生物钝化技术修复重金属污染土壤的研究进展

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重金属钝化技术修复污染土调研报告

重金属钝化技术修复污染土调研报告一、原位钝化修复技术简介原位钝化修复，指利用化学、生物等措施改变重金属污染物在土壤中的化学形态和赋存状态，从而降低重金属的生物有效性和迁移性，减少植物对重金属的吸收，主要以化学固定法和微生物修复为代表。

鉴于土壤重金属污染常常涉及面积很大，各种工程修复措施的成本过高，因此发展原位钝化方法是目前中轻度污染土壤修复的较好选择。

土壤重金属钝化修复包括固化和稳定化两个概念，其中原位化学钝化修复是向重金属污染土壤中加入一种或多种物质，通过发生吸附、沉淀、离子交换、氧化还原等一系列反应，改变重金属在土壤中的化学形态、赋存状态，其主要目的是降低因土壤环境的微小变化或土壤生物活动而活化的土壤重金属污染物的迁移能力和生物有效性。

钝化剂的添加并不能将重金属污染从土壤中去除，但是可以影响其形态分布，通过将可提取态的重金属转化为残渣态，减少土壤重金属污染对环境和人类健康的危害，从而达到修复污染土壤的目的。

图1 农田重金属污染钝化重金属钝化现在是农田土壤重金属修复的主要技术，近年来研究迅速，专利情况如下图所示。

图2 重金属钝化专利分析二、技术原理不同的钝化过程和反应机制将直接影响钝化修复效果。

如果钝化修复材料，如石灰等，仅通过改变土壤pH来降低重金属的生物有效性，这种钝化是不稳定的，一旦土壤pH通过缓冲或其他因素降低，那么环境风险又将重现；如果钝化材料通过提高土壤pH和增加吸附量两种作用，土壤重金属的这种钝化作用则相对稳定，其稳定性依赖于土壤及钝化修复剂的缓冲容量和钝化修复剂的吸附容量；如果修复材料通过矿物晶格层间吸附或形成沉淀，钝化效果则依赖于重金属污染物的固液平衡动力学特征及沉淀的溶度积Ksp，其钝化效果也相对持久稳定。

土壤中重金属的钝化过程与添加材料有关，主要包括以下几个方面作用机理: 吸附、沉淀、络合、离子交换和氧化还原等。

（1）沉淀作用通过向污染土壤中施入石灰等碱性物质，随着pH值的升高，更易于使重金属水溶态形成氢氧化物或者碳酸盐结合态沉淀，并且随着土壤pH值提高，土壤表面负电荷也会增加，增强了土壤对重金属的亲和性，从而降低土壤中重金属迁移性和毒性。

重金属污染土壤生物修复技术研究进展

硒而挥发。Hg 是一种对环境危害很大的易挥发性重金属 , 在土壤中以多种形态存在 , 如无机汞、有机汞。高毒汞可经植物气化后变成低毒汞 , 如拟南芥菜能将 Hg 变成低毒的单质汞挥发掉。植物挥发修复技术应用于修复重金属污染土壤 , 能有效去除土壤中的重金属 , 但只限于挥发性重金属的修复 , 应用范围较小 , 而且是将 Hg、 Se 等挥发性重金属转移到大气中 , 有没有环境风险有待于进一步研究 , 因此 , 在采用植物挥发修复技术时应持谨慎态度。 1 . 3 植物稳定植物稳定是指植物通过某种生化过程使污染基质中重金属的流动性降低 , 生物可利用性下降 , 从而减轻重金属的毒性。植物稳定修复的作用 : 一是通过根部累积、沉淀、转化重金属 , 或通过根表面吸附作用固定重金属 ; 二是保护污染土壤不受风蚀、水蚀 , 减少重金属渗漏污染地下水和向四周迁移污染周围环境。如植物可通过分泌磷酸盐与铅结合成难溶的磷酸铅 , 使铅固化而降低铅的毒性 ; 植物能使毒性较高的 Cr6+ 转变为基本没有毒性的 Cr3+ 。这类植物一般具有两个特征 : 一是能在高含量重金属污染土壤上生长 ; 二是根系发达及分泌物能够吸附、沉淀或还原重金属。值得注意的是植物稳定修复并没有从土壤中将重金属去除 , 只是暂时将其固定 , 当土壤环境发生变化时重金属仍可能重新活化并恢复毒性 , 因而 , 没有彻底解决重金属污染问题。重金属污染土壤的植物稳定修复是一项正在发展中的技术 , 若与原位化学钝化技术相结合可能会显示出更大的应用潜力。未来的研究方向可能是耐性植物、特异根分泌植物的筛选 , 以及稳定修复植物与原位钝化联合修复技术的研究。 2 微生物修复技术微生物在被污染土壤环境去毒方面具有独特作用已被用于进行土壤生物改造或土壤生物改良 , 高效微生物降解活性就地净化污染土壤。可用于重金属修复的微生物主要是土著的真菌 ( 酵母 ) 和细菌。不同类型微生物对重金属污染的耐性也不同 , 通常为真菌 > 细菌 > 放线菌 [ 8] 。微生物修复易受各种环境因素的影响 , 温度、氧气、水分、 pH 等均可影响微生物活性从而影响修复效果。每种微生物菌株对影响生长和代谢的生物因子都有一定的耐受范围。如果某一环境中有几种参与生物修复的微生物 , 就比在同一环境中只有一种修复微生物的耐受范围要宽。但如果环境条件超出了所有定居微生物的耐受范围 , 微生物的修复作用就会停止 [9] 。微生物修复在具体实践中也有一定的局限性 : 如某些微生物只能降解特定类型污染物 ; 有些情况下不能将污染物全部去除 , 微生物 / 酶制剂可能带来次生污染问题 , 并对自然生态过程产生一定影响 ; 加入到修复现场环境中的微生物可能由于竞争或难以适应环境而导致作用结果与实验结果有较大出入。另外 , 该方法相关文献报道较少 , 也缺乏进一步的试验研究 , 且微生物修复土壤的能力有限 , 它只能修复小范围的污染土壤。 3 动物修复技术动物修复是利用土壤中的某些低等动物 ( 如蚯蚓 ) 能吸收土壤中的重金属这一特性 , 通过习居的土壤动物或投放高富集动物对土壤重金属吸收、降解、转移 , 以去除重金属或抑制其毒性。动物修复的生理基础包括 : 生物体内普遍存在一种金属硫蛋白 , 能与重金属结合形成低毒或无毒的络合

钝化剂联合有机肥修复重金属污染土壤研究进展

收稿日期：2020-01基金项目：基金号：DJNY2019-21。

作者简介：叶胜兰，生于1986年，女，四川内江人，工程师，硕士，研究方向：植物营养与土地整治。

钝化剂联合有机肥修复重金属污染土壤研究进展叶胜兰，王璐瑶（1.陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西西安 710075；2.陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，陕西西安 710075）摘要：近年来，随着农业、工业生产速度的加快以及规模的持续扩大，农业投入品过量使用问题以及污水灌溉问题仍然客观存在，这些问题都导致了土壤重金属污染问题的加剧。

如何对重金属污染土壤进行有效修复已成为业内人士共同重视的课题。

以往针对重金属污染土壤的修复以改变重金属在土壤中存在形态，降低其可迁移性以及生物可利用性为主，近来研究中则开始围绕化学修复方法进行研究，并提出了将钝化剂与有机肥联合应用于污染土壤的修复方法，本文即针对重金属污染土壤修复中钝化剂与有机肥联合方法进行分析与阐述，对相关文献与研究报道中所取得的成果与进展进行总结，仅供参考。

关键词：重金属污染；土壤；钝化剂；有机肥中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）03-0100-2现阶段，土壤重金属污染已逐步发展成为全球性的生态环境问题，并且由于土壤重金属污染存在长期、不可逆、隐蔽等一系列特点，因而对生态系统的完整性会构成巨大威胁，并可能通过食物链对动物，乃至人体生命健康产生不利影响。

