镉污染土壤植物修复研究进展
改良剂对农田土壤重金属镉修复的研究进展
改良剂对农田土壤重金属镉修复的研究进展随着工业、农业和城市化的发展，土壤中重金属的污染问题越来越严重。
其中，镉是一种特别危险的重金属，具有广泛的毒性效应。
可通过改良剂对农田土壤中镉的修复，减轻镉对植物和人体的危害。
本文将介绍近年来关于改良剂对土壤重金属镉修复的研究进展。
一、改良剂种类改良剂是指能够促进土壤物理、化学和生物性能提高的一类物质。
针对镉的修复，常用的改良剂包括矿物质、有机材料、微生物、化学物质等。
其中，矿物质是一种较为常用的硅类材料，主要有沸石、膨润土、超细硅酸钙、硅藻土等。
矿物质矿物质改良剂通常针对土壤颗粒的吸附特性进行修复。
研究表明，沸石对土壤中的镉具有较好的吸附作用，可以将土壤中的游离镉离子转化为出现在吸附位置上的复合态镉离子，从而使土壤镉含量得到有效控制。
同时，膨润土也具有良好的吸附能力，矿物质改良剂中加入一定量的膨润土可以显著减少土壤中镉的生物有效性。
有机材料有机改良剂的修复机制与矿物质有所不同，其主要作用是改善土壤的理化性质和微生物活性，从而促进土壤环境的恢复。
研究表明，秸秆、厩肥等有机物质可以与土壤中的铁、铝等元素形成络合物，进而促进镉的沉淀和固定。
此外，有机材料中含有的大量微生物可以缓解土壤酸化和盐碱化，减轻镉对植物的毒害作用。
微生物微生物改良剂通常包括高效菌株、土壤有益菌、植物生长促进剂等。
这些微生物通过吸附和氧化还原等方式对土壤中的镉进行修复。
研究表明，诸如单胞菌、链霉菌和硫酸亚铁氧化杆菌等微生物可以氧化土壤中的镉离子，使其被锁定在硫化镉等无毒形态中。
同时，土壤中的重金属耐受性菌株也可以通过生物修复的方式将土壤中的镉排除出去。
化学物质化学改良剂通常利用其化学性质与土壤中的镉元素进行反应，形成不易溶解和不容易引起毒性的复合物。
研究表明，锰盐、磷酸盐、硫酸铜等化学改良剂可以有效促进土壤中镉离子的沉淀和固定。
这些化学物质的加入可促进土壤中的氧化还原反应，从而降低土壤中镉离子的可溶性和移动性。
《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。
放线菌强化植物修复土壤铅镉污染的效应及机理
放线菌强化植物修复土壤铅镉污染的效应及机理一、本文概述本文旨在探讨放线菌在植物修复土壤铅镉污染中的强化效应及其机理。
随着工业化和城市化的快速发展，土壤重金属污染问题日益严重，尤其是铅和镉这两种常见的重金属元素。
铅和镉的积累不仅会对土壤生态系统造成破坏，还会通过食物链进入人体，对人体健康构成严重威胁。
因此，寻求有效的土壤重金属修复技术至关重要。
近年来，植物修复技术因其环境友好、成本低廉等优点而受到广泛关注。
然而，植物修复过程往往受到重金属生物有效性的限制，修复效率低下。
为此，研究人员开始探索利用微生物强化植物修复的方法。
放线菌作为一种常见的土壤微生物，具有分解有机物、促进植物生长等多重功能，因此在植物修复中具有巨大的应用潜力。
本文首先综述了土壤铅镉污染的现状及其危害，然后重点介绍了放线菌在植物修复过程中的强化效应。
通过实验室研究和田间试验，本文探讨了放线菌对植物吸收、转运和积累铅镉的影响，以及其对土壤重金属形态转化的作用。
本文还深入分析了放线菌强化植物修复的机理，包括放线菌对重金属的生物吸附、生物转化以及其对植物生长的促进作用等。
本文总结了放线菌强化植物修复土壤铅镉污染的研究进展，指出了当前研究中存在的问题和不足，并展望了未来的研究方向和应用前景。
通过深入研究放线菌在植物修复中的强化效应及机理，有望为土壤重金属污染的有效治理提供新的思路和方法。
二、放线菌与植物修复土壤铅镉污染的关系放线菌是一类具有复杂生活史的革兰氏阳性细菌，广泛存在于土壤、水体、空气等自然环境中。
在土壤生态系统中，放线菌通过分解有机物、参与营养循环和生物地球化学过程等方式发挥着重要作用。
