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有機污染土壤修復技術

2023-05-22

第一篇:有機污染土壤修復技術

土壤肥力修復有機技術

中國有機農業網

土壤肥力修復有機技術

現在的農業種植,投入了大量的農藥化肥,嚴重破壞了土壤良性再循環系統,每年投入的化肥越多,土壤肥力下降的也厲害,如何進行土壤費力修復,是需要有機技術來改良的!

1、有機技術之——增施有機肥

通過施用人、畜的糞、尿肥及堆肥、漚肥、綠肥等有機質含量高的農肥來增加和保持土壤有機肥含量,有條件的地方可大量施肥(河泥、草炭等),對提高土壤有機質含量有明顯作用。

2、有機技術之——秸稈還田

秸稈還田是改良土壤,增加土壤生產能力的有效措施。一種是秸稈經過堆漚后施入土壤,另一種是在作物收獲后,把秸稈切碎撒在地表后用犁翻壓,直接還田,這樣能夠改善土壤的物理性質,促進土壤團粒結構形成,增加透氣、透水、保肥能力,從而提高土壤肥力。

3、有機技術之——合理實行倒茬輪作

根據不同作物的特性,安排適宜的輪作順序,并適當增加豆科作物種植面積,盡量減少重茬和迎茬面積。在輪作過程中三年左右種一茬豆科作物可增加土壤中氮素含量,同時豆科綠肥作物經翻壓入土后,大量的根、莖、葉能夠增加土壤有機質,改善土壤性質,提高土壤肥力。比如玉米對前茬作物要求不嚴格,但以豆科為最好。玉米耐短期連作,但為了獲得較高產量,必須要增加投入肥量。玉米地雜草較少,是多種作物的良好前茬。

另外,瓜類和豆類作物不重茬、不迎茬,需要輪流耕種五年以上,這樣不僅有利于恢復地力,而且還能防治病害,增加經濟產量,一舉三得!

第二篇:全國重金屬污染防治及土壤修復技術交流大會

國家環境保護部主管

環境經濟雜志社

環經會字(2012)03號

關于召開“全國重金屬污染防治及土壤修復技術交流

大會”的通知

各有關單位:

隨著我國工業經濟的快速發展和城鎮化水平提高,重金屬進入環境的機會顯著增多,對土壤、水體、大氣、固廢、食品等造成了不同程度的污染,同時這些重金屬通過食物鏈進入人體,嚴重威脅著人體健康,由于重金屬在環境中具有相對穩定性和難降解性,很難從環境中清除出來,使得重金屬污染治理十分困難。

為促進經濟社會可持續發展,維護人民群眾環境權益和身體健康, 切實解決危害群眾健康的突出環境問題,國務院和環境保護部擬定、公布實施的《重金屬污染綜合防治規劃(2010~2015年)》,由此可見“十二五”期間,我國將把重金屬污染防治列為環境保護工作重點,因此,重金屬污染及土壤修復已經成為環境綜合治理工作中的新難點、新課題,如何控制、治理修復重金屬污染及土壤修復成為政府、行業專家、公眾共同關注的熱點。

為此環保部主管《環境經濟》雜志社決定于2012年2月16日在北京召開“全國重金屬污染防治及土壤修復技術交流大會”,屆時將邀請業內知名專家及相關管理部門代表就重金屬廢水污染防治及土壤修復的先進技術進行專題報告,為與會者提供先進經驗、討論重金屬污染防治問題、尋找解決方案、廣泛交流與合作的重要平臺。

一、會議時間:2012年2月16日 地點:北京友誼賓館

二、會議主要內容

(一)政策解讀與分析 1.重金屬污染防治現狀及對策;

2.土壤污染監測與評價技術研究及發展趨勢; 3.重金屬污染防治及土壤修復的相關問題思考; 4.“十二五”重金屬污染防治規劃及政策導向; 5.重金屬污染防治及土壤修復的技術原則和技術路線; 6.“十二五”期間中央財政對重金屬污染防治的投資計劃;

(二)重金屬污染防治技術討論

1.電子電鍍行業重金屬污染治理技術; 2.石油化工行業重金屬污染治理技術; 3.重金屬無機鹽制造業重金屬污染防治技術; 4.黑色金屬冶煉與軋延行業重金屬污染防治技術; 5.輕工業(電池、皮革等)重金屬污染防治技術; 6.有色金屬選礦及冶煉行業重金屬污染防治技術; 7.有機合成化工、精細化工制造業重金屬污染防治技術; 8.相關行業石化、電鍍、有色金屬選礦、冶煉、電池、皮革等廢水處理技術介紹與應用。

(三)重金屬污染控制修復技術 1. 土壤肥料研發應用技術; 2. 土壤重金屬污染生物修復技術; 3.金屬污染工程、農業生態控制修復技術; 4.土壤重土壤重金屬污染監測與評價技術; 5.土壤重金屬污染物理,化學控制修復技術; 6.重金屬污水處理與重金屬污泥處置技術及修復技術;

7.物理法、化學法、生物法等技術在重金屬水污染行業中的應用; 8.土壤、水、大氣、固廢中重金屬污染監測、防控技術與修復技術。

三、參會費用(含資料、專家、場地等) 會議注冊費:742.5元/人

四、會務組聯系方式

聯系電話:010-57280796 傳 真:010-88116251 郵 箱:zghj0315@163.com 聯系人:楊子琪 劉 路

五、匯款方式

帳戶名稱:北京友誼賓館 帳 號:3500 0188 0001 92829 開 戶 行:中國光大銀行股份有限公司北京分行營業室

環境經濟雜志社

二○一二年三月五日

全國重金屬污染防治及土壤修復技術交流大會

報名回執表(復制有效)

第三篇:典型工業污染場地土壤修復關鍵技術研究與綜合示范項目-國家科技部

附件1 863計劃資源環境技術領域“典型工業污染場地土壤修復關鍵技術研究與綜合示范”重點項目課題申請指南

一、指南說明

隨著我國城市化進程的加快和產業結構調整政策的實施,對工業污染場地土壤進行修復,確保人居環境安全已是當前國家環保工作的新熱點。針對我國工業污染場地特點和修復需求,研發具有我國自主知識產權的工業污染場地土壤的修復技術與設備,并進行工程示范,推動我國土壤修復產業的發展,引領和支撐我國工業污染場地整治與再開發利用工作,任務十分迫切。

根據《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006━2020年)》和“十一五”863計劃資源環境技術領域的總體部署,本領域2009年擬啟動“典型工業污染場地土壤修復關鍵技術研究與綜合示范”重點項目,圍繞受有機氯農藥、揮發性有機污染物、多氯聯苯、鉻渣等污染的工業場地土壤修復,開展技術研發和應用示范。

本重點項目擬安排國撥專項經費2500萬元,下設四個課題,以課題為基本單元受理申請,各課題在完成本課題研究任務的同時,有義務與其他課題協作共同實現項目目標。課題鼓勵產學研結合,每一個申請團隊必須有企業參與(部分課題需由企業牽頭)。每個課題可以由一家單位承擔,也可以由多家共同承擔。對于多家單位共同承擔

1 的,由申請單位自行組合形成課題申請團隊(同一個課題組只能參加一個申請團隊),并提出課題組長和依托單位。由課題依托單位具體負責課題的申請。本項目采取擇優委托的方式確定課題的承擔單位。