除此以外，土壤重金属污染会直接导致土壤肥力减退，降低农产品产量以及品质，不利于社会经济的可持续发展。

正因为如此，我们必须积极研究对重金属污染土壤的有效修复方法，钝化剂与有机肥联合修复正是其中非常重要的一项手段。

1 土壤中重金属形态分布重金属元素进入土壤内部后通过包括溶解、凝聚、沉淀、以及吸附等在内的一系列反应形成不同化学形态，表现出差异化的活性水平。

有关报道中已正式，土壤中重金属存在形态不同，其活性水平有所不同，对土壤结构种植植物的有效性也有所不同。

重金属污染土壤钝化修复效果化学评价方法研究进展

２．１水提取法
胁着人类的健康，因此，重金属污染土壤修复迫在眉
睫。重金属钝化技术是一种通过降低重金属有效态含量来降低其生物毒性的土壤修复方法．该技术具有成本低、见效快、不影响土地正常使用等特点而成为重金属
水提取出的重金属有效态，能被植物直接吸收利用，极易随着环境变化（如降雨导致土壤湿度变化）而释放。水是一种中性物质，对土壤的理化性质及重金属形态的影响较小，提取出的
污染土壤修复的主流技术。重金属污染程度及修复效果的传统评价方法是根据重金属总量并参照《土壤环境质
ＣａＣ１，是一种普适性提取剂，ｃａ具有较好的离子交换能力．且Ｃａ是土壤中的主要元素。同样，土壤中水溶态和可交换态重金属含量相对较低，因此，可适当降低水土比例，保证提取液重金属元素含量在检出限以上。
２．３缓冲溶液提取法
散法（ＤＧＴ），并提出了现阶段钝化效果评价方法存在的
主要问题
缓冲溶液提取出的重金属有效态为水溶态和可交换态，其主要原理为离子交换作用和络合作用ｌ９］，缓冲溶
液可保持提取过程ｐＨ的稳定性．尽可能减小提取过程
２重金属有效态评价法
量标准》进行评价，而钝化修复技术重金属全量未发生
变化，因此，全量评价法显然已经无法满足钝化效果评
水溶态比较接近真实值］，但水不具备ｐＨ的缓冲能

土壤重金属污染修复钝化剂的研究进展

土壤重金属污染修复钝化剂的研究进展重金属污染是当前环境问题中的重要一环。

土壤中的重金属污染来自于工业活动、废弃物处理和农药施用等多种途径，严重威胁到土壤质量和人类健康。

钝化剂作为一种修复土壤重金属污染的材料被广泛研究和应用。

本文旨在总结近年来钝化剂在土壤重金属污染修复方面的研究进展。

钝化剂主要通过吸附、离子交换、沉淀结合和胶体稳定等机制来修复土壤中的重金属污染。

常见的钝化剂包括石灰、膨润土、粉煤灰、氧化铁和氧化铝等。

这些钝化剂能够与重金属形成不溶性物质，减少其在土壤中的迁移和生物有效性，从而减轻土壤重金属污染的风险。

近年来，钝化剂的研究主要集中在以下几个方面：1.钝化剂材料的开发和改进。

研究人员通过改变钝化剂的成分、结构和表面性质，以提高其对重金属的吸附和固定能力。

例如，可以通过改变膨润土的层数、引入功能基团等方法来改善其吸附性能。

2.钝化剂修复的机制研究。

研究人员通过实验室模拟和现场调查等手段，探究钝化剂作用于土壤中重金属的机理。

例如，通过X射线衍射和电子显微镜等技术手段，可以观察钝化剂和重金属的相互作用过程。

3.钝化剂修复技术的优化和应用。

研究人员通过实验室和田间试验，研究钝化剂在不同环境条件下的应用效果和作用机制，以优化修复技术的操作参数和方法。

例如，可以研究不同钝化剂用量、施用方式和修复周期等因素对修复效果的影响。

4.钝化剂与其他修复技术的结合应用。

研究人员将钝化剂与其他修复技术结合应用，以提高修复效果和降低成本。

例如，可以将钝化剂与植物修复、微生物修复和电动导致修复等技术相结合，形成多种修复体系，提高土壤重金属污染的修复效率。

综上所述，钝化剂作为一种修复土壤重金属污染的材料，其研究进展包括材料的开发和改进、修复机制的研究、技术的优化和应用、以及与其他修复技术的结合应用等方面。

随着研究的深入和进一步的应用探索，钝化剂在土壤重金属污染修复领域的应用前景将更加广阔。

土壤重金属污染修复研究进展

土壤重金属污染修复研究进展当前,土壤重金属污染是全球环境保护的重要课题之一。

土壤重金属污染由于其无法逆转、无法快速消失等特点, 对人类生活和生态环境都会造成严重影响。

因此,如何有效地修复土壤重金属污染已成为环境保护领域的研究热点之一。

本文概括了土壤重金属污染修复技术最新进展情况,主要包括生物修复、物理修复和化学修复三类。

一. 生物修复生物修复是利用生物来清除土壤中的污染物的方法, 其优势在于环保、高效、低成本和可持续性。

其中, 植物修复是应用最广泛的生物修复模式之一。

植物可以利用其根系吸收土壤中的重金属, 或者通过吸收重金属后将其积累在植物体内, 以达到修复土壤的目的。

除此之外, 微生物修复也是一种比较有效的生物修复方法。

微生物可以利用重金属进行生长代谢,或者参与土壤中的生物地球化学循环过程, 以缓解土壤重金属的污染问题。

物理修复是利用物理方法将土壤中的污染物进行分离、清除和恢复的方法。

在土壤重金属污染修复中，物理修复技术主要有电化学方法、超声波法和微波法。

电化学方法利用电化学反应的原理,通过电解技术来清除土壤中的重金属。

超声波法和微波法是利用物理声波或微波的振动来分离土壤中的污染物。

三. 化学修复化学修复是利用化学物质来清除土壤中的污染物,其中以化学还原修复和化学氧化修复技术应用比较广泛。

化学还原修复主要是指利用还原剂来将重金属从污染土壤中还原出来。

常用的还原剂有二价亚铁离子和硫化物。

化学氧化修复主要是利用氧化剂来氧化重金属, 从而使其变成不溶于水的物质, 以达到清除污染物的目的。

综上所述,目前土壤重金属污染修复的技术包括生物修复、物理修复和化学修复。

不同的修复技术具有各自的优势和应用场景,在实际中应根据土壤重金属污染的程度和污染物种类的不同选择合适的修复技术。

本文提供了对于土壤重金属污染修复技术的研究进展综述,对于深入探究重金属修复技术及其在环境保护领域中的应用提供了一定的参考。

农田土壤重金属污染修复技术最新研究进展

农田土壤重金属污染修复技术最新研究进展农田土壤重金属污染一直是农业生产中的一个严重问题，它不仅对作物生长和人类健康造成威胁，而且对土壤生态系统产生负面影响。

为了解决农田土壤重金属污染问题，科研工作者们一直在不断探索和研究相关的修复技术。

近年来，随着科学技术的不断进步，农田土壤重金属污染修复技术取得了一些新的研究进展，本文将对这些进展进行介绍和总结。

一、生物修复技术生物修复技术是指利用植物、微生物等生物体去吸附、富集、蓄积或降解土壤中的重金属污染物质，从而实现土壤重金属污染的修复。

近年来，科研人员们通过对各类植物的筛选和优化，发现了一些对重金属具有较强富集和耐受能力的植物种类，如石蒜、拟南芥等。

他们也开发了一些能够促进土壤中重金属转化和稳定化的微生物，比如硫酸还原菌、硫酸氧化菌等。

这些植物和微生物不仅能够减轻土壤重金属的毒害作用，还能够将土壤中的重金属转化成不易迁移的物质，从而提高土壤的生物安全性和可持续利用性。

物理修复技术是指通过物理手段去改良土壤结构，降低土壤中重金属的有效性和生物毒性。

近年来，科研人员们通过对土壤改良材料的筛选和混合应用，研发了一系列能够有效吸附和稳定化土壤中重金属的修复材料，如生物炭、粘土矿物等。

他们也发展了一些能够促进土壤通气和水分循环的修复技术，比如土壤改良剂和土壤通气设备等。

这些修复材料和技术不仅能够降低土壤中重金属的有效性，还能够改善土壤的结构和肥力，从而提高土壤的产出和利用效益。

综合修复技术是指将生物、物理和化学修复技术有机结合起来，形成一种综合性的修复方案，从而实现土壤重金属污染的全面治理和修复。

近年来，科研人员们通过对各类修复技术的相互作用和协同效应进行研究和应用，研发了一系列能够全面治理和修复土壤重金属污染的综合修复技术，如植物-微生物协同修复技术、生物-物理-化学综合修复技术等。

