈ ｔ ｉｚ ｉ ｐ ｙｏ— ｓ ｂｌ ａｏ ２ ｔ ｉｚｔ ｎ）Ｉ。其 中植 物 提取 更 具 有永 久 性 和 广 ａ ｉ ｉ Ｊ
解吸 ，由不溶态转化为可溶态 ，为植物的吸收创造 有利条件 。目前常用的螯合剂主要有两种类型 ：一 类是人工合成 的螯合剂 ， Ｅ Ｔ Ｄ Ｐ Ｅ Ｔ 如 Ｄ Ａ、 Ｔ Ａ、 Ｇ Ａ、 Ｃ Ｔ Ｄ Ａ；另一类是天然 的螯合剂 ，主要是一些低分
螯合剂处理下钻叶紫苑对土壤重金属的吸收富集效应
螯合剂处理下钻叶紫苑对土壤重金属的吸收富集效应作者：王天顺陈伟杨玉霞李晓妤蒋文艳王海军廖洁莫磊兴来源：《南方农业学报》2020年第02期摘要：【目的】探究不同螯合剂[乙二胺二琥珀酸（EDDS）、氨三乙酸（NTA）和乙二醇二乙醚二胺四乙酸（EGTA）]对钻叶紫苑镉（Cd）、铅（Pb）、锌（Zn）和铜（Cu）等重金属吸收累积的影响，为螯合剂和钻叶紫苑在环境修复中的应用提供参考依据。
【方法】采用大棚内盆栽种植钻叶紫苑试验方法，以不添加螯合剂作对照（CK），探究在3种螯合剂（EDDS、NTA和EGTA）不同浓度（1.0、2.0和3.0 mmol/kg）的作用下，钻叶紫苑中Cd、Pb、Zn和Cu的含量变化。
【结果】1.0 mmol/kg NTA和1.0 mmol/kg EGTA处理能显著促进钻叶紫苑的生长（P<0.05，下同），其干重分别较CK增加21.4%和25.8%;1.0 mmol/kg EDDS及2.0和3.0 mmol/kg EGTA处理能有效促进Cd在钻叶紫苑中吸收累积，且Cd在钻叶紫苑中的富集系数和转移系数均有显著提升，以1.0 mmol/kg EDDS处理的富集系数（0.08）和3.0 mmol/kg EGTA处理的转移系数（4.06）最大;1.0 mmol/kg NTA及2.0和3.0 mmol/kg EGTA处理能有效促进钻叶紫苑对Pb的吸收累积，且Pb在钻叶紫苑中的富集系数和转移系数较CK均有显著提升，以3.0 mmol/kg EGTA处理的富集系数和转移系数最大，分别为CK的1.48和1.35倍;2.0和3.0 mmol/kg EDDS、1.0和2.0 mmol/kg NTA及3.0 mmol/kg EGTA处理能有效促进钻叶紫苑对Zn的吸收累积，且Zn在钻叶紫苑中的富集系数和转移系数较CK均有显著提升，以2.0 mmol/kg EDDS处理的富集系数最大，为CK的1.37倍，2.0 mmol/kg NTA处理的转移系数最大，为CK的1.49倍;3.0 mmol/kg EDDS、3.0 mmol/kg NTA和1.0～3.0 mmol/kg EGTA处理能有效促进钻叶紫苑对Cu的吸收累积，以2.0和3.0 mmol/kg EGTA处理的富集系数（均为0.66）和3.0 mmol/kg EDDS处理的转移系数（1.46）最大。
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螯合剂在重金属污染土壤中的应用
摘要螯合剂在重金属污染土壤修复中具有重要的作用，结合国内外的研究成果和最新研究进展，阐述了螯合剂的常见种类及其在重金属污染土壤修复中的应用，提出了螯合剂在修复重金属污染土壤中存在的问题及展望。
AbstractChelants play an important role in the remediation of heavy metal-contaminated soil. Common kinds and recent research on the application of chelants to the remediation of heavy metal-polluted soil were reviewed and the disadvantages and future research trends of the methods were put forward.
