农田土壤重金属修复技术讲座
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重金属污染土壤修复技术及其修复实践 张宇 谷静丽
[5]袁敏，铁柏清，唐美珍.土壤重金属污染的植物修复及其组合技术的应用[J].中南林学院学报. 2007（01）.
2.4矿物修复技术应用于重金属土壤污染探究
重金属土壤污染可以通过天然矿物进行治理和修复，该方法属于自然范畴内。一般而言，矿物修复所用到的天然矿产主要来源于矿山，通常为废弃矿物，变废为宝的治理方案能够保护环境，同时提高矿物的利用率，治理的废气排放量和垃圾数量均较低。相关学者尝试等温吸附后，结论如下：粘土矿物如凹凸棒石、膨润土等，能够吸附重金属成分，能够推广应用于污染治理。
重金属污染土壤修复技术及其修复实践张宇谷静丽
摘要：随着工业的快速发展和乡镇城市化，土壤重金属污染日益严重，由此会破坏人类生态环境，从而影响人们的健康。因此，探究重金属污染土壤修复技术及其修复实践具有重要的意义。本文首先对造成土壤重金属污染的主要原因进行了概述，详细探讨了重金属污染土壤修复技术及实践应用，旨在解决土壤重金属污染。
2.3农业生态修复
农业生态修复是近几年新兴的修复技术，它是通过改变耕作制度、调整作物品种、调控土壤化学环境（包括土壤pH值、水分、氧化还原电位等）、改变土地利用类型、增施有机肥（堆肥、厩肥、植物秸秆等）、控施化肥等措施，以减轻重金属对土壤的危害。我国在这一方面研究较多，并取得了一定的成效。这种方法具有投资少、无副作用等特点，适用于中轻度污染土壤，但也存在修复周期较长、效果不太显著等不利因素。
[2]龙新宪，杨肖娥.重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望《应用生态学报》，2012，13（6）.
[3]王向健，郑玉峰，郝冬青.重金属污染土壤修复技术研究现状与展望《环境保护科学》，2011，30（2）.
[4]王海峰，赵保卫，徐瑾，车海丽.重金属污染土壤修复技术及其研究进展[J].环境科学ห้องสมุดไป่ตู้管理. 2009（11）.
2.4矿物修复技术应用于重金属土壤污染探究
重金属土壤污染可以通过天然矿物进行治理和修复，该方法属于自然范畴内。一般而言，矿物修复所用到的天然矿产主要来源于矿山，通常为废弃矿物，变废为宝的治理方案能够保护环境，同时提高矿物的利用率，治理的废气排放量和垃圾数量均较低。相关学者尝试等温吸附后，结论如下：粘土矿物如凹凸棒石、膨润土等，能够吸附重金属成分，能够推广应用于污染治理。
重金属污染土壤修复技术及其修复实践张宇谷静丽
摘要：随着工业的快速发展和乡镇城市化，土壤重金属污染日益严重，由此会破坏人类生态环境，从而影响人们的健康。因此，探究重金属污染土壤修复技术及其修复实践具有重要的意义。本文首先对造成土壤重金属污染的主要原因进行了概述，详细探讨了重金属污染土壤修复技术及实践应用，旨在解决土壤重金属污染。
2.3农业生态修复
农业生态修复是近几年新兴的修复技术，它是通过改变耕作制度、调整作物品种、调控土壤化学环境（包括土壤pH值、水分、氧化还原电位等）、改变土地利用类型、增施有机肥（堆肥、厩肥、植物秸秆等）、控施化肥等措施，以减轻重金属对土壤的危害。我国在这一方面研究较多，并取得了一定的成效。这种方法具有投资少、无副作用等特点，适用于中轻度污染土壤，但也存在修复周期较长、效果不太显著等不利因素。
[2]龙新宪，杨肖娥.重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望《应用生态学报》，2012，13（6）.
[3]王向健，郑玉峰，郝冬青.重金属污染土壤修复技术研究现状与展望《环境保护科学》，2011，30（2）.
[4]王海峰，赵保卫，徐瑾，车海丽.重金属污染土壤修复技术及其研究进展[J].环境科学ห้องสมุดไป่ตู้管理. 2009（11）.