这些综合修复技术能够充分发挥各类修复技术的优势和特点，实现土壤重金属污染的高效治理和修复，为农业生产和生态环境保护提供了有力的技术支撑。

土壤重金属污染修复钝化剂的研究进展

工作研究农业开发与装备 2017年第3期翻挖整平；如场地为现填土时，为防止将来大面积下陷，整平后要对土壤先实施洒水，让土壤下沉后再实施草皮铺设工作。

12）播籽草坪表面土壤要求较为细致平整，不得出现积水现象，土壤应配相应比例的有机肥，如是粘性土应对土壤进行改良。

13）播完籽后要用无纺布盖住，盖无纺布时要求平整，在铺盖的同时要用铁丝钩插入土内，将无纺布均匀地固定住，不得被风吹乱或被风吹走。

14）无纺布铺设时严禁乱踩、乱踏，应从前往后顺序铺设。

浇水时不得乱踩踏，应在草坪周边有顺序均匀地喷洒。

禁止水管对草坪直冲、乱喷。

参考文献[1]　周兴元，李晓华.园林植物栽培[M].高等教育出版社，2011.[2]　杨自云.园林植物栽培及养护技术应用现状及未来发展[J].现代园艺，2013，（16）：163.摘要：总结了常见的土壤重金属污染修复钝化剂类型，对其修复机理、效果与局限性进行了阐述，讨论了钝化技术目前存在的问题，并对今后的发展前景做出展望。

关键词：钝化剂；重金属；土壤污染；修复0 引言近年来，随着工农业生产的迅猛发展，污水灌溉及农业投入品的过量施用，土壤重金属污染日趋严重。

重金属污染不仅使土壤理化性质及生物学特性不断恶化，而且会导致农产品质量的下降，危及人类和动物的健康。

目前，国内外修复治理土壤重金属污染主要有两种途径：一是改变重金属在土壤中的存在形态使其固定，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性；二是从土壤中去除重金属。

围绕这两种途径，已研究提出了各种物理修复、化学修复、生物修复和生态修复等治理方法。

其中化学钝化修复技术在修复成本、修复效率、稳定性及可操作性上都具有明显优势，而且便于实现“边生产边修复”，适用于大面积中轻度重金属污染农田土壤修复治理。

1 重金属在土壤中的形态分布特征重金属进入土壤后，通过溶解、沉淀、凝聚、络合吸附等各种反应，形成不同的化学形态，并表现出不同的活性，土壤中重金属的形态影响它的活性和对植物的有效性。

钝化剂对土壤重金属污染修复研究进展

钝化剂对土壤重金属污染修复研究进展钝化剂对土壤重金属污染修复研究进展徐露露1，马友华1*，马铁铮1，付欢欢1，聂静茹1，何晓红2，王强1（1.安徽农业大学资源与环境学院，安徽合肥230036；2.安徽省农业生态环境总站，安徽合肥230001）收稿日期：2013-08-23基金项目：农业部农业生态环境保护项目（农财发〔2013〕16号）作者简介：徐露露（1988—），女，安徽宿州人，硕士，主要从事农业面源污染与生态环境研究。

E-mail ：158********@/doc/4717506973.html, *通信作者：马友华E-mail ：yhma@/doc/4717506973.html, 摘要：总结了常见的钝化剂包括石灰性物质、炭材料、粘土矿物、含磷材料、有机肥和农业废弃物等对土壤重金属污染修复的原理、技术和方法。

介绍了钝化剂对土壤重金属修复的效果和注意事项，并对钝化剂进行土壤重金属污染修复的前景和目前存在的问题进行了展望。

关键词：钝化剂；重金属；污染；修复中图分类号：X53文献标志码：A 文章编号：2095-6819（2013）06-0025-05Passivating Agents on Remediation of Heavy Metal Pollution in SoilsXU Lu-lu 1,MA You-hua 1*,MA Tie-zheng 1,FU Huan-huan 1,NIE Jing-ru 1,HE Xiao-hong 2,WANG Qiang 1（1.School of Resources and Environment,Anhui Agricultural University,Hefei 230036,China;2.The Agricultural EcologicalEnvironment of Anhui Province Station,Hefei 230001,China ）Abstract :This article reviewed the principles,techniques and methods of the common passivating agents on heavy metal contaminated soil,including calcareous substances,carbon materials,clay minerals,phosphorus materials,organic fertilizer and agricultural waste.It also de -scribed the effects and precautions of those passivating agents.The outlook of the passivating agent remediation technology and the existing problems of heavy metal contaminated soil were prospected.Keywords :passivating agent;heavy metal;contamination;remediation农业资源与环境学报2013年12月·第30卷·第6期：25-29December 2013·Vol.30·No.6：25-29Journal of Agricultural Resources and Environment土壤重金属污染已成为全球性环境问题，因其隐蔽性、不可逆性和长期性的特点，对生态系统构成潜在的巨大威胁，并通过食物链影响人体和动物的健康。

重金属污染土壤修复技术及其研究进展

重金属污染土壤修复技术及其研究进展摘要：随着社会经济的发展，我国的工农业有了很大进展，工农业现代化技术越来越先进。

但是随着我国工农业的逐步现代化，许多地区的土壤环境受到不同程度的重金属污染。

只依赖传统修复技术已经不能满足治理要求，因此生物修复技术应运而生，因其无害、绿色、环保的优势，得到了广泛的应用。

生物修复主要可分为植物修复技术和微生物修复技术两大类，本文首先分析了土壤重金属污染来源及危害，其次探讨了土壤重金属污染修复技术现状，以供参考。

关键词：土壤污染;重金属;土壤修复;植物修复;生物修复引言重金属污染在我国环境污染中所占比重较高，对土壤的危害性较大，不仅影响着农作物的产量，还影响着人们的身体健康。

目前，对重金属污染土壤修复技术存在多种形式，其中微生物修复技术相较于物理、化学修复技术来说，其较低的成本、效果的稳定性、二次污染小等优势都提高了其应用的广泛性，成为修复重金属污染土壤的重要手段之一。

1土壤重金属污染来源及危害我国土壤重金属污染地区主要分布在工业核心区域，包括长江经济区、珠江经济区，总体来看，南方污染情况较北方严重。

重金属来源主要分为两方面：人为因素和自然因素。

自然因素较人为因素产生的影响较轻，伴随地壳运动，地质发生变化，矿物风化，地表径流以及大气迁移产生，此类因素产生影响较小。

人为因素是土壤重金属污染的主要来源，近现代我国工矿业发展迅速，各类矿石、煤炭原材料开发量巨大，废弃尾渣露天无序堆放，经过雨水沉降作用进入地表径流；研究表明在矿场、钢制厂、火力发电厂及重工业区周边的土壤重金属检测值明显高于非工业区域。

