镉污染土壤的修复与利用技术研究
土壤中金属镉污染危害与修复的研究进展
文献标识码 ： Ａ
文章 编号 ：０ ６ ３ １ （ ０ ２）７ １ ６ ０ ２ １０－ ３５２ １ ０ — ７— ０
另有研究发现翻 当尿 Ｂ２ Ｍ ￣ １０ ｇｇ ， － Ｇ＞ ０ ０ ／ 肌酐 时， 研究 的人 镉 为人体非必需元素 ， 以化合物状态存在 于 自然界 中的， 是 而 肌酐。 且在正常环境下是不会影响人的身体健康 。 进人人体 的镉元素 ， 大 群死亡风险比显著增加。 ３１ ． 镉对人体健康 的多方面危 害。 前文提到镉 为一种慢性致病 部分会蓄积在积肝 、 肾之 中。人体 中的镉会有 １ ／ 肾脏吸收 ， ３被 剩 长期积累在体 内无法消除 ， 其主要是通过消化道 和呼吸 余会微量的蓄积在如 甲状腺 、 、 脾 胰和毛发 等位 置。镉会损伤 肾小 的重金属 ， 从而对人体的健康造成危 害。早在 ２ 世 纪 ０ 管 ，患病者出现 蛋白尿 、氨基酸尿和糖尿 等症状 。世界卫生组织 道两种途径进入人体 ， 日本发生 的十大公害事件之一 的“ 疼痛病 ” 就表明镉对人 体 （０ ３ ２ ０ ）和美 国环保局 （ ９ ）规定人体 ｃ １４ ９ ｄ的最大允许摄入量均为 中期 ， Ｉｇｋ－ ｄｌ。本文从重金属镉对土壤 的污染现状 、 ｕ ・ｇ１ －］ ・ｔ ， 对人体的危害 健康 的危害已经开始 。 以及一些植物对镉污染 的修复进行综述 ，并对 此问题 的研究进行 重金属镉对人体危害大致 可分为 以下几种 ： 了展 望 。 镉具有很强的致癌 、 突变 以及致畸作用 。 致 镉的急性 吸人 的毒 土 壤 镉 污 染 的 现 状与 危 害 害表现为肺损害 ， 吸入中等量 的镉蒸气会引起铸造热 ， 经过治疗数 １镉 污 染 的 现 状 ． 天便 可恢复， 但如果大量 吸入镉蒸气 ， 严重者最终可导致死亡 。 自从 ２ ０世纪 发现镉元素 以来 ， 镉出现于各个领域之 中 ， 产量 镉与含 有巯基 、羟基等多种 基 团的蛋 白质分 子结合会 生成 能引发高血压 等多种疾病。 不断增 长。 广泛应用于核工业 、 电子业 、 电镀工业和化工业 等领域 。 镉 一蛋白质 ， 近期出现一个新鲜 的名词—— “ 镉米 ”据《 ， 新世纪周 刊》 网络新 和 镉可通过一些生化反应置换出酶类 金属后导致机体清 除 自由 闻消息报道 ： 经过调查发现 ， 市场销售的大米中有 １％都存在镉金 基能力下 降， ０ 从而引起氧化损伤 。 现在 由于镉 引起 的氧化损伤已被 属严重超标 的问题 ， 食用之后很大几率会导致“ 骨痛病” 镉污染不 看作引发细胞毒性和导致癌变 的一个重要机制 。 。 仅造成了我 国农产 品的质量下降 ， 而且威胁到人体健康。 农业部在 镉可 以影 响细胞凋亡或增生 的相 关蛋 白质和基 因的表达 ， 可 ２０ ０ ０年对 ｌ ４个省会城 市的 ２０ ０ ０余个样品进行检测 ，结果表 明 ： 以诱 导许 多早期基 因的表达异常； 与锌脂蛋 白结合 ， 还 取代锌 ， 影 蔬菜 中的镉 等污染超标率 已高达近 ２ ％； ５ 同时南京郊 区的 １ 个检 响了细胞 内的调控 系统 ， ８ 最后导致细胞 的死亡［ ６ １ 。 测点对青菜叶样 的分析结果表明 ：镉的含量 全部超过食 品卫生标 ３２ ．镉污染对植物的生理化作用的影 响。 镉同样也不是植物 的 必需元素 ， 而且对植物的生长有着不利影响 ， 植物体 内的镉元素积 准， 最多 的超过有 ｌ 倍之多 。 ７ ２镉 污染 的 来 源 ． 累达到一定浓度时就会表现出毒害的状态 ，例如 阻碍植物根系 的 刘育红口 土壤 中的镉污染的来源分为了以下六大类 ： 将 生长或者抑制其水分和养分的吸收等等 。 （） １ 大气 中的沉降 ；２农 药 、 （） 化肥和塑料薄膜的使 用 ；３污水 二 、 壤 镉 污 染 的修 复 （） 土 灌溉 ；４ 污泥施肥 ；５含有重金属废弃物的堆积 ；６ 金属矿山的 （） （） （） 目前 ， 金属污染土壤的处理方式很多 ， 镉 主要有 ： 化学治理 、 工 酸性 废 水 。 程处理、 生物修复和农业生态修 复等方面。 ． 总体来说工业化 的高低对镉 污染的轻重起 了很 大的决定 ， 市 １化 学 治理 区的污染浓度远远大于农 村和郊 区。 由于镉没有得到很好的处理 ， 化学治理 的措施有很多种 ，但是这些方法都是只能在短期 内 长期的积累导致污染 的加重。 降低镉在土壤 中的毒性及生物有效性 ， 是一种原位修复方法 ， 并没 ３镉 污 染 的危 害 ． 有真正意义上 的清除镉 ， 潜在着再次造成污染 的可能 ， 而且化学治 在 环境镉污染致健康损害研究 中，一般认为尿镉浓度是反映 理需要向土壤 中投加试 剂 ， 会造成二次污染 。 