最新 土壤中重金属钴的存在形态和生物有效性变化-精品
土壤中的重金属移动性差，滞留性强，难以被微生物降解，通过地下水循环和植物传递而影响生物圈环境的健康发展。一种或几种不同金属的形态对环境的毒性也有所不同。因此，金属形态的存在、分布所产生的毒性程度也影响着重金属在环境中的迁移。重金属在进入土壤后会发生复杂反应。化学作用包括络合、吸附以及淋溶等。
重金属在土壤中的吸附不仅与土壤类型、基本理化性质有关，还与重金属本身的离子特性相关。重金属离子间的相互作用可由土壤的酸碱度、离子强度的影响而改变。其中，酸碱度对金属形态的影响很大。通过室内静态吸附方法和 Tessier连续提取法，对新疆荒漠区某石化污水库周边的农田土壤 pH、外源钴浓度、离子强度进行考察，研究土壤中重金属钴的存在形态和生物有效性变化，从而得出钴在供试土壤中的形态再分配及生物活性变化，得出该区域的环境行为，为新疆荒漠区钴污水影响下农田重金属修复提供试验基础与依据。
1、材料与方法
1． 1 土壤样品的采集。土壤采自新疆荒漠区域某石化污水库附近的油葵种植田。将采来的土壤样品在室内风干，过100 目筛，待用。对照土的基本理化性质为: 土壤碱化度41． 63% ，pH 8． 86，阳离子交换量 7． 68 cmol /kg，钴 9． 00mg /kg，土壤有机碳 443 mg /kg，土壤有机质 760 mg /kg。
1． 2 静态吸附试验。称量 2． 500 0 g 土样于 100 ml 锥形瓶中，按照 4 种条件进行处理，每个处理设置 3 个平行。①对土样施加配制初始浓度为 100 mg/L 钴溶液(pH 为 2 ～13) ;②对土样施加配制考察浓度范围内(100、125、150、200、250、300、400 mg /L) 的硝酸钴溶液; ③将加入 100 mg /L 硝酸钴溶液的土壤进行老化5、10、20、40、70 d; ④对土样施加 pH 为7，离子强度为 0、0．001、0．01、0．1、0．2、0．5、1．0 mg/L，重金属浓度为100 mg/L 的硝酸钴溶液。将以上处理过的试样置于25℃ 恒温振荡2 h，再静置 24 h，以 3 000 r /min 转速离心 15min，均取上清液，用原子吸收光谱仪测定。
1． 3 钴总量及各形态分析方法。土壤残渣态采用 H2SO4-HC104-HCl 电热板法消解。土壤形态分析采取 Tessier 连续提取技术提取。各形态钴溶液用火焰原子吸收仪测定。
式中，K 为生物有效系数;m 为各形态质量; F0是水溶态，mg/kg;F1为可交换态，mg/kg;F2为碳酸盐结合态，mg/kg;F3为水溶态，mg /kg; F4为有机结合态，mg/kg;F5为残渣态，mg/kg。所得数据用 SPSS 软件处理，得出相关性分析与回归分析结果。
2、结果与分析
2． 1 土壤酸度对钴形态的影响及生物有效性分析
土壤中重金属有效性风险评估研究进展_李国琛
第5卷 第11期 食品安全质量检测学报 Vol. 5 No. 11 2014年11月 Journal of Food Safety and Quality Nov. , 2014 基金项目: 国家自然科学基金青年基金项目(81102765) Fund: Supported by National Natural Science Foundation Young Investigator Grant Program (81102765) *通讯作者: 王颜红, 研究员, 主要研究方向食品安全与环境质量检测与控制。E-mail: wangyh@https://www.360docs.net/doc/6c18569073.html, *Corresponding author: WANG Yan-Hong, Professor, Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110116, China. E-mail: wangyh@https://www.360docs.net/doc/6c18569073.html, 土壤中重金属有效性风险评估研究进展 李国琛, 田 莉, 王颜红1*, 王世成, 李 波, 崔杰华, 张 红 (中国科学院沈阳应用生态研究所, 沈阳 110016) 摘 要: 重金属的有效性是进行重金属污染研究的关键内容, 也是进行危险性评估的重要基础。对土壤重金属的有效性进行风险评估是制定、修订食品安全标准和对食品安全实施监督管理的科学依据。由于重金属有效性受多种因素的影响, 且有效态重金属的转化机理十分复杂, 因此其分析方法和手段多种多样且具有很大的发展空间和研究意义。本文详细论述和总结了各种重金属有效性评估方法: 包括总量法、化学提取法、淋洗法等物理化学评估法, 植物指示法、微生物指示法等生物学评价法, 以及陆地生物配体模型等模型综合评价法。同时, 介绍了各种评估方法在重金属有效性评估中的应用, 评述各种方法的研究现状并比较了其各自在有效性评估中的优缺点, 探讨了其未来可能的发展趋势。 