重金属元素大多为人体非必须元素且多数为有害元素，人类长期食用重金超标食物，或是饮用超标饮用水，均会损害人体健康。

2土壤重金属污染修复技术现状研究2.1物理化学修复技术（1）土壤淋洗。

该种技术类型主要通过土壤淋洗转移土壤中的重金属污染元素，其中，淋洗液主要为清水或者增强重金属元素溶解性的试剂溶液。

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。

土壤重金属污染修复研究进展

土壤重金属污染修复研究进展土壤重金属污染是当前世界面临的严重环境问题之一。

在工农业生产过程中，大量的工业化学品、农药、肥料等含有重金属元素的物质被使用，这些物质经过人类活动进入土壤中，导致土壤重金属污染现象日益普遍化。

这些重金属元素在土壤中的积累，不仅对农作物的生长产生不利影响，还可能通过食物链进入人体，对人体健康造成危害。

针对土壤重金属污染问题，研究人员积极开展相关的修复研究，以下是一些研究进展的概述。

在重金属污染土壤修复的研究中，生物修复技术被广泛应用。

生物修复技术主要利用植物和微生物对重金属元素的吸收、积累和还原作用来修复土壤。

植物修复是利用植物对重金属的吸收、积累和转运能力进行修复的方法。

一些重金属超富集植物被发现具有吸收和富集重金属元素的能力，可以通过种植这些植物在污染土壤中修复重金属污染。

微生物修复是利用微生物对重金属的还原、沉淀和稳定作用来修复土壤。

通过使用具有重金属耐受性和转化能力的微生物，可以将重金属元素从土壤中迁移、转化为无毒或低毒的形态。

物理-化学修复技术也被广泛研究和应用。

物理-化学修复技术主要利用物理和化学方法来改变重金属在土壤中的形态和迁移行为，从而降低重金属元素的毒性和迁移能力。

常见的物理修复方法包括土壤剥离、覆盖层和土壤曝气等，这些方法可以有效隔离和限制重金属的迁移。

化学修复技术主要包括添加剂法、稳定化改性剂法和螯合剂法等。

这些方法通过添加适量的化学物质，改变土壤中重金属的形态，从而减少重金属的活性和毒性。

还有一些新兴的修复技术被逐渐发展和应用。

纳米科技在土壤重金属修复中的应用引起了广泛关注。

通过合成纳米材料，可以提高重金属的去除效率和修复效果。

电化学修复技术也是近年来研究的热点之一。

通过在土壤中施加电流，可以改变重金属的电化学行为，从而有效去除重金属污染。

土壤重金属污染的修复研究取得了一定的进展。

生物修复、物理-化学修复和新兴修复技术的应用为土壤重金属污染修复提供了有效的手段。

重金属污染土壤原位钝化技术研究进展

（１）一些微生物能够产生胞外聚合物如多糖、脂多糖、糖蛋白等引起的胞外络合作用。
（２）在厌氧条件下硫酸盐还原菌及其他微生物
（２）沉淀作用，在高ｐＨ值条件下（ｐＨ值＞８．Ｏ）Ｃｄ抖可与ＯＨ一、ＣＯ。卜形成沉淀，也可与ＰＯ卜、ＡｓＯ４卜、Ｃｒ２Ｏ７、Ｓ。一形成沉淀［ｕ，从而降低其
２钝化剂类型及其机理
２．１无机类钝化剂及其机理
沸石混合材料在镉污染土壤修复中的应用，结果表明，添加改性赤泥～沸石混合材料增加了土壤有效硅含量，而对土壤ｐＨ值基本无影响（６．９２～７．３５）；
常用的无机类钝化剂主要有石灰、碳酸钙、磷酸按照３：１添加改性赤泥、沸石时对镉的转化促进效
盐类、硅酸盐类、硅铝酸盐类黏土矿物、工业副产品果最显著，离子交换态镉降低了７９．３１，碳酸盐结
（赤泥、粉煤灰、磷石膏、高炉渣、钢渣等）等【２］。合态镉降低了４５．１７，残渣态镉增加量高达
菜为指示植物，探讨了４种矿物材料对Ｃｄ污染土
无机钝化剂修复Ｃｄ污染土壤的作用机理主要
壤的改良效果及存在的规律。结果表明，钠基膨润可概括为：
１０
四川化工
第２１卷２０１８年第２期
（１）调节土壤ｐＨ值，石灰、黏土矿物、粉煤灰等因修饰后，对某类特定重金属具有适应能力与分解

重金属污染土壤的生物修复研究进展

重金属污染土壤的生物修复研究进展摘要：生物修复是近些年发展起来的一种治理重金属污染土壤的有效技术方法, 是利用生物体将重金属降解、富集、转移而恢复土壤生态功能的过程。

本文综述了重金属污染的来源、植物修复、微生物修复、动物修复等技术的研究进展,就该技术的应用前景和研究方向进行了分析和展望.关键词：土壤重金属污染生物修复土壤是人类赖以生存的自然资源之一,同水、大气、生物等环境要素之间相互联系、相互影响。

土壤层位于地球陆地外表,是一个有机无机的复合体,介于生物界和非生物界之间;土壤也是环境各要素剧烈作用的场所。

因此,土壤与人和环境关系较为密切,土壤污染可引起和促进水体、大气、生物要素的污染。

士壤是生态系统的重要组成部分,也是地球化学循环的储存库,对环境变化具有高度的敏感性,所以土壤污染是环境污染的重要环节。

土壤具有肥力,能够为人类生产各种作物,是人类赖以生存的、最基本的生产资料,一旦被污染,不仅会影响作物的正常生长发育,同时也使作物成为污染物被摄入人体,危害人类健康。

土壤污染最终会导致土地资源的枯竭。

土壤受到重金属污染后, 可能导致重金属在农作物体内积累, 造成食物链污染, 严重威胁人体健康。

生物修复技术是利用生物体将重金属降解、富集、转移而恢复土壤生态功能的过程,是重金属污染土壤的环境友好型治理技术。

生物修复技术的早期研究主要集中于植物对重金属的吸收和富集机理方面。

随着现代生物技术的发展,分子生物学和基因工程技术应用于超富集、高耐性生物的培育、筛选和鉴定,促进了生物修复技术的发展。

目前,生物修复技术的主体主要包括植物、微生物和动物。

1土壤重金属污染的来源土壤是一个开放体系,时刻与其他环境要素间进行着物质和能量的交换,重金属汞、镉、铜、砷、铬、铅、锌、镍、硒等可以通过大气沉降、污水灌溉、固体废弃物排放以及农药和化肥的施用等途径进入土壤,因此人类的生产和生活是造成土壤污染的主要原因。