以此方法还需深入 所 内暴露的指标 ， 而尿 １２ ＭＧ和尿 Ｎ Ｇ酶为反映 肾功能受损的指 的研究。 ３ － Ａ 工 标 。有人 发现 尿 １２ Ｍ ３ － Ｇ和 尿 Ｎ Ｇ酶 在男性 中临界 值 为 ９ ４ ２． 程 处 理 Ａ ９、 １ ｇ 肌酐 ， ６ ， ｇ 女性为 ７ ４ １．Ｉｇ 肌酐 。ＷＨ ８ 、６ Ｘ ， ６ ｇ Ｏ建议尿镉 的生物 工程措施包括换土法 、 客土法和 电动力修复法等方法 ， 工程措 阈值定为 ５ ／肌酐 ， ｇ ｇ 丛泽等人控制年龄 因素后 ， 尿镉 ≥３ ｇ 肌 施 可取之处在于其稳 定性高 、 ， ｇ 见效快 的优 点， 但存 在着工程量 大 、 酐组 死亡率会 随着 尿镉的增加 而成 比例升高 ，ｒ ｅｇ 发现 ， Ｆｉ ｒ 等 ｂ 尿 投资高并且会造成二次污染 的隐患等许多缺点，不适宜应用于大 镉 ≥１ Ｘｇ 肌酐 时 ，会 出现 肾小管损伤 的情况 。而当尿镉 ＞８ 面积 污染土壤的治理所 以仍在深入的研究 。 ０Ｉ ／ ｇ １ — ． 农 ９ｘ ／ 肌酐 时 ， ｐ２ ＭＧ会超过 １０ ｇ ｔｇｇ 尿 － ００ ， ｇ肌酐 ， 而且会 急剧上 ３ 业 生 态修 复 升 。Ｍ．Ｉｅａ认为尿镉 浓度达 ｌ ２ ， 肌酐时可作为判定 肾 ｋｄ Ｏ～１ ｇｇ 现在农业生态修复方法 已经广泛的应用 于修复受重金属污染 功能减退 的临界值 ， 而吴训伟认 为尿镉 ＞１ ｇ ０ Ｃ ｓ肌酐 的人群会造 土壤， 农业生态修复措施是通过调节土壤的一系列性质致使 土壤 成对 肾脏不可逆性 的损伤 。Ｋ ｊ通过 ５年的追踪发现 ，在原先 尿 中镉 金属 的活性受到改变 ， ｏ ｊ 生物有效性被 降低 ， 从而减弱镉对植 物 ｐ２ Ｍ ￣１０ ｓ 肌肝 的人群 中 ，几乎所有 的个体都会 出现 肾 的毒害作用 。 － Ｇ＞ ００ ／ ｓ 小管 功能恶化 的情况 ，而 ＜１０ ｇ 肌酐 的个体并无 明显变化 。 ４生 物修 复 ００ ／ ｇ ． 国内学者『 ４ １ 认为我 国正常人群的尿 Ｂ２ ＭＧ ５ Ｉ 限为 ４ ５ ｇ － ９ ％Ｃ 上 ６ ／ ｓ 生物恢复技术 即利用微生物和植物削减 （ 下转第 １ ４页） ７
农田镉污染的措施
农田镉污染的措施引言镉是一种常见的土壤重金属污染物，对农田环境和农作物安全产生了严重影响。
农田镉污染已经成为农业可持续发展面临的重要问题之一。
为了解决农田镉污染问题，采取有效的措施对农田进行治理是非常重要的。
本文将介绍一些常见的农田镉污染措施，包括土壤修复、镉吸收和转化调控、农作物筛选和合理种植。
1. 土壤修复1.1. 有机质施用有机质施用是一种有效的土壤修复方法。
有机质可以改善土壤结构，增加土壤保水能力，并且具有良好的离子交换能力，可以减缓镉在土壤中的迁移和积累。
1.2. 改变土壤酸碱度调整土壤pH值可以影响镉的有效性。
一般来说，镉在碱性土壤中的迁移和积累较低。
因此，通过添加石灰等碱性物质来提高土壤pH值，可以减少镉的毒性和积累。
1.3. 植物修复一些植物具有吸收和富集重金属的能力，被称为“超级积累植物”。
将这些植物种植在镉污染的土壤中，可以通过植物吸收并富集镉，从而减少土壤中的污染物含量。
随后，这些植物可以被清除或处理。
2. 镉吸收和转化调控2.1. 土壤添加剂添加剂可以调控土壤中镉的有效性和生物可利用性。
例如，磷酸盐可以与镉形成难溶的盐类，减少镉的迁移和吸收。
硅酸盐可以增加土壤中镉的结合和固定程度，降低其迁移和积累。
2.2. 生物修复一些微生物可以通过还原、氧化、解毒和螯合等机制，降低土壤中镉的毒性。
利用这些微生物进行生物修复，可以有效降低农田镉污染的风险。
3. 农作物筛选和合理种植3.1.耐镉农作物筛选进行耐镉性筛选，选育出耐镉的农作物品种，可以减少农作物对镉的吸收和富集。
耐镉农作物品种的选育可以通过杂交育种、突变体筛选或基因工程等技术实现。
3.2.智能种植技术借助现代农业技术，如精准施肥、水肥一体化、土壤覆盖等，可以精准控制农作物的生长环境，使其处于适宜的生长状态。
合理利用这些技术可以降低农作物对镉的吸收和富集。
结论农田镉污染对人类健康和农业生产都带来了巨大风险。
采取针对性的措施进行农田镉污染治理是非常重要的。
我国土壤镉污染现状分析及修复技术研究
