《土壤通报》：土壤重金属污染现状与修复技术研究进展（沈阳农业大学）

第35卷第3 土壤通报 Vol 35. No: 3 2004年6月 Chinese Journal of Soil Science Jun.,2004 土壤重金属污染现状与修复技术研究进展 崔德杰,张玉龙 (沈阳农业大学,辽宁沈阳110161) 摘要:阐述了土壤重金属污染物的来源和重金属污染土壤修复技术研究现状,分析了各种修复技术的优缺点、实用 性与发展动态,为土壤重金属污染综合治理与修复提出了新的思路 关键词:土壤污染;重金属;修复技术 中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:0564-3945(2004)03-03605 土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一,也是 运输,特别是汽车运输对大气和土壤造成严重污 人类生态环境的重要组成部分。随着工业、城市污染染。主要以Pb、 Zn Cd Cr、Cu等的污染为主。它们来 的加剧和农用化学物质种类、数量的増加,土壤重金属自于含铅汽油的燃烧和汽车轮胎磨损产生的粉尘,据 污染日益严重,目前,全世界平均每年排放Hg约1.5有关材料报导,汽车排放的尾气中含Pb量多达20 万吨,Cu340万吨,Pb500万吨,Mn1500万吨,Ni50ugL1,它们成条带状分布,因距离公路、铁路、城市 100万吨。据我国农业部进行的全国污灌区调查,中心的远近及交通量的大小有明显的差异。epn 在约140万hm2的污水灌区中,遭受重金属污染的土等研究发现在公路两侧50m的距离有被污染的痕迹 地面积占污水灌区面积的64.8%,其中轻度污染的占每月累积的易溶性污染物在4-40gmˉ。进入环境 46.7%中度污染的占97%严重污染的占84%21。的强度顺序为Cu、Pb、Co、Fe和Zn3。在宁一杭公路 土壤重金属污染具有污染物在土壤中移动性差、南京段两侧的土壤形成Pb、Cr、Co污染带,且沿公路 滞留时间长、不能被微生物降解的特点,并可经水、植延长方向分布,自公路两侧污染强度减弱。经自然 物等介质最终影响人类健康。因此,治理和恢复的难沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染,与重工业发 度大。本文在讨论土壤重金属污染物来源和分布的基达程度、城市的人口密度、土地利用率、交通发达程度 础上,评述土壤重金属污染修复技术研究进展,旨在为有直接关系,距城市越近污染的程度就越重,污染强弱 重金属污染土壤的有效修复提供科学的依据。 顺序为城市一郊区一农村。 1土壤重金属来源与分布 1.2随污水进入土壤的重金属 利用污水灌溉是灌区农业的一项古老的技术,主 1.1随着大气沉降进入土壤的重金属 要是把污水作为灌溉水源来利用。污水按来源和数量 大气中的重金属主要来源于能源、运输、冶金和建可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和 筑材料生产产生的气体和粉尘。除汞以外,重金属基城市混合污水等。生活污水中重金属含量很少,但是, 本上是以气溶胶的形态进入大气,经过自然沉降和降由于我国工业迅速发展,工矿企业污水未经分流处理 水进入土壤。据Lisk报道煤含ce、Cr、Pb、Hg、I等而排入下水道与生活污水混合排放,从而造成污灌区 金属,石油中含有相当量的Hg(0.02-30mg土壤重金属HgAs、Cr、Pb、Cd等含量逐年增加。淮阳 kgˉ)3这类燃料在燃烧时,部分悬浮颗粒和挥发金污灌区土壤Hg、Cd、Cr、Pb、As等重金属195年已超 属随烟尘进入大气,其中10-30%沉降在距排放源十过警戒线6。其它灌区部分重金属含量也远远超过 几公里的范围内,据估计全世界每年约有1600吨的汞当地背景值 是通过煤和其它石化燃料燃烧而排放到大气中去 随着污水灌溉而进入土壤的重金属,以不同的方 的4。例如比利时每年从大气进入土壤的重金属量式被土壤截留固定。95%的Hg被土壤矿质胶体和有 就有Pb250ghm2、Cdl9ghm2、As15ghm2、Zn机质迅速吸附,一般累积在土壤表层,自上而下递减 3750ghm2|3 郑州污水灌区水中Hg的浓度达到0.242mgkg1,而 收稿日期:20021120 作者简介:崔德杰(1963-),男,山东莱西人,莱阳农学院教授,在读博士生,研究方向为土壤肥力与环境保护。 C1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Lid. All rights reserved

土壤重金属污染现状与修复技术研究进展 崔德杰 ,张玉龙 (沈阳农业大学 ,辽宁 沈阳 110161) 摘 要 :阐述了土壤重金属污染物的来源和重金属污染土壤修复技术研究现状 ,分析了各种修复技术的优缺点、实用 性与发展动态 ,为土壤重金属污染综合治理与修复提出了新的思路。 关 键 词 : 土壤污染 ;重金属 ;修复技术 中图分类号 : X53 文献标识码 :A 文章编号 :056423945 (2004) 0320366205 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种类、数量的增加 ,土壤重金属 污染日益严重 ,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 , Ni 100 万吨[1 ] 。据我国农业部进行的全国污灌区调查 , 在约 140 万 hm2 的污水灌区中 ,遭受重金属污染的土 地面积占污水灌区面积的 64. 8 % ,其中轻度污染的占 46. 