生物炭对矿区土壤重金属有效性及形态的影响

为探索生物炭作为改良剂修复矿区重金属污染土壤的可行性,以玉米秸秆为原料在450℃制备生物炭,采用扫描电镜、能谱分析以及傅里叶变换红外光谱等分析与测试手段对其进行表征。采用室内连续培养的方法,研究在不同培养时间条件下,添加不同施用量（0、1%、3%和5%）的生物炭后,对矿区土壤pH,阳离子交换量（CEC）,土壤重金属Cu、Zn、Pb和Mn有效性以及重金属不同形态变化的影响。结果表明：生物炭能够提高土壤的pH和CEC,且都随着添加量的增加而增加。56d土壤培养后,与对照相比,1%、3%和5%添加水平下pH分别增加了1.14个、1.42个和1.67个单位,土壤CEC分别增加了2.02cmol/kg、3.60cmol/kg和5.39cmol/kg。添加不同含量生物炭后,土壤中有效态重金属均呈现不同程度的降低,而且生物炭添加量越大,降幅也越大。在5%添加水平下,生物炭分别使Cu、Zn、Pb和Mn有效态下降了49.2%、46.2%、72.5%和26.3%。重金属有效态含量与土壤pH、CEC均呈显著负相关关系。添加生物炭后,土壤中重金属的形态发生了变化,由易迁移的弱酸提取态向更加稳定的残渣态转化,且生物炭添加量越大,钝化效果越显著。综上所述,玉米秸秆生物炭的添加提高了矿区重金属复合污染土壤的pH和CEC,促进了重金属复合污染土壤中Cu、Zn、Pb和Mn的弱酸提取态向化学性质稳定的残渣态转化,降低了土壤重金属的有效性,实现了对重金属复合污染土壤的修复。     

覆盖地膜对东南景天修复砂糖桔果园重金属污染土壤的影响

为了检验重金属超富集植物-果树间套种修复条件下覆盖地膜控草措施的实际应用效果,在大田条件下将东南景天(Sedum alfredii Hance)与砂糖桔间种,进行了18个月(3次收获)小区试验,设置了无地膜覆盖、覆盖地膜及空白三个处理,对东南景天的产量、重金属含量以及土壤pH、重金属变化情况进行监测。结果表明,东南景天对土壤中Cd的总提取率约为11.18%～20.92%,对Zn总提取率约为3.881%～6.485%,达到了预期效果。小区试验中无地膜覆盖土壤Cd下降效果最好,种植东南景天后土壤Cd下降率可达45%,从1.52 mg·kg~(-1)降为0.83 mg·kg~(-1);Zn下降率为29.8%,从339.0 mg·kg~(-1)降为237.9 mg·kg~(-1)。土壤中Cd和Zn下降的原因主要是植物提取和淋溶作用,而在修复过程中土壤Pb无显著变化。覆盖黑色地膜可实现控草,节省控草人力成本,但会抑制土壤中重金属的向下淋溶作用,土壤Cd、Zn下降明显较少,需研究其它更合适的控草方法。     

改性腐植酸基复合材料钝化土壤重金属的应用研究

为降低自然界中重金属离子的生物利用度、迁移率和毒性,研制了一种以生物炭粉和腐植酸钠为原材料,用乙酸进行表面改性的腐殖酸基修复材料。以有机酸对腐殖酸钠进行表面改性,并将生物炭负载于腐殖酸表面,增加其表面重金属络合吸附位点,提高对污染土壤中有毒金属离子的吸附和络合能力,显著降低金属的迁移率。在Pb、Hg、Cr、Cd污染的土壤中,对比研究单纯生物炭粉和改性腐殖酸基复合材料不同添加量下,对土壤重金属的有效态影响。通过与单纯生物炭粉修复材料对比,改性腐殖酸基复合材料降低土壤中重金属有效态含量更多,修复效果更为显著,表现出更强的吸附重金属能力。利用扫描电镜实验探究改性腐殖酸基复合材料对重金属的吸附机理并进行探讨。改性腐殖酸基复合材料是新型环境友好和稳定高效的重金属污染土壤修复材料,充分响应国家节能环保绿色理念,减少对生态环境和人类健康的风险,为治理重金属污染土壤的深入探究提供了重要的解决方法。     

