农田土壤重金属修复技术讲座
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属的供给
避免：边修复、边污染
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
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
土壤污染现状
2006-2010年间，国家环保部和国土资源部开展了 《全国土壤现状调查及污染防治专项》，资金达10 亿元。
截至2010年底，全国共采集土壤、农产品等各类样 品21,3754个，获得有效调查数据495万个，制作图 件近1,1000件。建成全国土壤污染状况调查数据库 和样品库。
全国土壤污染状况调查公报
26.1bc 63.7b 0.13b
25.9a 124a 35.9a
30.5a 71.2a 0.33a
27.3a 113a 36.9a
30.1a 69.3a 0.34a
25.0a 110a 35.5a
24.3d 62.9b 0.13b
27.7a 116a 35.3a
23.7de 65.4b 0.12b
检测重金属主要包括：Cd，Cr，Pb，As，Hg。
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
修复思路
从区域、流域角度 工矿企业废水、废气、废渣达标排放 存在风险或潜在风险的尾矿库、矸石堆和开采面等
的复垦 废水的净化处理：严格阻断污染源对农田系统重金
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
南京市江宁区湖熟镇设施蔬菜基地
山东寿光设施蔬菜土壤重金属随种植年限的变化
Ecotoxico. Environ. Saf., 2013. 97: 204-209; 98: 324-330 Sci. Total Environ., 2013. 470-471: 1140-1150
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）
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。
废水
土壤污染
我国土壤污染趋势——流域性和区域性污染
CdBaidu Nhomakorabea
增加10-40%
增加50%
频 ( 度% )
江苏.苏州
100
80
4.5%超
60
标
40
20
0
背景值
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 C d 总 量 (m g kg -1)
湖南.益阳
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
27.8a 119a 37.3a
28.1ab 70.4a 0.31a
27.9a 131a 35.6a
25.5bc 63.7b 0.13b
27.0a 121a 34.9a
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！
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
Cu
Zn
Cd
Pb
Mn
Fe
mg kg-1
g kg-1
24.0de 64.1b 0.11b
24.6a 126a 36.8a
23.0e 64.6b 0.10b
28.1a 118a 35.8a
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）
我国设施农业概况
我国设施农业栽培面积达到86.7万公顷，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 。
耕地：土壤点位超标率为19.4%，其中轻微、轻度 、中度和重度污染点位比例分别为13.7%、2.8%、 1.8%和1.1%，主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅 、滴滴涕和多环芳烃。
从污染分布情况看，南方土壤污染重于北方；长江 三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤 污染问题较为突出，西南、中南地区土壤重金属超标范 围较大。
避免：边修复、边污染
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
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
土壤污染现状
2006-2010年间，国家环保部和国土资源部开展了 《全国土壤现状调查及污染防治专项》，资金达10 亿元。
截至2010年底，全国共采集土壤、农产品等各类样 品21,3754个，获得有效调查数据495万个，制作图 件近1,1000件。建成全国土壤污染状况调查数据库 和样品库。
全国土壤污染状况调查公报
26.1bc 63.7b 0.13b
25.9a 124a 35.9a
30.5a 71.2a 0.33a
27.3a 113a 36.9a
30.1a 69.3a 0.34a
25.0a 110a 35.5a
24.3d 62.9b 0.13b
27.7a 116a 35.3a
23.7de 65.4b 0.12b
检测重金属主要包括：Cd，Cr，Pb，As，Hg。
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
修复思路
从区域、流域角度 工矿企业废水、废气、废渣达标排放 存在风险或潜在风险的尾矿库、矸石堆和开采面等
的复垦 废水的净化处理：严格阻断污染源对农田系统重金
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
南京市江宁区湖熟镇设施蔬菜基地
山东寿光设施蔬菜土壤重金属随种植年限的变化
Ecotoxico. Environ. Saf., 2013. 97: 204-209; 98: 324-330 Sci. Total Environ., 2013. 470-471: 1140-1150
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）
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。
废水
土壤污染
我国土壤污染趋势——流域性和区域性污染
CdBaidu Nhomakorabea
增加10-40%
增加50%
频 ( 度% )
江苏.苏州
100
80
4.5%超
60
标
40
20
0
背景值
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 C d 总 量 (m g kg -1)
湖南.益阳
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
27.8a 119a 37.3a
28.1ab 70.4a 0.31a
27.9a 131a 35.6a
25.5bc 63.7b 0.13b
27.0a 121a 34.9a
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！
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
Cu
Zn
Cd
Pb
Mn
Fe
mg kg-1
g kg-1
24.0de 64.1b 0.11b
24.6a 126a 36.8a
23.0e 64.6b 0.10b
28.1a 118a 35.8a
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）
我国设施农业概况
我国设施农业栽培面积达到86.7万公顷，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 。
耕地：土壤点位超标率为19.4%，其中轻微、轻度 、中度和重度污染点位比例分别为13.7%、2.8%、 1.8%和1.1%，主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅 、滴滴涕和多环芳烃。
从污染分布情况看，南方土壤污染重于北方；长江 三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤 污染问题较为突出，西南、中南地区土壤重金属超标范 围较大。