7 % ,中度污染的占 9. 7 % ,严重污染的占 8. 4 %[2 ] 。 土壤重金属污染具有污染物在土壤中移动性差、 滞留时间长、不能被微生物降解的特点 ,并可经水、植 物等介质最终影响人类健康。因此 ,治理和恢复的难 度大。本文在讨论土壤重金属污染物来源和分布的基 础上 ,评述土壤重金属污染修复技术研究进展 ,旨在为 重金属污染土壤的有效修复提供科学的依据。 1 土壤重金属来源与分布 1. 1 随着大气沉降进入土壤的重金属 大气中的重金属主要来源于能源、运输、冶金和建 筑材料生产产生的气体和粉尘。除汞以外 ,重金属基 本上是以气溶胶的形态进入大气 ,经过自然沉降和降 水进入土壤。据 Lisk 报道 ,煤含 Ce、Cr、Pb、Hg、Ti 等 金属 , 石 油 中 含 有 相 当 量 的 Hg ( 0. 02 - 30mg kg - 1) [3 ] ,这类燃料在燃烧时 ,部分悬浮颗粒和挥发金 属随烟尘进入大气 ,其中 10 - 30 %沉降在距排放源十 几公里的范围内 ,据估计全世界每年约有 1600 吨的汞 是通过煤和其它石化燃料燃烧而排放到大气中去 的[4 ] 。例如比利时每年从大气进入土壤的重金属量 就有 Pb 250g hm - 2 、Cd 19g hm - 2 、As 15g hm - 2 、Zn 3750g hm - 2 [3 ] 。 运输 ,特别是汽车运输对大气和土壤造成严重污 染。主要以 Pb、Zn、Cd、Cr、Cu 等的污染为主。它们来 自于含铅汽油的燃烧和汽车轮胎磨损产生的粉尘 ,据 有关材料报导 ,汽车排放的尾气中含 Pb 量多达 20 - 50μg L - 1 ,它们成条带状分布 ,因距离公路、铁路、城市 中心的远近及交通量的大小有明显的差异。Бериня 等研究发现在公路两侧 50m 的距离有被污染的痕迹 , 每月累积的易溶性污染物在 4 - 40g m - 2。进入环境 的强度顺序为 :Cu、Pb、Co、Fe 和 Zn[3 ] 。在宁 —杭公路 南京段两侧的土壤形成 Pb、Cr、Co 污染带 ,且沿公路 延长方向分布 ,自公路两侧污染强度减弱[5 ] 。经自然 沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染 ,与重工业发 达程度、城市的人口密度、土地利用率、交通发达程度 有直接关系 ,距城市越近污染的程度就越重 ,污染强弱 顺序为 :城市 —郊区 —农村。 1. 2 随污水进入土壤的重金属 利用污水灌溉是灌区农业的一项古老的技术 ,主 要是把污水作为灌溉水源来利用。污水按来源和数量 可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和 城市混合污水等。生活污水中重金属含量很少 ,但是 , 由于我国工业迅速发展 ,工矿企业污水未经分流处理 而排入下水道与生活污水混合排放 ,从而造成污灌区 土壤重金属 Hg、As、Cr、Pb、Cd 等含量逐年增加。淮阳 污灌区土壤 Hg、Cd、Cr、Pb、As 等重金属 1995 年已超 过警戒线[6 ] 。其它灌区部分重金属含量也远远超过 当地背景值。 随着污水灌溉而进入土壤的重金属 ,以不同的方 式被土壤截留固定。95 %的 Hg 被土壤矿质胶体和有 机质迅速吸附 ,一般累积在土壤表层 ,自上而下递减。 郑州污水灌区水中 Hg 的浓度达到 0. 242mg kg - 1 , 而 收稿日期 :2002211220 作者简介 :崔德杰(19632) ,男 ,山东莱西人 ,莱阳农学院教授 ,在读博士生 ,研究方向为土壤肥力与环境保护。 第 35 卷第 3 期 2004 年 6 月 土 壤 通 报 Chinese Journal of Soil Science Vol. 35 ,No. 3 J un. ,2004 © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved

期 崔德 壤重金属污染现状与修复技术研究进展 土壤Hg含量0.194mgkg就会造成重度污染。污水研究指出污泥的施用可使土壤重金属含量有不同程 中的As多以3价或5价状态存在,进入土壤后被铁、度的增加,其增加的幅度与污泥中的重金属含量污泥 铝氢氧化物及硅酸盐粘土矿物吸附,也可以和铁、铝、的施用量及土壤管理有关。 钙、镁等生成复杂的难溶性砷化合物。而Cd很容易 固体废弃物也可以通过风的传播而使污染范围扩 被水中的悬浮物吸附,水中Cd的含量随着距排污口大,土壤中重金属的含量随距污染源的距离增大而降 距离的增加而迅速下降因此污染的范围较少。Pb很低。如大冶冶炼厂,每年排放数千吨的粉尘,引起大冶 容易被土壤有机质和粘土矿物吸附。Pb的迁移性弱,县广大农田的污染,直径20km范围内的土壤Cr、Zn 污灌区Pb的累积分布特点是离污染源近土壤含量Pb、Cd含量均大大高于背景值。 高,距离远则土壤含量低。污水中Cr有4种形态,1.4随农用物资进入土壤的重金属 般以3价和6价为主,3价Cr很快被土壤吸附固 农药、化肥和地膜是重要的农用物资,对农业生产 定,而6价Cr进入土壤中被有机质还原为3价Cr,随的发展起着重大的推动作用,但长期不合理施用,也可 之被吸附固定。因此,污灌区土壤Cr会逐年累积 以导致土壤重金属污染。绝大多数的农药为有机化合 1.3随固体废弃物进入土壤的重金属 物,少数为有机一无机化合物或纯矿物质,个别农药在 固体废弃物种类繁多,成分复杂不同种类其危害其组成中含有HgAs、Cu、Zn等重金属。如随着西力 方式和污染程度不同。其中矿业和工业固体废弃物污生消毒种子进入土壤的Hg为69ghm2在农业地 染最为严重。