近年来，放线菌在植物修复土壤铅镉污染过程中的作用逐渐受到关注。
放线菌可以通过产生胞外多糖、蛋白质等生物大分子物质，改善土壤结构，增加土壤团聚体稳定性，从而提高土壤对铅镉的吸附和固定能力。
这些生物大分子物质能够与铅镉离子发生络合、沉淀等反应，降低其在土壤中的迁移性和生物可利用性。
土壤清洗修复镉污染研究进展
土壤清洗修复镉污染研究进展镉污染是一种常见的土壤污染类型，也是全球重要的环境问题之一。
镉污染土壤的修复技术及方法备受关注。
本文对土壤清洗修复镉污染的研究进展进行综述。
一、土壤镉污染形式及危害土壤镉污染形式多样，主要来源有化肥、农药、工业废水、废渣与空气降沉等。
土壤中镉离子可呈水溶态、离子交换态、有机结合态及结晶态等形式，并能被植物吸收，进而进入人体造成危害。
其主要危害表现为血液、肝、肾等组织中镉的积累，导致机体钙、铁、锌等元素代谢失调，引起骨质疏松、贫血、肾脏病等疾病。
二、土壤修复技术及方法1. 土壤清洗土壤清洗是指通过高效机械或流体作用将污染物从土壤中去除，常用比较成熟的清洗方法有水洗法、盐酸-硝酸-氢氟酸联合清洗法、电动渗滤法等。
清洗方法的选择需结合具体的污染程度、土壤类型、污染物性质等因素进行考虑。
2. 生物修复生物修复是应用生物物种、以及其在土壤环境中的生理生化特点，将土壤中的污染物降解、转化或吸收，达到修复土壤的目的。
生物修复方法常应用于镉、铬、铅等重金属类污染物的修复，常见的方法包括植物多样性修复法、微生物修复法、生长条件处理法等。
3. 化学修复化学修复是指应用化学剂对土壤中的污染物进行去除、转化或结合等处理方式。
化学修复适用于很多有机和无机化合物类污染物，常见的方法有钙石灰法、稳态化学-物理法、离子交换树脂法等。
这些方法通过改变土壤环境，降解或吸附土壤中的污染物，从而达到修复的目的。
1. 土壤清洗修复成本高，处理周期长土壤清洗修复是目前镉污染土壤修复的主要手段之一。
然而土壤清洗需要高效机械或流体作用将污染物从土壤中去除，成本较高，处理周期长。
因此，在实际的工程应用中存在一定的限制。
近年来，生物修复的新方法不断涌现，如利用嗜热细菌对污染物进行降解等。
生物修复的优点在于对环境污染的“无害化处理”，但其过程和条件的控制较为困难，需要更加深入的研究确定关键技术点。
随着环保技术的不断发展，化学修复技术与方法的不断更新。
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。
《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，已成为影响农业生产和生态环境的重要问题。
镉污染土壤的修复技术多种多样，其中植物修复技术因其环保、经济、可持续等优点备受关注。
本文将重点探讨一种新型的植物修复技术——污泥-草炭土复合改良镉污染土壤下的植物修复技术。
二、镉污染土壤的现状及危害镉是一种有毒的重金属元素，在工业生产中广泛使用。
然而，镉污染土壤会对生态环境和人类健康造成严重危害。
镉污染土壤的修复工作刻不容缓，而植物修复技术因其独特的优势成为了一种有效的修复手段。
三、污泥-草炭土复合改良技术污泥和草炭土是两种常见的土壤改良材料。
污泥富含有机质和植物生长所需的营养元素，而草炭土具有良好的保水保肥性能。
将这两种材料进行复合改良，可以有效地提高土壤的肥力和环境质量，为植物生长提供良好的环境。
在镉污染土壤的修复中，污泥-草炭土复合改良技术通过增加土壤的有机质含量、改善土壤结构、提高土壤的缓冲能力和吸附能力，从而降低镉的生物有效性，减少镉对植物的毒害作用。
同时，该技术还能促进植物的生长，提高植物的生物量，进一步增强植物对镉的吸收和固定能力。
四、植物修复技术的应用植物修复技术是利用植物及其根际微生物体系来修复重金属污染土壤的一种环保技术。