我国土壤重金属污染的现状及其治理措施培训课件(PPT 46张)
②重金属累积及固定 在微生物累积重金属方面，已阐明同细胞内金 属硫蛋白简称MT有关，MT是一种低分子量的细胞 质蛋白，同Hg, Zn、Cd、Cu、Ag等重金属有强烈 的亲和性，结果使重金属富集并抑制其毒性。
3.4 农业生态修复
农业生态修复主要包括两个方面： ➢农艺修复措施 ➢生态修复。
4 土壤重金属污染修复技术研究展望
2 土壤重金属污染超的危累害积植物是在重金属胁迫条件下的一种适应性突变体，往往生
4 土壤重金属污染修复技术研究展望
指（密3）度交大通于长运5g输缓/c对m慢土3的壤，金重属金生，属或物污在染量元的素影低周响期，表气金属候栏内环原境子量适超过应40性以上差之金，属具元素有均称很为强重金的属元富素集。 专一。因此， 随难着降工 解业有、机筛城污选市染污物、染和的重培加金育剧属和及吸农其用相收化应能学的物降力质解的转强施化，用微，生同土物壤时重能金属吸污染收日多益严种重，重几金乎威属胁着元每素个国，家。且生物量大的
我国土壤重金属污染的现状 及其治理措施
前言
土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人 类生态环境的重要组成部分。随着工业、城市污染的加 剧和农用化学物质的施用，土壤重金属污染日益严重， 几乎威胁着每个国家。土壤重金属污染是指比重大于5 的金属或其化合物在土壤环境中所造成的污染。目前， 全世界平均每年排放Hg约1.5万吨，Cu 340万吨，Pb 500万吨，Mn 1500万吨，Ni100万吨。我国受镉、砷、 铬、铅等重金属污染的耕地面积近2000万hm2,约占总耕 地面积的1/5。
针对某一具体重金属的超积累植物一般要求其地上部分重金属含量大于一个临界值（表1）。 建设生态文明，是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计。
微生物在修大复气被重中金属，污以染的降土壤低方土面具壤有独污特染的作。用。目前研究较多的是Hg和Se。
土壤重金属污染治理精品PPT课件
土壤污染修复按修复技术分为
生物修复 化学修复 物理修复
植物修复 微生物修复
原位化学淋洗 异位化学淋洗 土壤原位钝化 固化修复技术 物理分离修复
换土法
目前土壤重金属污染修复技术的优缺点
类型 生物修复
修复技术
优点
缺点
植物修复
成本低、不改变
土壤性质、没有 二次污染
耗时长、污染程 度不能超过用于 修复植物的正常
• 本产品开创性地把成熟的无机非金属材料行业硅酸盐技术 应用到农业土壤重金属污染修复方向上来，研发出了拥有 完全自主知识产权和具有核心竞争力的用于耕地土壤重金 属污染修复的产品。本产品不仅对耕地土壤重金属污染修 复效果好，而且富含植物生长所需要的营养元素钙、镁、 硅，也是一种对土壤有显著改善功能的好肥料，可以明显 提高水稻的抗逆性、抗病性，显著提高农产品的品质和产 量。
2、成本低 试验期的成本为现有技术路线的三~
五分之一左右，大规模推广后成本可降到现有成本的 十分之一以下。现有的土壤重金属污染修复技术方案 的成本大部分为人民币3~5万元/亩，有的甚至高于 10万元/亩。
3、操作简便，适应范围广
本产品仅做基肥均匀撒施即可，严重污染区域同样适 用，无需专门培训操作人员便可大规模推广。
土壤污染修复按土壤使用性质分为
一、场地修复 指对因堆积、储存、处理、处置或其他方式 （如迁移）承载了有害物质（包含重金属污染物、化学污染 物等）的，对人体健康和环境产生危害或具有潜在风险的区 域进行修复，其土壤的使用性质是可变的，多方面的。
二、耕地土壤修复 指对受到重金属污染、有机污染等的 农业耕地进行修复，在修复过程中不能改变土壤的使用 性质，不能破环土壤的耕作性能。
此前，国内所有耕地土壤重金属污染修复技术方案和技术路 线中，没有能在水稻田试验中稳定降镉幅度超过50%的技 术或产品出现。因此，学术界暂时只能把如韶关凡口矿区 和大宝山地区周边等重金属严重超标的受污染耕地种植区 域建议改变其种植结构，短期内已经无法修复并种出合格 农产品。
重金属污染土壤修复技术
重金属污染土壤修复技术重金属污染土壤修复技术土壤重金属污染是指土壤中某些重金属元素如铅、镉、汞、铬等的含量超过了土壤环境背景值或土壤环境质量标准，导致土壤环境质量下降，生态系统功能受损，对人类健康和农业生产构成威胁。