Key wordschelants；heavy metal；soil remediation；application
随着经济的发展，城市污染加剧，农用化学药品的种类和数量增加，土壤重金属的污染也日益严重。
大多数重金属在土壤中具有相对稳定、难以迁出土体的特点，严重影响土壤的理化以及生物学特性，土壤微生物群落结构随之改变，土壤生态结构和功能的稳定性受到威胁，造成农作物、农产品和地下水等污染，甚至通过食物链危害人类健康。
据统计，我国近2 000万hm2的土壤受重金属污染，占总耕地面积的1/5，其中因工业三废污染的农田近700万hm2，使粮食每年减产1 000万t [1]。
因此，重金属污染土壤的修复已成为我国农业和环境保护工作的重要内容。
螯合剂能够与土壤溶液中的多价金属离子结合形成螯合物，改变重金属在土壤中的存在形态，使重金属从土壤颗粒表面解析，由不溶态转化为可溶态，从而大大活化土壤中的重金属[2]。
螯合剂在重金属污染土壤应用中，具有见效快、周期短的特点，在生理、生化、农业等科学领域起着十分重要的作用。
1螯合剂种类
不同的分类标准，螯合剂种类有所不同，目前常见的分类方式有按照作用机理与效果分类及化学组成分类。
根据螯合剂作用机理与效果可分为活化和稳定或固化的重金属螯合剂[3]；根据螯合剂的化学组成，可分为氨基多羧酸类和天然的低分子有机酸[2]。
常见螯合剂如表1所示。
2螯合剂在重金属污染土壤修复中的应用
土壤重金属污染直接关系到农产品的安全，进而威胁生态系统和人类健康，已经成为全球性环境问题之一。
重金属在土壤中的生物有效性较低，植物难以吸收，螯合剂能改变土壤重金属的移动性，即活化或钝化土壤重金属，显著提高重金属土壤修复的效率，因此广泛应用于重金属污染土壤的修复中。
2.1氨基多羧酸类
目前，氨基多羧酸类螯合剂具有活化效率高的特点，在各种重金属污染的土壤修复中报道较多。
郑永红等[4]以国家亿吨煤建设基地、已有百年开采历史的淮南矿区为例，介绍了煤矿区铅污染土壤的现状与危害，并介绍了解决煤矿区土壤铅污染问题的最新技术、植物修复的机理、技术特点以及在煤矿区土壤生态修复中的应用。
李晶等[5]采用HCl、EDTA及DTPA作为化学螯合剂，发现3种浸提剂中，HCl对4种重金属铜、镉、锌、铅的浸提效果好于EDTA 和DTPA。
沈莉萍等[6]研究了螯合剂和泥炭对苎麻吸收土壤镉的影响，结果表明，泥炭和柠檬酸配施处理更有利于植物生长，就植物吸收镉能力来说，螯合剂（EDTA、柠檬酸）和泥炭的配施处理能更好地促进苎麻对镉的吸收。
朱雅兰[7]研究了小白菜对镉污染土壤的植物修复，通过盆栽试验，研究了小白菜在不同水平镉污染土壤中的耐受性以及富集指标，并施加不同水平螯合剂对修复效果进行强化。
周海霞等[8]通过土培盆栽试验，研究了甘蓝和油菜对土壤中重金属镉的吸收及生物净化作用，同时研究了添加螯合剂对油菜富集镉的影响，结果发现甘蓝对于高浓度镉污染土壤的修复作用并不明显，油菜对于镉污染土壤的净化作用较显著，但添加螯合剂EDTA对于提高修复水平效果并不显著，认为油菜较适宜作为镉污染土壤的修复植物，螯合剂添加要视情况而定。
（下转第292页）
（上接第289页）
2.2低分子有机酸
相对氨基多羧酸类而言，低分子有机酸对重金属污染土壤的修复研究报道相对少见。
周建利等[9]进行了活化土壤重金属天然植物螯合剂的筛选研究，认为不同种类的植物汁液对土壤镉、铅和锌的活化能力不同，依次为：酸藤果>湿地松>马尾松。
Huang等[10]利用柠檬酸处理铅污染的土壤。
陈玉成等[11]对柠檬酸（CTA）、EDTA及表面活性剂复合处理污泥中的镉、铬研究表明，CTA与SDS、EDTA与SDS复合，无论是顺序处理还是共同处理，对去除污泥中铬都表现为拮抗效应或独立效应，而对镉的去除则表现出复杂的复合效应。