我国土壤镉污染现状分析及修复技术研究朱雅琪1㊀梁金明2㊀李㊀彬1㊀邓㊀玉1㊀陈㊀前1㊀巫㊀剑1㊀陈润成1㊀杨国义1∗(1.广东省生态环境技术研究所/广东省农业环境综合治理重点实验室,广州510650;2.中山市农业科技推广中心,广东中山528400)摘要:镉作为人体非必需且生物毒性很强的重金属元素,土壤和作物中镉超累积是人体中镉富集的主要来源㊂明晰土壤镉污染现状,研究镉污染土壤修复技术对区域生态风险评估和粮食安全生产具有重要的意义㊂通过文献综述,系统分析了我国土壤镉污染现状和国内外土壤修复技术研究进展㊂我国镉污染在地理分布上总体呈现南方重于北方,且近年来镉含量以较高速率增加,以西南地区和沿海地区增幅最大㊂当前土壤镉污染修复技术主要分为四个大类:物理修复技术㊁化学修复技术㊁生物修复技术和联合修复技术㊂其中,联合修复技术作为物理修复技术㊁化学修复技术㊁生物修复技术等的联合体,弥补单一修复技术存在的不足,提高土壤镉污染修复效率,是未来土壤镉污染修复研究的主要方向㊂对该领域初学者了解该领域研究方向㊁发展趋势和研究热点具有指导意义㊂关键词:土壤;镉污染现状;修复技术;联合修复ANALYSIS OF CURRENT STATUS OF SOIL CADMIUM POLLUTION IN CHINA ANDTHE SUMMARY OF REMEDIATION TECHNOLOGYZhu Yaqi1㊀Liang Jinming2㊀Li Bin1㊀Deng Yu1㊀Chen Qian1㊀Wu Jian1㊀Chen Runcheng1㊀Yang Guoyi1∗(1.Guangdong Key Laboratory of Integrated Agro-Environmental Pollution Control and Management,and Guangdong Institute of Eco-Environmental Science&Technology,Guangzhou510650,China;2.Zhongshan Agricultural Science and Technology Extension Center,Zhongshan528400,China)Abstract:Cadmium as a non-essential and highly toxic heavy metal element in human body,the accumulation of Cd by soil and crop is the main source of human Cd intake.It is of great significance for regional ecological risk assessment and food safety production to clarify the current situation of soil cadmium pollution and study the remediation technology of cadmium contaminated soil.Based on the literature review,this paper systematically analyzed the current situation of soil cadmium pollution and the research progress of soil remediation technology at home and abroad.The distribution of cadmium pollution in China is generally heavier in the South than in the north.In recent years,cadmium content has increased at a relatively high rate,with the largest increase in southwest and coastal areas.Moreover,there are four kinds of remediation technologies for cadmium pollution in soil,physical remediation technology,chemical remediation technology,biological remediation technology and joint remediation technology.Among them,as a combination of physical remediation technology,chemical remediation technology and biological remediation technology,joint remediation technology can make up for the shortcomings of single remediation technology and improve the remediation efficiency of soil cadmium pollution,which is the main direction of future research