在污泥-草炭土复合改良的基础上，植物修复技术可以进一步降低镉污染土壤中的镉含量，减轻镉对环境的危害。
具体而言，植物通过根系吸收、转运和固定镉元素，降低镉在土壤中的生物有效性。
同时，植物根际微生物在植物根系的分泌物作用下，可以改变镉的化学形态，进一步降低镉的毒性。
此外，植物修复技术还能提高土壤的肥力和生物多样性，促进生态系统的恢复。
五、实验结果与讨论通过实验，我们发现污泥-草炭土复合改良技术能显著提高镉污染土壤的修复效果。
在应用植物修复技术的过程中，复合改良技术能促进植物的生长，提高植物的生物量，从而增强植物对镉的吸收和固定能力。
改良剂对农田土壤重金属镉修复的研究进展
改良剂对农田土壤重金属镉修复的研究进展1. 引言1.1 研究背景随着工业化进程加快和农业生产的不断发展，农田土壤中重金属镉含量逐渐升高，成为影响土壤生态环境和农作物品质安全的重要因素之一。
镉是一种强毒性金属元素，具有慢性积累和生物富集的特点，会进入农作物内部，对人体健康造成危害。
如何有效地修复农田土壤中的重金属镉污染已成为当前土壤环境保护和农业可持续发展中的重要问题。
现有研究表明，利用改良剂进行土壤修复是一种有效的方法。
改良剂可以改善土壤结构，提高土壤肥力，降低土壤中重金属镉的有效性，从而减少其对植物的吸收和转运，最终达到修复土壤污染的目的。
深入研究改良剂在农田土壤重金属镉修复中的应用原理和效果，对于指导实际生产中的土壤修复工作具有积极的意义。
1.2 研究意义镉污染是当前农田土壤环境中面临的重要问题之一。
镉是一种对人体健康有害的重金属，长期积累在土壤中会引起作物中镉的超标，对人体健康构成威胁。
研究如何有效修复受镉污染的农田土壤具有重要的意义。
通过引入改良剂来提高土壤的保育性和锁定性，可以有效降低土壤中镉的生物有效性，减少镉的向植物迁移，从而减少人类摄入镉的风险。
改良剂对土壤中微生物的活性也有一定影响，能够促进土壤微生物的生长，增加土壤养分的供应，提高土壤生态系统的健康水平。
研究改良剂对农田土壤重金属镉的修复具有重要意义，不仅可以减少环境污染对人类健康造成的影响，还可以提高土壤质量，促进农业可持续发展。
1.3 研究目的研究目的是为了探讨改良剂在农田土壤重金属镉修复中的应用潜力，评估其修复效果和机制，并为减少农田土壤镉污染提供科学依据和技术支持。
通过对不同类型的改良剂在农田土壤中的应用效果进行比较分析，明确各种改良剂在镉修复中的适用范围和优势，为选择合适的改良剂提供参考。
研究还旨在探讨影响改良剂修复效果的关键因素，深入分析改良剂修复机制，为进一步改良修复技术和提高修复效率提供理论依据。
最终目的是促进农田土壤重金属镉修复技术的应用与推广，保护农田生态环境，确保农产品质量与安全。
《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，尤其是镉污染的治理已成为当前环境保护领域的重要课题。
镉污染不仅对生态环境造成严重影响，还可能通过食物链危害人类健康。
因此，寻找有效的土壤修复技术显得尤为重要。
本文将重点探讨一种以污泥和草炭土为原料的复合改良技术，并分析其在植物修复镉污染土壤中的应用。
二、镉污染土壤现状及危害镉是一种常见的重金属污染物，主要来源于工业排放、矿区开采和农药使用等。
镉进入土壤后，难以被生物降解，且易于被植物吸收并进入食物链，对人类健康构成潜在威胁。
镉污染土壤的治理已成为环境保护领域的紧迫任务。
三、污泥-草炭土复合改良技术针对镉污染土壤的治理，本文提出了一种以污泥和草炭土为原料的复合改良技术。
污泥富含有机质和微量元素，而草炭土具有良好的保水保肥性能和吸附重金属的能力。
两者结合，可以有效地改良土壤结构，提高土壤肥力，同时降低镉的生物有效性。
具体实施步骤如下：1. 将污泥和草炭土按一定比例混合，制成复合改良剂。
2. 将复合改良剂施入镉污染土壤中，改善土壤结构，提高土壤肥力。
