镉污染植物修复技术
农田镉污染治理方案
第1篇
农田镉污染治理方案
一、背景
近年来，随着我国工业化和农业现代化的快速发展，农田土壤污染问题日益严重。其中，农田镉污染对粮食安全和人体健康构成了严重威胁。为切实保障人民群众“舌尖上的安全”，根据《土壤污染防治法》等相关法律法规，结合本项目实际情况，制定本治理方案。
二、目标
1.降低农田土壤中镉含量，确保农产品质量安全。
4.效果监测与评价：治理过程中，定期开展效果监测与评价，调整优化治理措施。
5.长效管理：治理工程结束后，建立长效管理机制，持续监管土壤污染防治。
七、预期效果
1.农田土壤中镉含量得到有效控制，农产品质量安全得到保障。
2.农田生态环境得到显著改善，生物多样性逐步恢复。
3.农民环保意识和技术水平得到提升，农业可持续发展能力增强。
3.生物修复
（1）植物修复：选择对镉具有富集作用的植物，通过植物吸收、转移、稳定镉。
（2）微生物修复：利用微生物的转化、吸附作用，降低土壤中镉含量。
4.农业生态调控
（1）优化作物布局：根据土壤污染程度，选择对镉敏感程度较低的作物种植。
（2）水肥调控：合理施肥，减少化肥、农药使用，降低土壤污染风险。
（3）秸秆还田：将作物秸秆还田，提高土壤有机质含量，改善土壤生态环境。
四、治理措施
1.物理修复
（1）土壤翻耕：对污染农田进行深翻，降低土壤中镉的有效性。
（2）换土法：将污染土壤挖出，换入清洁土壤，以降低土壤中镉含量。
2.化学修复
（1）钝化剂施用：施用钙镁磷肥、硅钙肥等钝化剂，降低土壤中镉的生物有效性。
（2）土壤调理剂：施用土壤调理剂，改善土壤结构，提高土壤对镉的吸附能力。
4.宣传教育：加强环保宣传教育，提高农民环保意识，开展技术培训。
水环境中镉污染处理的研究进展
文章编号：1673-887X(2023)02-0083-03水环境中镉污染处理的研究进展吴泉，罗词安（上饶幼儿师范高等专科学校，江西上饶334000）摘要镉存在于自然界中的硫镉矿中，属于一种有毒的金属元素，具有降解难、毒性低、稳定性高、可蓄积的特征，水、土壤、动植物中都分布着一些镉，该重金属会对人的健康造成很大的危害。
当镉进入到人体后，往往需要较长的时间才能排出体外，通常人肾皮质的镉生物学半衰期为10~30年。
近年来我国各地时常发生镉污染事故，给当地居民的正常生产生活造成了极为严重的影响，我国政府和社会各界也非常关注镉的生产安全及其对环境影响。
文章主要阐述水环境中镉污染处理技术。
关键词镉污染；水环境；研究进展中图分类号X523文献标志码A doi:10.3969/j.issn.1673-887X.2023.02.025Progress in the Treatment of Cadmium Pollution in Water EnvironmentWu Quan,Luo Ci'an(Shangrao Preschool Teachers College,Shangrao334000,Jiangxi,China)Abstract：Cadmium,which exists in cadmium sulfide ore in nature,is a toxic metal element,which has the characteristics of diffi‐cult degradation,low toxicity,high stability and accumulation,and some cadmium is distributed in water,soil,animals and plants, this heavy metal will cause great harm to human health.When cadmium enters the human body,it often takes a long time to be ex‐creted from the ually,the biological half-life of cadmium in human renal cortex is10~30years.In recent years,cadmium pollution accidents often occur in various parts of