工业污染工业污染是指在采矿、选矿、冶炼、锻造、加工、运输等工业生产过程中,排放的废气、废水、废渣,使环境中的重金属浓度数千甚至数万倍于本底值。

生物炭修复重金属污染土壤研究进展

生物炭修复重金属污染土壤研究进展司马小峰，孟玉，沈贤城，李堃，于鹏㊀（安徽省城建设计研究总院股份有限公司，安徽合肥２３００５１）摘要㊀作为一种经济有效的土壤原位修复材料，生物炭可以通过对土壤重金属的固定与转化，降低重金属的生物有效性㊂生物炭与植物㊁动物㊁微生物或其他类型材料联合使用对重金属污染土壤进行修复，不仅能提高污染的修复效率，还能增强污染修复效果的稳定性㊂探讨了生物炭单一修复对土壤理化性质及土壤重金属的影响，并综述了生物炭与其他技术联合修复重金属污染土壤相关的研究进展，展望了未来的研究趋势㊂关键词㊀生物炭；重金属；污染土壤；联合技术；原位修复中图分类号㊀Ｘ５３㊀㊀文献标识码㊀Ａ㊀㊀文章编号㊀０５１７－６６１１（２０２２）１２－００３１－０３ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０５１７－６６１１．２０２２．１２．００７㊀㊀㊀㊀㊀开放科学（资源服务）标识码（ＯＳＩＤ）：ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎＢｉｏｃｈａｒＲｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｏｆＨｅａｖｙＭｅｔａｌＣｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄＳｏｉｌＳＩＭＡＸｉａｏ⁃ｆｅｎｇ，ＭＥＮＧＹｕ，ＳＨＥＮＸｉａｎ⁃ｃｈｅｎｇｅｔａｌ㊀（ＡｎｈｕｉＵｒｂａｎＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈｅｆｅｉ，Ａｎｈｕｉ２３００５１）Ａｂｓｔｒａｃｔ㊀Ａｓａｎｅｃｏｎｏｍｉｃａｌａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｓｏｉｌｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌ，ｂｉｏｃｈａｒｃａｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅｂｉｏａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｔｈｒｏｕｇｈｆｉｘａｔｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｓｏｉｌ．Ｂｉｏｃｈａｒｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｐｌａｎｔ，ａｎｉｍａｌｓ，ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｏｒｏｔｈｅｒｔｙｐｅｓｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓｃａｎｎｏｔｏｎｌｙｉｍ⁃ｐｒｏｖｅｔｈｅｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｂｕｔａｌｓｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｂｉｏｃｈａｒｓｉｎｇｌｅｏｎｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｉｔｓｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓｒｅｖｉｅｗｅｄ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｗａｓｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ㊀Ｂｉｏｃｈａｒ；Ｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓ；Ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌ；Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；Ｉｎ⁃ｓｉｔｕｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ作者简介㊀司马小峰（１９８６），男，湖北公安人，高级工程师，博士，从事重金属污染土壤原位修复研究㊂收稿日期㊀２０２２－０１－１１㊀㊀随着矿产开采㊁金属冶炼㊁化工生产㊁污水灌溉等人类生产活动的进行，土壤重金属污染日益严重㊂据２０１４年发布的‘全国土壤污染状况调查公报“公开数据，全国土壤总的点位超标率为１６．１％，主要污染物为无机污染物，其中镉㊁汞㊁砷㊁铜㊁铅㊁铬㊁锌㊁镍８种重金属超标率分别为７．０％㊁１．６％㊁２．７％㊁２．１％㊁１．５％㊁１．１％㊁０．９％㊁４．８％［１］㊂重金属污染不仅会降低土壤肥力及作物产量，而且会通过生物积聚㊁生物放大作用威胁人类健康，并破坏生态环境［２］，所以，解决土壤的重金属污染问题刻不容缓㊂近年来，生物炭的炭封存效应引起了广泛关注，同时生物炭也开始用于土壤污染修复，其孔隙率高㊁比表面积大等特点，使其有极强的吸附能力，能够降低土壤中重金属生物毒性［３］，且生物炭制备来源广泛，制备方式简单，在土壤污染修复方面具有巨大潜力㊂１㊀生物炭修复技术生物炭是生物质（如木头㊁粪便㊁树叶等）在缺氧或限氧且相对低温（＜７００ħ）条件下加热制得的富含碳的固体残渣［４］㊂生物炭主要成分是烷基和芳香结构，组成元素主要为Ｃ㊁Ｈ㊁Ｏ等，且含有Ｎ㊁Ｐ㊁Ｋ等植物生长所需的营养物质，具有较高的ｐＨ和阳离子交换能力，可以改善土壤肥力㊁促进作物生长㊂另外，生物炭颗粒具有大量微孔结构和丰富的含氧官能团，从而降低土壤重金属的迁移性和生物有效性，因此，利用生物炭修复土壤重金属污染得到了越来越多的关注［５－６］㊂１．１㊀对重金属的吸附固定作用㊀生物炭对土壤中重金属的吸附固定机理比较复杂㊂部分学者认为生物炭对重金属以物理吸附为主，由于生物炭具有高比表面积和多孔结构，重金属离子会被吸附至生物炭表面或扩散进入孔隙内［７］㊂Ｂｅｅｓｌｅｙ等［８］也认为生物炭降低Ａｓ㊁Ｃｄ和Ｚｎ等重金属离子的迁移和生物有效性主要依靠物理吸附，这种物理吸附主要源于分子间力，故这种吸附可能是可逆的［７］㊂相关研究发现［９］，低温热解制备的生物炭对重金属离子的固定主要依靠静电作用，这主要是由于低温条件热解制备的生物炭表面有更多含氧官能团，使其带有更多的负电荷，通过静电吸引力降低了重金属离子的移动性㊂沉淀作用也是生物炭固定重金属的重要机理，生物炭的ｐＨ普遍较高，在土壤中会促进重金属离子生成金属氢氧化物㊁金属磷酸盐或碳酸盐沉淀㊂Ｊｉａｎｇ等［１０］发现加入稻秸秆生物炭使土壤ｐＨ上升，土壤生成氢氧化物沉淀，且生物炭对氢氧化物的吸附力更大，进一步降低了土壤中的重金属移动性㊂Ｃａｏ等［１１］也通过ＸＲＤ和ＦＴＩＲ表征方式证明了乳制品生物炭对土壤中Ｐｂ去除主要是由于生成磷酸盐与碳酸盐沉淀，且沉淀在总吸附作用中占比达到８４％８７％㊂此外，生物炭表面含氧官能团也能通过离子交换和络合作用参与重金属离子的吸附固定［１２－１３］㊂１．２㊀改变土壤性质与环境㊀生物炭在土壤中不仅可以直接与重金属离子发生反应，还可以通过改变土壤的生物化学性质影响土壤重金属的迁移性与生物有效性㊂生物炭的添加主要会影响土壤ｐＨ㊁有机质㊁阳离子交换量（ＣＥＣ）㊁持水能力及微生物群落等㊂生物炭含有的碱性物质会导致土壤ｐＨ升高，降低酸可提取态重金属的含量，进而降低其生物有效性［１４］㊂生物炭含有的矿物质会导致土壤阳离子交换容量升高，从而提高其对重金属的静电作用，更容易发生络合，促进重金属在土壤中的吸附［１５－１６］㊂大量研究表明，生物炭的添加会提高土壤有机质含量［１７－１８］，其表面官能团会与重金属形成金属络（螯）合物，从而影响重金属在土壤中的迁移［１９］㊂生物炭添加还会导致土壤可溶性磷含量提高，与Ｃｄ㊁Ｐｂ㊁Ｚｎ等重金属形成磷酸盐难溶性物质，促进对重金属的固定［２０］㊂安徽农业科学，Ｊ．ＡｎｈｕｉＡｇｒｉｃ．Ｓｃｉ．２０２２，５０（１２）：３１－３３㊀㊀㊀２㊀生物炭联合修复技术单一使用生物炭修复土壤存在一定的局限性，所以生物炭的联合修复逐渐兴起，将生物炭与植物㊁微生物㊁动物和其他添加物联合使用，可降低土壤重金属的生物有效性，缩短重金属污染土壤的修复周期㊂２．