这类废弃物在堆放或处理过程中,由于区特别是在西方国家的家庭园林中,由于经常施用含 日晒、雨淋、水洗重金属极易移动,以辐射状漏斗状向As农药土壤中As的残留量明显增加美国的密执安 周围土壤、水体扩散。沈阳冶炼厂治炼锌的过程中产州土壤中As含量达到12mgkg1l杀真菌农药常 生的矿渣主要含ZmCd,1971年开始堆放在一个洼地含有Cu和Zn,被大量地用于果树和温室作物,常常会 场所,其浸入液中Zn、Cd含量分别达6.6×103mgL 1造成土壤Cu、Zn累积达到有毒的浓度。如在莫尔达 和7.5×10mgL1,目前已扩散到离堆放场70m以维亚,葡萄生长季节要喷5:12次波尔多液或类似的 外的范围重金属污染物浓度是以同心圆状分布。制剂,每年约有600800吨电的铜施入土壤。 对武汉市垃圾堆放场,杭州铬渣堆放区附近土壤中重 重金属元素是肥料中报道最多的污染物质。氮、 金属含量的研究发现,这些区域土壤中Cd、Hg、C 钾肥料中重金属含量较低,磷肥中含有较多的有害重 Cu、Zn、Pb、As等重金属含量均高于当地土壤背景 金属,复合肥的重金属主要来源于母料及加工流程所 值 f景带入。肥料中重金属含量一般是磷肥>复合肥>钾肥 有一些固体废弃物被直接或通过加工作为肥料施氮肥。Cd是土壤环境中重要的污染元素,随磷肥进 入土壤的Cd一直受到人们的关注。许多研究表明 入土壤造成土壤重金属污染。如随着我国畜牧生 的发展产生大量的家畜粪便及动物加工产生的废弃随着磷肥及复合肥的大量施用,土壤有效Cd的含量 物,这类农业固体废弃物中含有植物所需N、P、K和 不断增加,作物吸收cd量也相应增加。据马耀华等 对上海地区菜园土研究发现:施肥后,Cd的含量从 有机质,同时由于饲料中添加了一定量的重金属盐类, 13mgkg上升到0.32mgkg2美国橘园每年施 因此作为肥料施入土壤增加了土壤ZnMm等重金属磷量为175kghm12,36年后土壤Cd量由0.07mg 元素的含量。磷石膏属于化肥工业废物,由于其有 kg2提高到1.0mgkg1;新西兰在同一地点施用磷肥 定量的正磷酸以及不同形态的含磷化合物,并可以改50年后取土分析,土壤Cd含量由0.39mgkg提高 良酸性土壤,从而被大量施入土壤,造成了土壤中Cr、到0.85mgkg11。肥料中Cr、As元素含量较高,且 PMn、As含量增加。磷钢渣作为磷源施入土壤时,土壤的环境含量又较低,能引起土壤中Cr、As的较快 土壤中发现有Cr的累积14 积累。硝酸铵、磷酸铵、复合肥中As量可达50-60mg 随着工业的发展以及城镇环境建设的加快,污水kg1,长期施用可造成土壤As严重污染4。近年来 处理正在不断加强。我国现有80余座污水处理厂,估地膜的大面积的推广使用,造成了土壤的白色污染 计污泥产生量在400万吨以上,由于污泥含有较高的由于地膜生产过程中加入了含有Cd、Pb的热稳定剂 有机质和氮、磷养分,因此土壤成为污泥处理的主要场同时也增加了土壤重金属污染 所。一般来说,污泥中Cr、Pb、Cu、Zn、As极易超过控 制标准。北京褐土施用燕山石化污泥一年后Hg、Cd 2土壤重金属污染修复技术 浓度分别达到0.94mgkg1、0.22mgkg-1l许多 土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性 2 01995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Lid. All rights reserved

土壤 Hg 含量 0. 194mg kg - 1就会造成重度污染。污水 中的 As 多以 3 价或 5 价状态存在 ,进入土壤后被铁、 铝氢氧化物及硅酸盐粘土矿物吸附 ,也可以和铁、铝、 钙、镁等生成复杂的难溶性砷化合物。而 Cd 很容易 被水中的悬浮物吸附 ,水中 Cd 的含量随着距排污口 距离的增加而迅速下降 ,因此污染的范围较少。Pb 很 容易被土壤有机质和粘土矿物吸附。Pb 的迁移性弱 , 污灌区 Pb 的累积分布特点是离污染源近土壤含量 高 ,距离远则土壤含量低[7 ] 。污水中 Cr 有 4 种形态 , 一般以 3 价和 6 价为主 ,3 价 Cr 很快被土壤吸附固 定 ,而 6 价 Cr 进入土壤中被有机质还原为 3 价 Cr ,随 之被吸附固定。因此 ,污灌区土壤 Cr 会逐年累积。 1. 3 随固体废弃物进入土壤的重金属 固体废弃物种类繁多 ,成分复杂 ,不同种类其危害 方式和污染程度不同。其中矿业和工业固体废弃物污 染最为严重。这类废弃物在堆放或处理过程中 ,由于 日晒、雨淋、水洗重金属极易移动 ,以辐射状、漏斗状向 周围土壤、水体扩散。沈阳冶炼厂冶炼锌的过程中产 生的矿渣主要含 Zn、Cd ,1971 年开始堆放在一个洼地 场所 ,其浸入液中 Zn、Cd 含量分别达 6. 6 ×103 mg L - 1 和 7. 5 ×10mg L - 1 ,目前已扩散到离堆放场 700m 以 外的范围 ,重金属污染物浓度是以同心圆状分布[4 ] 。 对武汉市垃圾堆放场 ,杭州铬渣堆放区附近土壤中重 金属含量的研究发现 ,这些区域土壤中 Cd、Hg、Cr、 Cu、Zn、Pb、As 等重金属含量均高于当地土壤背景 值[8 - 9 ] 。 有一些固体废弃物被直接或通过加工作为肥料施 入土壤 ,造成土壤重金属污染。如随着我国畜牧生产 的发展 ,产生大量的家畜粪便及动物加工产生的废弃 物 ,这类农业固体废弃物中含有植物所需 N、P、K 和 有机质 ,同时由于饲料中添加了一定量的重金属盐类 , 因此作为肥料施入土壤增加了土壤 Zn、Mn 等重金属 元素的含量。磷石膏属于化肥工业废物 ,由于其有一 定量的正磷酸以及不同形态的含磷化合物 ,并可以改 良酸性土壤 ,从而被大量施入土壤 ,造成了土壤中 Cr、 Pb、Mn、As 含量增加。