关键词: 重金属; 有效性; 风险评估; 土壤 Progresses on risk assessment methods of bioavailability of heavy metal in soils LI Guo-Chen, TIAN Li, WANG Yan-Hong *, WANG Shi-Cheng, LI Bo, CUI Jie-Hua, ZHANG Hong (State Key Laboratory of Forest and Soil Ecology , Institute of Applied Ecology , Chinese Academy of Sciences , Shenyang 110116, China ) ABSTRACT: The effectiveness of the heavy metal is a key part of pollution research and an important basis of the risk assessment. Assessing the effectiveness of heavy metal in soils is also the scientific basis of revising food safety standards and the implementation of food safety supervision and management. Because of the com-plexity of the validity of heavy metals which is affected by many factors, there are more development space and research significance in analytic methods and means. In this paper, the application of kinds of methods used for assessing the effectiveness of the heavy metal was discussed in detail and summarized, including totalizing method, chemical extraction, leaching method, phytoindicating, microbe indicated method, and model method, etc . In the last, some important research fields were recommended. KEY WORDS: heavy metal; effectiveness; risk assessment; soil 1 引 言 随着我国工业化进程的加剧, 土壤重金属的污染问题日益突出。以镉污染为例, 我国镉污染的土壤面积已达 20万km 2, 占总耕地面积的1/6[1]。土壤重金属的含量会对农作物体内的重金属含量产生直接或间接的影响。2000年农业部环境监测系统对14个省会城市2110个样品的检测表明, 蔬菜中重金属镉等污染超标率高达23.5%; 南京郊
土壤中重金属形态分析方法
土壤中重金属形态分析方法 赵梦姣 （湖北理工学院环境科学与工程学院） 摘要：介绍了土壤重金属的形态及各种分析方法, 重点说明了土壤中重金属形态分布及影响因素;讨论了影响土壤环境中重金属形态转化的因素, 重金属形态与重金属在土壤中的迁移性、可给性、活性的关系, 重金属污染土壤修复与重金属形态分布的关系。形态分析在一定程度上反映自然与人为作用对土壤中重金属来源的贡献, 并反映重金属的生物毒性。 关键词: 土壤; 重金属; 形态分析；分析方法 自20 世纪70 年代以来重金属污染与防治的研究工作备受关注，目前重金属污染物已被众多国家列为环境优先污染物。重金属的总量往往很难表征其污染特性和危害，环境中重金属的迁移转化规律、毒性以及可能产生的环境危害更大程度上取决于其赋存形态[1]，不同的形态产生不同的环境效应。土壤的重金属污染是当今面积最广、危害最大的环境问题之一，其所含的重金属可以通过食物链被植物、动物数十倍的富集[2], 但土壤中的重金属的毒性不仅与其总量有关, 更大程度上由其形态分布所决定。环境中重金属的迁移性、生物有效性及生物毒性与重金属污染物在土壤中的存在形态有关, 因此, 土壤中的重金属形态分析已成为现代分析化学特别是环境分析化学领域的一个热门研究方向。
1重金属的形态及形态分析方法 根据国际纯粹与应用化学联合会的定义,形态分析是指表征与测定的一个元素在环境中存在的各种不同化学形态与物理形态的过程[3]。形态分析的主要目的是确定具有生物毒性的重金属含量,当所测定的部分与重金属生物效应或毒性一致时,形态分析的目的就可实现。重金属形态是指重金属的价态、化合态、结合态和结构态4个方面,由于土壤化学结构复杂及各种影响因素复杂多变,对土壤中的重金属形态分析,与水环境中重金属的分析方法:如溶出伏安法、离子选择电极法不同,土壤中重金属大多采用连续提取的形态分析方法对样品进行浸提和萃取,然后用原子吸收光谱法测定提取液中的每种形态重金属的浓度,许多学者关于土壤中重金属形态提出了不同的方法。FORSTNER[4]则提出了7步连续提取法,将重金属形态分为交换态、碳酸盐结合态、无定型氧化锰结合态、有机态、无定型氧化铁结合态、晶型氧化铁结合态、残渣态; SHUMAN[5]将其分为交换态、水溶态、碳酸盐结合态、松结合有机态、氧化锰结合态、紧结合有机态、无定形氧化铁结合态和硅酸盐矿物态8种形态;为融合各种不同的分类和操作方法,CAMBRELL[6]认为土壤中重金属存在7种形态,即水溶态、易交换态、无机化合物沉淀物、大分子腐殖质结合态、氧化物沉淀吸收态、硫化物沉淀态和残渣态;而具有代表性的形态分析方法是由TIESSER等人提出的[7]。将土壤或者沉积物中的金属元素分为可交换态、碳酸盐结合态、铁-锰氧化物结合态、有机物结合态与残渣态。在TIESSER方法的基础上,欧共体标准物质局(European
污染土壤微生物修复技术研究进展