１㊀生物炭与植物联合使用㊀植物修复技术是指利用植物生长特性对土壤重金属进行吸收和富集，并通过收割植物实现土壤重金属的转移㊂该技术具有治理成本低㊁土壤微生态影响小等优点，但是存在修复周期长㊁适应性弱及重金属植物毒害影响等局限性㊂生物炭的添加不仅对土壤重金属有一定的钝化作用，而且可以提高土壤肥力㊁改善土壤结构，缓解重金属对植物生长的毒害㊂生物炭与植物修复联合用于土壤重金属修复时，生物炭不仅能通过吸附固定作用降低重金属的生物有效性，缓解重金属对植物的毒性，还能提供营养物质促进植物生长，从而有效修复土壤重金属㊂王玺洋等［２１］研究了稻秆炭与巨菌草联合修复铜㊁镉复合污染土壤，发现稻秆生物炭的施用不仅提高了巨菌草的成活率和其地上部分的生物量，也提升了巨菌草的地上部分对Ｃｕ㊁Ｃｄ的富集量，土壤有效态Ｃｕ㊁Ｃｄ含量显著降低㊂董双快等［２２］的研究也表明，土壤中过高浓度的Ｃｄ和Ｐｂ会抑制苏丹草的生长，而生物炭的添加能缓解这种抑制作用，并促进土壤对Ｃｄ和Ｐｂ的固持能力㊂然而，有研究发现这种协同促进作用与生物炭的添加量相关，刘蕾等［２３］发现采用麦秸秆生物炭㊁玉米秸秆生物炭和黑麦草联合修复镉污染土壤时，生物炭的添加可以提高黑麦草对土壤中镉的吸收效果，但过量添加反而会使镉固定在土壤中，这与笔者前期的相关研究结论类似［２４］㊂２．２㊀生物炭－微生物联合修复技术㊀在重金属污染土壤中，部分微生物可以分泌一些特殊蛋白与重金属生成螯合物，或通过铁载体络合作用降低重金属的生物毒性，从而实现重金属污染土壤的修复［２５］㊂然而，游离微生物在污染土壤中极易遭受不良环境的影响，导致修复效果不佳，生物炭表面的孔隙结构可能成为微生物的庇护所，添加至土壤中能改善土壤的通气条件㊁ｐＨ和保水能力，并提高土壤矿物质和有机物等含量，进而改善微生物栖息环境，促进土壤微生物丰度和数量的增加［２６－２７］㊂任晓斌等［２８］通过室内盆栽试验探究了光合细菌和生物炭对土壤铬污染的修复效果，修复３０ｄ后，联合修复后土壤中铬的生物可利用性较单一光合细菌和生物炭修复分别降低了８．０３％和９．１１％，土壤中的过氧化氢酶㊁脲酶㊁转化酶和碱性磷酸酶活性均显著增高，极大地促进了铬胁迫下小白菜植株生长，同时还大幅度降低了小白菜根系及地上部分的铬含量㊂龚诚君等［２９］研究发现，产吲哚乙酸菌与生物炭联合修复Ｎｉ和Ｃｄ污染土壤效果较好，土壤中重金属有效态的固定能力高于二者单独修复，小白菜的生长鲜重为３８．９４ｇ，也远高于二者单独修复的９．９７ｇ和５．８６ｇ，这可能是生物炭缓解了Ｃｄ㊁Ｎｉ对菌株的毒害作用，同时，其孔隙结构和营养元素为菌株生长提供了良好的环境，进而使得产吲哚乙酸菌保持较高的活性㊂李琋等［３０］利用生物炭负载微生物修复石油烃－镉复合污染土壤的试验也得到了相似结论，生物炭固定化微生物使土壤中的可交换态镉含量显著降低，且明显低于单独添加生物炭和游离微生物，此外，固定化微生物可显著增加土壤细菌数量㊁土壤脱氢酶活性㊁过氧化氢酶活性以及多酚氧化酶活性㊂Ｚｈａｎｇ等［３１］研究了内生菌㊁生物炭和植物３种方式协同强化固定化修复镉污染土壤，他们发现３种方式联合使用具有显著的植物促生效果，能显著降低土壤镉含量及有效态含量㊂２．３㊀生物炭－动物联合修复技术㊀目前，生物炭与动物联合修复技术主要为蚯蚓相关的研究㊂蚯蚓广泛存在于土壤中，是典型的无脊椎动物，其体内含有的微生物能增加土壤微生物量，并提高重金属的生物有效性［３２］㊂苏倩倩等［３３－３４］研究发现，蚯蚓与生物炭联合修复后，土壤的水溶态Ａｓ含量明显低于蚯蚓或生物炭单独修复，蚯蚓的引入增加了变形菌门的相对丰度，而变形菌门与土壤水溶态Ａｓ含量呈显著负相关，即变形菌门可能参与了土壤Ａｓ的转化与固定，此外，生物炭添加后蚯蚓体内富集的Ａｓ含量显著增加，且蚯蚓存活率没有明显变化㊂２．４㊀生物炭－其他材料联合修复技术㊀近年来有研究人员开始将生物炭与其他材料联合用于土壤重金属修复㊂余红等［３５］将生物炭和堆肥产品联合用于土壤汞污染修复，结果显示，生物炭和堆肥产品联合修复时，汞的生物有效性下降６１．８％，明显优于生物炭或堆肥产品单独施用的修复效果，发现堆肥过程促进了生物炭表面活性基团的形成，同时生物炭促进了堆肥过程中腐殖质的形成，而腐殖质通过阳离子交换㊁吸附㊁形成配位化合物等方式进一步改变重金属的赋存形态［３６］㊂赵首萍等［３７］研究发现，石灰与生物炭联合使用对土壤镉有效态的降低发挥了叠加作用，对土壤理化性质的改善作用明显优于石灰或生物炭单独使用，并大幅度降低水稻中Ｃｄ含量㊂肖亮亮等［３８］研究发现，麦饭石的添加也能促进生物炭的修复效果，二者联合施用后，Ｃｄ的弱酸提取态显著降低，残渣态明显增加，主要原因是麦饭石在短时间提高了土壤ｐＨ，与生物炭提供的有机质共同作用促进了土壤重金属的吸附固定与沉淀作用㊂３㊀展望生物炭原位修复具有良好的生态和经济效益，但是单一的生物炭修复存在局限性，针对生物炭修复存在的问题，目前已有较多生物炭相关的联合技术研究，在一定程度上提高了修复效率，但仍然存在各种问题㊂如何进一步改善生物炭修复效果，提高修复效率，可以从以下几个方面进一步深入研究㊂①生物炭可以降低土壤重金属的生物有效性，但存在活化形成二次污染的风险，通过超富集植物可将重金属富集而从土壤移除，且经济环保，具有较好应用前景㊂但是需要进一步寻找生长周期短㊁环境适应能力强㊁且对多种重金属富集效率高的超富集植物㊂②将生物炭修复与植物㊁转基因㊁微生物㊁农艺措施等相结合，进一步提高重金属修复效率㊂③改性生物炭在土壤重金属修复方面相关研究也较多，２３㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀安徽农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０２２年未来可考虑针对与其他技术联合修复进行定向改性研究㊂④目前大部分的试验仍在实验室或小型田间进行，大规模田间试验将是后续研究的重点方向㊂参考文献［１］环境保护部，国土资源部．全国土壤污染状况调查公报［Ｒ］．２０１４．［２］李富荣，王琳清，李文英，等．水芹对重金属的吸收累积及其应用研究进展［Ｊ］．生态环境学报，２０２１，３０（１２）：２４２３－２４３０．［３］常春英，曹浩轩，陶亮，等．固化／稳定化修复后土壤重金属稳定性及再活化研究进展［Ｊ］．土壤，２０２１，５３（４）：６８２－６９１．［４］ＬＥＨＭＡＮＮＪ，ＪＯＳＥＰＨＳ．Ｂｉｏｃｈａｒｆｏｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｍａｎａｇｅｍｅｎｔ［Ｍ］．２ｎｄｅｄ．Ｌｏｎｄｏｎ：Ｒｏｕｔｌｅｄｇｅ，２０１５．［５］鲁秀国，过依婷，奉向东．生物炭对土壤中重金属作用及影响研究进展［Ｊ］．应用化工，２０１８，４７（４）：７７５－７７９．［６］兰玉顺，刘维娜，王丹，等．施用典型有机固废生物炭对土壤重金属生物有效性的影响［Ｊ］．环境工程学报，２０２１，１５（８）：２７０１－２７１０．［７］王宏胜，唐朝生，巩学鹏，等．生物炭修复重金属污染土研究进展［Ｊ］．工程地质学报，２０１８，２６（４）：１０６４－１０７７．［８］ＢＥＥＳＬＥＹＬ，ＩＮＮＥＨＯＳ，ＮＯＲＴＯＮＧＪ，ｅｔａｌ．Ａｓｓｅｓｓｉｎｇｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｏｍｐｏｓｔａｎｄｂｉｏｃｈａｒａｍｅｎｄｍｅｎｔｓｏｎｔｈｅｍｏｂｉｌｉｔｙａｎｄｔｏｘｉｃｉｔｙｏｆｍｅｔａｌｓａｎｄａｒｓｅｎｉｃｉｎａｎａｔｕｒａｌｌｙｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｍｉｎｅｓｏｉｌ［Ｊ］．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｌｌｕ⁃ｔｉｏｎ，２０１４，１８６：１９５－２０２．［９］贾明云，王芳，卞永荣，等．秸秆生物质炭吸附溶液中Ｃｕ２＋的影响因素研究［Ｊ］．土壤，２０１４，４６（３）：４８９－４９７．［１０］ＪＩＡＮＧＪ，ＸＵＲＫ，ＪＩＡＮＧＴＹ，ｅｔａｌ．ＩｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＣｕ（ＩＩ），Ｐｂ（ＩＩ）ａｎｄＣｄ（ＩＩ）ｂｙｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆｒｉｃｅｓｔｒａｗｄｅｒｉｖｅｄｂｉｏｃｈａｒｔｏａｓｉｍｕｌａｔｅｄｐｏｌｌｕ⁃ｔｅｄＵｌｔｉｓｏｌ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｈａｚａｒｄｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｓ，２０１２，２２９／２３０：１４５－１５０．［１１］ＣＡＯＸＤ，ＭＡＬＮ，ＧＡＯＢ，ｅｔａｌ．Ｄａｉｒｙ⁃ｍａｎｕｒｅｄｅｒｉｖｅｄｂｉｏｃｈａｒｅｆｆｅｃｔｉｖｅ⁃ｌｙｓｏｒｂｓｌｅａｄａｎｄａｔｒａｚｉｎｅ［Ｊ］．