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。
因此，研究和开发有效的重金属污染土壤修复技术具有重要意义。
一、重金属污染土壤修复技术概述重金属污染土壤修复技术是指通过物理、化学或生物等方法，将土壤中的重金属元素去除或稳定化，使其达到安全水平，以恢复土壤生态功能和农业生产能力。
这些技术可以根据其作用原理和应用方式的不同，大致分为物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术。
1.1 物理修复技术物理修复技术主要包括土壤挖掘、土壤置换、土壤淋洗等方法。
这些方法通过物理作用将土壤中的重金属元素去除或迁移到其他介质中，从而达到修复土壤的目的。
物理修复技术的优点是处理速度快，效果明显，但缺点是成本高，且可能对土壤结构和生态环境造成破坏。
1.2 化学修复技术化学修复技术主要包括土壤固化稳定化、土壤化学淋洗、土壤氧化还原等方法。
这些方法通过化学反应将土壤中的重金属元素转化为低毒性或不溶性形态，从而降低其生物可利用性。
化学修复技术的优点是处理效果好，适用范围广，但缺点是可能产生二次污染，且成本较高。
1.3 生物修复技术生物修复技术主要包括植物修复、微生物修复等方法。
这些方法利用生物体的代谢作用，将土壤中的重金属元素吸收、转化或固定，从而达到修复土壤的目的。
生物修复技术的优点是环境友好，成本相对较低，但缺点是处理周期长，且受环境条件影响较大。
二、重金属污染土壤修复技术的应用重金属污染土壤修复技术的应用需要根据污染程度、土壤类型、气候条件等因素综合考虑，选择合适的修复技术或技术组合。
以下是一些常见的重金属污染土壤修复技术的应用案例。
2.1 物理修复技术的应用在一些重金属污染严重的城市工业区，土壤挖掘和置换是一种常用的修复方法。
重金属污染土壤修复原理与技术
加强跨学科合作，推动环保、化学、生物、地质等领域的协同创新，为重金 属污染土壤修复提供更强大的科技支撑。
感谢观看
在实践应用中，往往采取多种技术相结合的方式，以达到最佳修复效果。例 如，在轻度污染的地区，可采用生物修复法；在重度污染地区，物理法和化学法 结合使用可能更有效。
五、未来展望
随着科学技术的发展，土壤重金属污染修复技术的未来发展将更加多元化和 创新性。首先，新型技术的研发将进一步改善现有方法的效率和环保性，如基因 工程技术在微生物修复中的应用有望提高重金属的去除效率。其次，综合使用多 种技术手段将成
重金属污染土壤修复技术
重金属污染土壤修复技术主要包括物理法、化学法和生物法等。
物理法主要通过改变土壤中重金属的物理性质，如吸附、解吸、溶解等，以 达到修复污染土壤的目的。物理法的优点在于效果稳定、处理速度快，但设备成 本较高，且操作复杂。
化学法主要通过改变土壤中的化学环境，使重金属离子转化为不易被植物吸 收的形态，从而降低土壤污染程度。化学法的优点在于操作简单、适用范围广， 但处理成本较高，且容易产生二次污染。
经过修复处理后，土壤中的重金属含量明显降低，取得了良好的修复效果。
案例二：某市电子废弃物处理厂附近的土壤受到重金属污染，采用生物-化 学联合修复法进行治理。首先，通过植物提取和微生物吸附的方法，将土壤中的 重金属富集到植物和微生物体内；然后，采用化学还原剂将重金属离子还原为低 毒或无毒形态。
同时，为加快修复速度，还采用了添加有机质的方法，提高土壤微生物的活 性。经过一段时间的修复处理后，土壤中的重金属含量明显降低，且修复效果稳 定。
重金属是指密度大于5g/cm3的金属元素，如铜、铅、锌、汞等。这些金属在 工业、农业和日常生活中被广泛使用，但一旦进入土壤，便会对生态环境和人类 健康造成严重危害。因此，重金属污染土壤修复研究具有重要意义。
土壤重金属修复PPT课件
第20页/共23页
邱廷省等.重金属污染土壤治理技术应用现状与展望 ,四川有色 金属,2003(3):48-51
郭观林等.重金属污染土壤原位化学固定修复研究进展,应用生 态学报,2005,16(10):1990-1996
陈承利,廖敏,重金属污染土壤修复技术研究进展, 广东微量元素 科学,2004,11(10):1-5
第16页/共23页
(3)利用某些低等动物修复措施
• 土壤中的某些低等动物(如蚯蚓和鼠类)能吸收土壤中的重金属,因而能一定程度地降低污染土壤中重金属的 含量.