污染土壤微生物修复技术研究进展课程论文 摘要针对2014年4月环境环保部公布的首次全国土壤污染状况调查结果，撰写我国最严重的耕地污染中主要污染物镉、砷、滴滴涕和多环芳烃的微生物修复研究进展。 关键词土壤污染；微生物修复；重金属污染；有机物污染 2005年4月至2013年12月我国开展的首次全国土壤污染状况调查结果显示全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。人类赖以生存的耕地中土壤点位超标率高达19.4%，迫在眉睫的主要污染物为镉、砷、滴滴涕和多环芳烃[1]。 微生物修复是指利用天然存在的或所培养的功能微生物群，在适宜环境条件下，促进或强化微生物代谢功能，从而达到降低有毒污染物活性或降解成无毒物质的生物修复技术，它已成为污染土壤生物修复技术的重要组成部分和生力军[2]。由于我国土壤调查结果显示在农田耕地中重金属污染物镉、镍、砷、有机污染物滴滴涕和多环芳烃超标最严重，对这些污染物的治理已经迫在眉睫。所以，本文重点阐述针对这5种污染物的微生物修复技术研究进展。 1、重金属污染土壤微生物修复研究进展 土壤微生物种类繁多、数量庞大，是土壤的活性有机胶体，比表面大、带电荷和代谢活动旺盛，在重金属污染物的土壤生物地球化学循环过程中起到了积极作用。微生物可以对土壤中重金属进行固定、移动或转化，改变它们在土壤中的环境化学行为，可促进有毒、有害物质解毒或降低毒性，从而达到生物修复的目的[3]。因此，重金属污染土壤的微生物修复原理主要包括生物富集 (如生物积累、吸附作用)、生物转化(如生物氧化还原、甲基化与去甲基化以及重金属的溶解和有机络合配位降解)、生物固定（如与S2-的共沉淀）、生物滤除（如细菌的淋滤作用）等作用方式。 1.1镉污染 将具有重金属吸附能力的天然蛋白或人工合成肽展示在微生物细胞表面,可以提高微生物对重金属的吸附能力。Kuro da等[4]改造了微生物表面蛋白使得当酵母金属硫蛋白( YMT )串联体在酵母表面展示表达后,4 聚体对重金属吸附能力提高5.9 倍, 8 聚
土壤重金属生物有效性
土壤重金属生物有效性 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
题目：土壤中重金属生物有效性 学院： 专业： 学号： 姓名： 2017年1月5日 土壤中重金属生物有效性 摘要:人类的生产和生活使很多重金属进入环境，伴随着环境污染的加剧，土壤中重金属的含量也在增加。土壤中的重金属通过食物链被运输并在生物体内富集。重金属对植物和动物的危害不再仅仅与重金属的总量有关。土壤中可用的重金属含量逐渐引起人们的注意。土壤中可利用的重金属受到很多因素的影响，例如土壤物理化学性质，重金属形态，根际环境，重金属相互作用等因素。现在有许多方法来评价土壤中重金属的可利用性，但不同方法的结果不具有很好的可比性，需要进一步的研究。 关键词：重金属；生物有效性；土壤；评价方法 Bioavailability of Heavy Metals in Soils ABSTRACT: Human activities make a lot of heavy metals into the environment, with the intensification of pollution, the content of heavy metals in the soil is also increasing. Heavy metals in the soil are transported and enriched by the food chain. The harm of heavy metals to plants and animals is no longer just concerned with the total amount of heavy metals. The available content of heavy metals in the soil gradually attracts people's attention. The available heavy metals in soils were affected by soil physical and chemical properties, heavy metal form, rhizosphere environment, and heavy metal interaction. There are many methods to evaluate the availability of heavy metals in soils, but the results of different methods are not comparable. Therefore, it needs to be further studied. KEY WORDS: heavy metals; bioavailability; soil; evaluation method 土壤的重金属污染是一个相对严重的问题。随着工业化和城市化的发展，人类活动范围扩大且频繁，在生产生活中产生了含有重金属的污水、废气或固体废弃物，如含重金属农药和化肥的使用、金矿开采、汽车尾气的排放、金属冶炼排放的废渣和污泥的堆积等过程[1]。由于土壤重金属污染具有隐蔽性和积累性等特点，在积累的初期没有明显的污染现象，但是一旦重金属的毒害作用比较明显的表现出来后，就很难清除彻底。通过食物链，重金属能够积累到人或动物体内，大部分的重金属都是都是人体不需要的且对人体会产生危害，并且积累在人体的不同部位损害人体健康，例如，镉容易积累在人体的肾脏部位，对肾脏有毒害作用，儿童体内血铅含量高会导致
土壤重金属污染微生物修复技术简述