磷钢渣作为磷源施入土壤时 , 土壤中发现有 Cr 的累积[14 ] 。 随着工业的发展以及城镇环境建设的加快 ,污水 处理正在不断加强。我国现有 80 余座污水处理厂 ,估 计污泥产生量在 400 万吨以上 ,由于污泥含有较高的 有机质和氮、磷养分 ,因此土壤成为污泥处理的主要场 所。一般来说 ,污泥中 Cr、Pb、Cu、Zn、As 极易超过控 制标准。北京褐土施用燕山石化污泥一年后 Hg、Cd 浓度分别达到 0. 94mg kg - 1 、0. 22mg kg - 1[11 ] 。许多 研究指出 ,污泥的施用可使土壤重金属含量有不同程 度的增加 ,其增加的幅度与污泥中的重金属含量、污泥 的施用量及土壤管理有关。 固体废弃物也可以通过风的传播而使污染范围扩 大 ,土壤中重金属的含量随距污染源的距离增大而降 低。如大冶冶炼厂 ,每年排放数千吨的粉尘 ,引起大冶 县广大农田的污染 ,直径 20km 范围内的土壤 Cr、Zn、 Pb、Cd 含量均大大高于背景值。 1. 4 随农用物资进入土壤的重金属 农药、化肥和地膜是重要的农用物资 ,对农业生产 的发展起着重大的推动作用 ,但长期不合理施用 ,也可 以导致土壤重金属污染。绝大多数的农药为有机化合 物 ,少数为有机 —无机化合物或纯矿物质 ,个别农药在 其组成中含有 Hg、As、Cu、Zn 等重金属。如随着西力 生消毒种子进入土壤的 Hg 为 6 - 9g hm - 2 ;在农业地 区 ,特别是在西方国家的家庭园林中 ,由于经常施用含 As 农药 ,土壤中 As 的残留量明显增加 ,美国的密执安 州土壤中 As 含量达到 112mg kg - 1 [3 ] 。杀真菌农药常 含有 Cu 和 Zn ,被大量地用于果树和温室作物 ,常常会 造成土壤 Cu、Zn 累积达到有毒的浓度。如在莫尔达 维亚 ,葡萄生长季节要喷 5 - 12 次波尔多液或类似的 制剂 ,每年约有 6000 - 8000 吨的铜施入土壤。 重金属元素是肥料中报道最多的污染物质。氮、 钾肥料中重金属含量较低 ,磷肥中含有较多的有害重 金属 ,复合肥的重金属主要来源于母料及加工流程所 带入。肥料中重金属含量一般是磷肥 > 复合肥 > 钾肥 > 氮肥。Cd 是土壤环境中重要的污染元素 ,随磷肥进 入土壤的 Cd 一直受到人们的关注。许多研究表明 , 随着磷肥及复合肥的大量施用 ,土壤有效 Cd 的含量 不断增加 ,作物吸收 Cd 量也相应增加。据马耀华等 对上海地区菜园土研究发现 :施肥后 , Cd 的含量从 0. 13mg kg - 1上升到 0. 32mg kg [12 ] 。美国橘园每年施 磷量为 175kg hm - 2 , 36 年后土壤 Cd 量由 0. 07mg kg - 2提高到 1. 0mg kg - 1 ;新西兰在同一地点施用磷肥 50 年后取土分析 ,土壤 Cd 含量由 0. 39mg kg - 1提高 到 0. 85mg kg - 1 [13 ] 。肥料中 Cr、As 元素含量较高 ,且 土壤的环境含量又较低 ,能引起土壤中 Cr、As 的较快 积累。硝酸铵、磷酸铵、复合肥中 As 量可达 50 - 60mg kg - 1 ,长期施用可造成土壤 As 严重污染[14 ] 。近年来 , 地膜的大面积的推广使用 ,造成了土壤的白色污染。 由于地膜生产过程中加入了含有 Cd、Pb 的热稳定剂 , 同时也增加了土壤重金属污染。 2 土壤重金属污染修复技术 土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性 3 期 崔德杰等 :土壤重金属污染现状与修复技术研究进展 763 © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved

68 35卷 的特点。土壤中有害重金属积累到一定程度,不仅会较多,包括有机或无机酸、碱、盐和螯合剂。 Blaylock 导致土壤退化农作物产量和品质下降,而且还可以通等检验了柠檬酸、苹果酸、乙酸、FDTA、DTPA对印度 过径流、淋失作用污染地表水和地下水,恶化水文环芥菜吸收Cd和Pb的效应。吴龙华研究发现FDTA 境,并可能直接毒害植物或通过食物链途径危害人体可明显降低土壤对铜的吸收率,吸收率与解吸率与加 健康。目前,世界各国对土壤重金属污染修复技术进的EDTA量的对数呈显著负相关181。土壤淋洗以 行广泛的研究,取得了可喜的进展。具体有如下几种柱淋洗或堆积淋洗更为实际和经济,这对该修复技术 修复措施。 的商业化具有一定的促进作用 2.1工程措施 2.3化学修复 主要包括客土、换土和深耕翻土等措施。通过客 化学修复就是向土壤投入改良剂,通过对重金属 土、换土和深耕翻土与污土混合,可以降低土壤中重金的吸附、氧化还原、拮抗或沉淀作用,以降低重金属的 属的含量,减少重金属对土壤一植物系统产生的毒害,生物有效性。该技术关键在于选择经济有效的改良 从而使农产品达到食品卫生标准。深耕翻土用于轻度剂,常用的改良剂有石灰、沸石、碳酸钙、磷酸盐、硅酸 污染的土壤,而客土和换土则是用于重污染区的常见盐和促进还原作用的有机物质,不同改良剂对重金属 方法,在这方面日本取得了成功的经验。工程措施是的作用机理不同。施用石灰或碳酸钙主要是提高土壤 比较经典的土壤重金属污染治理措施,它具有彻底、稳pH值,促使土壤中Cd、Cu、Hg、Zn等元素形成氢氧化 定的优点,但实施工程量大、投资费用高,破坏土体结物或碳酸盐结合态盐类沉淀。如当土壤pH>6.5时 构,引起土壤肥力下降,并且还要对换出的污土进行堆g就能形成氢氧化物或碳酸盐沉淀。廖敏等研究发 放或处理。 