China,which have a very serious impact on the normal production and life of local residents.The government and all sectors of society are also very concerned about the production safety of cadmium and its impact on the environment.This paper mainly described the treatment technology of cadmium pollution in water environment.Key words：admium pollution,water environment,research progress1镉污染的概述如今，美国毒物和疾病登记署（ATSDR）将镉列入第6位危害人类健康的有毒物质，且在全球性危险化学物质中，联合国环境规划署也将镉列为首位的有毒重金属；镉也是国际职业卫生重金属委员会和世界卫生组织中重点研究的环境、食品污染物。
镉、铅等重金属污染土壤植物修复技术研究
植物对重金属污染的生物修复
植物对重金属污染的生物修复重金属污染是当前环境问题中一个严重的挑战。
重金属污染源广泛存在于工业排放、农药使用、废弃物处理等多个领域，对土壤和水体造成严重破坏，威胁到人类和生态系统的健康。
然而，大自然中存在一种独特的修复机制，就是植物对重金属的生物修复能力。
本文将探讨植物对重金属污染的生物修复机制、适用植物种类及其应用前景。
一、植物对重金属污染的生物修复机制植物对重金属污染的生物修复是指植物通过吸收、转运、抑制和转化等方式，将土壤或水体中的重金属元素转移到其根系、地上部分或内部物质中，进而将其毒性降低或转化为可形态排除的形态。
主要的生物修复机制包括以下几点：1. 吸收：植物通过其根系吸收土壤中的重金属元素，特别是根系毛细管的形成使得植物对水溶性重金属离子有更高的吸收能力。
2. 转运：吸收到的重金属元素会通过植物的血管系统从根部运输到地上部分，形成根-茎-叶的元素分布。
3. 抑制：植物通过增加细胞壁、分泌物质等方式抑制重金属元素进入细胞核，从而减少其在植物内的积累。
4. 转化：植物通过一系列酶的作用，将有害的重金属元素转化为无害的形态，如转化为难溶于水的物质或结合到有机物质上。
二、适用植物种类针对不同的重金属元素，不同的植物种类表现出不同的修复效果。
以下是一些常见的适用植物种类及其对应的重金属修复能力：1. 矿产型植物：对于含有高浓度金属元素的土壤，如铜、铅、锌等，一些矿产型植物如铜钱草、柳叶菜等具有较好的修复能力。
2. 能源型植物：对于含有放射性元素铀或油田污染的土壤，能源型植物如悬铃木、榆叶梅等适用于生物修复。
3. 资源型植物：对于重金属元素浓度较低的土壤，一些资源型植物如小麦、玉米等对铬、镉、汞等重金属的修复效果较好。
三、植物对重金属污染的应用前景植物对重金属污染的生物修复具有成本低、易操作、环境友好等特点，凭借其显著的优势和潜力，已逐渐应用于实际工程中。
以下是植物对重金属污染的应用前景：1. 植物修复技术可应用于土壤修复和水体净化工程，通过选择适宜的植物进行植被覆盖和水体处理，能够降低污染物浓度并改善生态环境。
《污泥-草炭土复合改良镉污染土壤下的植物修复技术》
《污泥-草炭土复合改良镉污染土壤下的植物修复技术》一、引言随着工业化的快速发展，土壤重金属污染问题日益严重，尤其是镉污染。
镉是一种有毒的重金属，对环境和人类健康构成严重威胁。
为了有效解决这一问题，科研人员致力于研发各种土壤修复技术。
其中，植物修复技术以其经济、环保的特性受到了广泛关注。
本文将探讨一种以污泥和草炭土复合改良镉污染土壤的植物修复技术。
二、污泥和草炭土的特性及其在土壤改良中的应用1. 污泥特性：污泥是一种常见的工业废弃物，含有丰富的有机质和微量元素。
经过适当的处理，可以作为土壤改良剂。
2. 草炭土特性：草炭土是一种富含有机质的土壤，具有良好的保水保肥能力。
其有机质和微生物对重金属有较好的吸附和固定作用。
3. 复合应用：将污泥和草炭土复合使用，可以发挥二者的优势，提高土壤的肥力和重金属吸附能力，从而达到改良镉污染土壤的目的。