3. 选择适合的植物种植在改良后的土壤中，利用植物修复技术降低土壤中镉的含量。
四、植物修复技术的应用植物修复技术是利用植物及其根系微生物来吸收、转化和挥发土壤中的重金属，从而达到降低土壤重金属含量的目的。
在污泥-草炭土复合改良的镉污染土壤中，植物修复技术的应用具有重要意义。
首先，选择耐镉性强的植物种植在改良后的土壤中。
这些植物能够有效地吸收土壤中的镉，减少其生物有效性。
其次，植物根系分泌的有机酸等物质可以与镉发生螯合作用，形成难溶性的络合物，从而降低镉的活性。
此外，植物根系还可以为土壤中的微生物提供栖息地和营养来源，促进微生物的生长繁殖，进一步加速镉的转化和固定。
五、效果评估与展望通过实际应用发现，污泥-草炭土复合改良技术结合植物修复技术可以有效降低镉污染土壤中的镉含量。
重金属污染土壤植物修复技术研究进展
重金属污染土壤植物修复技术研究进展1. 引言1.1 研究背景重金属污染已经成为目前环境领域的一个严重问题。
随着工业化的快速发展，大量的重金属被排放到土壤中，对环境和人类健康造成了严重威胁。
重金属在土壤中的积累会影响土壤质量，抑制作物生长，甚至进入食物链对人体健康产生危害。
如何有效修复重金属污染土壤已成为当前研究的重要课题。
当前，重金属污染土壤植物修复技术在实践中取得了一定的成就，但仍然存在许多挑战和问题需要解决。
深入研究重金属污染土壤植物修复技术的原理和应用，探讨其优势和不足，对于推动这一领域的发展具有重要意义。
1.2 研究意义重金属污染已经成为当前环境领域中一个十分严重的问题，给生态环境和人类健康带来了巨大的危害。
土壤是生态系统的基础，土壤中的重金属污染不仅会导致土壤质量下降，还会通过食物链传递给人体，引发各种健康问题。
研究重金属污染土壤的治理技术具有重要的意义。
深入研究重金属污染土壤植物修复技术，探索其修复机理和应用案例，对于推动环境保护事业的发展，提高土壤修复效率，保护生态环境具有积极的意义。
通过不断地探索和研究，相信重金属污染土壤植物修复技术将会在未来得到更加广泛的应用和推广。
1.3 研究现状截至目前，关于重金属污染土壤植物修复技术的研究已经涉及到了植物的种类、种植方式、修复效果等方面。
通过不同植物对重金属的吸收和富集机制的研究，科研人员逐渐深入了解了植物在重金属修复中的作用机制。
应用案例的积累也为植物修复技术的实际应用提供了宝贵的经验。
目前针对重金属污染土壤植物修复技术的研究仍存在一些不足之处，例如不同植物对不同重金属的适应性、修复效率的提升等问题尚待解决。
未来的研究方向应该更加注重植物修复技术的优化和创新，以提高修复效率和降低成本。
技术的应用前景依然广阔，只要持续深入研究并不断完善相关技术，植物修复技术必将发挥更大的作用。
2. 正文2.1 重金属污染土壤修复技术概述重金属污染土壤是指土壤中含有对人体和环境有害的重金属元素超过环境质量标准的情况。
生物纳米材料修复镉污染的稻田土壤种植水稻的试验研究
生物纳米材料修复镉污染的稻田土壤种植水稻的试验研究一、研究背景镉是一种重金属污染物，其在水稻种植地中的积累会对水稻生长和品质产生严重影响。
目前，传统的土壤修复技术往往耗时耗力且效果并不显著。
而生物纳米材料修复技术因其绿色环保、高效快速的特点备受关注。
本研究旨在探究生物纳米材料修复镉污染的稻田土壤，并种植水稻的可行性和效果。
二、研究目的1. 探究生物纳米材料修复技术对镉污染的稻田土壤的修复效果；2. 分析生物纳米材料修复技术对土壤中镉的减排效果；3. 考察生物纳米材料修复技术对水稻生长和品质的影响，评估种植水稻的可行性。
三、研究内容1. 方案设计本试验将选取实验田地为研究对象，通过对镉污染的稻田土壤进行生物纳米材料修复处理，然后种植水稻，观察其生长情况和产量，并对土壤中镉的浓度进行检测。
实验分为三组，分别为对照组、生物纳米材料修复处理组和单纳米材料修复处理组。