土壤重金属污染微生物修复技术简述 文章从土壤重金属污染的现状入手，简要介绍了目前主要的土壤重金属污染修复技术，并对微生物修复技术的优缺点、特征、机理、研究方法及如何提高微生物修复技术的效率等方面进行了综述，为今后的土壤重金属污染微生物修复提供了参考。 标签：土壤；重金属污染；微生物修复技术 引言 随着科学技术的快速发展，重金属产品在社会中得到了广泛的应用，但由于重金属产品使用后的不当处理，导致重金属污染物不断进入环境中，污染物的数量不断累积，对人们赖以生存的环境造成了严重污染。我们常见的重金属污染物主要有镉、铅、汞、镉、钡、银、铜、锌、镍等，这些重金属污染物不仅能在环境中能长时间滞留，而且难于降解、且毒性较大，能不断地通过水、土壤、大气等介质进入动植物体内，再由食物链进入人体，对人体健康造成极大地危害。 1 土壤重金属污染修复的方法 目前，主要的土壤重金属污染修复技术有物理修复、化学修复和生物修复。其中物理修复的方法有客土工程、电修复法、电热修复、热处理法和土壤淋洗法；化学修复的方法有土壤稳定化法、光催化降解法和改良法；生物修复的方法有植物修复、动物修复和微生物修复。 2 微生物修复技术的原理 土壤重金属污染微生物修复技术是利用土壤环境中的微生物（如藻类、细菌、真菌等）对重金属污染物进行吸收、沉淀、氧化和还原等作用，来降低重金属在土壤中的毒性。 3 微生物修复技术的优缺点 3.1 微生物修复技术的优点 对比传统的物理、化学修复技术，运用生物修复技术对重金属污染的土壤进行修复，生成的产物不会破坏植物的生长环境，同时生物修复技术还具有成本低、效率高、不会产生二次污染、操作简单和适用范围广等特点。 对比微生物修复技术和动植物修复技术，微生物具有个体微小、比表面积大、繁殖快、代谢能力强、种类多、分布广、适应性强、容易培养等特点。 3.2 微生物修复技术的局限性
土壤重金属形态分析的改进BCR方法
BCR连续提取法分析土壤中重金属的形态 ?1、重金属形态 ?2、重金属形态研究方法及发展历程 ?3、本实验的目的 ?4、实验原理 ?5、实验步骤 ?6、数据处理 1.重金属形态 ?重金属形态是指重金属的价态、化合态、结合态、和结构态四 个方面，即某一重金属元素在环境中以某种离子或分子存在的实际形式。 ?重金属进入土壤后，通过溶解、沉淀、凝聚、络合吸附等各种 作用，形成不同的化学形态，并表现出不同的活性。 ?元素活动性、迁移路径、生物有效性及毒性等主要取决于其形 态,而不是总量。故形态分析是上述研究及污染防治等的关键 2、重金属形态研究方法及发展历程 ?自Chester 等(1967)和Tessier 等(1979)的开创性研究以来, 元素形态一直是地球和环境科学研究的一大热点。 ?在研究过程中,建立了矿物相分析、数理统计、物理分级和化学 物相分析等形态分析方法。
?由于自然体系的复杂性,目前对元素形态进行精确研究是很困 难,甚至是不可能的。 ?在诸多方法中,化学物相分析中的连续提取(或逐级提取） (Sequential extraction) 技术具操作简便、适用性强、蕴涵信息丰富等优点，得到了广泛应用。 逐级提取(SEE) 技术的发展历程 ?60～70年代（酝酿期） ?以Chester 和Hughes(1967) 为代表的一些海洋化学家尝试 用一种或几种化学试剂溶蚀海洋沉积物,将其分成可溶态和残留态两部分,进而达到研究微量元素存在形态的目的。 ?70 年代末（形成期）
?在前人研究的基础上,Tessier et al. (1979) 用不同溶蚀能力的化学试剂,对海洋沉积物进行连续溶蚀和分离操作,将其分成若干个“操作上”定义的地球化学相,建立了Tessier 流程。 ?80 年代(发展期) ?不同学者在对Tessier 流程改进的基础上,先后提出了20 多种逐级提取流程。其中,影响较大的逐级提取流程有Salomons 流程(1984) 、Forstner 流程(1985) 、Rauret et al流程(1989) 等。 ?90 年代(成熟期) ?为获得通用的标准流程及其参照物,由BCR 等主办的以“沉积物和土壤中的逐级提取”(1992) 、“环境风险性评价中淋滤/ 提取测试的协和化”(1994) 和“敏感生态系统保护中的环境分析化学”(1998) 等为主题的欧洲系列研讨会先后召开,并分别出版了研究专刊。 ?Ure et al. (1993) 在Forstner (1985) 等流程的基础上,提出了Ure 流程,后经Quevauviller et al. (1997 ,1998) 修改,成为BCR 标准流程,并产生了相应的参照物(CRM 601) 。 ?BCR 为欧洲共同体参考物机构( European Community Bureau of Reference) 的简称,是现在欧盟标准测量和测试机构(Standards Measurements and Testing Programme ,缩写为SM &T) 的前身。 ?Rauret et al. (1999) 等对该流程作了改进,形成了改进的BCR
生物炭在土壤污染修复中的应用
Hans Journal of Agricultural Sciences 农业科学, 2020, 10(9), 746-750 Published Online September 2020 in Hans. https://www.360docs.net/doc/6c18569073.html,/journal/hjas https://https://www.360docs.net/doc/6c18569073.html,/10.12677/hjas.2020.109113 生物炭在土壤污染修复中的应用 李燕1,2,3,4 1陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，陕西西安 2陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西西安 3自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室，陕西西安 4陕西省土地整治工程技术研究中心，陕西西安 收稿日期：2020年9月3日；录用日期：2020年9月16日；发布日期：2020年9月23日 摘要 健康的土壤环境是城市发展、农业生产、宜居人居环境建设的重要基础，也是保障区域生态环境安全的重要前提。