土壤重金属复合污染的生态效应研究综述

近年来,土壤重金属污染问题日益严重,已从传统的单一重金属元素污染转变为重金属的复合污染。从土壤重金属复合污染对土壤中重金属元素的迁移转化、土壤微生物群落结构、土壤酶活性以及植物生理的影响等方面阐述了其生态效应,并对存在的问题和发展前景提出见解。

重金属复合污染土壤中原生动物的群落特征

研究了甘肃省白银市重金属复合污染土壤及对照土壤中原生动物的群落特征 .结果表明 ,污染导致原生动物物种减少 ,群落多样性下降 ,污染土壤中原生动物群落结构呈现简单化和不稳定化 ,群落演替呈次生演替趋势 .跳侧滴虫 ( Pleuromonasjaculans)为污染土壤中的优势种类 ,对土壤环境受重金属铜 ( Cu)、铅 ( Pb)、锌 ( Zn)、镉( Cd)、汞 ( Hg)复合污染有指示作用 .

聚丙烯酸铵对外源复合重金属污染的土壤修复效果的研究

[目的]为了给聚丙烯酸铵在治理长期重金属污染的应用方面提供理论依据。[方法]通过聚丙烯酸铵在外源复合重金属污染土壤上修复的盆栽试验,研究了聚丙烯酸铵对黑麦草生长、黑麦草中重金属含量以及土壤中水溶性重金属的含量的影响。[结果]在单一重金属污染土壤上,聚丙烯酸铵处理的黑麦草体内Cd、Cu、Zn含量比CK分别下降了63.2%、72.6%、78.1%,土壤水溶性Cd、Cu、Zn分别下降了93.1%、55.2%、59.2%;在复合重金属污染的土壤中,黑麦草体内Cd、Cu、Zn含量比CK分别下降了74.9%、69.0%、72.4%,土壤水溶性重金属下降了80.3%、38.8%、48.3%。[结论]聚丙烯酸铵的使用可以明显改善外源重金属污染土壤上黑麦草的生长,显著地降低植物体内重金属的含量,同时土壤中水溶性重金属的含量也显著下降。

负载磷酸盐生物质炭材料对重金属复合污染土壤的稳定化机制研究

为探讨负载磷酸盐生物质炭材料对重金属复合污染土壤中共存重金属的稳定化效果和迁移转化特征,以玉米秸秆和小麦秸秆为原材料,负载磷酸盐后在600°C下无氧热解制备两种生物质炭材料,并将其用于重金属复合污染土壤中进行稳定化批处理试验.结果表明:负载磷酸盐的玉米秸秆和小麦秸秆生物质炭材料可通过增加土壤中无定形铁、铝氧化物的含量而促进其对Cd的吸附,且负载磷酸盐后玉米秸秆生物质炭材料对土壤中无定形氧化物含量的增幅和游离态氧化物含量的降幅高于小麦秸秆生物质炭;同时,两种生物质炭材料均显著提高了土壤铁的活化度,进而有效控制了土壤重金属的生物有效性.添加不同比例(如5%、10%和15%)的负载磷酸盐生物质炭均可降低土壤中Pb、Cd、Zn和Cu的迁移风险,并促进Pb的酸可提取态、铁锰结合态向有机结合态和残渣态转化,以及Cd、Zn和Cu的酸可提取态向残渣态转化.两种负载磷酸盐生物质炭材料均可有效降低重金属的浸出浓度,10%及以上的添加量均可使Pb的浸出浓度降低98%以上.15%的负载磷酸盐玉米秸秆生物质炭可使Cd和Zn的浸出浓度分别降低89%和47%,而15%的负载磷酸盐小麦秸秆生物质炭可使Cu的浸出浓度降低56%.研究显示,施用10%~15%的负载磷酸盐生物质炭材料可显著降低重金属复合污染土壤中Pb和Cd的潜在环境风险,对矿区重金属污染土壤的安全利用具有参考和指导意义.