on soil cadmium pollution remediation.This paper is of guiding significance for beginners to understand the research direction,development trend and research hotspot in this field.Keywords:soil;cadmium pollution;repair technology;joint repair㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀收稿日期:2020-03-25基金项目:中山市社会公益科技研究项目(2018B1014)㊂第一作者:朱雅琪(1993-),女,硕士,主要研究方向为环境与土壤㊂244332534@∗通信作者:杨国义(1969-),男,研究员,主要研究方向为环境与土壤㊂gyyang@0㊀引㊀言1817年,德国人Stromeyer从不纯的氧化锌样品中发现了镉(Cadmium,Cd)[1]㊂自发现以来,镉被广泛应用于化工业㊁电子业㊁电镀工业和核工业等领域,产量逐年增加[2]㊂由于镉的广泛应用,使得镉通过工业废渣㊁大气沉降㊁污水灌溉㊁城市垃圾和农用化学品等途径进入土壤中,造成土壤镉污染[3]㊂土壤中自然存在的镉一般情况下不会对人体造成危害,而由于人类活动引起的土壤镉污染则具有严重的生态环境效应㊂镉污染能够降低土壤微生物活性和数量,改变土壤微生物群落特性,对土壤生态系统具有破坏性的影响[4,5]㊂此外,过量的镉可以在植物体内富集,通过食物链进入动物和人类的体内,严重者危害健康,1931年日本发生的 痛痛病 事件就是镉污染引起的公害病事件之一[6,7]㊂镉污染已经成为我国农田土壤最严重的污染问题之一[8]㊂土壤镉污染问题日益严峻,我国土壤镉污染现状如何,以及如何治理土壤镉污染已经成为当今生态环境领域研究的热点问题㊂本文依据国内外有关参考文献,对我国土壤镉污染现状进行了综合分析,对土壤镉污染修复技术研究进展进行了综述,并对未来土壤镉污染修复技术的研究方向进行了展望,为该领域初学者了解该领域研究方向㊁发展趋势和研究热点提供了指导,也为我国土壤镉污染治理的进一步研究提供参考㊂1㊀土壤镉污染现状1.1㊀我国土壤镉污染现状根据2014年‘全国土壤污染状况调查公报“,我国土壤总超标率为16.1%,污染类型以无机型为主,其中镉的点位超标率最高,为7.0%,位于八大无机污染物之首;从地域分布上看,我国土壤镉污染南方重于北方[9]㊂近年来,学者对我国土壤镉污染现状研究较多,主要集中在污染较重的南方区域,对部分区域研究结果进行汇总,见表1㊂结果表明,我国土壤镉污染形势严峻,特别是被誉为 鱼米之乡 的湖南㊁湖北等地㊂表1㊀我国部分区域土壤镉污染现状汇总省份研究区域研究结论参考文献湖南湖南省土壤镉污染面积达2800hm2,占全省13%[10]湖北鄂西北某农田保护区(湖北粮油作物主产区)89份表层土壤样品镉超标率达78.7%,均值为湖北省背景值9.0倍[11]湖北省重点行业企业周边Cd为矿产采选与冶炼㊁化学原料与化学品制造企业的主要重金属污染物之一,超标倍数分别为33.3㊁14.1倍[12] 太浦河流域(流经江浙沪)流域内存在严重的Sb㊁Cd污染,尤其以大型印染厂集中区为突出[13]广西广西省土壤镉含量为0~236.32mg/kg,超标比例达90.11%[14]桂西地区水稻主产区稻田总镉含量为0.941mg/kg,高于国家土壤环境质量二级标准值的样品占调查总样品的54.0%,稻田土壤镉为高生态风险[15]广东湛江观海长廊红树林土壤镉含量平均值为环境背景值的4.43倍,部分点位镉含量超过国家土壤环境质量一级标准[16]福建福建省19个县农田土壤土壤镉污染超标率为25.39%[17]闽西矿区周边土壤镉超标率为20%[18]贵州黔南州4个重点生态县土壤重金属超标率达到了49.2%,其中以镉为首要的污染物[19]四川成都平原农田研究的45个取样点中19个样点镉含量超过了土壤镉含量土壤环境质量标准农业用地二级污染标准,大多数市区农田土壤存在镉污染威胁[20]重庆33个蔬菜基地土壤镉含量为0.160~0.636mg/kg,均值为0.299mg/kg,超标率达41.2%[21]1.2㊀土壤镉污染原因导致土壤镉污染的原因众多,主要包括大气沉降㊁农药化肥等的施用㊁污水灌溉㊁污泥施肥㊁废渣堆积㊁矿山污染等[22]㊂不同地区导致土壤镉污染的原因存在差异㊂张大元[21]对重庆33个蔬菜基地土壤环境质量情况进行研究发现,该区域土壤镉超标的原因主要是肥料污染㊁大气沉降物等㊂沈阳地区河流灌渠沿岸重金属污染现状研究发现,该区域农田中镉的重要来源是施用磷肥,另一个重要来源是污水排放[23]㊂未进行污水处理㊁生活垃圾收集方式及堆放