现在低石灰水平下,土壤有机质的羟基和羧基与 22物理化学修复 OH反应,促使土壤可变电荷增加,有机结合态的重 22.1电动修复是通过电流的作用,在电场的作用金属增多,并且Cd2+与CO3结合生成难溶于水的 下,土壤中的重金属离子(如Pb、Cd、Cr、n等)和无机cdCO319。在沈阳张士污灌区的试验表明,每公顷土 离子以电透渗和电迁移的方式向电极运输131,然后进壤施用1500~1875kg石灰,籽实含镉量下降 行集中收集处理。研究发现土壤pH、缓冲性能、土壤50%20。关于磷酸盐和硅酸盐固化土壤重金属的技 组分及污染金属种类会影响修复的效果161。 术研究报道较多,一般认为该物质可使土壤中重金属 该方法特别适合于低渗透的粘土和淤泥土,可以形成难溶性的沉淀。如向土壤中投放硅酸盐钢渣,对 控制污染物的流动方向。在沙土上的实验结果表明,CdNi、Zn离子具有吸附和共沉淀作用。水田土壤中 土壤中Pb2+、C3+等重金属离子的除去率也可达的cd可以磷酸镉的形式沉淀,磷酸汞的溶解度也很 90%以上。电动修复是一种原位修复技术,不搅动小。沸石是碱金属或碱土金属的水化铝硅酸盐晶体 土层,并可以缩短修复时间,是一种经济可行的修复技含有大量的三维晶体结构和很强的离子交换能力,从 术 而能通过离子交换吸附和专性吸附降低土壤中重金属 2.22电热修复是利用高频电压产生电磁波,产生的有效性。有机物可促使重金属以硫化物的形式沉 热能,对土壤进行加热,使污染物从土壤颗粒内解吸出淀,同时有机物中的腐殖酸能与重金属离子形成络合 来,加快一些易挥发性重金属从土壤中分离,从而达到或螯合物以降低其活性。有人研究指出,利用一些对 修复的目的。该技术可以修复被Hg和Se等重金属体无害或有益的金属元素的拮抗作用,也可以减少 污染的土壤。另外可以把重金属污染区土壤置于高温土壤中重金属元素的有效性。 高压下,形成玻璃态物质,从而达到从根本上消除土壤 化学修复是在土壤原位上进行的,简单易行。但 重金属污染的目的 并不是一种永久的修复措施,因为它只改变了重金属 2.2.3土壤淋洗土壤固持金属的机制可分为两大在土壤中存在的形态,金属元素仍保留在土壤中,容易 类:一是以离子态吸附在土壤组分的表面;二是形成金再度活化危害植物。 属化合物的沉淀。土壤淋洗是利用淋洗液把土壤固相2.4生物修复 中的重金属转移到土壤液相中去,再把富含重金属的 生物修复是利用生物技术治理污染土壤的一种新 废水进一步回收处理的土壤修复方法。该方法的技术方法。利用生物削减、净化土壤中的重金属或降低重 关键是寻找一种既能提取各种形态的重金属,又不破金属毒性。由于该方法效果好,易于操作,日益受到人 坏土壤结构的淋洗液。目前,用于淋洗土壤的淋洗液们的重视,成为污染士壤修复研究的热点 2 01995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Lid. All rights reserved

的特点。土壤中有害重金属积累到一定程度 ,不仅会 导致土壤退化 ,农作物产量和品质下降 ,而且还可以通 过径流、淋失作用污染地表水和地下水 ,恶化水文环 境 ,并可能直接毒害植物或通过食物链途径危害人体 健康。目前 ,世界各国对土壤重金属污染修复技术进 行广泛的研究 ,取得了可喜的进展。具体有如下几种 修复措施。 2. 1 工程措施 主要包括客土、换土和深耕翻土等措施。通过客 土、换土和深耕翻土与污土混合 ,可以降低土壤中重金 属的含量 ,减少重金属对土壤 —植物系统产生的毒害 , 从而使农产品达到食品卫生标准。深耕翻土用于轻度 污染的土壤 ,而客土和换土则是用于重污染区的常见 方法 ,在这方面日本取得了成功的经验。工程措施是 比较经典的土壤重金属污染治理措施 ,它具有彻底、稳 定的优点 ,但实施工程量大、投资费用高 ,破坏土体结 构 ,引起土壤肥力下降 ,并且还要对换出的污土进行堆 放或处理。 2. 2 物理化学修复 2. 2. 1 电动修复 是通过电流的作用 ,在电场的作用 下 ,土壤中的重金属离子(如 Pb、Cd、Cr、Zn 等) 和无机 离子以电透渗和电迁移的方式向电极运输[15 ] ,然后进 行集中收集处理。研究发现 ,土壤 p H、缓冲性能、土壤 组分及污染金属种类会影响修复的效果[16 ] 。 该方法特别适合于低渗透的粘土和淤泥土 ,可以 控制污染物的流动方向。在沙土上的实验结果表明 , 土壤中 Pb2 + 、Cr3 + 等重金属离子的除去率也可达 90 %以上[17 ] 。电动修复是一种原位修复技术 ,不搅动 土层 ,并可以缩短修复时间 ,是一种经济可行的修复技 术。 2. 2. 2 电热修复 是利用高频电压产生电磁波 ,产生 热能 ,对土壤进行加热 ,使污染物从土壤颗粒内解吸出 来 ,加快一些易挥发性重金属从土壤中分离 ,从而达到 修复的目的。该技术可以修复被 Hg 和 Se 等重金属 污染的土壤。另外可以把重金属污染区土壤置于高温 高压下 ,形成玻璃态物质 ,从而达到从根本上消除土壤 重金属污染的目的。 2. 2. 3 土壤淋洗 土壤固持金属的机制可分为两大 类 :一是以离子态吸附在土壤组分的表面 ;二是形成金 属化合物的沉淀。土壤淋洗是利用淋洗液把土壤固相 中的重金属转移到土壤液相中去 ,再把富含重金属的 废水进一步回收处理的土壤修复方法。该方法的技术 关键是寻找一种既能提取各种形态的重金属 ,又不破 坏土壤结构的淋洗液。目前 ,用于淋洗土壤的淋洗液 较多 ,包括有机或无机酸、碱、盐和螯合剂。Blaylock 等检验了柠檬酸、苹果酸、乙酸、ED TA、D TPA 对印度 芥菜吸收 Cd 和 Pb 的效应。吴龙华研究发现 ED TA 可明显降低土壤对铜的吸收率 ,吸收率与解吸率与加 入的 ED TA 量的对数呈显著负相关[18 ] 。