三、植物修复技术植物修复技术是利用植物及其根系微生物对重金属的吸收、富集、稳定等作用，降低土壤中重金属的含量，达到修复污染土壤的目的。
本技术将选择耐镉能力强的植物进行种植。
四、污泥-草炭土复合改良镉污染土壤下的植物修复技术1. 准备工作：首先对镉污染土壤进行检测，了解其污染程度和类型。
然后根据土壤类型和污染程度，确定合适的污泥和草炭土比例。
2. 混合改良剂施加：将污泥和草炭土按照一定比例混合，施加到镉污染土壤中。
注意均匀施撒，避免局部浓度过高。
3. 植物种植：选择耐镉能力强的植物进行种植。
在种植过程中，注意合理施肥、浇水，保持植物生长良好。
4. 监测与评估：定期对土壤和植物进行检测，了解重金属含量、植物生长状况等。
根据检测结果，调整施加的改良剂比例和植物种类，以达到最佳的修复效果。
五、技术优势与展望1. 技术优势：本技术利用污泥和草炭土的复合作用，提高土壤的肥力和重金属吸附能力。
同时，通过植物修复技术，降低土壤中重金属的含量，达到双重修复效果。
此外，本技术具有成本低、环保、可持续等优点。
《污泥-草炭土复合改良镉污染土壤下的植物修复技术》
《污泥-草炭土复合改良镉污染土壤下的植物修复技术》一、引言随着工业化的快速发展，土壤重金属污染问题日益严重，尤其是镉污染。
镉是一种有毒的重金属，对环境和人类健康构成严重威胁。
为了有效解决这一问题，科研人员积极研究各种土壤修复技术。
其中，利用污泥与草炭土复合改良镉污染土壤并辅以植物修复技术已成为当前研究的热点。
本文将详细探讨这一技术的原理、应用及效果。
二、污泥-草炭土复合改良技术1. 原理污泥和草炭土都是环保资源，具有较好的物理、化学和生物性质。
污泥中含有丰富的有机质和矿物质，能够改善土壤结构，提高土壤肥力；而草炭土具有良好的保水性和透气性，且含有大量的微生物和有益菌群。
通过将二者进行复合改良，可以降低土壤中镉的生物有效性，减少其对植物的毒害作用。
2. 操作方法首先，将污泥与草炭土按照一定比例混合，形成复合改良剂。
然后，将该改良剂施入镉污染土壤中，通过翻耕、混合等操作使改良剂与土壤充分融合。
三、植物修复技术植物修复技术是利用植物及其根际微生物的共同作用来修复重金属污染土壤的一种方法。
通过种植能够吸收和耐受重金属的植物，将土壤中的镉转移至植物体内，然后通过收割植物的方式将镉从土壤中移除。
四、污泥-草炭土复合改良与植物修复的联合应用将污泥-草炭土复合改良技术与植物修复技术相结合，可以发挥二者的优势。
一方面，复合改良剂能够改善土壤环境，降低镉的生物有效性；另一方面，植物能够吸收并转移土壤中的镉。
这种联合应用方式能够显著提高土壤修复效果。
五、实验结果与分析通过实验对比发现，采用污泥-草炭土复合改良与植物修复技术后，镉污染土壤的理化性质得到明显改善，土壤中镉的含量显著降低。
同时，种植的植物生长良好，对镉的吸收能力较强。
这表明该技术具有较好的实际应用效果。
六、结论与展望本文研究表明，污泥-草炭土复合改良与植物修复技术是一种有效的镉污染土壤修复方法。
该方法能够显著改善土壤环境，降低镉的生物有效性，促进植物生长，提高镉的吸收能力。
一种镉污染土壤的植物修复方法[发明专利]
![一种镉污染土壤的植物修复方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a66e61e8a6c30c2258019e5e.png)
专利名称：一种镉污染土壤的植物修复方法
专利类型：发明专利
发明人：刘金荣,谢晓蓉,张琼,卢建男,刘铁军,鲁晋,翟向华,张卫雄
申请号：CN201710374125.4
申请日：20170524
公开号：CN106944469A
公开日：
20170714
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种镉污染土壤的植物修复方法，所述方法包括在镉污染土壤上种植金盏菊。
本发明的方法通过在重金属镉污染土壤上种植金盏菊，既可以修复土壤、美化环境又能通过提取花瓣色素获得经济效益；对于重金属镉的污染情况，金盏菊可用于土壤修复，这种修复方法费用相对较低、修复效果明显、可操作性强、而且不会对土壤理化性质产生不利影响、不引起二次污染。
申请人：兰州大学
地址：730000 甘肃省兰州市城关区天水南路222号