柠檬酸对土壤中重金属形态转化的影响

重金属的存在形态对评价其对环境危害的大小具有重要意义。本文采用BCR法分级提取土壤中重金属各种形态:弱酸提取态(水溶态+可交换态+碳酸盐结合态)、可还原态(Fe-Mn氧化物结合态)、可氧化态(有机物和硫化物结合态)和残渣态,研究了柠檬酸对重金属复合污染土壤中Cd、Pb、Cr的化学形态、生物有效性的影响。结果表明随着柠檬酸量的增加,残渣态镉和铅向可还原态和可氧化态转化量也增加,残渣态铬和可还原态铬向可氧化态铬的转化量也缓慢增加,但对弱酸提取态均影响不大。说明施加柠檬酸可活化土壤中的镉铅铬,助力于植物修复技术。     

石油烃污染土壤中腐植酸对草本植物吸收重金属的影响

本文研究了重金属和石油烃复合污染土壤中,腐植酸对草本植物吸收重金属的影响。结果显示:腐植酸大幅度地降低了污染土壤中可溶性和交换态重金属含量,但提高了植物可利用态重金属含量。土壤添加腐植酸后,除Ni外,重金属潜在生物有效性和可淋出性因子大于1,这表明大多数重金属对植物具有潜在的有效性。此外,腐植酸增加了铅(Pb)、铜(Cu)、镉(Cd)和镍(Ni)在供试植物幼苗和根部的积累,最高的是高羊茅幼苗,达264.7%,生物富集系数从0.30提高到1.10。芸苔根中Ni和Pb的生物富集系数也有所提高。这些研究结果表明,石油烃与重金属同时污染的情况下,加入腐植酸可以促进植物吸收重金属,但降低重金属淋失,防止地下污染。     

煤矸石充填复垦区土壤重金属污染研究综述

以淮南矿区为研究对象,研究煤矸石充填复垦区重金属污染情况。煤矸石充填复垦区中的重金属含量超出正常土壤,且出现富集现象。土壤中重金属富集形态是重金属毒理效应及区域周围生态风险评价的重要指标,煤矸石复垦区中重金属多为残渣态与结合态。重金属污染评价多采用单因子指数法、地积累指数法、富集因子法和潜在危害生态法。复垦区土壤修复技术正朝着绿色与环境友好的方式转变,生物修复技术是最佳选择。     

某污染场地土壤重金属生物可给性及其对修复目标的影响研究

采用体外实验方法(in vitro)对中国西南部某遗留污染场地土壤中重金属进行了生物可给性(BA)测定,分析基于BA结果修正的土壤修复目标。结果表明:砷(As)、铅(Pb)、铜(Cu)、镍(Ni)等4种重金属在模拟胃液和小肠液中的溶解态浓度远小于土壤中的重金属总量,即土壤中的重金属不能完全被人体吸收;As和Pb在胃阶段的生物可给性高于小肠阶段,而Cu和Ni在胃阶段的生物可给性低于小肠阶段;影响重金属生物可给性的因素主要有土壤pH值、w(Fe)、w(Mn)和重金属总量。并运用试验测定的生物可给性因子对As、Cu、Ni的修复目标值进行了修正,在避免对人体造成危害的同时,使场地内待修复的Cu污染土壤方量减少了100%,Ni污染土壤方量减少了31%,节约了修复成本,避免了过度修复。     