随意是导致福建省农田土壤镉污染超标的主要因素[17]㊂四川西南部凉山州的土壤重金属污染现状调查则发现,导致凉山州土壤重金属污染的原因主要是附近较多矿山导致的工矿废水排放㊁工矿废渣堆积㊁工矿企业生产产生的气体和粉尘通过大气传播等[24]㊂贵州省贵阳市耕地土壤镉污染突出与磷化工㊁煤化工及冶炼等工业污染密切相关[25]㊂2㊀修复技术研究进展近年来我国土壤镉污染情况日趋严重,由此引起的安全事件频发,土壤镉污染治理已迫在眉睫㊂目前土壤镉污染修复技术主要包括物理修复技术㊁化学修复技术㊁生物修复技术和联合修复技术㊂2.1㊀物理修复技术物理修复技术是指利用物理的方法对受污染的土壤进行修复,主要包括客土法㊁换土法㊁深耕翻土法㊁隔离包埋法㊁热力恢复法和电修复技术等㊂客土法也是一种工程治理方法,是将清洁土壤添加到镉污染土壤中,从而降低土壤镉含量或减少植物根系与污染物的接触,以达到土壤镉污染治理的目的,该方法适用于污染物含量不高㊁取土方便的地区[26]㊂换土法是利用干净土壤替换掉被污染的土壤,将污染土移走处置,该方法适用于小面积镉污染土壤,可以有效防止镉污染范围的扩大[27]㊂深耕翻土法是通过深耕将被污染的表层土翻入深层,从而使表层土污染物含量降低,该方法仅适用于污染较轻的土壤,且易导致耕层土肥力降低[28]㊂隔离包埋法是利用钢筋㊁水泥等在被重金属污染的土壤周围及底部修筑隔离墙,将污染土与周围环境隔离,防止其淋溶水和渗滤水进入周围环境中,污染土壤[29]㊂热力恢复法多针对挥发性重金属的治理,即利用加热的方法将重金属从土壤中解析出来,再回收利用,该方法对特定污染治理效率高,但成本高㊁工程量大,且易污染空气,仅适用于熔点低或挥发性强的小面积污染[30,31]㊂电修复技术是将电极插入受污染的土壤并通入直流电,镉离子在电场作用下通过电渗析和电迁移定向移动,富集在电极区附近,最终通过电镀㊁共沉淀等方式使镉离子与土壤分离以达到镉污染治理的目的[32]㊂2.2㊀化学修复技术化学修复技术是利用化学物质改变镉在土壤中的存在形态及其生物有效性,从而达到抑制或降低植物对镉的吸收的目的㊂主要包括原位化学稳定法和淋洗法㊂原位化学稳定法是通过向被污染土壤中添加碱性改良剂(石灰㊁赤泥㊁钙镁磷肥㊁粉煤灰等)㊁黏土矿物(海泡石㊁沸石㊁凹凸棒石等)㊁拮抗物质(硫酸锌㊁稀土镧等)等无机物,或是畜禽粪便㊁秸秆堆肥㊁生物炭等有机物,从而改变土壤pH值㊁氧化还原电位等,进一步影响镉在土壤中的赋存形态使其被沉淀固定,或是发生吸附及离子交换㊁离子拮抗㊁螯合等化学作用降低镉的生物有效性,达到土壤镉污染治理的目的[29,33]㊂在对土壤镉污染进行治理的各种措施中,该方法由于操作简便和价格低廉被广泛应用㊂研究发现,施用硅肥㊁钙镁磷肥㊁石灰和骨炭粉等固定剂可以使土壤中镉各形态的含量和分布发生变化,适当的施用固定剂可以抑制植物对镉的吸收,降低植物可食部位镉含量[34]㊂淋洗法是利用淋洗液将土壤固相中的镉转移到土壤液相中去,通过回收利用含镉废水以达到土壤镉污染治理的目的㊂该方法研究的难点是找到一种合适的淋洗液,在满足土壤镉污染治理的要求的同时,土壤结构不会遭到破坏,导致二次污染的发生[35]㊂传统的化学淋洗剂主要有无机类淋洗剂㊁螯合剂和表面活性剂3种㊂无机类淋洗剂主要是水㊁无机盐㊁无机酸等,该类淋洗剂存在淋洗效果不理想㊁易破坏土壤自身品质等诸多问题[36]㊂螯合剂可以与重金属结合形成稳定的金属螯合物,王亚琴发现乙二胺四乙酸(EDTA)和氮川三乙酸(NTA)能螯合土壤中的镉并形成镉螯合物,从而提高镉的有效性促进植物对其的吸收[37]㊂近年来,学者们对于表面活性剂治理污染土壤的研究主要集中在有机污染领域,在重金属污染土壤修复方面的应用相对较少[36]㊂2.3㊀生物修复技术生物修复技术是指利用某些特定的动㊁植物和微生物作为修复主体,吸附㊁降解㊁转化㊁固定土壤中的镉,以达到土壤镉污染修复的目的[27]㊂生物修复技术主要分为植物修复技术㊁动物修复技术和微生物修复技术等,因其操作简单㊁成本低廉㊁无二次污染㊁处理效果好且能大面积推广应用等优点,是近年来环境污染治理研究的热点之一[38]㊂植物修复技术是一种利用某些可以忍耐和超量积累镉元素的植物及其微生物共存体系以达到消除镉污染目的的土壤镉污染治理技术㊂1977年Brooks[39]首次提出超累积植物的概念,1983年Chaney[40]又提出了重金属植物修复的思想,随后,利用植物修复技术治理土壤重金属污染进入到了快速发展的时期,并取得了一定成效㊂应用于土壤镉污染治理的超富集植物存在如下特点:1)镉在植物地上部的富集含量应达到临界值100mg/kg;2)植物体内镉含量与土壤中镉含量的比值(富集系数,BCF)应大于1;3)植物地上部镉含量与地下部镉含量的比值(转运系数,TF)应大于1;4)能在镉污染土壤中正常完成生活史,且生物量不能明显减少[41]㊂目前,学者们对土壤镉污染治理的超富集植物进行了大量研究,在籽粒苋㊁东南景天㊁青葙等植物对土壤镉污染治理方面取得了显著成果[42-44]㊂动物修复技术是利用土壤动物及其肠道微生物在自然条件或人工控制下,在污染土壤中生长㊁繁殖㊁穿插等活动过程中对污染物进行破碎㊁分解㊁消化和富集的作用,从而使污染物降低或消除的一种生物修复技术[45]㊂研究发现,土壤动物蚯蚓和蜘蛛对重金属元素有很强的富集能力,其体内Cd㊁Ph㊁As 