城市快速发展和经济结构转型升级过程中产生大量污染土地，对土壤、空气等人居环境和人体健康产生不可忽视的影响，污染土壤修复治理是有限土地资源高效利用的必要选择。生物炭作为一种在土壤改良、能源生产、废物利用、污染物治理等方面具有积极作用的多孔吸附性物质，在土壤污染修复领域具有重要应用价值。 关键词 生物炭，土壤改良，土壤修复 Application of Biochar in Soil Pollution Remediation Yan Li1,2,3,4 1Institute of Land Engineering and Technology, Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co., Ltd., Xi’an Shaanxi 2Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co., Ltd., Xi’an Shaanxi 3Key Laboratory of Degraded and Unused Land Consolidation Engineering, The Ministry of Natural Resources, Xi’an Shaanxi 4Shaanxi Provincial Land Consolidation Engineering Technology Research Center, Xi’an Shaanxi Received: Sep. 3rd, 2020; accepted: Sep. 16th, 2020; published: Sep. 23rd, 2020
土壤重金属治理方法
土壤重金属治理方法 摘要：土壤重金属污染问题是环境和土壤科学研究者关注的热点问题。根据历年来学者们对湖南省土壤重金属污染的相关研究报道,综述了土壤中重金属的污染现状、主要污染来源、分布和重金属治理的主要方法及相关性研究。并就存在的问题和今后的研究重点进行了分析研究。 关键词：重金属；土壤；污染 1引言 近20年来，长沙的土地利用、土地覆盖格局发生了前所未有的快速变化，给城市土壤带来了严重的环境污染问题。湖南省是有色金属大省，全省受重金属污染土地面积高达13 %。魏本杰等对湘江流域某冶炼厂周边土壤重金属污染情况研究表明，重金属污染物主要积累在土壤耕作层（0~30），下层土壤污染较轻[1]。 在各种污染因素中，重金属污染范围广、持续时间长，又不易在生物循环和能量交换中分解，受到有关专家们的广泛关注。湖南土壤重金属的早期污染可追溯至湖南工业初期的作坊，如电镀、化工、印染、皮革、搪瓷、制药、冶炼、仪表厂等，这些作坊对土壤环境造成潜在的重金属污染。随着改革开放与经济发展，这些企业的生产规模不断扩大，二三十年来的积累效应，显著增加了重金属在土壤中的含量。随着湖南各城市的都市化迅速发展，郊区乡镇工业兴起，加快了工业“三废”的排放、城市生活垃圾以及汽车尾气等，这些已经逐渐取代农药和污水灌溉，成为现在湖南土壤重金属污染的主要来源。本文主要阐述了土壤中重金属的污染现状和主要污染来源以及总结了相关土壤重金属处理方法。 2 重金属污染的治理和修复 按照重金属在土壤中的赋存形态不同和土壤的性质不同。重金属污染土壤的修复和治理方法可分为三大类：土壤农化调控法、工程物理化学法及生物修复法。 2.1 工程物理化学法 工程物理化学法是指通过机械法、物理化学法等手段治理土壤重金属污染的方法，在土壤重金属污染初期应用该方法效果较好。主要包括：客土法、淋洗沉淀法等。 2.1.1 客土法 客土法是以非污染土壤将污染土壤覆盖或以非污染土壤置换污染土壤，使污染土壤得到恢复的方法。此法治理效果显著，但是需要大量的人力与财力，同时恢复土壤结构和肥力所需时间较长，而且不能断绝二次污染的可能，仅适合小面积污染的治理。 2.1.2 淋洗沉淀法 淋洗沉淀法是用清水或酸性溶液冲洗被污染过的土壤，使重金属溶解或增加重金属的溶解性，然后经过络合或沉淀作用使重金属富集而去除的过程。清水冲洗可以降低土壤中重金属的浓度，在一定程度上减轻其危害性；另一方面，可以增强重金属在土壤中的溶解度，再冲洗，从而减轻重金属污染。 除此之外，热处理法、电动化学法、污染物固化也属于物理化学法。它们各有优缺点，应根据实际情况选用适当方法。 2.2 农业化学调控法 农业化学调控法指通过调节土壤pH、有机质、CEC、土壤水分等因索。从而改变土壤重金属的水溶性，降低或升高其生物有效性，消减重金属污染危害或净化土壤的方法。 2.2.1 土壤pH值调节 土壤液的pH值能显著影响重金属在土壤中的溶解度。当pH小于5 时，土壤中重金属的活性提高，生物有效性增大，尤其是部分碳酸盐结合态将变成水溶态。此时若用碱性物质中和，提高其pH，将大大增强土壤对重金属的吸附。据研究表明，施用石灰、矿渣等碱性
重金属污染土壤修复精编
重金属污染土壤修复精编 High quality manuscripts are welcome to download
生物炭对重金属污染土壤修复的研究 1. 土壤重金属污染现状 重金属是指比重大于cm3的金属元素，主要包括锌（Zn）、银（Pb）、镉（Cd）、铜（Cu）、铬（Cr）、镍（Ni）、汞（Hg）和准金属砷（As）等。近年来，随着工业化、城市化的不断发展，工业活动、矿产的开采和冶炼、城市垃圾的处理、污水灌概、农药和化肥的不合理施用、机动车尾气的排放等人类活动导致大量重金属以各种不同的形式进入土壤，引起环境质量严重恶化。由于重金属不易在生物物质循环和能量交换中分解，土壤重金属污染不仅抑制作物生长发育，促成作物早衰，降低产量，并且还会通过食物链的富集、传递，危害人体健康。尤为严重的是，有毒重金属在土壤系统中所产生的污染过程具有隐蔽性、长期性和不可逆性等特点,一旦有毒污染物进入土壤，则极难清理出来。随着土壤重金属污染不断加剧，因土壤重金属污染造成的致病事件频发，重金属污染土壤的修复问题逐渐引起了人们的关注，逐渐成为土壤及环境领域的研究热点和难点。 目前，人类活动是造成重金属在土壤中累积的主要来源。比如，金属矿产资源的开发利用通常会使矿区及周边地区土壤重金属含量累积；农业活动中肥料和农药的不合