土壤淋洗以 柱淋洗或堆积淋洗更为实际和经济 ,这对该修复技术 的商业化具有一定的促进作用。 2. 3 化学修复 化学修复就是向土壤投入改良剂 ,通过对重金属 的吸附、氧化还原、拮抗或沉淀作用 ,以降低重金属的 生物有效性。该技术关键在于选择经济有效的改良 剂 ,常用的改良剂有石灰、沸石、碳酸钙、磷酸盐、硅酸 盐和促进还原作用的有机物质 ,不同改良剂对重金属 的作用机理不同。施用石灰或碳酸钙主要是提高土壤 p H 值 ,促使土壤中 Cd、Cu、Hg、Zn 等元素形成氢氧化 物或碳酸盐结合态盐类沉淀。如当土壤 p H > 6. 5 时 , Hg 就能形成氢氧化物或碳酸盐沉淀。廖敏等研究发 现 ,在低石灰水平下 ,土壤有机质的羟基和羧基与 OH - 反应 ,促使土壤可变电荷增加 ,有机结合态的重 金属增多 ,并且 Cd2 + 与 CO2 - 3 结合生成难溶于水的 CdCO3 [19 ]。在沈阳张士污灌区的试验表明 ,每公顷土 壤施 用 1500 ～ 1875kg 石 灰 , 籽 实 含 镉 量 下 降 50 %[20 ] 。关于磷酸盐和硅酸盐固化土壤重金属的技 术研究报道较多 ,一般认为该物质可使土壤中重金属 形成难溶性的沉淀。如向土壤中投放硅酸盐钢渣 ,对 Cd、Ni、Zn 离子具有吸附和共沉淀作用。水田土壤中 的 Cd 可以磷酸镉的形式沉淀 ,磷酸汞的溶解度也很 小。沸石是碱金属或碱土金属的水化铝硅酸盐晶体 , 含有大量的三维晶体结构和很强的离子交换能力 ,从 而能通过离子交换吸附和专性吸附降低土壤中重金属 的有效性。有机物可促使重金属以硫化物的形式沉 淀 ,同时有机物中的腐殖酸能与重金属离子形成络合 或螯合物以降低其活性。有人研究指出 ,利用一些对 人体无害或有益的金属元素的拮抗作用 ,也可以减少 土壤中重金属元素的有效性。 化学修复是在土壤原位上进行的 ,简单易行。但 并不是一种永久的修复措施 ,因为它只改变了重金属 在土壤中存在的形态 ,金属元素仍保留在土壤中 ,容易 再度活化危害植物。 2. 4 生物修复 生物修复是利用生物技术治理污染土壤的一种新 方法。利用生物削减、净化土壤中的重金属或降低重 金属毒性。由于该方法效果好 ,易于操作 ,日益受到人 们的重视 ,成为污染土壤修复研究的热点。 863 土 壤 通 报 35 卷 © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved

3期 崔德杰等:土壤重金属污染现状与修复技术研究进展 24.1植物修复技术是一种利用自然生长或遗传植物对重金属的吸收,挥发或固定效率19。如动胶 培育植物修复重金属污染土壤的技术。根据其作用过菌、蓝细菌、硫酸还原菌及某些藻类,能够产生胞外聚 程和机理,重金属污染土壤的植物修复技术可分为植合物与重金属离子形成络合物; Macaskie等分离的柠 物提取、植物挥发和植物稳定三种类型121 檬酸菌,分解有机质产生的HPO与Cd形成 (1)植物提取即利用重金属超积累植物从土壤 CdHPO沉淀;李志超发现有些微生物能把剧毒的甲 中吸取金属污染物,随后收割地上部并进行集中处理,基汞降解为毒性小、可挥发的单质Hg; Frankenberg等 连续种植该植物达到降低或去除土壤重金属污染的以Se的微生物甲基化作为基础进行原位生物修 目的。目前已发现有700多种超积累重金属植物,积复130)。耿春女等利用菌根吸收和固定重金属FeMn 累Cr、Co、Ni、Cu、Pb的量一般在0.1%以上,Mn、ZnZn、Cu取得了良好的效果3。 可达到1%以上21。遏蓝菜属是一种已被鉴定的Zn2.5农业生态修复 和Cd超积累植物, Baker和 Nc grath研究发现,土壤 农业生态修复主要包括两个方面:一是农艺修复 含Zn444gkg时,遏蓝菜地上部Zn的含量可达到措施。包括改变耕作制度,调整作物品种,种植不进入 土壤的16倍。柳属的某些物种能大量富集Cd;印度食物链的植物,选择能降低土壤重金属污染的化肥,或 芥菜对αd、Ni、Zn、Cu富集可分别达到58、52、31、17增施能够固定重金属的有机肥等措施,来降低土壤重 和7倍231;芥子草等对Se、Pb、Cr、Cd、Ni、Zn、Cu具有金属污染。二是生态修复。通过调节诸如土壤水分 较强的累积能力; Robinson报告了高生物量Ni超累积土壤养分、土壤pH值和土壤氧化还原状况及气温湿 植物,吸收提取Ni量可达168kghm2131;高山萤属度等生态因子,实现对污染物所处环境介质的调控。 类可吸收高浓度的Cu、Oo、Mn、Pb、Se、Cd和Zn。我我国在这一方面研究较多32-3,并取得了一定的成 国学者对植物提取也进行了一些研究如在我国南方效。但利用该技术修复污染土壤周期长,效果不显著。 累植物对Cd污染土壤进行修复研究21蒋先军等发3土壤重金属污染修复技术研究展望 现,印度芥菜对Cu、Zn、Pb污染的土壤有良好修复效 采用工程、物理化学和化学方法修复重金属污染 果 土壤,具有一定的局限性,难以大规模处理污染土壤 (2)植物挥发其机理是利用植物根系吸收金属,并且能导致土壤结构破坏,生物活性下降和土壤肥力 将其转化为气态物质挥发到大气中,以降低土壤污染。退化。农业生态措施又存在周期长,效果不显著的特 目前研究较多的是Hg和Se湿地上的某些植物可清点。生物修复是一项新兴的高效修复技术,具有良好 除土壤中的Se,其中单质占75%,挥发态占20~的社会生态综合效益,并且易被大众接受。因此,具 25%2。挥发态的Se主要是通过植物体内的ATP有广阔的应用前景。以下几个方面将成为该领域研究 硫化酶的作用,还原为可挥发的CH3SeCH和的重点。 