重金属污染的生物修复研究进展

目前,对重金属污染土壤进行生物修复已成为一个世界性的环境问题,引起了人们的高度关注。本文对重金属污染土壤修复技术的进展情况作了简要介绍和述评,重点介绍了植物修复技术和微生物修复技术,为土壤重金属污染的生物修复提供参考。     

受重金属污染农田土壤修复技术的研究

城镇化农业化的步伐加快,随之环境污染逐渐加重,尤其是农田土壤重金属污染不容小看,重金属具有不可逆转性,很容易的食物链中积累,因此引起广泛关注和讨论。文章简述农田土壤的重金属污染,就其修复技术——农业工程修复技术、化学和物理修复技术、生物修复技术进行详细讨论。     

生物炭对土壤中重金属作用及影响研究进展

针对土壤重金属污染问题已有许多修复措施,生物炭由于其特殊的结构、良好的经济效益成为了近年来土壤修复领域的研究热点。生物炭作用于土壤重金属的相关机理复杂,且施入土壤会对重金属的环境行为产生影响。简述了目前生物炭在环境保护领域中的相关应用,在如离子交换、表面络合、沉淀作用以及阳离子-π作用等基础上分析了生物炭作用于重金属的机理,并介绍了生物炭对于土壤中重金属迁移性和生物有效性的影响。对生物炭今后的研究工作作出展望。     

工业区污染土壤中重金属Ni的形态分析及其生物有效性

采用盆栽种植的方式,研究工业区污染土壤中重金属Ni的形态分布及其生物有效性。结果表明,土壤中重金属Ni的总量与小白菜中Ni含量成负相关性。当有外来污染源进入土壤中时,重金属Ni先被固定在铁锰氧化物结合态和强有机结合态,再进一步转化为残渣态。土壤中Ni的水溶态和离子态含量与小白菜中Ni的含量成正相关性,能真正地反映重金属Ni对生物的危害及其环境风险。     

淋溶条件下生物炭对矿区土壤中重金属迁移的影响

以玉米秸秆为原料在450℃下制备生物炭，将生物炭按5%的炭土比例施入矿区重金属污染土壤中。通过室内土柱淋溶试验，分析加入生物炭对土壤淋出液pH、重金属纵向迁移行为及重金属累积释放量的影响。结果表明：加入生物炭处理后土壤淋出液的pH显著高于对照处理，说明生物炭可以在一定程度上缓解土壤的酸性。与对照相比，添加生物炭降低了重金属向下层土壤迁移的风险，淋溶后土柱中Pb、Cu、Zn和Mn的纵向迁移量分别降低了65.93%、50.95%、49.29%和30.95%，生物炭对土壤中重金属纵向迁移抑制的顺序为Pb>Cu>Zn>Mn，生物炭对Pb的钝化效果最好。随着淋溶液体积的增加，Pb、Cu、Zn和Mn这4种重金属的淋溶累积释放量总体上呈现出前期快速溶出和后期缓慢溶出两个明显的阶段。4种重金属的累积释放量大小为Pb>Mn>Zn>Cu，添加生物炭后明显降低了重金属的累积释放量。对土壤中金属释放过程进行数学方程拟合后发现，应用Elovich方程能较好地描述重金属释放过程，说明这4种重金属元素在土壤中的淋溶和释放过程的机制不是单一反应过程，而是属于活化能变化较大的复杂反应过程。加入生物炭后各重金属的b值均低于对照组，重金属迁移速率随着生物炭的添加而降低，说明生物炭能提高土壤对重金属离子的吸附力，降低因土壤淋溶作用而引起的重金属迁移，可以实现对重金属复合污染矿区土壤的修复。     

重金属污染土壤修复技术研究进展

随着工农业的快速发展,我国面临着严峻的土壤重金属污染。重金属污染土壤修复已经成为当今生态环境领域面临的重要课题,受到广泛关注。立足于国内外重金属污染土壤修复技术的前沿,对土壤重金属污染的主要来源进行了简单介绍,同时详细阐述和分析了重金属污染土壤的主要修复技术,如物理修复技术、化学修复技术、生物修复技术等,针对各种修复技术的特点和缺点,提出了重金属污染土壤修复技术领域的改进和发展方向,为土壤修复技术研究提供借鉴。     