各課題申報單位須根據項目申報指南中各課題的控制性考核指標提出詳細的課題考核指標,且不得低于指南中的控制性指標。

二、指南內容

1.項目名稱

典型工業污染場地土壤修復關鍵技術研究與綜合示范

2.項目總體目標

針對我國工業污染場地特點和修復需求,選擇有機氯農藥、揮發性有機污染物、多氯聯苯、鉻渣等典型工業污染場地,研發具有我國自主知識產權的工業污染場地土壤的修復技術與設備,建立一批典型工業污染場地土壤修復技術綜合示范工程,制訂相關的風險評估與修復技術管理規范,引導我國工業污染場地修復高技術發展方向;通過產學研結合,推動我國土壤修復產業的發展,為我國典型工業場地土壤污染控制與修復提供技術支撐。 3.項目的課題分解和主要研究內容

本項目分解成如下四個課題。各課題的題目和主要研究內容如

2 下:

課題一:有機氯農藥類污染場地土壤修復技術設備研發與示范 研究目標:

針對目前我國關閉和搬遷典型有機氯類農藥(如滴滴涕、六六

六、氯丹、滅蟻靈等)生產企業后遺留場地污染土壤修復問題,結合場地再利用功能和修復目標,通過關鍵技術研發和系統集成,形成具有我國自主知識產權的、經濟高效的有機氯農藥類土壤修復關鍵技術和設備,并進行示范,提升我國有機氯農藥類污染場地土壤修復的技術水平。

研究內容:

(1)高濃度有機氯農藥污染場地土壤的增效洗脫修復技術及設備研發

針對高濃度有機氯農藥污染土壤,篩選環境友好型高效洗脫劑,提出最佳清單、配方及使用方法,優化洗脫修復技術工藝參數,研制具有規?;瘧玫囊苿邮匠商紫疵撔迯驮O備;研發洗脫后土壤和洗脫液的配套處理技術及設備。

(2)高毒性有機氯農藥復合污染場地土壤的催化氧化修復技術 3 及設備研發

針對高毒性、高濃度有機氯農藥(包括有機氯農藥生產原料、中間體及成品等)復合污染場地土壤,研發催化氧化修復技術,優化修復工藝技術參數,研制具有規?;瘧玫囊苿邮匠商状呋趸迯驮O備。研發氧化修復后土壤及其他產物的配套處理技術及設備。

(3)典型有機氯農藥類污染場地土壤修復技術集成與示范 選擇1-2個典型有機氯農藥類污染場地,進行增效洗脫修復技術、催化氧化修復技術及相關配套技術的集成與工程示范,形成有機氯農藥類污染場地土壤修復技術體系,進行經濟可行性的比較分析,編制相關污染場地土壤風險評估和修復技術導則。

考核指標:

(1)篩選高效洗脫劑2-3種,配套洗脫處理工藝2-3套,形成增效洗脫修復技術及設備1套,單套設備處理土壤能力不少于10 m3/d,使土壤中主要目標污染物的去除率達到85%以上;

(2)形成催化氧化修復技術及設備1套,單套設備處理能力不低于10 m3/d,使土壤中主要目標污染物去除率達到85%以上;

(3) 建成典型有機氯農藥類污染場地土壤修復示范工程2個,提供配套技術設備2套以上,示范工程占地面積不小于500 m2,修復

4 的污染土方量達到1000 m3以上;增效洗脫修復設備處理能力不低于10 m3/d,修復成本不高于80元/ m3土;催化氧化修復設備處理能力不少于10 m3/d,修復成本不高于60元/ m3土;修復后土壤環境質量達到相應用地類型土壤的標準或滿足安全再利用功能的要求,處理后的廢液達到安全排放的要求;

(4)申請發明專利3-5項,發表學術論文6-8篇,提供典型有機氯農藥類污染場地土壤的風險評估和修復技術導則1套。

課題執行年限:

2009年5月至2012年5月

課題經費來源及構成:

本課題國撥專項經費控制額不超過600萬元,承擔單位落實匹配研究經費不少于600萬元(不含示范工程建設費用);鼓勵企業牽頭、產學研聯合組織實施課題。

課題二:揮發性有機物污染場地土壤氣提修復技術設備研發與示范

研究目標:

針對我國石油化工等污染場地土壤的揮發性有機物污染問題,結

5 合場地再利用功能和修復目標,研發具有我國自主知識產權的高濃度揮發性有機物污染場地土壤的高效氣提修復技術、尾氣處理技術與設備,以及中、低濃度揮發性有機物污染場地土壤的生物通風及其強化降解技術與設備,形成揮發性有機污染場地土壤修復技術集成系統,并進行工程示范,提升我國揮發性有機物污染場地土壤修復的技術水平。

研究內容:

(1)高濃度揮發性有機物污染場地土壤的氣提修復技術及設備研發

針對高濃度揮發性有機物污染場地的土壤,基于拖尾效應抑制技術的研究,突破土壤氣提修復和尾氣強化處理技術,研發具有氣體抽提、收集、氣水分離、尾氣處理功能的關鍵成套設備。

(2)中、低濃度揮發性有機物污染場地土壤的生物通風修復技術及設備研發

針對中、低濃度揮發性有機物污染場地的土壤,研發強化生物通風修復技術,優化通風方式及其工藝。研究增強污染物生物有效性的微生態調控技術,形成物理脫除與微生物降解相協同的強化土壤生物通風修復技術。

6 (3)典型揮發性有機物污染場地土壤氣提修復技術集成與示范 選擇1-2個典型揮發性有機物污染場地,進行土壤氣提和生物通風修復技術的集成和工程示范,形成揮發性有機物污染場地土壤氣提修復技術體系,進行經濟可行性的比較分析,編制相關污染場地土壤風險評估和修復技術導則。

考核指標:

(1)研制高濃度揮發性有機物污染場地土壤氣提修復集成技術及其成套設備1套,單套批次處理能力120~150m3,使土壤中主要目標污染物的去除率達到85%以上;

(2)研制尾氣收集與處理成套設備1-2套,尾氣處理能力不低于120 m3/h,尾氣排放達到《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)的二級標準;

(3)提供中、低濃度揮發性有機物污染場地土壤強化生物通風修復集成技術與設備,研制能強化生物通風的高效降解菌劑制備系統. 使土壤中主要目標污染物的去除率達到85%以上;

(4)建成高濃度和中、低濃度典型揮發性有機物污染場地土壤修復示范工程2個,示范工程占地面積不小于1000 m2,修復的污染土方量不少于1000m3,修復設備運行費低于國際同類的25%以上, 7 并提供經濟成本比較分析報告。修復后土壤環境質量達到相應用地類型土壤的標準或滿足安全再利用功能的要求,處理后的廢氣達到安全排放的要求。

(5)申請發明專利3-5項,發表學術論文6-8篇,編制揮發性有機物污染場地土壤的風險評估和修復技術導則1套。

課題執行年限:

2009年5月至2012年5月

課題經費來源及構成:

本課題國撥專項經費控制額不超過600萬元,承擔單位落實匹配研究經費不少于600萬元(不含示范工程建設費用);鼓勵企業牽頭、產學研聯合組織實施課題。

課題三:多氯聯苯類污染場地修復技術設備研發與示范

研究目標:

針對我國多氯聯苯(PCBs)污染場地土壤修復問題,結合場地再利用功能和修復目標,研發具有我國自主知識產權的高濃度PCBs污染場地土壤的高效熱脫附修復技術和設備、以及中低濃度PCBs污