第17页/共23页
ห้องสมุดไป่ตู้
展望
(1)超累积植物筛选与培育。超累积植物是在重金属胁迫条件下的一种 适应性突变体，往往生长缓慢，生物量低，气候环境适应性差，具有很 强的富集专一性。因此，筛选、培育吸收能力强，同时能吸收多种重金 属元素，且生物量大的植物是生物修复的一项重要任务。
主要内容
• 土壤重金属污染的现状 • 土壤重金属污染的来源、特点及危害 • 土壤重金属污染的修复技术 • 展望
第1页/共23页
现状
有资料表明，我同重金属污染的农业土地面积约2 500万m2，每年被 重金属污染的粮食多达1 200万t，因重金属污染而导致粮食减产高达l 000多万t，合计经济损失至少200亿元。农业部环保监测系统曾对全国 24省、市320个严重污染区土壤调查发现，大田类农产品超标面积占污 染区农田面积的20％，其中重金属超标占污染土壤和农作物的80％。 据中国农业部的调查结果,目前我国污水灌区面积约140万hm2,遭受重 金属污染的土地面积占污灌总面积的64.8%。其中,轻度污染面积占 46.7%,中度污染面积占9.7%,严重污染面积占8.4%,并且以Hg和Cd的 污染面积最大。
邱廷省等.重金属污染土壤治理技术应用现状与展望 ,四川有色 金属,2003(3):48-51
郭观林等.重金属污染土壤原位化学固定修复研究进展,应用生 态学报,2005,16(10):1990-1996
陈承利,廖敏,重金属污染土壤修复技术研究进展, 广东微量元素 科学,2004,11(10):1-5
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(3)利用某些低等动物修复措施
• 土壤中的某些低等动物(如蚯蚓和鼠类)能吸收土壤中的重金属,因而能一定程度地降低污染土壤中重金属的 含量.
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ห้องสมุดไป่ตู้
展望
(1)超累积植物筛选与培育。超累积植物是在重金属胁迫条件下的一种 适应性突变体，往往生长缓慢，生物量低，气候环境适应性差，具有很 强的富集专一性。因此，筛选、培育吸收能力强，同时能吸收多种重金 属元素，且生物量大的植物是生物修复的一项重要任务。
主要内容
• 土壤重金属污染的现状 • 土壤重金属污染的来源、特点及危害 • 土壤重金属污染的修复技术 • 展望
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现状
有资料表明，我同重金属污染的农业土地面积约2 500万m2，每年被 重金属污染的粮食多达1 200万t，因重金属污染而导致粮食减产高达l 000多万t，合计经济损失至少200亿元。农业部环保监测系统曾对全国 24省、市320个严重污染区土壤调查发现，大田类农产品超标面积占污 染区农田面积的20％，其中重金属超标占污染土壤和农作物的80％。 据中国农业部的调查结果,目前我国污水灌区面积约140万hm2,遭受重 金属污染的土地面积占污灌总面积的64.8%。其中,轻度污染面积占 46.7%,中度污染面积占9.7%,严重污染面积占8.4%,并且以Hg和Cd的 污染面积最大。
高老师自用本科生讲座 土壤重金属污染与修复
高云涛制作
土壤重金属污染与修复
铅 • 铅是土壤污染较普遍的元素。污染源主要来自矿 山开采、金属冶炼、煤的燃烧等也是重要的污染源。 在矿山、冶炼厂附近土壤含铅量高达1500 mg/kg以 上。 • 土壤中铅的迁移活性不高，一般进入土壤中的铅在 土壤中易与有机物和碳酸盐结合，不易溶解，土壤 铅大多发现在表土层，表土铅在土壤中几乎不向下 移动。
高云涛制作
土壤重金属污染与修复
(3)铁锰氧化物结合态。土壤中Cd、Pb、Zn的铁锰氧 化物占有效态比例较大,正常情况下可利用性不高。 (4)有机硫化物结合态。有机硫化物结合态以重金属离 子为中心离子,以有机质活性基团为配位体的结合或 是硫离子与重金属生成难溶于水的物质,在氧化条件 下,部分有机物分子会发生降解作用,导致部分金属 元素溶出,对环境可能会造成一定的影响。 (5)残留态。残留态的重金属与土壤结合最牢固,它的 活性最小,毒性最小,几乎不能被植物吸收,一般存在 于硅酸盐、原生和次生矿物等土壤晶格中。
高云涛制作
曲靖陆良铬污染事件
化工位于陆良县西桥工 业园区占的是兴隆村 兴隆村有个水潭，曾经 水流清澈，但如今浑浊、发 黄，无人敢饮用。从南盘江 抽水灌溉水稻后，秧苗发黄、 死苗
叉冲水库（太阳岛水库 ）曾经的“鱼米之乡”
高云涛制作