国籍：CN
代理机构：北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：蔡蓉
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我国土壤镉污染的现状及修复措施
我国土壤镉污染的现状及修复措施一、本文概述随着工业化和城市化的快速发展，我国面临着日益严重的土壤污染问题，其中镉污染尤为突出。
镉是一种有毒的重金属元素，对生态环境和人体健康构成严重威胁。
本文旨在全面概述我国土壤镉污染的现状，包括污染程度、主要来源和分布特征，并探讨现有修复措施及其效果。
通过深入分析，本文旨在为相关部门提供决策依据，推动土壤镉污染治理和生态修复工作的有效开展，以保障农业生产和人类健康的可持续发展。
二、我国土壤镉污染现状分析我国是世界上最大的农业生产国之一，土壤资源的健康状况直接关系到国家的粮食安全和人民的健康。
然而，近年来，随着工业化、城市化的快速发展，我国土壤污染问题日益凸显，其中，镉污染尤为引人关注。
镉是一种有毒的重金属元素，其进入土壤后不易降解，且易被作物吸收，进而通过食物链进入人体，对人类的健康构成严重威胁。
目前，我国土壤镉污染呈现出污染范围广、污染程度深、污染来源复杂等特点。
从污染范围来看，我国土壤镉污染已经覆盖了多个省份，且呈现出由点及面的趋势。
特别是在一些重工业密集区、矿业开采区以及城市周边地区，土壤镉污染尤为严重。
从污染程度来看，部分地区的土壤镉含量已经远超过国家标准，严重制约了当地的农业生产。
由于镉在土壤中的累积效应，其浓度往往随时间推移而不断升高，进一步加剧了污染程度。
从污染来源来看，我国土壤镉污染主要来自于工业废水、废气排放、农业投入品的不合理使用以及城市生活垃圾的不规范处理等。
这些污染源的存在，使得土壤镉污染问题变得更为复杂。
针对这一现状，我国已经采取了一系列措施来加强土壤镉污染的防治工作。
包括加强土壤环境监测、制定严格的污染排放标准、推广环保农业技术等。
然而，由于土壤镉污染的复杂性和长期性，我国在土壤镉污染防治方面仍面临着诸多挑战。
因此，未来仍需加大力度，深入研究土壤镉污染的修复技术，以推动我国土壤资源的健康可持续发展。
三、土壤镉污染的修复技术随着工业化和城市化的快速发展，我国土壤镉污染问题日益严重，对生态环境和人体健康造成了巨大威胁。
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Bioprocess生物过程, 2014, 4, 61-66Published Online December 2014 in Hans. /journal/bp/10.12677/bp.2014.44008Phytoremediation Technology of Cadmium PollutionYanqi Li, Dongming Guan*, Luxia Chen, Bo Yan, Shengnan Xie, Zheng LiSchool of Chemical & Environmental Engineering, China University of Mining & Technology, BeijingEmail: *gdm321@, 974223881@Received: Oct. 8th, 2014; revised: Oct. 21st, 2014; accepted: Nov. 7th, 2014Copyright © 2014 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractWith the rapid development of economy, the cumulative environmental dyeing phenomenon has gradually revealed. In recent years, the serious soil pollution condition can also be compared with water pollution and air pollution. In the diversity of soil