8 染場地土壤的強化生物修復技術,建立成套的PCBs污染場地土壤修復技術集成系統,進行工程示范,提升我國多氯聯苯類污染場地土壤修復的技術水平。

研究內容:

(1)高濃度PCBs污染場地土壤熱脫附修復技術與設備研發 針對高濃度(>30 mg/kg)PCBs污染場地土壤,研發適用于熱脫附的土壤預處理技術,開發高效低能耗的熱脫附修復技術和脫附尾氣的安全處理處置系統;優化進料系統、熱脫附器系統、燃油和供氣系統、廢氣處理系統、裝置控制和操作系統的工藝參數,研發適用于不同污染程度的具備自動化功能的移動式PCBs污染土壤熱脫附修復成套設備,實現高效、安全、穩定運行。

(2)中低濃度PCBs污染場地土壤的生物強化修復技術與設備研發

針對中、低濃度(<30 mg/kg)PCBs污染場地土壤,研制微生物固定化功能材料和高效復合修復菌劑以及相關制備工藝及設備;研發PCBs污染土壤的原位生物聯合修復技術和針對高氯代PCBs污染土壤的生物聯合強化修復技術,進行相關技術的環境安全性評估。

(3)典型多氯聯苯類污染場地土壤修復技術集成與示范

9 選擇典型PCBs污染場地,進行土壤熱脫附修復技術和生物強化修復技術的集成和工程示范,形成PCBs污染場地土壤修復技術體系,進行經濟可行性的比較分析,編制相關污染場地土壤風險評估和修復技術導則。

考核指標:

(1) 研制高濃度PCBs污染土壤熱脫附修復技術及其設備1套,單套設備連續進料且處置能力不低于15 m3/d,使土壤中PCBs的去除率達到98%以上,實現尾氣安全處理與排放。

(2) 研發中、低濃度PCBs污染土壤的強化生物修復技術1套,研制微生物固定化材料2-3種、高效復合修復菌劑2-3種及其設備1套,使現場生物修復2個月內土壤PCBs總量的下降率達到50%以上;

(3) 建成典型PCBs污染土壤熱脫附修復技術和強化生物修復技術集成示范工程1個,熱脫附修復的污染土方量不少于1000m3,修復設備運行費低于國際同類的25%以上;生物修復的污染土方量不少于200 m3,提供經濟成本比較分析報告。修復后土壤環境質量達到相應用地類型土壤的標準或滿足安全再利用功能的要求,處理后的廢氣達到安全排放的要求。

10 (4) 申請發明專利4-6項,發表學術論文8-10篇,編制PCBs污染場地土壤的風險評估和修復技術導則1套。

課題執行年限:

2009年5月至2012年5月

課題經費來源及構成:

本課題國撥專項經費控制額不超過750萬元,承擔單位落實匹配研究經費不少于750萬元(不含示范工程建設費用);本課題要求企業牽頭,鼓勵產學研結合。

課題四:鉻渣污染場地土壤修復技術設備研發與示范

研究目標:

針對鉻渣堆存場地土壤污染問題,結合場地再利用功能和修復目標,研發具有我國自主知識產權的鉻渣堆存場地土壤固化/穩定化修復技術和土壤淋洗修復技術,優化相關工藝,研制配套設備,集成典型鉻渣污染場地土壤修復技術集成體系,進行工程示范,提升我國鉻渣污染場地土壤修復的技術水平。

研究內容:

11 (1)鉻渣堆存場地污染土壤固化/穩定化修復技術與設備研發 通過化學或微生物還原途徑,研制高效的土壤六價鉻化學或生物還原解毒制劑,篩選安全高效的土壤鉻固定化/穩定化制劑;研發鉻渣污染土壤還原-固化/穩定化修復成套技術與設備,優化土壤還原-固化/穩定化工藝及其效率;研究固化/穩定化修復技術的環境安全性和異位修復后固化體的處置方案。

(2)鉻渣堆存場地污染土壤淋洗修復技術與設備研發 研究用于鉻渣堆存場地土壤淋洗修復的化學、生物淋洗劑,探明不同淋洗劑處理后土壤性質和鉻形態的變化,篩選高效、環境友好的鉻渣堆存場地污染土壤中鉻及相關重金屬的淋洗劑;研制污染土壤的離場和現場固液分離和淋洗液安全處理的成套技術與設備。

(3)鉻渣堆存場地土壤固化/穩定化和淋洗修復技術集成與示范 選擇1-2個典型鉻渣堆存場地,集成土壤還原-固化/穩定化聯合修復和淋洗修復相關技術,進行鉻渣堆存場地關鍵修復技術的工程示范,形成鉻渣堆存場地污染土壤固化/穩定化和淋洗修復技術體系,進行經濟可行性的比較分析,編制相關污染場地土壤風險評估和修復技術導則。

考核指標:

12 (1)研制低成本的鉻渣堆存場地污染土壤固化/穩定化修復技術與設備1套,單套設備處理能力不低于15 m3/天,固化/穩定化后土壤中六價鉻浸出濃度(HJ/T299-2007)低于0.5 mg/L,總鉻浸出濃度低于1.5 mg/L;篩選并研制高效安全的土壤六價鉻還原和固化/穩定化制劑2-3種。

(2)研制低成本的鉻渣堆存場地污染土壤淋洗修復技術與設備1套,單套設備處理能力不低于5 m3/天,主要污染物的去除率達到85%以上;篩選并研制高效、環境友好的土壤淋洗劑2-3種。研制污染土壤的淋洗液安全處理的配套技術與設備1套。

(3)建成典型鉻渣堆存場地污染土壤固化/穩定化技術和土壤淋洗修復技術集成與工程示范1-2個;示范工程占地面積不小于500 m2,修復的污染土方量不少于1000 m3,修復設備運行費低于國際同類的30%以上,修復后土壤環境質量達到相應用地類型土壤的標準或滿足安全再利用功能的要求,處理后的淋洗液達到安全排放的要求,并提供經濟成本比較分析報告。

(4)申請發明專利3-5項,發表學術論文4-6篇,編制鉻渣堆存場地污染土壤風險評估和修復技術導則1套。

課題執行年限:

13 2009年5月至2012年5月

課題經費來源及構成:

本課題國撥專項經費控制額不超過550萬元,承擔單位落實匹配研究經費不少于550萬元(不含示范工程建設費用);鼓勵企業牽頭、產學研聯合組織實施課題。

三、注意事項

1.申請單位需針對單個課題提出申請。評審過程以課題為單元分別進行,擇優確定各課題的承擔單位。

2. 凡在中華人民共和國境內注冊一年以上,具有獨立法人資格的企業(不包括外國獨資企業和外資控股企業)均可申請承擔本項目課題。

3.重點項目課題責任人必須是法人,法人是當然的課題依托單位,且須指定一名自然人擔任課題組長。課題組長應具有中華人民共和國國籍,年齡在55周歲以下(截止指南發布之日),具有高級職稱或博士學位,每年(含跨連續)離職或出國的時間不超過半年,過去三年內沒有863計劃信用管理不良記錄。

4.對于港澳臺優秀科技人員、海外優秀華人學者(包括取得外 14 國國籍和永久居留權的),在滿足年齡、職稱(學位)等基本條件時,只要正式受聘于課題依托單位,且協議期或聘任期覆蓋課題執行期,每年在課題依托單位工作時間不少于6個月,也可作為課題組長。在課題申請時,由課題依托單位出具相關證明材料。