曲靖陆良铬污染事件
村里近年来癌症患者明显增 多，由于贫困，许多人并未 得到有效治疗。
重金属形态研究方法
• 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。
Tessier的五分法及改进
土壤中重金属离子形态的划分方法有很多 最初多采用Tessier的五分法，即将土壤中的重金属 分为离子交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合 态、有机硫化物结合态、残留态等5 种形态。 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。
土壤重金属污染与修复
铅 • 铅是土壤污染较普遍的元素。污染源主要来自矿 山开采、金属冶炼、煤的燃烧等也是重要的污染源。 在矿山、冶炼厂附近土壤含铅量高达1500 mg/kg以 上。 • 土壤中铅的迁移活性不高，一般进入土壤中的铅在 土壤中易与有机物和碳酸盐结合，不易溶解，土壤 铅大多发现在表土层，表土铅在土壤中几乎不向下 移动。
高云涛制作
土壤重金属污染与修复
(3)铁锰氧化物结合态。土壤中Cd、Pb、Zn的铁锰氧 化物占有效态比例较大,正常情况下可利用性不高。 (4)有机硫化物结合态。有机硫化物结合态以重金属离 子为中心离子,以有机质活性基团为配位体的结合或 是硫离子与重金属生成难溶于水的物质,在氧化条件 下,部分有机物分子会发生降解作用,导致部分金属 元素溶出,对环境可能会造成一定的影响。 (5)残留态。残留态的重金属与土壤结合最牢固,它的 活性最小,毒性最小,几乎不能被植物吸收,一般存在 于硅酸盐、原生和次生矿物等土壤晶格中。
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曲靖陆良铬污染事件
化工位于陆良县西桥工 业园区占的是兴隆村 兴隆村有个水潭，曾经 水流清澈，但如今浑浊、发 黄，无人敢饮用。从南盘江 抽水灌溉水稻后，秧苗发黄、 死苗
叉冲水库（太阳岛水库 ）曾经的“鱼米之乡”
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曲靖陆良铬污染事件
村里近年来癌症患者明显增 多，由于贫困，许多人并未 得到有效治疗。
重金属形态研究方法
• 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。
Tessier的五分法及改进
土壤中重金属离子形态的划分方法有很多 最初多采用Tessier的五分法，即将土壤中的重金属 分为离子交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合 态、有机硫化物结合态、残留态等5 种形态。 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。
土壤中重金属的生物修复技术
2土壤中重金属污染的生物修复
污染土壤修复是指利用物理、化学和生 物的方法转移、吸收、降解和转化土壤 中的污染物，使其浓度降低到可接受水 平，或将有毒有害的污染物转化为无害 的物质。以阻断污染物进入食物链，防 止对人体健康造成危害，促进土地资源 的保护与可持续发展。
2土壤中重金属污染的生物修复
2土壤中重金属污染的生物修复
3 展望与前景
(2)进行生态调查，筛选重金属污染土壤 中的优势菌根真菌和其它微生物，鉴定 适应性强、侵染率高的菌根真菌种群， 利用分子生物学技术研究菌根在改良土 壤结构和提高植物抗逆性方面的作用机 制，同时结合筛选重金属耐性植物和超 富集植物，加强植物一菌根菌协同修复 技术的研究。
3 展望与前景
2土壤中重金属污染的生物修复
生物修复是指利用特定的生物(植物、微 生物或原生动物) 吸收、转化、清除或降 解环境污染物，实现环境净化、生态效 应恢复的生物措施。
2土壤中重金属污染的生物修复
生物修复技术有许多方面的优点： 可以使污染物完全从环境中去除，处理时间短， 对周围环境影响较小， 并且投资少，不会产生二次污 染。 主要通过两种途径来达到对土壤中重金属的净化作用: （1） 通过生物作用改变重金属在土壤中的化学形态， 使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性 和生物可利用性。 （2） 通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化 与固定作用。
2土壤中重金属污染的生物修复
2土壤中重金属污染的生物修复