含量与土壤中Cd㊁Ph㊁As 含量呈明显的正相关[46]㊂然而,目前对土壤动物修复技术的研究较少,对重金属富集动物的发现及其富集重金属后的收集或可成为学术界的一大研究热点㊂微生物修复技术是一种利用活性微生物对土壤镉污染物的吸收㊁沉淀㊁氧化和还原等作用来降低土壤镉浓度和毒性的技术[47]㊂周芳如[48]通过筛选出9种耐镉真菌菌株,并复筛发现了一种去镉能力强且遗传稳定的新月弯孢霉(Curvularia lunata )㊂Lidija 等[49]发现铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa san ai)是一种强耐镉细菌,对镉有很好的富集作用,在土壤镉污染治理方面有巨大的潜力㊂此外,袁金蕊等[50]在对微生物修复镉污染进展综述中指出,目前已筛选出的可用于镉吸附的微生物包括了红酵母㊁马尾藻㊁柠檬酸杆菌㊁枯草芽孢杆菌等十余种㊂2.4㊀联合修复技术单一的土壤镉污染修复技术除了存在一定的优点外,也存在诸多的不足,将不同的修复技术联合起来,不仅可以提高土壤镉污染修复效率,还可以弥补这些不足㊂近年来,关于土壤镉污染联合修复技术的研究主要有植物化学联合修复技术㊁植物微生物联合修复技术㊁微生物化学联合修复技术㊁动植物联合修复技术等,主要集中在植物化学联合修复技术和植物微生物联合修复技术,围绕着修复效果好且环保的植物修复技术开展㊂对国内外学者的主要研究结果进行汇总,见表2㊂表2㊀土壤镉污染联合修复技术研究汇总联合修复技术研究内容研究结果文献来源植物修复+化学修复籽粒苋+磷酸二氢钾/EDTA /柠檬酸外援活化剂促进籽粒苋对土壤中镉的吸收,提高修复效率[42]植物修复+化学修复交流电场+有机物料(黄腐酸钾㊁紫云英)+东南景天交流电场和有机物料联用可进一步促进东南景天对土壤镉的累积[51]植物修复+化学修复草酸+东南景天使用草酸淋洗联合矿山型东南景天修复镉污染土壤,可以提高镉去除效果[52]植物修复+化学修复苎麻+生物可降解螯合剂(EDDS㊁EDTA)添加EDDS㊁EDTA 可以提升土壤中镉和铅的酸可提取态含量,促进苎麻各器官对镉和铅的吸收累积[53]植物修复+化学修复苎麻+固化剂(硅藻土㊁膨润土㊁石灰石粉㊁沸石粉)添加9g /kg 硅藻土以及3~9g /kg 沸石粉配合苎麻种植,可以对土壤中镉污染产生很好的联合修复效果[53]微生物修复+化学修复纳米羟基磷灰石(n-HAPs)+黑曲霉(Aspergillus ㊀niger )/产黄青霉(Penicillium㊀Chrysogenum F1)对镉㊁铅的固定效率是单一化学/微生物修复的1~4倍,且基于黑曲霉和n-HAPs 的纳米生物复合材料对土壤镉㊁铅的固定效果优于基于产黄青霉和n-HAPs 的纳米生物复合材料[54]生物修复+化学修复纳米材料(纳米羟基磷灰石㊁纳米Fe 2O 3)-紫花苜蓿-根瘤菌复合体系可以降低土壤总镉含量14.93%~16.57%,减少土壤有效态镉含量33.79%~35.04%[55]动植物联合修复蚯蚓+白三叶/黑麦草经过18个月的修复,土壤Cd㊁Cu㊁Pb 修复效果分别较单个动物修复和植物修复的简单叠加效果高11.5%,7.2%,5.0%[56]植物-微生物联合修复 双耐 细菌(Rhodococcus baikonurensis)+香根草该菌株可以促进植物生长,提高铅㊁镉的有效态含量,强化污染土壤的修复效果[57]植物-微生物联合修复印度梨形孢+紫花苜蓿印度梨形孢可分泌生长素增加植物产量,诱导植物病程相关基因表达,提高植物在重金属环境中的抗逆能力[58]植物-微生物联合修复多功能放线菌Act12(密旋链霉菌)+籽粒苋增加籽粒苋在含镉土壤中株高㊁根长㊁生物量干重,增强籽粒苋对镉的耐受性,提高籽粒苋对镉生物富集浓度和修复效率,利用肥料与菌剂联合能进一步强化土壤重金属的植物修复效果[59]植物-微生物/化学联合修复丛枝菌根真菌(AMF)/EDTA +亚麻织物植物AMF㊁EDTA 可以增加亚麻植物对镉的耐受性和富集能力[60]多种微生物联合修复硫酸盐还原菌+解磷菌硫酸盐还原菌和解磷菌联合修复有效降低镉的迁移性,保持修复效果稳定,比单一细菌修复稳定性最高增加48.86%[61]多种化学物质联合修复海泡石+生物炭海泡石+生物炭联合修复农田土壤镉污染效果优于单独施用[62]电修复+化学修复氯化钾浸出(0.2%㊁0.5%㊁1.0%)与电动(EK)联合处理单个EK 