5. 課題組長申請及負責的科技部三大計劃(863計劃、科技支撐計劃和973計劃)在研課題累計不得超過一項,同時可參加一項課題(申請或在研),每個參加課題的技術人員最多只能參與三大計劃中兩項課題的工作??萍疾考八鶎偈聵I單位借調的與863計劃相關的人員不能申請或參加申請。

6.在填報課題申請書時,要認真編制經費預算部分相關內容。預算編制應在專項經費控制額范圍內,結合研究任務的實際需要,堅持目標相關性、政策相符性和經濟合理性原則。項目申請單位財務部門會同申請負責人共同編制經費預算,并對預算編制的真實性負責。在編制經費預算之前,項目申請單位及申請負責人應認真學習《國家高技術研究發展計劃(863計劃)專項經費管理辦法》及相關制度規定。

7.申請課題時需按指南要求如實提供配套經費證明和支撐條件承諾,并提供聯合申請的合作協議。

8.申報程序和要求:

15 本項目通過國家科技計劃項目申報中心統一申報。申請指南在科技部及863計劃網站上公開發布。

第四篇:土壤污染修復資料總結

土壤污染修復

第一章土壤及其基本性質

1.土壤:是指地球陸地表面能生長綠色植物的疏松多孔結構表層,具有不斷地、同時地為植物生長提供并協調營養條件和環境條件的能力。

2. 土壤環境:是指巖石經過物理、化學、生物的侵蝕和風化作用,以及地貌、氣候等諸多因素長期作用下形成的土壤生態環境。

3. 土壤污染:是指人為活動將對人類本身和其他生命體有害的物質施加到土壤中,致使某種有害成分的含量明顯高于土壤原有含量,而引起土壤環境質量惡化的現象.

4.造成土壤污染的原因?

過量施用化肥; 農藥; 重金屬元素; 污水灌溉; 酸沉降;固體廢物; 牲畜排泄物和生物殘體

5土壤污染的特點

① 隱蔽性和潛伏性②累積性和地域性; ③.不可逆性和長期性④難治理性和后果嚴重性. 6. 土壤環境背景值:是指未受或少受人類活動(特別是人為污染)影響的土壤環境本身的化學元素組成及其含量。

7.土壤自凈作用:是指在自然因素作用下,通過土壤的自凈作用,使污染物在土壤環境中的數量、濃度或形態發生變化,活性、毒性降低,甚至消失的過程

8. 環境容量:在人類生存和自然生態不至受害的前提下,某一環境所能容納的污染物的最大負荷量。(單位環境中,土壤所能容納的最大負荷量為土壤環境容量)

9.土壤污染的量度指標

①土壤背景值;②植物中污染物質的含量;③生物指標

10.土壤環境污染物分類:

無機污染物.有機污染物;生物性污染物;固體廢棄物

按照污染物污染途徑分為以下五種類型

水質污染型;大氣污染型;固體廢棄物污染型;農業污染型;綜合污染型

第二章土壤重金屬污染專題

1.汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷(五毒元素)

2.影響生物遷移的因素

a.重金屬在土壤環境中的總量和賦存形態b.土壤環境狀況 c.不同植物種類 d.伴隨離子

3. 土壤重金屬污染的特點:

1.形態多變2.金屬有機態的毒性大于金屬無機態

3.價態不同毒性不同

4.金屬羰基化合物常劇毒5.遷移轉化形式多樣

6.重金屬的物理化學行為多具有可逆性 7.產生毒性效應的濃度范圍低 8.微生物不能降解重金屬 9.生物對重金屬攝取具有累積性 10.重金屬對人體的毒害具有積累性

4影響重金屬在土壤環境中的遷移轉化的因素:

① 土壤Eh:

當水田灌滿水時,Eh下降,導致土壤環境中的S以S2-形式存在,從而與水溶性Cd生成CdS沉淀,降低土壤溶液中水溶性鎘的含量。當水稻田排水曬田(烤田)時, Eh升高,非水溶性CdS可發生氧化還原反應, S2-被氧化成單質硫,從而CdS的溶解度增加,可給態Cd2+濃度增加。

Eh升高會促使土壤可溶性Pb與高價Fe、Mn氧化物結合,降低Pb的可溶性遷移。 ② 土壤ph 土壤酸度增大不僅可增加CdCO3的溶解度,也可增加CdS的溶解度,使水溶態的Cd含量增加。

對鉛在土壤中的存在形態影響也很大,一般隨pH降低,土壤環境中可溶性鉛的含量增加,鉛在土壤中的遷移能力和生物毒性增大。

隨著pH值的升高和Eh值的下降,可顯著提高土壤中砷的溶解性。因為pH值的升高,土壤膠體上正電荷減少,對砷的吸附量降低,可溶解性砷的含量增加。同時,隨著Eh值的下降,砷酸還原為亞砷酸

鋅的遷移性取決于土壤的pH值和Eh值

5.影響Cr對植物毒性的因素:

(1)Cr的化學形態;(2)土壤質地和有機質含量; (3)土壤氧化還原電位;(4)土壤pH值;(5)植物種類。

6. 防治土壤銅害的主要措施:

①向土壤大量施用綠肥或有機肥;②施用石灰降低土壤酸度; ③施用鐵劑(如Fe-EDTA),或葉面噴施鐵劑。

7. 鋅污染的防治措施:

①施用石灰調節土壤pH在5.5-7.0范圍內,使鋅形成氫氧化物沉淀; ②使土壤呈還原態,形成ZnS沉淀;③施用磷肥

8.土壤重金屬污染控制的基本原則,并根據原則擬定土壤重金屬污染控制

技術對策。

基本原則:一是“防”,盡可能地防止重金屬進入土壤環境造成污染; 二是“治”,對已被重金屬污染的土壤進行改造、治理,以消除污染或調控限制其危害。(1)切斷污染源;(2)提高土壤環境容量;(3)控制或切斷重金屬進入食物鏈;(4)避免二次污染;

9. 土壤重金屬污染的調控與防治措施:

(1)發展清潔工藝;(2)嚴格執行污水和污泥施用標準;(3)提高土壤的緩沖性和自凈能力;(4)加強土壤水分管理;(5)施用改良劑;(6)客土、換土法和水洗法;(7)利用植物吸收去除重金屬;(8)電化法;(9)加強土壤環境及其生物產品的監測;

第三章:土壤環境的有機污染

1.持久性有機污染物:具有毒性、生物蓄積性和半揮發性,在環境中持久存在,能在大氣環境中長距離遷移,對人類健康和環境造成嚴重危害的有機污染物。

2. 非持久性有機污染物:半衰期較短,生物蓄積能力較小的容易降解的有機污染物。 3點污染源:指集中在一點或當作一點的小范圍排放污染物的污染源。 4.面污染源:指在一個大面積范圍內排放污染物的污染源。

5有機污染物的環境行為-有機污染物進入土壤后,可能經歷以下幾個過程: ③ 土壤顆粒的吸附—解析;②揮發和隨土壤顆粒進入大氣;