植物固定，是指植物通过某种生化 过程使污染基质中金属的流动性降低， 生物可利用性下降，从而减轻有毒金属 对植物的毒性。
2土壤中重金属污染的生物修复
这类植物主要通过保护土壤不受侵蚀， 减少土壤渗漏来防止污染物的流失，并 通过在根部累积和沉淀，或通过根系吸 收重金属来增加对污染物的固定。其根 系分泌的粘胶状物质可与Pb、Cu 和Cd 等金属离子竞争性结合，使其在植物根 外沉淀，同时也影响其在土壤中的迁移 性。
农田土壤重金属修复技术讲座
土壤水(mg/L) Cu 1.55 Zn 14.8 Cd 0.024 Pb 0.048
表层土壤(mg/kg) Cu 561 Zn 1135 Cd 2.45 Pb 429
当地农作物重金属污染
大白菜: Cu 15.0；Zn 62.8；Cd 0.2；Pb 1.5 mg/kg
我国铅、钨矿分布图
废石
废气
废渣
土壤污染现状
2012年，财政部与农业部两部委联合印发了《农产 品产地土壤重金属污染防治实施方案》，财政部向 农业部拨款8.27亿，由农业部在未来五年的时间内 对全国农产品产地的土壤污染状况进行调查。
农业部组织全国农业环境监测站开展调查，全国有 130多万个点位，其中江苏、江西各3万多个点，山 东、山西各6万多个点。
农田土壤重金属修复技术讲座
主要内容
一．我国土壤重金属污染现状 二．农田土壤重金属修复技术 三．农田土壤重金属修复案例 四．重金属污染土壤控制对策
主要内容
一．我国土壤重金属污染现状 二．农田土壤重金属修复技术 三．农田土壤重金属修复案例 四．重金属污染土壤控制对策
元素周期表
重金属：比重 > 5.0；大约有50种（不包括天然放射性和人 工合成放射性核素）
农田修复
土壤调查、评估、分级：农产品安全性、土壤重金属 有效性（快速诊断技术，不同来源重金属其生物有效 性存在差异）
废水
土壤污染
我国土壤污染趋势——流域性和区域性污染
Cd
增加10-40%
增加50%
频 ( 度% )
江苏.苏州
100
80
4.5%超
60
标
40
20
0
背Hale Waihona Puke 值0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 C d 总 量 (m g kg -1)
浅析农田土壤重金属污染及修复技术
浅析农田土壤重金属污染及修复技术发表时间：2020-07-30T16:35:19.803Z 来源：《工程管理前沿》2020年第11期作者：韩霜[导读] 众所周知，我国是农业大国，农田土壤重金属污染主要是土壤中的重金属浓度比超出作物生长可接受范围，展现出中毒的性状，或者是作物生长并未受到影响而植株、籽粒重金属含量超标的情况。
摘要：众所周知，我国是农业大国，农田土壤重金属污染主要是土壤中的重金属浓度比超出作物生长可接受范围，展现出中毒的性状，或者是作物生长并未受到影响而植株、籽粒重金属含量超标的情况。
该种污染隐蔽性强、持续周期长，不但会影响到土壤微生物的数量，使得土壤活性下降，抑制土壤呼吸，还会影响到作物的组织与结构，从而使得植株矮小、减产，阻碍绿色农业走向可持续发展道路，甚至还会通过食物链将重金属传输到人体之中，从而引发中毒、致癌，严重威胁到人们的身体健康。
鉴于此，本文主要分析农田土壤重金属污染现状及修复技巧。
关键词：农田土壤；重金属污染；修复引言重金属对农田土壤的污染严重影响耕地的质量和数量、威胁到人们的身体健康，已经造成了农业生产领域非常严重的环境问题和安全性问题。
如今，学术界对农田土壤重金属污染的研究不断深入，并取得了一定的成果。
本文着重对农田土壤重金属污染已形成的修复成果及当前的研究进展进行介绍。
1我国土壤重金属污染形势2000年，农业部环境监测系统发布了我国基本农田保护区、商品粮基地、污灌区、工矿区、大中城市郊区的农畜产品监测结果，我国诸多城市郊区土壤与农产品中重金属污染情况堪忧。
土壤重金属污染危害大、周期长等的特征，农田土壤重金属污染的过程、风险管控与修复技术方面的研究已经发展成为时下最热门的话题。
2农田重金属的来源2.1化肥及农药的使用农药、化肥与现代农业发展有着紧密的联系，它们是农作物增收的保证，这是因为化肥使农作物的生长发育期缩短，农药则可以防治病虫害。
化肥的不合理施用会污染土壤，虽然化肥与农药本身所含的重金属含量极低，但长期不合理施用会使重金属在农田土壤中转化、迁移并富集。
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利用这些 Cd 低积累水稻品种，可实现低污 染农田土壤的安全生产。
水稻高产栽培技术