2. 方法（1）土壤样品的采集和处理从镉污染的稻田土壤中采集土壤样品，分别进行生物纳米材料修复处理和单纳米材料修复处理，处理后的土壤样品进行分析和检测。
（2）播种和管理在处理后的土壤中分别进行水稻的播种，进行正常的田间管理工作，记录生长情况和产量。
（3）土壤镉含量的检测对处理后的土壤样品进行镉含量的检测，比较不同处理方法对土壤中镉的减排效果。
（4）水稻生长情况的观察对不同处理方法下水稻的生长情况进行观察和记录，比较不同处理方法对水稻生长的影响。
（5）水稻产量和品质的分析对不同处理方法下水稻的产量和品质进行分析和比较，评估生物纳米材料修复技术对水稻种植的影响。
四、预期结果五、意义和价值1. 本研究有助于寻找一种新的、高效的、环保的土壤修复技术，为解决镉污染的重金属污染问题提供新的思路和方法。
2. 本研究有助于提高水稻的产量和品质，满足人们对于优质水稻的需求。
3. 本研究有助于推广生物纳米材料修复技术在农田土壤修复和作物种植过程中的应用，促进农业生产的可持续发展。
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镉污染土壤植物修复研究进展熊愈辉(湖州师范学院生命科学学院,浙江湖州313000)摘要综述近年来土壤镉污染及植物修复的相关研究成果,分析土壤镉的背景值、污染物的来源和我国农业土壤镉污染现况,阐述镉污染土壤植物修复的机理、种质资源及调控措施。
关键词镉;土壤污染;重金属;植物修复中图分类号X173文献标识码 A 文章编号0517-6611(2007)22-06876-03R e se a rch A dv an c e in So il Ph y to rem e d ia tion Po llu ted b y Ca dm iumX I ONG Yu-h u i(S ch oo l o f L ife S cien ce,H u zh ou T e ach e rs C o llege,H u zh ou,Z h e jian g313000)A b s tra c t R e se arch advan ce in cadm i umpo llu ted so il an d ph y to rem ed ia tion w as sum m a r ized in recen t yea rs.T h e cadm iumback g rou nd va l u e s an d con-tam in a tive sou rce as w e ll as cu r ren t s itu a tion o f cadm iumpo llu tion o f fa rm i n g so il in C h in a w e re an a lyzed.F u r th e rm o re,th e m ech an ism,p lan t resou rce s an d regu la tive m ea su re s fo r ph y to rem ed ia tion o f cadm i umpo llu ted so il w e re e l u c i da ted.K e y w o rd s C adm ium;S o il po llu tion;H eav y m e ta l;P h y torem ed ia tion土壤是人类赖以生存的环境要素之一。
世界面临的粮食、资源和环境等问题都与土壤密切有关。
自20世纪20年代起,随着电解工业的发展,镉(C d)产量明显增加,由C d产生的环境污染问题也随之出现。
特别是20世纪60年代末在日本富山县神通川流域发现了“骨痛病”,人们开始认识到土壤中的C d容易通过食物链的富集作用进入人体,进而威胁人类生命健康。
从此,有关土壤C d污染的成因、危害与治理等问题引起了全世界的高度关注,并开始进行相关研究。