③ 濾至地下水或隨地表徑流遷移至地表水;④通過食物鏈在生物體內富集或被降解;⑤生物或非生物降解。

6.土壤有機污染物在土壤中的環境行為主要包括吸附、解吸、揮發、淋濾、降解、殘留、生物富集等。

7、土壤膠體吸附有機污染物的機理

(1)化學吸附;(2)物理吸附; (3)離子交換具體講主要包括:離子交換、氫鍵、電荷轉移、范德華力、配位體交換、疏水鍵的形成等。

8.代謝—有機物在生物體內經過酶類及其他物質的作用,發生變化,進而消化和排泄的過程。

9.降解—有機物由于各種因素的作用(化學、生物、光照、酸堿等)而逐漸分解,轉變為無毒物質的過程??煞譃榉巧锝到夂蜕锝到?。

10.生物降解—在生物酶的作用下,有機物在生物體內的降解,尤以微生物降解為主。 11.非生物降解—有機污染物在環境中受光、熱及化學因子作用引起的降解。 12.降解類型:(非生物降解)光化學降解、化學講解;(生物降解)微生物降解

化學降解:可分為催化反應和非催化反應。非催化反應包括水解、氧化還原、異構化、離子化作用等。

微生物降解:脫鹵作用、氧化作用、還原作用、脫烷基作用、水解作用、環破裂作用 13. 共代謝:是指微生物只能使有機物發生轉化,而不能利用它們作為碳源和能源維持生長,必須補充其他可以利用的基質,微生物才能生長。

14.遷移—污染物在環境中發生的空間位置的相對移動過程,可分為機械性、物理—化學性和生物遷移。

15.吸收—外源物質經各種途徑透過有機體的生物膜而進入血液循環的過程,主要通過消化道、呼吸道和皮膚三種途徑。

16.擴散:指有機分子的隨機運動,是由高濃度梯度向低濃度梯度的純運動。 17質流:指分布在空氣、水和土壤中的有機物在外力作用下所發生的移動。 18.揮發:指有機污染物穿透過土壤而逸向空間的移動。

19.殘留—因使用有機污染物(農藥)而殘留于人類食品或動物飼料中的有機污染物(農藥)母體化合物,還包括在毒理學上有意義的降解產物。 20積累—有機污染物的持久性,可認為該化合物保持其分子完整性,以及通過在環境中運輸和分配,維持其理化性質和功能特性的能力。 21.半衰期—進入土壤的有機污染物(農藥)因降解等原因含量減少一半所需要的時間。 22.殘留期—土壤中有機污染物(農藥)因降解等原因含量減少75%-100%所需要的時間。

23.農藥污染土壤的途徑:

☆將農藥直接施入土壤或以拌種、浸種、毒谷的形式施入土壤;

☆向作物噴灑農藥時,農藥直接落到地面或附著在作物上,經風吹雨淋落入土壤中; ☆大氣中懸浮的農藥顆?;蛞詺鈶B形式存在的農藥,經雨水溶解和淋失,最后落到地面; ☆死亡動植物殘體或灌溉水將農藥帶入土壤。 24. 農藥在土壤環境中的遷移 (1)擴散;(2)質流;(3)揮發 進入土壤環境中的農藥可通過揮發、擴散而遷移入大氣,引起大氣污染;或隨水遷移、擴散和淋溶而進入水體,引起水體污染;也可通過作物的吸收,導致對農作物的污染,再通過食物鏈濃縮,進而導致對動物和人體的危害。 25. 土壤環境化學農藥污染的防治:

☆加強管理☆大力開發高效、低毒、安全性農藥☆采用綜合防治措施防治病蟲害

☆改進農藥制劑的劑型及噴灑技術☆其他治理方法

(1)增加土壤中有機、無機膠體的含量,以增加土壤的環境容量;或施入吸附劑以增加土壤對農藥的吸附,減輕農藥對作物的危害。

(2)調節土壤水分、pH值、Eh值,以增加農藥的降解速度。

(3)某些金屬離子或其與某些螯合劑相螯合時,具有催化作用,可采取施加該類催化劑的方法,以提高土壤的催化化學降解作用。

(4)選育活性較高的能夠分解某種農藥的土壤微生物或土壤動物,以增加土壤的生物降解作用。

第四章:化學肥料對土壤環境的污染 1.目前我國化肥施用中存在如下問題:

①肥料利用率低:尿素N利用率為20%-40%,碳銨利用率僅15%-30%,普鈣中磷利用率也僅為15%-30%;②肥料養分比例不平衡:我國N、P、K施用比例嚴重失衡,P、K普遍短缺,N相對過剩;③肥料分布和施用流向不合理:存在東南高西北低趨勢。

2. 化肥施用對土壤環境的影響:

(1)肥料中有毒有害物質對土壤環境的污染

①化肥中的重金屬元素污染;②肥料中的放射性元素污染; ③肥料中的氟污染;④化肥的有機副成分污染 (2)施用化肥對土壤性質的影響:

①導致土壤板結,肥力下降;②促進土壤酸化;③土壤中營養成分比例失調; ④降低土壤微生物活性;⑤造成土壤硝酸鹽污染;

3.水體富營養化:是指湖泊、河流、水庫等水體中氮磷等植物營養物質含量過多所引起的水質污染現象。

4. 化肥污染的控制措施和防治對策:

加強對化肥的監督管理,從化肥的質量上扼制污染;經濟合理施肥,嚴防過量施肥; 氮、磷、鉀肥配合施用;化肥與有機肥配合施用;推行施肥新技術,提高肥料利用率; 優化肥料品種結構,研制新型無污染化肥;加強水肥管理,實施控水灌溉; 保護生態環境,防止水土流失。

5. 論土壤污染與生命的關系。(論述題)

第五章污染土壤修復技術及原理

1.土壤污染修復:指通過無聊、化學、生物、生態學原理、并采用人工調控措施,使土壤污染物濃(活)度降低,實現污染無害化和穩定化,以達到人們期望的解毒效果的技術措施。

2.土壤污染修復需要堅持的原則: ①確保土壤的生物活性不受損壞

②確保土壤正常組分、結構和性狀的穩定性

③對于土壤重金屬污染的修復必須采取非食源性生物修復 3.原位修復和異位修復比較

4.原位修復和異位修復分類:

原位:污染土壤氣體提取法(;井中汽提法;生物通氣;空氣攪動法;原位沖洗、淋洗; 加熱方法;處理墻方法;原位穩定—固化方法;電動力學方法;原位微生物修復方法; 植物-微生物聯合修復方法

異位:氣提法;泥漿反應器修復;土壤耕作法;土壤堆腐;焚燒法;客土法;預制床;

淋洗/萃取;淋洗-生物反應器聯合修復。 5按照技術類別分類 (1)物理化學修復

加熱方法;穩定固化法;淋洗;萃取;電動力學等。 (2)生物修復

微生物修復:生物通氣、泥漿反應器、預制床等。 植物修復;濕地修復;菌根修復等。

植物-微生物聯合修復;菌根菌劑聯合修復等。 (3)物理化學-生物聯合修復 淋洗-反應器聯合修復等。 6電動力學修復的優點:

☆適用于任何地點;☆可在不挖掘條件下處理土壤; ☆最適合黏質土;☆對飽和和不飽和土壤都潛在有效;

☆可處理有機無機污染物;☆可從非均質的介質中除去污染物; ☆費用效益比較好

缺點:☆污染物的溶解度高度依賴于土壤pH值; ☆要添加增強溶液;