200
Cd (mg kg-1)
5
CK 低量钙镁磷肥 高量钙镁磷肥
160
Zn (mg kg-1)
4 3 2 1 0
CK 低量钙镁磷肥 高量钙镁磷肥
120 80 40 0
糙米
秸秆
糙米
秸秆
田间试验水稻地上部锌镉浓度变化（水稻品种A16)
对于低污染农田土壤（全量Cd < 1 mg kg-1），考虑修复效率 的递减规律，预计种植3-4次可实现达标修复！
a b
a
b c
d e
CKW 0.5%BCW 1%BCW 2%BCW
CKD 0.5%BCD 1%BCD 2%BCD
水 稻 生 长 变 化
50
a ab cd d e c
bc
稻米籽粒重 (g 盆-1 )
40 30 20 10 0 CKW 0.5%BCW 1%BCW 2%BCW CKD e
0.5%BCD
1%BCD
为什么出现土壤重金属污染？
在国民工农业生产中具有重要作用
矿山开采、金属冶炼、工业生产、农药、饲料
添加剂等引起重金属污染问题
不可降解，进入环境会不断累积
高毒性、持久性、生物放大效应
有色金属矿山开采：废气、废水、尾矿
pH 4.17；Cu 11.04；Zn 9.66; Cd 0.015；Pb 1.34 mg/L
重金属积累和有效性提高更为显著
种植5年以上重金属即出现明
显积累；10年以上土壤Cd最高 可高出露天菜地5倍；也受土 地利用类型影响
Cu Cd
山东寿光设施蔬菜土壤重金属随种植年限的变化 南京市江宁区湖熟镇设施蔬菜基地 Ecotoxico. Environ. Saf., 2013. 97: 204-209; 98: 324-330 Sci. Total Environ., 2013. 470-471: 1140-1150
中科院红壤生态试验站长期肥料试验
处理 Treatments CK N NK MS NMS NP NPK NPKMS NPKS1/2 24.0de 23.0e 26.1bc 30.5a 30.1a 24.3d 23.7de 28.1ab 25.5bc 64.1b 64.6b 63.7b 71.2a 69.3a 62.9b 65.4b 70.4a 63.7b Cu Zn Cd mg kg 0.11b 0.10b 0.13b 0.33a 0.34a 0.13b 0.12b 0.31a 0.13b
0.45
Cd concentartions in rice grain (mg kg )
-1
0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 CK b bc c a
nano-HAP 0.5% nano-HAP 1% nano-HAP 2%
生物质炭制备
气体
颗粒物
废水
土壤污染
我国土壤污染趋势——流域性和区域性污染 Cd
增加10-40%
增加50%
江苏.苏州
100 80
湖南.益阳
频度(%)
60 40 20 0 0.0 0.1
4.5%超 标
背 景 值
0.2 0.3 0.4 -1 Cd总 量 (mg kg ) 0.5 0.6
59.2% >0.2 ppm 11.1% >1.0 ppm
设施土壤环境问题
团粒结构被破坏，土壤容重变小，土壤板结，通气透 水性差。
长期大量使用化学肥料，尤其是许多生理酸性肥料或 者氮肥均会造成土壤酸化。
缺少雨水淋溶作用，且土壤蒸发程度高，出现土壤盐 分累积，最高可达到露地土壤的20 倍以上。 经常处于高温高湿条件，土壤中真菌等各种病菌大量 繁殖，侵害蔬菜秧苗培育和设施大田的种植生长， 病菌的繁殖危害极大影响到设施蔬菜的产量与品质。
土壤修复讲座
我国农田土壤重金属污染及其修复
主要内容
一．我国土壤重金属污染现状 二．农田土壤重金属修复技术 三．农田土壤重金属修复案例 四．重金属污染土壤控制对策
主要内容
一．我国土壤重金属污染现状 二．农田土壤重金属修复技术 三．农田土壤重金属修复案例 四．重金属污染土壤控制对策
元素周期表
重金属：比重 > 5.0；大约有50种（不包括天然放射性和人 工合成放射性核素）
红壤区水稻 秸秆制备
试验处理
处理 CKW 0.5%BCW 1%BCW 2%BCW CKD 0.5%BCD 1%BCD 2%BCD 修复材料 无 生物质炭 生物质炭 生物质炭 无 生物质炭 生物质炭 生物质炭 添加浓度 0 0.5% 1% 2% 0 0.5% 1% 2% 淹水方式 淹水 淹水 淹水 淹水 旱作 旱作 旱作 旱作