土壤重金属污染的生物修复法研究

文章系统论述了治理土壤重金属污染的生物修复法（主要包括：植物修复法、微生物修复法、动物修复法）及未来治理土壤重金属污染的研究方向,以期提高对土壤重金属污染的重视,为今后土壤重金属污染治理提供科学的依据。     

重金属污染土壤修复技术的研究进展

针对土壤重金属污染的特点,文章介绍了几种主要的重金属污染土壤修复技术:物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术,分析了不同修复技术的特点及其存在的问题,同时在此基础上,对重金属污染土壤修复技术的未来发展进行了展望,旨在为重金属污染土壤修复技术提供理论依据和科学支持。     

土壤重金属污染的联合生物修复技术研究

随着石油、矿产的大量开采,土壤重金属污染日益严重,目前,我国耕地土壤污染程度已经严重危害到了农作物质量,甚至危害人体健康。本文对土壤微生物参与的土壤重金属污染的联合生物修复技术进行综述,并对土壤微生物在联合生物修复中的应用前景进行了展望,以期为重金属污染的生物修复研究提供新的思路。     

腐植酸对固废拆解地重金属污染土壤修复效果的研究

探讨了腐植酸对重金属污染土壤的修复效果。在固体废弃物拆解地重金属污染土壤中加入不同用量的滩涂泥提取的腐植酸,测定土壤中水溶态和有效态重金属Cu、Zn、Pb、Ni的含量。     

固化/稳定化技术应用于重金属污染土壤修复的研究进展

有害重金属对土壤的污染是全球亟待解决的环境问题。固化/稳定化作为一种相对成熟、经济、有效的土壤修复技术,是目前我国土壤重金属修复的最主要技术。固化/稳定化修复技术通过向土壤中添加固化/稳定化剂,从而将污染物封存或改变其形态,达到减少其迁移性、生物有效性及浸出毒性的目的。本文介绍了固化/稳定化技术修复重金属污染土壤,总结常用的固化/稳定化剂种类及其对重金属污染土壤的修复机理和影响因素,并归纳了几种用于固化/稳定化修复效果评价的方法,最后针对固化/稳定化修复过程中存在的问题,提出今后发展的方向。     

农田重金属阻控的微生物修复技术研究进展

随着经济的快速发展,农田土壤重金属污染形势严峻。对农田重金属污染阻控技术的开发和应用已成为当前研究的主要内容。由于微生物修复具有高效、安全、成本低、无二次污染等诸多优点,从而成为近年来主要的土壤重金属污染修复方法,因此微生物修复技术在阻控重金属污染农田土壤方面有着广阔的发展前景。本文概述了微生物修复重金属污染农田土壤的概念和方法,利用微生物降解、吸附、转化等作用发展的微生物修复技术,在生物刺激、生物强化、固定化微生物等方面进行综述,为后续研究重金属污染农田土壤提供了思路与参考。     

重金属污染土壤修复技术研究现状及发展方向

人类的生存与发展离不开土壤,近年来随着工业的快速发展,重金属污染土壤的问题日益显现,不仅造成了生态环境的破坏,还出现了生物富集现象,最终将危及人类自身,因此很有必要对受重金属污染的土壤进行治理。指出了土壤重金属污染的危害和来源,综述了重金属污染土壤修复技术研究现状,当前主要有物理修复技术、化学修复技术、生物修复技术、生物质炭修复技术以及复合修复技术。单一修复技术需要综合考虑其适用性、修复效果、成本、修复时间等,并须对已修复土壤进行长期监测,因此探索其他经济、高效、环保的修复技术或者复合修复技术将是未来重金属污染土壤修复技术的发展方向。