☆當高壓電使用到土壤時,由于溫度的升高,過程的效率降低; ☆如果土壤含碳酸鹽、巖石、石礫時。去除效率會顯著下降。

7.土壤淋洗技術:是在淋洗劑(水或酸或堿溶液、螯合劑、還原劑、絡合劑以及表面活性劑溶液)的作用下,將土壤污染物從土壤顆粒去除的一種修復技術。 8.農業改良措施

(1).中性化技術:利用中性化材料(如石灰、鈣鎂磷肥)提高酸性土壤pH以降低重金屬的移動性和有效性的技術。

(2)有機改良物料:有機物料可通過與重金屬的配合作用而改變土壤中重金屬的形態,也可通過改變土壤的其他化學條件(pH、Eh、微生物活性等)而改變土壤重金屬形態和生物有效性。

(3)無機改良物料:降低土壤重金屬有效性,抑制作物對土壤重金屬的吸收。常用的無機改良劑有沸石、海泡石、赤泥磷肥、膨潤土

(4)氧化還原技術:土壤環境氧化還原狀態的控制,一般可以通過水分管理來實現,如鎘污染土壤可以采用淹水栽種水稻的方式抑制其有效性

9. 植物修復技術:指利用植物及其根際微生物對土壤污染物的吸收、揮發、轉化、降解、固定作用而去除土壤中污染物的修復技術。

10. 超富集植物:是指能超量積累1種或同時積累幾種重金屬元素的植物。 11.污染土壤修復技術選擇的原則: 1.耕地資源保護原則; 2.可行性原則

修復技術的可行性主要體現在兩個方面: 一是經濟方面的可行性,即成本不能太高. 二是效用方面的可行性,即修復后能達到預期的目的,見效快. 3.因地制宜原則

第十章

1.植物修復技術:植物提取修復技術;植物穩定修復技術;植物揮發修復技術 根際過濾修復技術

2. 植物提取修復的機制:

(1)超積累植物對根際土壤重金屬的活化

植物對根際土壤重金屬的活化方式包括:金屬-螯合分子分泌進入根際,螯合、溶解金屬。

(2)重金屬由根部向地上部的轉移 超積累植物根對重金屬吸收、轉移和積累在地上部的過程包括許多環節和調控位點:跨根細胞質膜運輸;根皮層細胞中橫向運輸;從根系的中柱薄壁細胞轉載到木質部導管;木質部長途運輸;從木質部卸載到葉細胞(跨葉細胞膜運輸);跨葉細胞的液泡膜運輸等。

(3)地上部對重金屬的積累

植物地上部分對重金屬的累積與金屬絡合物和液泡的隔離作用有關。

3. 植物-微生物聯合修復法:利用超累積植物及其根際周圍土壤微生物的聯合作用,共同對土壤重金屬元素進行轉化、吸收和累積,達到修復的目的。

4. 農業工程改土修復技術:包括換土法、覆土法、深耕翻土和稀釋法等。

換土法是利用清潔的土壤置換重金屬污染的土壤,并將污染土壤進行異位修復或異地處理的方法。

覆土法或客土法是將清潔的土壤覆蓋在污染的土壤之上,使植物的根層生長在清潔的土壤中,減少重金屬污染物向植物中的遷移和轉化。

深耕翻土是將深層污染程度較輕或無污染的土壤通過深翻成為表層土壤,而受到重金屬污染的表層土壤進入下層,使植物根系不能達到污染區域而減少對重金屬的吸收,降低污染物對植物的危害的目的。

稀釋法是將清潔的土壤與污染的土壤充分混合,降低土壤重金屬元素的濃度,從而減少植物對重金屬元素的吸收的目的。

第五篇:土壤污染控制與修復——學習心得

土壤污染控制與修復

——學習心得

專業

學號

o幽谷藍月o 1 前言

土壤是地球表面具有肥力、能生長植物的疏松表面,是人類賴以生存的物質基礎,是人類不可缺少、不可再生的自然資源。隨著世界人口的快速增長,土壤這一人類賴以生存的必需資源正承受著越來越大的壓力。近年來,世界各國都非常重視污染土壤修復技術的研究。各發達國家紛紛制定了土壤恢復計劃,荷蘭、德國、日本、美國等國家都先后投入了大量資金用于土壤污染的恢復研究和應用。在中國,由于工業生產規模和鄉鎮城市化的快速發展,土壤受到工業三廢和農用化學品的污染日趨嚴重,污染土壤修復工作的開展迫在眉睫。

污染土壤修復是指利用物理、化學和生物的方法轉移、吸收、降解和轉化土壤中的污染物,使其濃度降低到可接受水平,或將有毒有害的污染物轉化為無害的物質。以阻斷污染物進入食物鏈,防止對人體健康造成危害,促進土地資源的保護與可持續發展。

通過一學期的學習,我對于全球目前的土壤污染及其防治和修復有了一定的認識和了解。針對本學期的課程,關于土壤修復的部分我更加感興趣,尤其是生物修復,于是我總結了一些內容并且查找了一些相關信息。 2 土壤修復技術分類

土壤修復技術按照修復場地分為原位修復和異位修復,即對污染土壤就地處置或進行異地處理。按照技術類別可以將污染土壤修復方法分為物理修復、化學修復、生物修復等。具體分類如下:

按修復場地:⑴原位修復:①蒸汽浸提;②生物通風;③原位化學淋洗;④熱力學修復;⑤化學還原處理墻;⑥固化/穩定化;⑦電動力學修復;⑧原位微生物修復。

⑵異位修復:①蒸汽浸提;②泥漿反應器;③土壤耕作法;④土壤堆腐;⑤焚燒法;⑥預制床;⑦化學淋洗。

按技術類別:⑴物理修復:①物理分離;②蒸汽浸提;③玻璃化;④熱力學;⑤固化/穩定化;⑥冰凍;⑦電動力學。

⑵化學修復:①化學淋洗;②溶劑浸提;③化學氧化;④化學還原;⑤土壤性能改良。

⑶微生物修復:①生物通風;②泥漿反應器;③預制床。

⑷生態工程修復(植物修復):①植物提取;②植物揮發;③植物固化;④植物降解;⑤植物根際圈生物降解;⑥生態覆蓋系統;⑦垂直控制系統;⑧水平控制系統。

⑸聯合修復:①物理化學-生物:淋洗-生物反應器聯合修復;②植物-微生物聯合修復:菌根菌劑聯合修復。 3 生物修復技術

生物修復技術是利用生物的生命代謝活動減少土壤環境中有毒有害物的濃度或使

其完全無害化,從而使污染了的土壤環境能夠部分地或完全地恢復到原初狀態的過程。廣義的生物修復包括微生物修復、植物修復。 3.1 微生物修復

微生物修復是常用的污染土壤生物修復技術,它主要是指利用微生物的作用對進入土壤環境中的難降解物質如大分子有機污染物、重金屬等進行治理。通常把這種狹義的微生物修復技術稱為土壤的生物修復。 3.1.1 生物通風法

生物通風工藝是一種強化污染物生物降解的修復工藝。一般是在受污染的土壤中至少打兩口井或三口井,安裝鼓風機和真空泵,將新鮮空氣強行排入土壤中,然后再抽出,土壤中的揮發性毒物也隨之去除。在同空氣時,有時加入一定量的NH3或營養液,為土壤中的降解菌提供氮素營養,從而達到強化污染物降解的目的。