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 品种名 A16 JY293 JY253 Z733 YK19 XS09 BraUL ZZY1 A58 A54 A39 A82 A184 A70 A158 A159 Cd 0.01 0.01 0.01 0.02 0.03 0.03 0.03 0.07 2.96 3.83 4.50 5.45 6.56 6.74 7.86 8.65 Zn 25.6 25.5 24.7 26.3 20.1 28.5 24.5 18.8 31.3 29.9 29.4 22.3 32.1 30.9 29.5 27.4 Cu 8.33 4.83 4.98 7.18 4.57 5.05 5.52 3.89 11.0 12.1 10.2 10.1 10.9 14.8 10.2 10.5
生物质炭
高温 厌氧 质量
产生PAHs等
重金属的浓缩
生物质炭对土壤Cd固定及水稻Cd吸收影响
土壤和生物质炭的基本性质
pH 土壤 生物质炭 5.08 10.0 TOC (g kg-1) 31.3 459 CEC (cmol kg-1) 8.80 167 总 Cd (mg kg-1) 1.64 4.65 有效态 Cd (mg kg-1) 0.843 0.290
秀水09
甬优09
两优培九 中浙优1号 巴西陆稻
国稻6号
水稻品种
灌溉糙米As浓度升高，而Cd浓度降低；Cd的变化比As明显； Cd轻度污染土壤上传统灌溉和淹水保证安全生产
调节土壤pH
100 80 60 40 20 0 2 4 6 pH 8 10
吸附量
pH
土壤重金属吸附与pH关系
时间 土壤pH缓冲作用
W
As变化范围：1.3-2.1倍
0.3
0.2 0.1
1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0
0
中香1号
印度尼西 秀水09 D I Ck 亚稻
甬优09
W
两优培九 中浙优1号 巴西陆稻
糙米 Cd 浓度 (mg/kg)
水稻品种
Cd变化范围：8.5-40.8倍
国稻6号
中香1号
印度尼西 亚稻
田间条件下，随着钙镁磷肥施用量的增加，水稻产量逐渐 增高，分别为5706 kg hm-2、6504 kg hm-2和7265 kg hm-2。 施用钙镁磷肥对水稻地上部重金属含量的降低有良好作用。
不同水分管理下成熟期水稻糙米总As和Cd浓度
0.6
糙米 As 浓度 (mg/kg)
0.5 0.4
D
I
CK
2%BCD
水稻籽粒中的Cd含量
3.6
水稻籽粒中Cd含量(mg kg-1 )
a b c
3.0 2.4 1.8 1.2 0.6 0.0 CKW 0.5%BCW 1%BCW 2%BCW CKD de e e de d
0.5%BCD 1%BCD
2%BCD
超富集植物
浙江富阳 湖南湘潭
面积：1公顷; 生物量: 12吨/公顷，Cd去除率>12%/年。
7.0 6.5 6.0 5.5
土壤pH
b d d c d
a c b
土 壤 性 质 变 化
5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 CKW
1.2
0.5%BCW 1%BCW
2%BCW
CKD
0.5%BCD 1%BCD
2%BCD
土壤中有效态Cd含量 (mg kg-1)
a 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
李本银, 周东美 等, 土壤学报, 2008
稻米Cd含量(ug/kg)
国家粮食卫生标准为 200 μg/kg
认识：有机肥农业并不安全！
我国设施农业概况
我国设施农业栽培面积达到ห้องสมุดไป่ตู้6.7万公顷，按绝对面积
计算为世界第一。其中塑料中小棚40.7万公顷，占
46.9％；塑料大棚23.3万公顷，占26．9％；温室 22.7万公顷，占26.2％。 设施农业在我国各地得到了广大推广，目前我国已 经成为世界上设施栽培面积及总产量最大的国家 。
重金属污染耕地修复技术
客土法
调节pH 土壤改良 植物修复 微生物修复
动物修复（如蚯蚓等）
化学淋洗
电动 ……
1980s，改良研究，最早与矿区和污灌等污染有关
1990s，植物修复
2000s，电动修复，微生物修复，动物修复（蚯蚓）、联合修复技术
农田修复
土壤调查、评估、分级：农产品安全性、土壤重金属
有效性（快速诊断技术，不同来源重金属其生物有效
性存在差异）
降活：改良剂（降低重金属活性或释放能力）——吸
附、络合、沉淀、新矿物；竞争（Ca，Mg，H等）； 减存：植物（作物、超积累植物、能源植物、草坪草 等）移除（经济效益和二次风险问题） 降活与减存是一对矛盾。前茬植物影响后茬植物