理施用也会造成土壤污染，以磷肥为例，由于磷矿石成分复杂，含有多种重金属，比如Zn、Cr、Pb、Cu等，在施入过程中一同被带入土壌，进而在土壤中富集。 2.重金属污染土壤修复研究进展 土壤重金属的生物有效性及其对环境危害程度不仅与其总量相关，还与其在 土壤中的赋存形态有关。而重金属污染土壤修复的主要技术手段是更大程度的减少土壤中重金属的总量和降低其在环境中的有效性。根据修复手段，土壤重金属修复技术大致可以分为物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术。其中，物理修复是指通过物理手段对土壤重金属进行稀释、热挥发或者移除等，比如客土法、电热法等；化学修复是指通过外源添加修复材料或土壤自身物质改变土壤环境引起化学反应来达到治理的效果，比如淋洗法、添加改良剂等（凯迪电厂的炭化物就属于改良剂的一种，属于生物炭）；生物修复即利用生物体来实现土壤重金属的迁移转化，比如微生物修复、植物修复等。不同的修复技术各有优劣，如何因地制宜地选择修复技术是土壤重金属修复的研究方向之一。 重金属污染土壤原位修复是指向污染土壤中投加一种或多种物质，调节土壤理化性质，通过与重金属发生一系列反应，改变重金属在土壤中的赋存形态，降低其生物活
土壤中重金属生物有效性与植物效应研究_高军锋
第27卷第3期2008年 6月 四 川 环 境 S I C H U A NE N V I R O N M E N T V o l .27,N o .3J u n e 2008 ·综 述· 收稿日期:2008-03-28 作者简介:高军锋(1974-),男,甘肃宁县人,1997年毕业于兰州交 通大学给水排水专业,本科。国家注册监理工程师,主 要从事环境、安全监理工作。 土壤中重金属生物有效性与植物效应研究 高军锋1 ,毛玉红 2 (1.兰州交通大学监理公司,兰州 730070;2.兰州交通大学环境与市政工程学院,兰州 730070) 摘要:植物效应为重金属的生物有效性评价提供了链接,本文就污染土壤中重金属生物有效性问题,探讨了植物效应 和生物有效性的关联关系。阐述各种植物效应在重金属生物有效性评价、监测及应用领域的研究进展,探讨了目前存在的某些不足。根据重金属的生物有效性评价结论,可针对不同土壤污染类型采用不同的植物应对措施,如可以尝试应用避性排斥型植物在生物有效性低的污染土壤上生产出非污染的农产品,为进行安全农业生产提出了一条新的思路。 关 键 词:生物有效性;植物效应;指示植物;排斥型植物;超累积植物 中图分类号:X 53 文献标识码:A 文章编号:1001-3644(2008)03-0110-03 R e s e a r c h A d v a n c e s o n t h e B i o a v a i l a b i l i t y a n d P l a n t E f f e c t o f H e a v y Me t a l s i nS o i l G A OJ u n -f e n g 1 ,M A OY u -h o n g 2 (1.S u p e r v i s i o nC o m p a n y o f L a n z h o u J i a o t o n gU n i v e r s i t y ,L a n z h o u 730070,C h i n a ; 2.S c h o o l o f E n v i r o n m e n t a l ＆M u n i c i p a l E n g i n e e r i n g ,L a n z h o uJ i a o t o n gU n i v e r s i t y ,L a n z h o u 730070,C h i n a ) A b s t r a c t :T h e r e a r e l i n k s b e t w e e nt h ee f f e c t o f p l a n t a n dt h ee v a l u a t i o nf o r b i o a v a i l a b i l i t y o f h e a v y m e t a l s .I nt h i s p a p e r t h e p r o b l e mo f b i o a v a i l a b i l i t y o f h e a v y m e t a l s i n p o l l u t e d s o i l i s r e v i e w e d a n dt h e c o r r e l a t i o n b e t w e e n t h e e f f e c t s o f p l a n t a n d b i o a v a i l a b i l i t y a r e e x p l a i n e d .A t t h es a m e t i m e ,t h e a p p l i c a t i o n s o f p l a n t e f f e c t s o nt h e m e a s u r i n ga n dm o n i t o r i n g m e t h o do f b i o a v a i l a b i l i t y a r e i n t r o d u c e d i n d e t a i l a n ds o m e e x i s t i n g d i s a d v a n t a g e s a r e d i s c u s s e d .C o n s e