remediation technology, phytoremediation technology gradually showed its excellent place. This article simply introduced the overview of the phytoremediation of soil cadmium pollution, reviewed the cadmium enrichment plants with obvious effect in recent years, and made a prospect to the development of phytoremediation technology.KeywordsPhytoremediation Technology, Cadmium Pollution, Cadmium Enrichment Plants,Research Progress镉污染植物修复技术李彦奇，关东明*，陈陆霞，燕波，谢胜男，李铮中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院，北京Email: *gdm321@, 974223881@收稿日期：2014年10月8日；修回日期：2014年10月21日；录用日期：2014年11月7日摘要随着我国经济的飞速发展，累积的环境污染现象已逐步显露。
近几年来，土壤污染状况的日益严重也可*通讯作者。
镉污染植物修复技术与水污染和大气污染相提并论。
在种类繁杂的土壤修复技术中，植物修复技术逐渐显露它的优异之处。
本文对土壤镉污染植物修复进行了简单的介绍，综述了近几年来效果显著的镉富集植物，并对植物修复技术的发展作出展望。
关键词植物修复技术，镉污染，镉富集植物，研究进展1. 引言近几十年来，随着生产力的进步与城市化建设的逐步推进，通过各种渠道引发的土壤污染状况越发严重，不仅对我们赖以生存的土地造成伤害，而且通过作物富集方式影响到人类健康的案例也数不胜数。
其中镉污染对人体健康造成的损害尤为突出。
下面将简单介绍植物修复对于镉污染的控制作用，并介绍近几年来逐步登上现实舞台的几种镉富集植物。
2. 修复矿区镉污染重要性根据农业部环保监测系统对全国24个省、市320个严重污染区8223万亩土地的调查结果发现，重金属超标占污染土壤和作物的80%[1]，其中镉污染涉及11个省市的25个地区[2]。
土壤重金属中，镉污染范围较大，分布广泛且具有较强的危险性。
我国土壤中普遍存在轻、中度Cd污染。
Cd具有很强的毒性，是最易在人体内蓄积的有毒物质[3]。
Cd污染不仅使土壤肥力退化，作物产量和品质下降，水环境恶化，而且通过食物链进入人体时，就会直接影响和危及人类的健康[4]-[6]。
另一方面，目前世界上Cd的供应远远不足[7] [8]。
因此，将镉金属自土壤中提取出来并作为资源加以利用，是镉污染修复的重要目标之一。
自然状态下，镉通常伴随锌存在，因此在矿区周边，尤其是有金属锌伴随的矿区周边通常会有镉的存在。
当前，全社会对矿山废弃地生态修复的热情空前高涨，国家对废弃地生态工程建设的投资力度也大幅度提升，废弃地生态工程实施后究竟其生态效益如何，是否达到预期的目标，备受国内外各界关注。
所以结合矿山废弃地生态恢复的特点，通过植物对金属镉的富集作用，进行矿区重金属污染土壤恢复的植物选择研究，对于矿山废弃地的生态修复具有重要的科学指导意义。
3. 植物修复土壤重金属修复的传统方法有很多，如填埋法、稀释法、淋洗法、物理分离法、电化学法等。
这些方法虽然能够有效地去除土壤中的污染物，但通常耗时较长，成本较高，受环境限制较强，因此对原地大规模修复造成诸多不便。
1983年美国科学家Chaney首次提出了利用能够富集重金属的植物来清除土壤重金属污染的设想，即植物修复技术[9]。
植物修复是20世纪80年代前期提出的一项污染环境治理技术，其中最有发展前途的作用方式是植物提取修复，即利用超积累植物对重金属的超量富集作用以去除污染土壤中超标的重金属[10]。
通过植物转移、容纳或转化环境介质中有毒有害污染物等途径，使其对环境无害，从而达到对污染环境修复与治理的目的。
有些重金属离子，如锌、铁、铜等离子是植物生长代谢必需的微量元素。