3存在问题及展望
螯合剂对重金属污染土壤修复受螯合剂种类的效应、螯合剂浓度效应、金属种类、螯合剂溶液pH值的效应、土壤基本性质的效应、植物种类的效应等影响[2]。
如EDTA能在较大范围内的pH值内与很多金属形成稳定的复合物，既能解吸被土壤吸附的金属，也能溶解不溶性的金属化合物，但是pH值、电解质、土壤与提取液的比、土壤中金属结合形态、土壤性质影响EDTA清除土壤重金属的效果，而且由于EDTA价格昂贵以及其回收还存在未解决的技术问题而影响其广泛应用[12]。
螯合剂修复重金属污染的土壤是一项低耗费的污染修复技术，具有进行大范
围修复污染土壤的潜能，目前还缺乏对螯合物在植物根际周围土壤中与金属的络合作用和其在植物体内迁移、累积的机制的研究。
而且螯合剂可以用于治理中、低浓度重金属污染土壤，也可以与其他修复技术联合使用作为土壤修复的最后一个步骤，但是不能处理所有重金属污染的土壤。
对于天然螯合剂的研究，目前大多停留在对野外品种的筛选阶段，多集中在植物对重金属的积累量、耐性及积累机理研究，如何有效地将其应用到实践当中将是未来的一个发展方向。
如作为天然螯合剂来源的植物要对多种重金属有较高的耐性，可将基因工程技术用于培育超富集植物品种，培育出具有生物量大、重金属累积量大的超富集植物，也可改善已发现的超富集植物栽培措施，提高超富集植物的生物量，从而提高超富集植物的修复效果[13]。
4参考文献
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[3] 常青山，杨卫军，叶水英，等.螯合剂在处理重金属污染中的应用研究进展[J].景德镇高专学报，2007，22（4）：13-14.
[4] 郑永红，姚多喜，张治国.煤矿区铅污染土壤的植物修复[J].安徽农业科学，2008，36（20）：8798-8800.
[5] 李晶，许蕾，王道涵.不同螯合剂对土壤中重金属释放特征的影响[J].辽宁大学学报：自然科学版，2008，35（3）：283-285.
[6] 沈莉萍，宗良纲，蒋培，等.螯合剂和泥炭对苎麻吸收土壤镉的影响[J].环境科学，2009，30（9）：2767-2772.
[7] 朱雅兰.小白菜对镉污染土壤的植物修复[J].广东农业科学，2010（2）：68-72.
[8] 周海霞，单爱琴，孙晓菲，等.甘蓝和油菜对镉污染土壤的修复研究[J].江苏环境科技，2008，21（1）：17-19.
[9] 周建利，郭晓方，吴启堂，等.活化土壤重金属天然植物螯合剂的筛选[J].生态学报，2010，30（5）：1390-1396.
[10] HUANG J W，CHEN J，BERTI W R，et al.Phytoremediation of lead-contaminated soils：role of synthetic chelates in lead phytoextraction[J].Envir Sci Techn，1997，31（3）：800-805.
[11] 陈玉成，郭颖，魏沙平.螯合剂与表面活性剂复合去除城市污泥中Cd、Cr [J].中国环境科学，2003，24（1）：100-104.
[12] 龙新宪，杨肖娥，倪吾钟.重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望[J].应用生态学报，2002，13（6）：757-762.
[13] 魏巧，李元，祖艳群.修复重金属污染土壤的超富集植物栽培措施研究进展[J].云南农业大学学报，2008，23（1）：103-107.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。