q u e n t l y ,m e a s u r e s w i t h d i f f e r e n t p l a n t s c a n b e t a k e nt o d e a l w i t hd i f f e r e n t t y p e s o f h e a v y m e t a l p o l l u t e ds o i l b a s eo nb i o a v a i l a b i l i t y .A s a ne x a m p l e ,n o n -p o l l u t i n g a g r i c u l t u r a l p r o d u c t s c a nb e p r o d u c e d b y p l a n t i n gh e a v y m e t a l e x c l u d e r s i nt h el o wb i o a v a i l a b i l i t ys o i l ,w h i c hp r o p o s e sa n e ww a yf o r t h es a f e t yo f a g r i c u l t u r a l p r o d u c t i o n . K e y w o r d s :B i o a v a i l a b i l i t y ;t h e e f f e c t o f p l a n t ;i n d i c a t o r p l a n t ;e x c l u s i o np l a n t ;h y p e r a c c u m u l a t o r 重金属在土壤中的积累可增加土壤对生态环境的危害,危害大小与其在土壤中的型态分布及生物有效性关系较大。同时重金属生物有效性的高低直接影响到植物的外在效应表现,因而植物对重金属的富集、回避、敏感指示等效应,为分析土壤中重金属的生物有效性提供了相关性链接。 1 重金属生物有效性 用重金属在土壤中的总量来预测其在环境中的 行为和对生态环境的影响是不确切的,因为总量难以反映重金属的生物有效性和移动性 [1] 。 对于土壤中重金属的生物有效性,一般采用植株中的重金属含量、重金属的根际效应或可食部分的重金属含量来衡量生物有效性 [2～7] 。根据生物对 重金属不同形态的吸收难易程度,可将其分为三类:可利用态、潜在可利用态和不可利用态 [8] 。 土壤中重金属生物有效性不仅受环境的影响,也受生物体自身的影响,涉及到物理、化学及生物等各个方面,影响因素很多,主要有土壤性质、重金属的复合污染和根际环境等。土壤的物理组成和化学性质直接影响重金属的存在形态,其中p H 、有机质是影响较大的因素 [9] ;多种重金属之间可 DOI :10.14034/j .cn ki .schj .2008.03.023
土壤重金属污染微生物修复技术浅析
土壤重金属污染微生物修复技术浅析 微生物种类繁多，数量庞大，分布广泛，功能多样，是土壤生命体的有机构成，可作为表征土壤生态环境变化的一个重要指标。微生物修复主要是利用土著微生物或人为投加的特效微生物在特定的条件下吸收、转化、固化或分解土壤、水体中的重金属污染物，改善环境质量、促进生态修复的一种生物措施。是一种低耗、高效、环保安全的修复技术。 微生物修复具有环境友好、安全生态、低耗等优点，是一种健康、经济、可持续的重金属污染修复技术。在汉斯出版社《土壤科学》期刊中，有论文通过文献调研，综述了微生物对重金属污染的修复现状、修复机理、影响因素及强化修复等，以期为重金属污染微生物修复提供参考。 细菌作为微生物中的最大群体，它本身及其产生的各种物质广泛参与水体、土壤、矿渣和沉积物等环境中的多种反应，进而影响诸多元素的迁移转化。许多真菌对重金属具有抗性和吸附性，尤其在重金属污染区域存活的真菌具有较强耐性，对甄选区域优势生物种群具有指导意义。目前，对菌根真菌、大型真菌、酿酒酵母、青霉菌及曲霉菌等修复重金属污染研究较多。另外不同重金属之间的相互作用，微生物去除重金属的能力会随重金属复合的种类及浓度的不同而不同，对其污染的土壤修复具有很高的挑战性。 pH是影响微生物抗重金属能力的重要因素。不同的菌丝体，对重金属的吸附能力受PH 值的影响，菌根真菌在不同的pH环境下生物量会发生显著的变化。随着PH值的降低，重金属的吸附性减弱，从而移动性增强，反之，重金属与OH?生产氢氧化物沉淀，降低金属离子的移动性。但在强碱环境下，金属离子易于OH?形成络合物，其移动性反而增强。在某一浓度微生物对重金属的吸收随外界条件不同而不同，有其最适合的pH条件。
生物炭对污染土壤的修复及作用机理研究
生物炭对污染土壤的修复及作用机理研究摘要：生物炭作为一个一种土壤改良剂，在应用的过程中不仅能够减少温室气体的排放，而且还能够改良土壤理化和生物性状，降低土壤中污染物质的含量、排解土壤中的毒性，从而实现对土壤的修复。文章在阐述土壤污染情况和生物炭内涵、特点、性质、材料、制备方法的基础上，结合各个文献报道的内容具体分析生物炭对污染土壤的修复方法，旨在为相关人员对生物炭的研究提供更多支持。 Abstracts：Biochar as a soil conditioner, a in the process of application can not only reduce greenhouse gas emissions, but also can improve soil physical and chemical and biological properties, reduce content of pollutants in the soil, to eliminate toxicity in the soil, so as to realize the restoration of soil. Articles on soil pollution and biochar connotation, characteristics, properties, the material, the preparation methods, on the basis of combining the literature reports the content of the concrete analysis of biochar repair methods for contaminated soil, to relevant personnel to provide more support for biochar research. 