植物通过吸收土壤中的有利的重金属离子来维持自身生长发育，与此同时，土壤中的重金属离子被植物吸收带走，成为不可分离状态，从而达到对土壤的净化。
但过量的重金属会引起大部分植物中毒。
主要表行为生长迟缓，发育异常，叶片脱落，植株衰弱甚至死亡。
其中具体的情况还要根据植物的品种而定。
因此寻找可以高效吸收镉污染植物修复技术重金属的植物便成为植物修复的首要任务。
超积累植物(hyperaccumulator，国内许多学者也将其翻译成超富集植物)一词最初是由Brooks等人提出的，当时是指植物茎中Ni含量大于1000 mg/kg(干重)的植物，现多指能超量富集一种或几种重金属元素的植物[11]。
选用污染物富集效果突出的植物，能在有效改善土壤质量的同时，减少消耗的人力物力财力，是一种结合了经济性与高效性的修复技术。
尽管目前报道的超积累植物已有400多种[12]，但植物提取修复技术还不成熟，其主要原因在于这些已发现的超积累植物种类单一，修复效率比较低，种植成本较高导致很难大规模商业应用，因此，超积累植物的筛选仍然是植物修复领域的基础与核心问题。
4. 镉污染植物修复技术4.1. 镉金属超富集植物虽然Cd不是植物生长的必需元素，但是当Cd在环境中积累到一定高的水平时，Cd很容易被植物的根系吸收，并可能转运到植物的地上部分[13]。
目前，全世界已发现可富集重金属的植物约20科，500种，其中对Cd污染土壤修复效果较好的超富集植物包括十字花科、禾本科在内的10余科植物，可以达到1000 mg/Kg以上，如天蓝褐蓝菜、叶芽阿拉伯芥、宝山堇菜、东南景天和壶瓶碎米荠等[14] [15]。
Chaney等人[16]研究认为Cd超积累植物的临界含量标准是100 mg/kg，同时还认为超积累植物对重金属应有较强的转移能力并提出超积累植物的一个极其关键的特征是其对重金属有超强的耐性。
Wenzel 等人[17]认为Cd超积累植物的临界含量标准应降为50 mg/kg，最终确定Cd超积累植物的临界含量标准为100 mg/kg，且具有较强的Cd耐受性。
Pence(2000)等人发现天蓝遏兰菜(Thlaspi caerulescens)可同时超富集锌镉两种金属。
且以锌累积量39600 mg/kg，镉累积量1800 mg/kg直观表明这类植物的锌镉富集能力远远超出其他普通植物所能忍受的极限。
刘威等人(2003)通过野外调查和温室试验，发现自然条件下生长的宝山堇菜地上部平均含镉量达1 168 mg/kg[18]。
龙新宪等(2008)发现，土壤添加重金属Cd后，矿山生态型东南景天(Sedum alfredii)生长正常，且地上部和根系Cd含量随着土壤中Cd含量的增加而增加，在400 mg/KgCd处理下，Cd含量分别高达2900 mg/Kg和500 mg/Kg，因此也是一种Cd超积累植物[19]。
魏树和、周启星等认为较少富集植物培育成本，先后在杂草中发现了蒲公英、龙葵、三叶鬼针草等多个镉超富集植物品种[20]-[22]。
吴丹等人(2013)对观赏植物吊兰进行盆栽实验，结果表明，吊兰对重金属镉、锌、铅复合污染具有明显的修复效果，且修复能力依次为镉>锌>铅[23]。
2006年，聂发辉[24]、彭克俭[25] [26]先后发现商陆和对镉的超富集作用。
通过食品中镉积累对人体造成种种危害间接表明，许多农作物成为富集镉金属的优秀植物。
王松良(2004)通过温室水培13个小白菜和11个结球甘蓝品种，筛选出小白菜品种福绿1号、94-N1、日本华冠、日本冬妃、虹桥矮青和结球甘蓝品种Ducati，Matsumo，Gideon，Invinto可作为潜在修复土壤镉污染的植物材料[27]。
曹德菊等(2004)发现，苎麻(Triticum astivum)对Cd的富集系数最高达9.95[28]。
Shumaker & Begonia (2005)发现冬小麦(Triticum aestivum)茎中可积累26 mg/kg的镉[29]。
汤叶涛(2005)发现圆锥南芥(Arabis paniculata L.)具有超量富集重金属铅锌镉的能力，是国内首次发现的铅锌镉复合重金属超富集植物[30]。
作为镉的超富集污染处理植物，是不能用于人类食品的。
所以在植物修复技术实施前应先衡量该种修复植物作为修复植物的成果与作为作物的成果哪一种更具有实际操作的必要性。