笔者就近年来有关土壤C d污染及植物修复的主要研究成果进行概要总结和评述。
1土壤Cd污染1.1 土壤Cd的背景值土壤中元素的背景值是指土壤在未受到人为因素影响或影响较小的情况下,土壤中某元素的含量。
C d是一种稀有分散金属,土壤C d的背景值取决于成土的母质,它在地壳中各类岩石的平均含量约为0.1～0.2 m g/k g。
其中,火成岩含C d范围为0.001～1.8m g/k g,变质岩为0.04～0.1m g/k g,沉积岩为0.3～11.0m g/kg。
全世界土壤C d含量范围为0.01～2.00m g/kg,中值为0.35m g/k g[1]。
我国土壤类型众多,全国41个土类C d背景值差异明显,C d含量变化范围在0.017～0.332m g/k g。
其中石灰土C d背景值最高,达到0.332m g/kg;绿洲土、水稻土和高山漠土C d背景值次之;再次是灰褐土和黑垆土等,其背景值均大于0.100 m g/k g。
C d背景值较低的土类主要是栗钙土、灰色森林土、砖红壤、赤红壤和红壤,均在0.060m g/k g以下,其他各土壤类型C d的背景值接近于全国土壤C d背景的平均值,为0.070～0.080m g/k g[2]。
此外,我国各区域间土壤C d的背景值呈现了一定的区域分异的规律性:西部地区>中部地区>东部地区;北方地区>南方地区[3]。
从行政区域来看,土壤中C d 背景值以贵州省最高,为0.332m g/kg[4];而浙江、江苏、内蒙古、福建和广东等省区土壤C d背景值较低,均在0.060m g/k g 以下。
虽然各地区C d背景值有较大差异,但一般情况下土壤中自然存在的C d不至于对人类造成危害,造成危害的土壤C d大都是人为因素引入的。
基金项目国家自然科学基金项目(20277035)。
作者简介熊愈辉(1965-),男,安徽芜湖人,博士,副教授,从事植物营养与环境生态学的研究。
收稿日期2007-04-121.2土壤C d污染的来源作为土壤污染物的外源C d主要来源于采矿、冶炼、电镀、化工、废物焚化处理等行业排放的废水、废气、废渣,以及含C d化肥、农药和杀虫剂等。
其中,6%来自C d生产工业,57%来自以C d为原料的工业,37%来自其他行业。
人类活动每年向土壤中排放C d2.132万t,其中,来自农业和动物废物0.22万t、木材生产废物0.11万t、城市垃圾0.42万t、城市污水和有机废物0.018万t、金属制造产生的废水0.004万t、矿物灰0.72万t、肥料和杀虫剂0.02万t、工厂废弃物0.12万t、大气沉降物0.5万t[5]。
1.3农业土壤Cd污染现况随着工农业生产的发展,我国土壤C d污染呈加重的态势,尤其是农业土壤C d污染状况令人担忧。
据统计,我国农田C d污染面积1980年为9333 hm2,1989年为13333hm2,在各类C d污染农田中有5%～10%的面积严重减产[6]。
2001年农业部对全国24个省市320个重点污染区548万hm2农田进行调查监测,结果表明,全国污染区大田类产品中污染物超标面积占污染区农田总面积的20%。
其中,重金属是土壤与农产品中的主要污染物,占污染物超标农产品总面积和总产量的80%,而C d污染农产品超标面积达27.86万hm2[7]。
有些地区的C d超标现象相当严重,如沈阳市张士灌区因污水灌溉使2533hm2农田遭受C d污染(土壤C d含量≥1.0m g/kg),其中严重污染面积(所产稻米的C d含量≥1.0m g/k g)占13%。
此外,陕西、河北、湖南、浙江、江西、广东等部分地区农田土壤C d污染情况均比较严重,有此地区土壤C d含量超过200m g/k g,所产稻米、小麦的C d含量在1.0m g/kg以上[8-14]。
我国农田C d污染主要来源于工矿企业排放的废水、废气及污水灌溉。