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｓｃｉｅｎｃｅ＆ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００９，４３（９）：３２８５－３２９１．［１２］ＤＯＮＧＸＬ，ＭＡＬＱ，ＺＨＵＹＪ，ｅｔａｌ．ＭｅｃｈａｎｉｓｔｉｃｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｍｅｒｃｕｒｙｓｏｒｐｔｉｏｎｂｙＢｒａｚｉｌｉａｎｐｅｐｐｅｒｂｉｏｃｈａｒｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｙｒｏｌｙｔｉｃｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｂａｓｅｄｏｎＸ⁃ｒａｙｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄｆｌｏｗｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ［Ｊ］．Ｅｎｖｉ⁃ｒｏｎｍｅｎｔａｌｓｃｉｅｎｃｅ＆ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１３，４７（２１）：１２１５６－１２１６４．［１３］ＳＵＮＪＫ，ＬＩＡＮＦ，ＬＩＵＺＱ，ｅｔａｌ．Ｂｉｏｃｈａｒｓｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｖａｒｉｏｕｓｃｒｏｐｓｔｒａｗｓ：ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄＣｄ（ＩＩ）ｒｅｍｏｖａｌｐｏｔｅｎｔｉａｌ［Ｊ］．Ｅｃｏｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ＆ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｓａｆｅｔｙ，２０１４，１０６（２）：２２６－２３１．［１４］李江遐，吴林春，张军，等．生物炭修复土壤重金属污染的研究进展［Ｊ］．生态环境学报，２０１５，２４（１２）：２０７５－２０８１．［１５］杨惟薇，张超兰，曹美珠，等．４种生物炭对镉污染潮土钝化修复效果研究［Ｊ］．水土保持学报，２０１５，２９（１）：２３９－２４３．［１６］张迪，胡学玉，柯跃进，等．生物炭对城郊农业土壤镉有效性及镉形态的影响［Ｊ］．环境科学与技术，２０１６，３９（４）：８８－９４．［１７］ＳＭＥＢＹＥＡ，ＡＬＬＩＮＧＶ，ＶＯＧＴＲＤ，ｅｔａｌ．Ｂｉｏｃｈａｒａｍｅｎｄｍｅｎｔｔｏｓｏｉｌｃｈａｎｇｅｓｄｉｓｓｏｌｖｅｄｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｏ⁃ｓｐｈｅｒｅ，２０１６，１４２：１００－１０５．［１８］张华纬，甄华杨，岳士忠，等．水稻秸秆生物炭对污染土壤中镉生物有效性的影响［Ｊ］．生态环境学报，２０１７，２６（６）：１０６８－１０７４．［１９］曹人升，范明毅，黄先飞，等．金沙燃煤电厂周围土壤有机质与重金属分析［Ｊ］．环境化学，２０１７，３６（２）：３９７－４０７．［２０］牛晓丛，何益，金晓丹，等．酵素渣和秸秆生物炭钝化修复重金属污染土壤［Ｊ］．环境工程，２０１８，３６（１０）：１１８－１２３．［２１］王玺洋，辛在军，李晓晖，等．稻秆炭与巨菌草联合对铜镉污染土壤的修复［Ｊ］．农业环境科学学报，２０２１，４０（１）：７４－８２．［２２］董双快，朱新萍，梁胜君，等．添加生物炭对苏丹草修复Ｃｄ㊁Ｐｂ污染土壤的影响［Ｊ］．新疆农业大学学报，２０１６，３９（３）：２３３－２３８．［２３］刘蕾，王淑晴，黄子玲，等．生物炭联合黑麦草修复镉污染土壤研究［Ｊ］．河南工程学院学报（自然科学版），２０２１，３３（１）：４３－４７，５３．［２４］司马小峰，孟玉，吴东彪，等．生物炭－超富集植物联合修复镉污染土壤的研究［Ｊ］．安徽农业科学，２０２１，４９（６）：８０－８４．［２５］杨雍康，药栋，李博，等．微生物群落在修复重金属污染土壤过程中的作用［Ｊ］．江苏农业学报，２０２０，３６（５）：１３２２－１３３１．［２６］ＺＨＥＮＧＨ，ＷＡＮＧＸ，ＬＵＯＸＸ，ｅｔａｌ．Ｂｉｏｃｈａｒ⁃ｉｎｄｕｃｅｄｎｅｇａｔｉｖｅｃａｒｂｏｎｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｉｍｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｉｎａｃｏａｓｔａｌｗｅｔｌａｎｄｓｏｉｌ：Ｒｏｌｅｓｏｆｓｏｉｌａｇ⁃ｇｒｅｇａｔｉｏｎａｎｄｍｉｃｒｏｂｉａｌｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｃｅｏｆｔｈｅｔｏｔａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０１８，６１０／６１１：９５１－９６０．［２７］ＹＵＡＮＰ，ＷＡＮＧＪＱ，ＰＡＮＹＪ，ｅｔａｌ．Ｒｅｖｉｅｗｏｆｂｉｏｃｈａｒｆｏｒｔｈｅｍａｎａｇｅ⁃ｍｅｎｔｏｆｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌ：Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔ［Ｊ］．Ｓｃｉ⁃ｅｎｃｅｏｆｔｈｅｔｏｔａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０１９，６５９：４７３－４９０．［２８］任晓斌，白红娟，卫燕红，等．光合细菌和生物炭对污染土壤中铬的稳定化效果及小白菜生长的影响［Ｊ］．农业环境科学学报，２０２１，４０（１０）：２１４１－２１４９．［２９］龚诚君，周昕霏，杨昳，等．产ＩＡＡ菌与生物炭对镍和镉复合污染土壤的修复［Ｊ］．环境科学与技术，２０２１，４４（５）：１４０－１４７．［３０］李琋，王雅璇，罗廷，等．利用生物炭负载微生物修复石油烃－镉复合污染土壤［Ｊ］．环境工程学报，２０２１，１５（２）：６７７－６８７．［３１］ＺＨＡＮＧＸ，ＹＵＪＬ，ＨＵＡＮＧＺＬ，ｅｔａｌ．ＥｎｈａｎｃｅｄＣｄｐｈｙｔｏｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅｂａｃｔｅｒｉａｌｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＲｏｂｉｎｉａｐｓｅｕｄｏａｃａｃｉａＬ．ｂｙｅｎｄｏ⁃ｐｈｙｔｅＥｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｓｐ．ＹＧ⁃１４ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｓｌｕｄｇｅｂｉｏｃｈａｒ［Ｊ／ＯＬ］．Ｓｃｉ⁃ｅｎｃｅｏｆｔｈｅｔｏｔａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０２１，７８７［２０２１－０７－２８］．ｈｔｔｐｓ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１０１６／ｊ．ｓｃｉｔｏｔｅｎｖ．２０２１．１４７６６０．［３２］成杰民，俞协治．蚯蚓在植物修复铜㊁镉污染土壤中的作用［Ｊ］．应用与环境生物学报，２００６，１２（３）：３５２－３５５．［３３］苏倩倩，李莲芳，朱昌雄，等．蚯蚓／改性生物炭对Ａｓ污染红壤的稳定化效应［Ｊ］．农业环境科学学报，２０２１，４０（５）：９９９－１００７．［３４］杨生权．蚯蚓与生物质炭联合作用对土壤吸附铅的影响［Ｊ］．山西农业科学，２０１８，４６（２）：２４６－２５０．［３５］余红，檀文炳．生物炭和堆肥产品施用对水稻体系中汞生物有效性的影响［Ｊ］．环境生态学，２０２１，３（２）：４７－５２．［３６］罗高节，黄志宏．生物炭和腐殖质联合修复重金属污染土壤研究进展［Ｊ］．河南科技学院学报（自然科学版），２０１８，４６（６）：５－１０．［３７］赵首萍，陈德，叶雪珠，等．石灰㊁生物炭配施硅／多元素叶面肥对水稻Ｃｄ积累的影响［Ｊ］．水土保持学报，２０２１，３５（６）：３６１－３６８．［３８］肖亮亮，丁园．药渣生物炭联合麦饭石对铜镉污染土壤修复研究［Ｊ］．环境科学与技术，２０１９，４２（２）：１４５－１５０．３３５０卷１２期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀司马小峰等㊀生物炭修复重金属污染土壤研究进展。