生物通風法常用于處理在對受地下儲罐泄漏造成的土壤污染進行生物恢復處理時產生的少量土壤。 3.1.2 泵出生物法

泵出生物法是將污染場地的地下水抽出經地表處理后與營養液按一定比例配比后注入土壤,促進微生物最大限度地降解。

該法適用于處理污染時間較長、狀況已基本穩定的地區或受污染面積較大的地區。 3.1.3 生物堆

利用生物的生命代謝活動減少土壤環境中有毒有害物質的濃度或使其完全無害化,從而使污染了的土壤環境能夠部分地或完全地恢復到初始狀態的過程。在進行生物堆時,把污泥堆成數個獨立堤,然后把空氣輸入泥土,加速石油碳氫化合物的生物降解過程,泥土內的微生物會把污染物分解為H2O及CO2等無害物質。 3.1.4 土地填埋

土地填埋是將廢物作為一種泥漿,將污泥施入土壤,通過施肥、灌溉、添加石灰等方式調節土壤的營養、濕度和pH值,保持污染物在土壤上層好氧降解。

該法已廣泛用于油料工業的油泥處理。 3.1.5 土壤耕作

在非透性墊層和砂層上,將污染土壤以10~30cm的厚度平鋪其上,并淋灑營養物、水及降解菌株接種物,定期翻動充氧,以滿足微生物生長的需要,徹底清除污染物。處理過程產生的滲濾液再回淋于土壤,以徹底清除污染物。

該技術已成功用于處理受五氯酚、雜酚油、石油加工廢水污泥、焦油或農藥等污染的土壤。 3.1.6 預備床

將土壤運輸到一個經過各種工程準備的預備床上進行生物處理,處理過程中通過施 肥、灌溉、控制pH值等方式保持對污染物的最佳降解狀態。

此方法適用于揮發/半揮發性、含鹵和非鹵有機污染物、多環芳徑及爆炸性污染物;不適于二噁英/呋喃、殺蟲劑/除草劑和PCB,不適于無機污染物和腐蝕性污染物,不適

于黏土和泥炭土。 3.1.7 泥漿生物反應器

污染土壤和水混合成泥漿在帶有機械攪拌裝置的反應器內通過人為調控溫度、pH值、營養物和供氧等促進專性微生物最大限度地降解污染物。

此方法適用于殺蟲劑/除草劑,揮發/半揮發性、含鹵和非鹵有機污染物、PAH、二噁英/呋喃等有機污染物;不適于PCB,不適于無機污染物和爆炸性污染物,不適于泥炭土。 3.1.8 投菌法

直接向污染土壤接入外源的污染降解菌,同時提供這些細菌生長所需營養。不同的菌種可處理不同的污染物質。 3.1.9 生物攪拌

向土壤飽和部分注入空氣,從土壤不飽和部分吸出空氣,加大氣體流動性為微生物供氧,促進其最大限度地降解。

適用于揮發/半揮發性、含鹵和非鹵和PAH等有機污染物,不適于二噁英/呋喃和PCB、殺蟲劑/除草劑等,不適于無機污染物、腐蝕性和爆炸性污染物,不適于黏土和泥炭土;可同時處理飽和土壤、不飽和土壤和地下水污染。 3.1.10 工程螺鉆和慢速滲濾

用工程螺鉆系統使表層污染土壤混合,并注入含有營養和氧氣的溶液,促進微生物最大限度地降解。慢速滲濾,通過污染土壤區內布設垂直。

兩種方法均適用于有機污染物(包括殺蟲劑/除草劑,揮發/半揮發性、含鹵和非鹵有機污染物,PAH、二噁英/呋喃、PCB等有機污染物);均不適于無機污染物(包括重金屬、非金屬、石棉、、腐蝕性和爆炸性污染物),但均適于氧化物。均適于沙土、壤土和沉積物等土壤類型;均不適于黏土和泥炭土。 3.2 植物修復

植物修復是指將某種特定的植物種植在污染的土壤上,而該種植物對土壤中污染元素具有特殊吸收富集能力,將植物收獲后并妥善處理(如灰化回收)后即可將該種重金屬移出土體,達到污染治理與生態修復的目的。植物修復為從根本上解決土壤污染提供了一條重要的修復和治理途徑,因而植物修復在土壤污染治理中具有獨特的作用和意義。

植物修復技術主要類型有: 3.2.1 植物提取

即利用污染物富集能力較強的植物通過吸收和運轉的過程,將污染物轉移并儲存在地上部分,最終通過收獲地上部分集中處理來達到減少土壤污染物含量的目的。

適用于重金屬污染的土壤。 3.2.2 植物穩定

指利用植物吸收和植物根際作用使土壤中污染物轉化為相對無害物質。在這一過程中,土壤中污染物的含量并不減少,但由于降低了在土壤中的有效態,從而達到減輕污染的效果。

主要用于采礦和廢棄礦區、冶煉廠污染的土壤、清淤污泥和污水廠污泥等重金屬污染現場進行復墾。 3.2.3 植物揮發

指植物通過植物的吸收促進某些重金屬轉為可揮發態并將之揮發出土壤和植物表面。

主要用于揮發性重金屬污染的土壤,如汞和硒。 3.2.4 根際過濾

指利用植物龐大的根系和巨大的表面積過濾吸收、富集水體中重金屬元素。應用范圍廣泛,可處理殺蟲劑、除草劑、PAH、PCB、礦物油等有機污染物。 4 幾種超富集植物

植物修復是治理土壤重金屬污染的最有效的途徑,它是一種綠色環保技術。在植物修復上,植物吸收技術表現最佳,治理效果是永久性的。

經過查找,發現幾種典型的超積累植物(表一):

表一

幾種典型超積累植物

Tab.1 Typical hyper accumulator plan 元素 Cd Co Cu Mn Ni Cr As Mn Zn P 植物種名 天藍遏藍菜

Haumaniastrum robertii 高山甘薯 粗脈葉澳洲堅果 九節木屬 Sutera fodina wild 蜈蚣草 商陸 東南景天 圓葉遏藍菜

地上部元素含量/(mg·kg~1)

1800 10200 12300 51800 47500 2400 5100 19299 4515(葉) 8200

發現地點 賓夕法尼亞 扎伊爾 扎伊爾 新喀里多尼亞 新喀里多尼亞 津巴布韋 中國 中國湘潭 中國

奧地利/意大利

植物體內平均含量/(mg·kg~1)

0.21 0.036 3.49 25.65 0.49 2.52 每種重金屬都有多種植物可以富集,但超積累的種類并不多。我對在我國發現的幾種超積累植物更感興趣,以蜈蚣草、商陸和東南景天為代表重點介紹。 4.1 蜈蚣草(Pteris vittata)

鳳尾蕨科、鳳尾蕨屬中型陸生蕨,為優良觀賞蕨類。多年生草本,高1.3~2m。根狀莖短,被線狀披針形、黃棕色鱗片,具網狀中柱。葉叢生,葉柄長10~30cm,直立,干后棕色,葉柄、葉軸及羽軸均被線形鱗片;葉矩圓形至披針形,長10~100cm,寬5~30cm,1次羽狀復葉;羽片無柄,線形,長4~20cm,寬0.5~1cm,中部羽片最長,先端漸尖,先端邊緣有銳鋸齒,基部截形,心形,有時稍呈耳狀,下部各羽片漸縮短;葉亞革質,兩面無毛,脈單1或1次叉分。孢子囊群線形,囊群蓋狹線形,膜質,黃