处理表层土镉去除率为9.38%,1%氯化钾+EK 处理去除率可达到84.06%,该组合技术可减轻种植水稻和蔬菜的土壤镉污染[63]3㊀展㊀望为了人体健康,减少镉污染安全事件的发生,土壤镉污染问题亟待解决,未来土壤镉污染修复技术研究可以从以下几个方面着手:1)目前,针对土壤动物修复技术的研究较少,所取得的研究成果也有限㊂土壤镉污染动物修复技术作为土壤镉污染修复的方法之一,动物作为生物链中的重要一环,该方法虽存在诸多不足,但与其他土壤镉污染修复方法联用,或许可以达到意想不到的效果㊂2)土壤镉污染联合修复技术可以较单一修复技术而言提高修复效率,使各单一修复技术之间优势互补㊂近年来,针对该方面国内外虽已有一定的研究,但就目前土壤镉污染的严峻形势而言,仍旧存在诸多不足,且技术不够成熟㊁稳定,需进一步研究,为土壤镉污染修复作出实际贡献㊂3)我国土壤镉污染修复技术研究多集中在室内研究,室内环境与农田环境可能存在一定不同,实验室内验证成功的修复方案在实际操作中未必可行㊂因此,需将土壤镉污染修复技术与农艺措施㊁工程措施有效结合,力求研究出一系列切实可行㊁廉价高效的农田土壤镉污染修复技术㊂此外,最重要的是在已存在的土壤镉污染背景下,我们应避免出现新的污染,有关部门应加强管控,将 防治结合,预防为主 贯彻到位,切实做到 远离镉污染,人人有责 ㊂参考文献[1]㊀沙国平.化学元素的发现及其命名探源[M].成都:西南交通大学出版社,1996.[2]㊀徐良将,张明礼,杨浩.土壤重金属镉污染的生物修复技术研究进展[J].南京师大学报(自然科学版),34(1):102-106.[3]㊀王文兴,童莉,海热提.土壤污染物来源及前沿问题[J].生态环境,2005,14(1):1-5.[4]㊀王凯荣.农田生态系统镉污染研究[D].武汉:华中农业大学,2004.[5]㊀毛雪飞,吴羽晨,张家洋.重金属污染对土壤微生物及土壤酶活性影响的研究进展[J].江苏农业科学,2015,43(5):7-12.[6]㊀莫若斌,曲伯华.1931年日本发生富山 痛痛病 事件[J].环境导报,2003,(16):20.[7]㊀王倩,杨丽阎,牛韧,等.从环境公害解决方案到重金属污染对策制度建立 日本 痛痛病 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《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。
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。
镉污染土壤修复技术研究进展
镉污染土壤修复技术研究进展摘要简单描述了镉污染对粮食安全、生活环境和人体健康的危害；详细介绍了国内外包括农业生态修复、物理修复、化学修复和生物修复在内的镉污染土壤修复技术的概念、优势及制约因素；着重阐明了植物修复技术的研究现状和应用前景，为镉污染土壤修复提供参考和基础。
关键词镉污染；土壤修复；生物修复；研究进展镉是环境中毒性最强的重金属元素之一，位于元素周期表中第二副族，也是《重金属污染综合防治“十二五”规划》重点监控与污染物排放量控制的5种重金属之一；具有生物迁移性强、极易被植物吸收和积累的特点，对动植物和人体均可产生毒害作用[1]，严重时甚至会造成骨痛病、高血压、肾功能紊乱、肝损害、肺水肿等疾病[2]；据统计，我国每年生产的镉含量超标农产品和动物造成累积性毒害品达146万t[3]，镉污染的农田面积已超过28万hm2，年产镉超标农产品达150万t[4]，我国市场上常见的市售大米约10%存在镉超标[5]，对环境经济和人类的身体健康造成了极大的隐患。
近年来湖南浏阳、云南曲靖以及广西河池地区先后发生的镉污染事件[6]造成了极大的影响，因此控制镉污染，加大对镉污染土壤修复力度已经势在必行，笔者对目前最新镉污染土壤修复的方法予以全面概述，着重于镉污染土壤的生物修复，旨在为后续的研究提供参考。
1 农业生态修复农业生态修复措施是指因地制宜选择耕作管理制度来减轻重金属危害，主要包括农艺修复措施和生态修复措施。
农艺修复措施一般是通过耕作制度的改变，辅以多种植物组合间作、轮作以及套作或者通过向镉污染土壤中加入能结合游离态的镉形成有机络合物的有机肥，从而达到有效减少土壤中镉的含量、降低植物对镉的吸收的目的，实现土壤中镉的迁移、吸收和降解[7-8]。
我国在生态修复措施方面研究较多，一般通过调节包括土壤水分等在内的生态因子来实现对污染物所处环境介质的调控[9]。
农业生态修复措施既能保持土壤的肥力，又能促进自然生态循环和系统协调的运作，但存在着修复时间长、见效慢等不利因素。
镉污染土壤的植物修复研究的开题报告
镉污染土壤的植物修复研究的开题报告一、课题背景土壤中的重金属污染已成为全球环境问题中不可忽视的一部分。