重金属-有机污染物复合污染土壤修复工程实例

采用异位化学氧化和稳定化技术联合修复重金属-有机污染物复合污染土壤,污染土壤中重金属类和有机物共计16项污染物指标超出《上海市场地土壤环境健康风险评估筛选值(试行)》中非敏感用地标准,土方量共计1.64×105m3。项目于2018年10月通过环保验收,修复后的场地土壤质量满足《上海市场地土壤环境健康风险评估筛选值(试行)》和《地下水质量标准》Ⅳ类标准。对该工程的场地布置、开挖清运、土方筛分、固废分类合规处置、化学氧化及稳定化技术等关键环节进行了介绍。

生物炭对铜、铅、镉复合污染土壤的修复效果

将玉米秸热解制备的生物炭施入铜、铅、镉复合污染土壤,通过土壤培养实验和小白菜盆栽实验,探究热解温度（400、700℃）和施加量（1％、2％、5％）对生物炭修复重金属污染土壤效果的影响.结果表明,施加400℃生物炭（BC400）和700℃生物炭（BC700）后土壤pH分别增加0.14～0.52和0.27～0.78.施加两种生物炭均可以使土壤重金属形态钝化,降低小白菜对重金属的吸收;而且生物炭施加量越大,效果越明显.对重金属生物有效性降低的改良效果顺序为BC700＞BC400.在生物炭施加量相同的情况下,BC400处理小白菜可食部干重大于BC700处理.同时,相对于施加量5％的BC700处理,施加5％的BC400能更明显地增加土壤微生物的生物量.

无机-有机混合改良剂对酸性重金属复合污染土壤的修复效应

本研究首先通过土壤培养实验,研究了在"石灰+沸石"的基础上,配施不同无机磷、不同有机物对酸性重金属复合污染土壤的改良效果,从中筛选4个最佳改良剂配方,并设置两种改良剂浓度梯度,以空心菜为供试植物进行盆栽实验.土壤培养实验显示,在施加"石灰+沸石"的基础上,配施有机肥或(和)无机磷能够进一步提高土壤pH,降低土壤重金属Cd、Pb、Cu、Zn的有效态含量;蘑菇渣和猪粪对土壤中4种重金属的固化效果优于鸡粪,钙镁磷肥的效果优于羟基磷灰石和磷矿粉.盆栽实验发现,8种处理均显著增加了土壤pH和降低了Cd、Pb、Cu、Zn的有效态含量,其中,处理H1、H2、H4(即在4 g·kg^(-1)沸石+2 g·kg^(-1)石灰石+3 g·kg^(-1)钙镁磷肥(磷矿粉)基础上,配施4 g·kg^(-1)有机物(猪粪或蘑菇渣))改良土壤后,空心菜生长健康,其地上部Cd、Pb、Cu、Zn含量均可达到食品卫生标准.比较土壤中重金属的化学形态,改良剂可能通过增加土壤pH及与重金属发生沉吸、附淀、络合等一系列反应,促进重金属由可交换态向铁锰氧化物结合态转换,从而显著降低了土壤重金属的生物有效性和减少空心菜对重金属的吸收.

重金属复合污染土壤异位稳定化修复研究

现如今随着我国工业行业的快速发展,所造成的污染也日益严重,这直接影响着农业的生产,因为农作物的生产离不开土壤资源,土壤也是植物生长的根本基础,只有确保其具有良好的肥力才可以提高植物生长效率。现代人生活条件改善的同时对粮食的需求量越来越大,但是倘若农作物在污染较严重的土壤中滞留时间较长,将会致使农作物产量和质量下降,无法满足人们的需求。本文针对重金属复合污染土壤异位稳定化修复展开深入研究。

黑炭负载零价铁对复合污染土壤中铜和铬的稳定化效果及生物有效性影响

采用直接热解法和碳热还原法分别制备了黑炭(BC)和黑炭负载零价铁(BF)材料,通过土壤稳定化培养实验和盆栽实验,考察了BC和BF对复合污染土壤中铜和铬的稳定化效果及其对生物有效性的影响。实验结果表明,BC可提高土壤pH,BF则降低土壤的pH。在投加量为5 g·kg-1的情况下,处理30 d后,BC和BF对土壤中TCLP-Cu的去除率分别为76.99%和69.83%;BC对TCLP-Crtotal和TCLP-Cr(VI)去除率分别为91.07%和92.47%,BF对TCLP-Crtotal和TCLP-Cr(VI)的去除率均接近100%,两者均能有效降低土壤重金属迁移性。形态分析表明,投加BC和BF均促进了铜由酸可提取态向可还原态和可氧化态转化,同时使铬的酸可提取态降低,可氧化态增加。盆栽实验表明,BC和BF均大大降低了土壤中铜和铬的生物有效性,减弱了其由植物根部向地上迁移的能力。相比而言,BF在对复合污染土壤中铜和铬的稳定化效果、形态转化以及迁移性方面整体优于BC。