CH3 Sese ch3; Meagher等把细菌体中的Hg还原酶基 (1)超累积植物筛选与培育。超累积植物是在重 因导入芥子科植物,获得耐g转基因植物,该植物能金属胁迫条件下的一种适应性突变体,往往生长缓慢, 从土壤中吸收Hg并将其还原为挥发性单质Hg231 生物量低,气候环境适应性差,具有很强的富集专 (3)植物稳定利用耐重金属植物或超累积植物性。因此,筛选、培育吸收能力强,同时能吸收多种重 降低重金属的活性,从而减少重金属被淋洗到地下水金属元素,且生物量大的植物是生物修复的一项重要 或通过空气扩散进一步污染环境的可能性。其机理主任务。 要是通过金属在根部的积累、沉淀或根表吸收来加强 (2)分子生物学和基因工程技术的应用。随着分 土壤中重金属的固化。如,植物根系分泌物能改变土子生物技术迅猛发展将筛选、培育出的超累积植物和 壤根际环境,可使多价态的Cr、Hg、As的价态和形态微生物基因导入生物量大、生长速度快适应性强的植 发生改变,影响其毒性效应。植物的根毛可直接从土物中去已成为现实,因此,利用分子生物技术提高植物 壤交换吸附重金属增加根表固定(211。 修复的实用性方面将取得突破性进展 2.4.2微生物修复技术微生物在修复被重金属污 (3)生物修复综合技术的研究。重金属污染土壤 染的土壤方面具有独特的作用。其主要作用原理是:的修复是一个系统工程,单一的修复技术很难达到预 微生物可以降低土壤中重金属的毒性;微生物可以吸期效果,必须以植物修复为主,辅以化学、微生物及农 附积累重金属;微生物可以改变根际微环境,从而提高业生态措施增加重金属的生物有效性,促进植物的生 2 01995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Lid. All rights reserved

2. 4. 1 植物修复技术 是一种利用自然生长或遗传 培育植物修复重金属污染土壤的技术。根据其作用过 程和机理 ,重金属污染土壤的植物修复技术可分为植 物提取、植物挥发和植物稳定三种类型[21 ] 。 (1) 植物提取 即利用重金属超积累植物从土壤 中吸取金属污染物 ,随后收割地上部并进行集中处理 , 连续种植该植物 ,达到降低或去除土壤重金属污染的 目的。目前已发现有 700 多种超积累重金属植物 ,积 累 Cr、Co、Ni、Cu、Pb 的量一般在 0. 1 %以上 ,Mn、Zn 可达到 1 %以上[22 ] 。遏蓝菜属是一种已被鉴定的 Zn 和 Cd 超积累植物 ,Baker 和 Nc Grath 研究发现 ,土壤 含 Zn 444mg kg - 1时 ,遏蓝菜地上部 Zn 的含量可达到 土壤的 16 倍。柳属的某些物种能大量富集 Cd ;印度 芥菜对 Cd、Ni、Zn、Cu 富集可分别达到 58、52、31、17 和 7 倍[23 ] ;芥子草等对 Se、Pb、Cr、Cd、Ni、Zn、Cu 具有 较强的累积能力 ;Robinson 报告了高生物量 Ni 超累积 植物 ,吸收提取 Ni 量可达 168kg hm - 2[21 ] ;高山萤属 类可吸收高浓度的 Cu、Co、Mn、Pb、Se、Cd 和 Zn。我 国学者对植物提取也进行了一些研究 ,如在我国南方 发现一批 As 超累积植物[24 ] ;刘云国等利用 10 种超积 累植物对 Cd 污染土壤进行修复研究[26 ] ;蒋先军等发 现 ,印度芥菜对 Cu、Zn、Pb 污染的土壤有良好修复效 果[25 ] 。 (2) 植物挥发 其机理是利用植物根系吸收金属 , 将其转化为气态物质挥发到大气中 ,以降低土壤污染。 目前研究较多的是 Hg 和 Se。湿地上的某些植物可清 除土壤中的 Se ,其中单质占 75 % , 挥发态占 20 ～ 25 %[27 ] 。挥发态的 Se 主要是通过植物体内的 A TP 硫化 酶 的 作 用 , 还 原 为 可 挥 发 的 CH3SeCH3 和 CH3SeSeCH3 ;Meagher 等把细菌体中的 Hg 还原酶基 因导入芥子科植物 ,获得耐 Hg 转基因植物 ,该植物能 从土壤中吸收 Hg 并将其还原为挥发性单质 Hg [28 ] 。 (3) 植物稳定 利用耐重金属植物或超累积植物 降低重金属的活性 ,从而减少重金属被淋洗到地下水 或通过空气扩散进一步污染环境的可能性。其机理主 要是通过金属在根部的积累、沉淀或根表吸收来加强 土壤中重金属的固化。如 ,植物根系分泌物能改变土 壤根际环境 ,可使多价态的 Cr、Hg、As 的价态和形态 发生改变 ,影响其毒性效应。植物的根毛可直接从土 壤交换吸附重金属增加根表固定[21 ] 。 2. 4. 2 微生物修复技术 微生物在修复被重金属污 染的土壤方面具有独特的作用。其主要作用原理是 : 微生物可以降低土壤中重金属的毒性 ;微生物可以吸 附积累重金属 ;微生物可以改变根际微环境 ,从而提高 植物对重金属的吸收 ,挥发或固定效率[29 ] 。如动胶 菌、蓝细菌、硫酸还原菌及某些藻类 ,能够产生胞外聚 合物与重金属离子形成络合物 ;Macaskie 等分离的柠 檬酸 菌 , 分 解 有 机 质 产 生 的 HPO2 - 4 与 Cd 形 成 CdHPO4沉淀 ;李志超发现有些微生物能把剧毒的甲 基汞降解为毒性小、可挥发的单质 Hg ; Frankenber 等 以 Se 的微生物甲基化作为基础进行原位生物修 复[30 ] 。耿春女等利用菌根吸收和固定重金属 Fe、Mn、 Zn、Cu 取得了良好的效果[31 ] 。 2. 5 农业生态修复 农业生态修复主要包括两个方面 :一是农艺修复 措施。包括改变耕作制度 ,调整作物品种 ,种植不进入 食物链的植物 ,选择能降低土壤重金属污染的化肥 ,或 增施能够固定重金属的有机肥等措施 ,来降低土壤重 金属污染。