除沈阳张士灌区外,江西大余因污灌而造成的C d污染面积高达5500hm2,其中严重污染面积占12%。
由于污灌导致土壤中的作物受C d污染的地区还有:上海的川沙灌区、广东的广州和韶关地区、广西的阳朔、湖南的衡阳等。
除污灌外,导致我国农业土壤C d污染的途径还有施用污泥等固体垃圾、磷肥等农用化学品以及大气沉降物等。
从这些研究报告来看,我国农田土壤C d污染不仅面积大,而且污染程度较重,部分污染区的农产品C d含量超过国家食品卫生标准几倍以上。
说明土壤C d污染已经危及到我国食品安全,治理任务已刻不容缓。
安徽农业科学,Jou rn a l o f A n h u i A g ri.S ci.2007,35(22):6876-6878责任编辑庆瑢责任校对俞洁2植物修复2.1 植物修复重金属污染土壤的机理植物修复(P hy to re-m ed ia t ion)是一种新兴的环境治理技术。
它是以植物忍耐和超量富集某种或某些化学元素的理论为基础,利用植物清除土壤中的污染重金属的一类环境整治技术[15]。
与传统的物理、化学工程技术相比,植物修复具有如下特点:一是适用范围广。
既可用于清除土壤中重金属污染物,也可用于清除污染土壤周围的大气、水体中污染物。
二是实施原位修复。
它是在不破坏土壤生态环境,保持土壤结构和微生物活性的状况下去除污染物,能增加土壤有机质含量,改善土壤结构,提高土地生产力,同时兼有保持水土、美化环境的作用。
三是投入成本低。
植物修复所需人力物力投入少,易于管理,同时可回收贵重金属,有一定的经济效益。
植物对重金属污染土壤的修复主要基于两种机理:一是植物固定(Ph y tos tab ilisa t ion)。
是利用植物根系的吸附作用或通过根系的分泌活动,使土壤中的重金属移动性降低,生物有效性下降,降低其迁移和生物毒性。
在这一过程中,土壤中重金属含量并不减少,但形态发生了变化[16]。
二是植物提取(P hy toex t ra ct ion)。
是利用特殊的植物吸收土壤中的重金属,也称为植物萃取。
其基本策略在是在污染土壤上种植对污染重金属耐性强,吸收和富集量大的植物,利用植物根系吸收重金属并将其转移到地上部,通过连续地收获植物地上部,从而降低土壤中重金属的含量,达到土壤修复的目的。
对于C d污染土壤,植物提取修复是目前研究最多、也最具发展前景的植物修复方式之一。
植物修复重金属污染土壤的效果取决于土壤、重金属和植物3者之间的关系。
其中植物提取重金属的能力以及土壤重金属的含量与有效性是两个关键因素。
植物修复C d污染土壤的研究大都围绕着这两方面而展开。
2.2Cd富集的植物资源按照富集能力的大小,可用于C d污染土壤修复的植物资源可分为3类。
一是C d超积累植物。
植物修复主要依赖于超积累植物(H y pe ra ccum u la to r)。
它是指对重金属有较强的耐性,在富含重金属的土壤上能够良好地生长而不发生毒害现象,其地上部所积累的C d>100 m g/kg,N i或C u>1000m g/k g,Zn或M n>10000m g/k g(以干重计)的植物,同时该植物的地上部重金属含量与根系重金属含量比值应大于1[17]。
利用超积累植物比普通植物高出几十倍到几百倍的富集重金属能力可显著提高污染土壤的修复效率。
到目前为止,世界各地已发现的超积累植物共400多种,其中主要是N i超积累植物,而C d超积累植物却比较少见,公认的C d超积累植物只有遏蓝菜属(T h la sp i)的少数几种植物。
但遏蓝菜属植物生长缓慢、植株矮小、地上部生物量小,在实际应用中受到限制。
因此,寻找其他C d超积累植物是C d污染土壤植物修复技术所要解决的首要问题。
二是C d富集植物。
这类植物对C d也有较强的耐性和富集能力,虽然地上部C d含量达不到超积累植物的定义标准,或者地上部与根部C d含量之比小于1,但其生物量较大,更具有实际应用价值。