褐色。生于海拔2000~3100m的空曠鈣質土或石灰巖石上。分布于中南、西南及陜西、甘肅、浙江、江西、福建、臺灣等地。

蜈蚣草是中科院地理科學與資源所發現的世界上第一種砷的超富集植物,對重金屬具有超常規吸收與富集能力。將蜈蚣草植于污染土壤,吸收重金屬加以回收,可達到“清污與回收”雙重目的。研究表明,蜈蚣草對土壤中鉛、銅、鋅與砷均有不同程度的抗性和修復能力。在自然條件下,蜈蚣草可生長在砷含量40~50mg/Kg土壤中,甚至能在砷含量高達23400mg/Kg的礦渣中正常生長;在野外其葉片砷含量超過1000mg/Kg,室內栽培的葉片砷含量高達5070mg/Kg。美國佛羅里達的研究表明,生長在未污染地區的蜈蚣草植株砷含量只有11.8~64.0mg/L,而在受污染地區植株砷含量卻高達1442~7526mg/L,遠高于生長在正常土壤中植株的平均值(低于3.6mg/L)。

蜈蚣草可在鉛濃度高達3368~3550mg/Kg的鉛鋅礦尾砂庫及其周圍環境成片生長;可在銅含量896~12802mg/Kg的礦區土壤中正常生長,且其體內銅濃度高達918mg/Kg;可在鋅濃度高達22616mg/Kg的礦渣上正常生長,其羽葉鋅含量最高可達737mg/Kg。

目前,利用蜈蚣草等植物富集與修復砷、銅和鋅等重金屬污染的技術已推廣應用,對受砷污染土壤進行低成本改良具有極大優勢。如湖南郴州建立了第一個砷污染土壤植物修復基地,在田間種植條件下,蜈蚣草葉片砷含量高達0.8%,證明蜈蚣草對砷污染土壤治理具有極大的應用潛力。廣西、云南等地運用蜈蚣草修復砷污染土壤技術,初步解決了污染土壤治理及農產品重金屬污染超標問題。 4.2商陸(Phytolacca acinosa)

商陸,又名:莧陸(《易經》),馬尾(《爾雅》),常蓼(《廣雅》),藰、章陸、章柳(《玉篇》),大莧菜、濕莧菜、山包谷、金七娘、紅莧菜、金雞姆、豬姆耳、莧菜藍、肥豬菜。

多年生草本,高70~100cm,全株無毛,根粗壯,肉質,圓錐形,外皮淡黃色。莖直立,多分枝,綠色或紫紅色,具縱溝。葉互生,橢圓形或卵狀橢圓形,長12~25cm,寬5~10cm,先端急尖,基部楔形而下延,全緣,側脈羽狀,主脈粗壯;葉柄長1.5~3cm,上面具槽,下面半圓形??偁罨ㄐ蝽斏騻壬?,長10~15cm;花兩性,徑約8mm,具小梗,小?;坑邪?及小苞片2;萼通常5片,偶為4片,卵形或長方狀橢圓形,初白色,后變淡紅色:無花瓣:雄蕊8,花藥淡粉紅色(少數成淡紫色);心皮8~10,離生。漿果扁球形,徑約7mm,通常由8個分果組成,熟時紫黑色。種子腎圓形,扁平,黑色?;ㄆ?~8月。果期8~10月。多生于疏林下、林緣、路旁、山溝等濕潤的地方。我國大部分地區有分布,主產河南,湖北,安徽等省;垂序商陸主產于山東,浙江,江西等省。

商陸為鎘的超富集植物,對土壤中的鎘有很強的吸收、富集能力,且富集濃度與土壤鎘濃度成正相關。在鎘污染水平大于50mg/Kg條件下,商陸莖及葉鎘含量均超過100mg/Kg,達到鎘超積累植物臨界含量標準,其地上部分鎘含量大于根部,且鎘富集系數大于1。

商陸是國際上報道的第一例多年生、草本型錳超積累植物,有助修復受錳污染的土壤。商陸對土壤中高含量的錳具有很強的耐受、吸收與積累能力。葉片錳含

量5160~8000mg/Kg,平均為6490mg/Kg。商陸在錳含量11.4%的尾礦廢棄地上生長良好,葉錳含量最高達1.93%;溫室生長45天的商陸地上部分錳積累量為258.2mg/株,葉錳含量高達3.64%,植物吸取的錳有87%~95%被轉移到地上部分。

來自污染區和非污染區的商陸種群在自然條件的錳積累量存在顯著差異,但是在人工控制條件下卻表現出相似的耐錳性和積累本事,葉錳含量高達3.4%,商陸的錳耐性和超積累本事可能是其固有特性。

國內外學者在超積累植物篩選方面做了大量的研究,迄今報道錳超積累植物僅11種,鑒于木本植物生長周期長、不宜溫室試驗等缺點,錳超積累機理研究依然停頓在田野植物樣品的簡略闡發水平。 4.3 東南景天(Sedum alfredii)

多年生草本;莖基部橫臥,著地生根;花莖高10~20cm,有分枝;葉互生,下部葉常脫落,條狀楔形、匙形至匙狀倒卵形,長1.2~3cm,頂端鈍,有時微缺,基部狹楔形,有距;蝎尾狀聚傘花序花多,苞片似葉而小;花無梗,直徑1cm;萼片條狀匙形,不等長,基部有距;花瓣黃山;鱗片5,匙狀正方形,長1~2mm,頂端鈍截形;心皮5,卵狀披針形,直立,基部合生;骨突果斜叉開。

東南景天是近年在浙江衢州、湖南郴州古老的鉛鋅礦區發現的一種鋅、鎘、鉛超積累植物,能將鎘、鋅、鉛等較多地吸收到植株的地上部,有效減輕土壤重金屬污染。

一般認為,植物地上部分鋅含量達到3000mg/Kg,是鋅超富集植物的臨界標準。浙江大學楊肖娥等研究表明,東南景天的地上部鋅含量高達5000mg/Kg,富集系數為1.25~1.94,大于1;而營養液培養試驗發現,東南景天地上部鋅含量高達19674mg/Kg??梢?,東南景天具有超富集鋅的特性和功能。

東南景天對鎘污染修復效率較大,能對鎘超積累。華南農業大學龍新憲等研究發現,當土壤中鎘含量為12.5~50mg/Kg時,礦山生態型東南景天的地上部在一年內(兩茬)的積累量可達2~4mg/盆,其對土壤鎘清除率達16%~33%。但隨著土壤中鎘含量增加,其清除效率降低。因此,礦山生態型東南景天特別適合修復低、中度鎘污染土壤。

通過采取有效的輔助栽培措施,改良土壤環境,可提高東南景天的生物產量以及地上部的重金屬積累量,提高修復重金屬效率。如玉米和東南景天套種,能顯著降低污染土壤鋅、鎘的淋溶與含量;適當的氮與磷營養能提高東南景天根系發育,特別是使用硫酸銨,能提高植株對鋅、鎘污染的修復能力。

總之,東南景天不僅對土壤過量的鋅、鎘、鉛具有強忍耐能力和超積累特性,并具有多年生、無性繁殖、生物量較大及適于刈割的特點。同時,它適應性強,耐瘠薄、干旱及強光等惡劣生境,觀賞性強,是實施植物修復與生態綠化的優良植物。 5 小結

污染土壤的修復工作已引起人們的廣泛關注,技術與方法在不斷進步與革新,相比較而言盡管各種方法利弊不同,但植物修復可能擁有更廣闊的前景。

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