关键词：生物炭；污染土壤；修复；作用机理；研究 引入：目前土壤污染状况，来自公报，生物炭对污染土壤的修复作用（概述） 从《全国土壤污染状况调查公报》的全国土壤污染状况调查了解到全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量较差，加上频繁的农业活动、工业活动等也加重了土壤污染现象的发生。从土壤污染分布的情况来看南方土壤污染重于北方，重工业地区工业废弃地、工业废弃地、公园园区污染比一般地区的污染严重，土壤污染中镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%。在这样的发展背景下，怎样控制和治理土壤污染，特别是重金属污染成为相关人们需要思考的问题。经过学者的调查研究发现生物炭能够有效缓解土壤中的重金属污染问题。生物炭是指生物残渣在低氧的状态下进行燃烧，燃烧之后形成多孔结构、低密度碳材料，从而使得生物炭具有不同的理化特点，能够对土壤中的酸碱环境、重金属污染问题进行改良、修复。为了更好的了解生物炭在土壤修复中的作用，加强人们对生物炭在防止土壤重金属污染中作用的认识，文章在介绍生物炭性质、属性、制备等基础上，对生物炭在 影响土壤理化性质、酸碱值、阳离子交换量、养分、污染转移、微生物群落等方面问题进行探究。 一、生物炭概述 （一）内涵和制备
土壤重金属污染的微生物效应研究进展_1
重金属污染土壤的治理是当今世界的一大难题，由于土壤中重金属污染是一个不可逆的过程，且土壤中的重金属具有非降解性及难以清除性。采用传统方法修复重金属污染土壤是非常困难和昂贵的[1]。而生物修复法能克服传统方法中的缺点，越来越受到重视[2]。土壤中微生物种类繁多，数量庞大，有的不仅参与土壤中污染物的循环过程，还可作为环境载体吸附重金属等污染物[3]。由于微生物对重金属具有积累和解毒作用的功能，可促进有毒、有害物质解毒或降低毒性，使土壤重金属污染生物处理技术的发展和应用倍受关注。虽然近年来人们已经对土壤重金属污染的微生物效应、微生物学评价及修复机制做了大量的研究，但往往这些研究都是独立进行，缺乏相互之间的联系，造成很多结论的不统一性，对它们的综合评价产生一定的影响。因此，系统综述土壤重金属污染的微生物效应、微生物学评价及微生物的修复作用等方面的研究进展，研究和运用微生物与重金属间的相互关系和作用特点，对重金属污染土壤的微生物修复具有重要的意义[4]。 1土壤重金属污染的微生物效应及毒性 1.1重金属污染对土壤微生物活性的影响 当土壤受外来重金属污染物污染时，微生物为了维持生存可能需要更多的能量，而使土壤微生物的代谢活性发生不同程度的反应[5]86。微生物的代谢商（qCO 2）是微生物活性反应指标之一，它反映了单位生物量的微生物在单位时间里的呼吸作用强度[6]138。土壤微生物的代谢商通常随着重金属污染程 度的增加而上升。Chander 等[7]613研究认为，含高浓度重金属的土壤中微生物利用有机碳更多地作为能量代谢，以CO 2的形式释放，而低浓度重金属的土壤中微生物能更有效地利用有机碳转化为生物量碳，土壤中的重金属含量的高低影响了微生物的呼吸及代谢，进而影响了土壤的呼吸作用。张玲和叶正钱[6]139研究了铅锌矿区污染土壤的微生物活性，在矿口处土壤基础呼吸为33.69mg/（kg ·d ），明显高于其他地段，在远离矿口800m 的地方土壤基础呼吸为24.57mg/（kg ·d ），明显高于对照的4.06mg/（kg ·d ），矿口土壤的土壤基础呼吸和微生物代谢商分别是对照土壤的1.6倍和2.3倍。Fliepbach 等[8]1202也研究认为，代谢商是评价重金属微生物效应的敏感指标，它可以反映出土壤重金属污染程度。 1.2重金属污染对土壤微生物生物量的影响 土壤微生物生物量代表着参与调控土壤中能量和养分循环以及有机质转化所对应生物量的数量，而且土壤微生物碳或氮转化速率较快，可以很好地表征土壤总碳或总氮的动态变化，是比较敏感的生物学指标[8]1201。大量的研究表明，由于土壤重金属污染造成微生物生物量发生变化。Khan 等[9]30研究指出，Pb 污染矿区土壤的微生物生物量受到严重影响，靠近矿区附近土壤的微生物生物量明显低于远离矿区土壤的微生物生物量。Fliepbach 等[8]1201研究结果表明，低浓度的重金属能刺激微生物生长，可增加微生物生物量碳，而高浓度重金属污染则导致土壤微生物生物量碳的明显下降。Khan 等[9]31采用室内培养实验，研究了Cd 、Pb 和Zn 对红壤微生物生 土壤重金属污染的微生物效应研究进展 王彬杨胜翔徐卫红 （西南大学资源环境学院，重庆 400716） 摘 要 文章综述了土壤重金属污染的微生物效应、重金属污染土壤的微生物学评价及微生物的修复机制等方面的研究进展，并对今后土壤重金属污染的微生物修复的研究重点进行了展望。 关键词 重金属污染 土壤微生物 修复 收稿日期：2007-11-28，修改稿收到日期：2008-01-07 第23卷第2期 2008年6月广州环境科学 GUANGZHOU ENVIRONMENTAL SCIENCES Vol.23，No.2Jun.2008 6