土壤重金属污染修复研究进展

土壤重金属污染修复研究进展土壤重金属污染是指土壤中镉、铅、汞、铬等重金属元素超过环境质量标准，对环境和人类健康造成潜在危害的现象。

由于工业化和农业活动的不断发展，土壤重金属污染成为了世界各地都面临的重要环境问题。

为了有效修复受污染的土壤，科学家们进行了大量的研究和实践，取得了一系列的进展。

目前，修复土壤重金属污染的方法主要包括物理修复、化学修复和生物修复三个方面。

物理修复是指通过物理手段将重金属污染物从土壤中分离出来，常用的方法包括地下水位下降法、土壤冲洗法和电动修复法等。

地下水位下降法利用降低地下水位形成干燥带，使得重金属离子向地下水潜流，从而减少土壤中的重金属含量。

土壤冲洗法通过喷洒酸性或碱性溶液，促使土壤中的重金属与其形成可溶解的络合物，并通过淋洗或重金属吸附树脂收集其浸出液，从而达到减少土壤重金属的目的。

电动修复法通过在污染土壤中设置电极，并施加直流电场，利用电动效应将重金属离子从污染土壤迁移至电极附近。

化学修复是指利用化学物质将土壤中的重金属离子转化为不可溶性或难溶性的化合物，从而减少其对环境的危害。

常用的化学修复方法包括添加硫酸铁、磷酸盐和硫酸镁等物质，与重金属离子形成难溶或不可溶的盐类沉淀。

还有利用氧化剂将重金属离子氧化成难溶性的化合物，例如利用过氧化氢将Cr（VI）氧化成Cr（III）等。

生物修复是指利用植物、微生物和生物改良等生物手段修复土壤重金属污染。

植物修复是利用植物的耐重金属能力和吸收、转运、富积重金属的机制，通过植物吸收重金属离子来减少土壤中的污染物含量。

常用的植物修复方法包括植物富积技术、植物修复剂和天然植物修复等。

微生物修复是利用微生物在土壤中转化、迁移和转化重金属的能力，通过微生物的代谢和吸附作用来降解土壤中的重金属污染。

常用的微生物修复方法包括土壤中添加活菌、土壤中添加菌剂和生物改良等。

与传统修复方法相比，生物修复方法具有更多的优势，如成本低、对土壤环境的干扰小、修复效果持久等。

矿物质钝化剂对重金属污染土壤的修复效益研究进展

矿物质钝化剂对重金属污染土壤的修复效益研究进展一、矿物质钝化剂的定义和分类矿物质钝化剂是指以矿物质为主要原料，通过物理或化学方法制备的一类土壤修复材料。

根据其来源和成分的不同，可以将矿物质钝化剂划分为天然矿物质钝化剂和人工合成矿物质钝化剂两大类。

天然矿物质钝化剂包括石灰石、石膏、膨润土等，而人工合成矿物质钝化剂则包括硅酸盐类材料、氢氧化铁类材料等。

二、矿物质钝化剂修复重金属污染土壤的作用机制1. 吸附作用矿物质钝化剂表面带有大量负电荷，能够与重金属离子之间产生静电作用，使重金属离子被吸附到矿物质钝化剂表面上，从而降低其在土壤中的活性。

2. 配位作用矿物质钝化剂中含有丰富的活性氧原子或羟基等官能团，能够与重金属离子发生配位作用，形成稳定的络合物，降低重金属离子的活性和毒性。

3. 离子交换作用矿物质钝化剂中的阳离子能够与土壤中的重金属离子发生离子交换反应，使重金属离子与土壤结合形成不易迁移的沉淀物，从而减少重金属对植物和土壤生物的毒害作用。

三、矿物质钝化剂修复重金属污染土壤的效益研究1. 促进土壤团聚体形成矿物质钝化剂能够改善土壤结构，促进土壤团聚体的形成，提高土壤的透气性和保水性，有利于植物的生长。

2. 降低土壤中重金属含量矿物质钝化剂能够有效减少土壤中重金属的活性和可溶性，降低重金属的迁移和生物有效性，减轻土壤和植物对重金属的富集和毒害作用。

3. 提高土壤肥力矿物质钝化剂中含有丰富的微量元素和有益元素，能够补充和改善土壤养分，提高土壤的肥力，促进植物的生长和发育。

四、矿物质钝化剂修复重金属污染土壤的进展和展望目前，矿物质钝化剂修复重金属污染土壤的研究已经取得了一定的进展，但在实际应用中还存在一些问题和挑战。

矿物质钝化剂的成本较高、修复效果不稳定、长期使用后可能对土壤造成二次污染等。

未来在矿物质钝化剂修复重金属污染土壤方面，需要加强对其修复效益和环境风险的研究，不断改进其制备工艺和应用技术，提高其修复效果和可持续性。

重金属污染土壤的生物修复研究进展

重金属污染土壤的生物修复研究进展本文针对目前重金属污染土壤的生物修复研究进展进行论述，分析当前研究方式和成果，了解掌握重金属污染土壤的生物修复技术，为以后实际应用和进一步研究打下良好基础。

标签：重金属污染；土壤修复；生物修复方法引言重金属是一类移动性差、不能降解、只发生形态转化与价态变化并具有潜在危害的重要污染物。

目前世界各国都在积极探索解决土壤重金属危害的措施，治理土壤重金属污染的思路概括起来主要有两方面：①将重金属从土壤中去除，使土壤中重金属的总量减少、浓度降低：②改变重金属在土壤中的存在形态，使其固定，降低重金属在土壤中的移动性、生物毒性和生物可利用性。

具体的重金属污染土壤生物修复技术包括：①生物固定，利用植物根系、土壤微生物、土壤动物的生命活动将土壤中的重金属转变成有效性较低的形态，从而降低其毒性；②生物提取，主要利用重金属超量累积植物将土壤中的重金属转移到植物体内，特别是地上部分，从而净化土壤；③生物挥发，利用土壤微生物等将土壤中的部分重金属转化并挥发到空气中去。

这些技术和手段或者能够使土壤中重金属总量降低，或者能够使土壤中重金属的有效性降低，从而减少重金属进入农作物的机会。

下面笔者就重金属污染土壤的生物修复研究进展进行详细分析。

1 生物固定20世纪90年代以来，利用重金属超量累积植物提取从而彻底去除土壤中重金属的研究成为国内外的热点领域，有关的理论研究和实践应用都得到很大发展。

但在实际应用于土壤重金属污染修复有比较明显的不足之处，如重金属超量累积植物的生物量普遍较小、生长速度慢、植株收割后处理难度大等；而且，土壤中的重金属有效性较低并具有隐蔽性；此外，利用超量累积植物提取重金属从而修复土壤污染需要经历较长时问，在耕地日益减少、土壤重金属污染日益加重的现实中，许多受重金属污染的农地仍然在担负着生产农副产品的重任。

因此，在现阶段，生物固定技术在土壤重金属污染防治和保障农产品安全中的应用显得十分必要和有效。

生物修复土壤重金属污染的研究进展

生物修复土壤重金属污染的研究进展摘要：随着我国工农业的迅速发展和城市化的进程加快，重金属正通过各种渠道进入到环境中并累积，甚至污染食物链，对人类健康造成了极大地威胁。

在对土壤重金属污染研究的过程中，生物修复因其本身具有的简单、高效的特点，近些年成为世界的研究热点。

生物修复包括动物修复、植物修复、微生物修复。

本文参照国内外的有关文献，就生物修复进行简要的阐明，并对生物修复土壤重金属污染做出一些展望。

关键词：土壤；重金属污染；生物修复；植物修复；动物修复；微生物修复1、绪论土壤是人类赖以生存和发展的物质基础，随着我国工农业的迅速发展和城市化的进程加快，土壤受到来自工业污染、生活污水、固体废物、农药化肥等多方面的污染，其中重金属元素主要通过大气沉降、固体废物、污水灌溉、农业措施等途径进入土壤[1]。

重金属本身具有的难降解性、强累积性、高毒性、高致癌性等特点，易在土壤和植物体中积累，从而进一步对人类健康造成威胁。

对于土壤自身来说并不能利用其固有的生化作用减轻或消除重金属，与此同时，重金属存在于土壤中会降低生物生物量、抑制微生物的呼吸作用、降低土壤酶活性、改变生物群落结构等，加剧土壤肥力下降，农作物减产。

据粗略统计，在20世界的后半叶，全球环境中排放的镉为万吨、铜为万吨、铅为万吨、锌为135万吨。

全世界平均每年约排放汞万吨，铜340 万吨，铅500万吨，锰1500 万吨，镍100万吨[2]。

其中有很大一部分进入到土壤中，造成全球性的土壤重金属污染问题。

我国每年被重金属污染的粮食达1 200 万t，由重金属污染导致的粮食减产超过1 000 万t，合计经济损失至少200 亿元。

此外，居民如果长期居住在重金属污染区域并食用当地的蔬菜、农作物等，会引起人类多种疾病，如食管癌、肝癌、肾损伤等[1]。

因此，治理土壤重金属污染已成为当今首要问题。

国内外在重金属污染土壤治理方面的技术主要分为：物理法、化学法和生物法。

对于土壤中重金属污染的生物修复来说，方法主要包括：动物修复、植物修复和微生物修复。