镉（Cd）是一种普遍存在于自然界中的元素，但过度释放后会有害人体健康并导致环境污染。
目前，镉污染土壤的主要治理手段有生物修复和化学修复。
与传统的化学修复手段相比，植物修复注重环境友好和经济效益。
植物修复能通过植物吸附、转运、沉积、蒸发、分解和降解等过程，从而减轻土壤污染并改善环境质量。
二、研究目的本研究旨在通过镉污染土壤的植物修复，探究适合修复镉污染的植物种类，优化植物修复方案，并评估修复效果，为镉污染土地的有效治理提供科学依据。
三、研究内容（1）收集研究资料，了解镉污染土壤的特征和治理措施。
（2）培养镉污染土壤下的植物种类，通过耐受性测定筛选优良种类。
（3）采集植物材料进行光谱分析，研究植物对镉污染的响应规律。
（4）设计不同的植物修复方案，通过田间实验对比植物修复效果。
（5）对植物修复效果进行评估，分析其优缺点，并提出进一步研究建议。
四、研究意义本研究将为镉污染土壤的治理提供立体化、可持续化的解决方案，对于生态环境的保护以及食品安全具有重要的现实意义。
同时，也有助于优化植物修复技术的应用，推动植物修复技术的发展，为其他类似土壤污染的治理提供借鉴。
五、研究方法和技术路线（1）资料检索和整理：检索相关文献，整理植物修复的相关知识。
（2）实验室培养：以土壤和植物为研究对象，运用温室等实验设备，进行土壤和植物的培养。
（3）植物分析：对土壤中植物的生长情况进行实地调查，采集植物样品，进行光谱分析。
（4）田间试验：将优良的植物种类，经过苗期调试后植入污染土壤，观察修复效果等因素，评估植物修复效果。
（5）数据处理和分析：对所得数据进行统计处理和分析，结果展示并提出合理建议。
六、预期成果（1）明确适合修复镉污染土壤的植物种类和修复效果。
（2）优化植物修复方案，并为地方政府和农民提供治理参考。
（3）深入探究镉污染土壤治理的技术路径，推动植物修复技术的发展。
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镉污染土壤的修复与利用技术研究
随着人类经济和社会的发展，工业、农业和城市建设等活动的增加，土壤污染
已成为一个大问题。
其中，重金属污染是一种非常严重的污染，而镉是其中最为常见的一种。
目前，全球有近20个国家的土壤镉超标，且重金属在土壤中具有高度
热稳定性，极难在短期内被去除。
因此，研究镉污染土壤的修复与利用技术十分重要。
一、镉污染土壤的来源及危害
镉被列入二十大优先污染物之一。
它通过人类活动、化学工业和农业等渠道进
入土壤。
在化肥和农药、轻工业和纺织业废水、市区污水、工业废水和污泥中均能检测到镉。
燃煤和工业废气排放，带有一定浓度的镉，也是镉污染的主要来源之一。
镉对人类健康有非常大的危害。
人体摄入镉后，可能导致肺癌、胃癌、骨质疏
松症和不孕不育等多种疾病。
而土壤中的镉对于植物生长也有较大的危害。
植物吸收过多的镉，会影响其正常的生理代谢，进而影响其生长发育和产量。
因此，需要采用正确的方法来修复镉污染土壤。
二、镉污染土壤的修复技术
镉污染土壤的修复主要有生物修复、化学修复和物理修复三种方法。
1. 生物修复
生物修复是一种利用生物体促进土壤污染物降解的技术，其主要来源于植物。
例如，锌华草、植物芸、紫花苜蓿、三叶草和南瓜等都能够吸收土壤中的镉离子。
这些植物可以促进土壤中镉的迁移和转化。
另外，某些微生物，如细菌和真菌，也能够对土壤中的镉进行分解和还原。
这些微生物可与植物一起应用，共同促进土壤镉的分解和还原。
因此，生物修复是目前较为常见的土壤污染修复技术之一。
2. 化学修复
化学修复是指在土壤中添加化学物质，如氧化物或还原物质，以将污染物质转
化成无害的物质或降低其毒性。
例如，碱性物质和还原剂等可以在土壤中加速镉离子的沉淀和结合，使其从水中浮出，并通过阻饥类作用促进土壤中的镉迁移，进而达到修复的效果。
3. 物理修复
物理修复主要是指利用物理治理技术，对土壤中的有害物质进行分离和除去。
比较常见的物理修复技术是电泵吸排技术，其利用电子的移动，加速镉离子向阳极和阴极移动，实现了蓝光降低土壤中镉的浓度，达到了缓解土壤污染的目的。
三、镉污染土壤的利用技术
镉贵重且能用，因此利用含有镉的土壤是一种非常重要的技术。
目前，主要的
利用是土壤转化技术，即将含有镉的土壤通过特定工艺转化为可利用的土壤。
此外，将含有铜、铅、锌、镍等重金属的废渣、渣土、污泥等添加到含有镉的土壤中，利用钝化剂、初生嫁接等措施将其等离子体化，对镉的利用也十分重要。
四、总结
通过本文了解到，镉污染土壤已成为当今世界重要的环境问题。
土壤修复十分
必要，而生物、化学和物理修复是目前主要的修复方式。
此外，镉污染土壤的利用也是十分重要的技术。
在解决土壤污染的同时，也有必要提高人们的环境意识，采取更为科学、环保的生产方式，减少镉及其他重金属排放，从根本上解决土壤污染问题。