二是生态修复。通过调节诸如土壤水分、 土壤养分、土壤 p H 值和土壤氧化还原状况及气温、湿 度等生态因子 ,实现对污染物所处环境介质的调控。 我国在这一方面研究较多[32 - 34 ] ,并取得了一定的成 效。但利用该技术修复污染土壤周期长 ,效果不显著。 3 土壤重金属污染修复技术研究展望 采用工程、物理化学和化学方法修复重金属污染 土壤 ,具有一定的局限性 ,难以大规模处理污染土壤 , 并且能导致土壤结构破坏 ,生物活性下降和土壤肥力 退化。农业生态措施又存在周期长 ,效果不显著的特 点。生物修复是一项新兴的高效修复技术 ,具有良好 的社会、生态综合效益 ,并且易被大众接受。因此 ,具 有广阔的应用前景。以下几个方面将成为该领域研究 的重点。 (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。 (2) 分子生物学和基因工程技术的应用。随着分 子生物技术迅猛发展 ,将筛选、培育出的超累积植物和 微生物基因导入生物量大、生长速度快、适应性强的植 物中去已成为现实 ,因此 ,利用分子生物技术提高植物 修复的实用性方面将取得突破性进展。 (3) 生物修复综合技术的研究。重金属污染土壤 的修复是一个系统工程 ,单一的修复技术很难达到预 期效果 ,必须以植物修复为主 ,辅以化学、微生物及农 业生态措施 ,增加重金属的生物有效性 ,促进植物的生 3 期 崔德杰等 :土壤重金属污染现状与修复技术研究进展 963 © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved

370 35卷 长和吸收,从而提高植物修复的综合效率。因此,生物 与环境,2002,11(1):79-84 修复综合技术将是今后重金属污染土壤修复技术的主131吴龙华水明等铜污染土壤修复的有机调控研究1],可 要研究方向 容性有机物和DTA对污染土壤的释放作用.土壤,2000,32 (2):62·70 参考文献 1!]廖敏,等.重金属在土水系统中的迁移特征[J].土壤学报 1998,35(2):179-184 1]周泽义中国蔬菜重金属污染及控制[J]资源生态环境网络研究[20]陈怀满,等.中国土壤重金属污染现状与防治对策[」. AMBIO: 动态,1999,10(3):21-27 人类环境杂志,1999,28(2):130-134 2]陈志良,仇荣亮.重金属污染土壤的修复技术口]环境保护,[21]张丛,等污染土壤生物修复技术[M]北京:中国环境科学出版 [3]杨景辉.土壤污染与防治[M]北京:科学出版社,1995 [22]孙波等超积累植物吸收金属机理的研究进展]土壤,199 [4]李天杰土壤环境化学[M]北京:高等教育出版社,1995,11 31(3):113119 [23 NANDA KUMAR P. B. A. Phtoextraction: the use of plants to s]张书海,林树生.交通干线铅污染对两侧土壤和蔬菜的影响卩J] 环境监测管理与技术,2000,12(3):22-28 1995,29(5):1232-1238 6]张书海沈跃文.污灌区重金属污染对土壤的危害]环境监测[24] Chen T B and Wei C Y. Arsenic hyperaccumulation in some plant 管理与技术,2000,12(2):22-24 species in south China [M]. Proceedings of Soil -Rem. 2000 7]符建荣.土壤中铅的积累及污染的农业防治[J]农业环境保护, 1993,12(5):35-42 [25]蒋先军等重金属污染土壤的植物修复研究卩]土壤,2000,32 [8]方满,刘洪海武汉市垃圾堆放场重金属污染调查及控制途径 (2):71-7 []中国环境科学,1998,8(4):54-5 [26]刘云国,等.土壤镉污染生物整治研究门]湖南大学学报,2000 9]潘海峰铬渣堆存区土壤重金属污染评价卩J].环境与开发,1994 27(3):34-38 [27]韩润平,等.用植物消除土壤中的重金属[]江苏环境科技 [10]王凯荣我国农田镉污染现状及其治理利用对策卩J]农业环境 2000,13(1):28-29 保护,1997,16(6):274-278 [28 Meagher R B, etc. Engineering phytoremediation of mercury [11]杨居荣.北京地区土壤重金属容量的研究UJ].环境科学学报, water using bacterial genes LA I 984,4(2):76-79 phycoremediation of contaminated soil and water 2000, 201 [12]马耀华,刘树应,环境土壤学[M].西安:陕西科学技术出版社 219 1998,178-207 [29]王建林等.水稻根际中铁的形态转化J].土壤学报,1992,29 [13 Taylor M D. Accumulation of cadmium derived from fertilizers in (4):358363 New Zealand []. Soil Sci. Total Environ, 1997, 208: 123-126 [30]滕云,等,重金属污染土壤的微生物生态效应及其修复研究进 [4]1王焕校污染生态学[M]北京:高等教育出版社,2000,188 展[]土壤与环境,2002,11(1):85-89 [3]耿春女,等.菌根生物修复技术在沈抚污水灌区的应用前景J [15] Probstein R F, Hick R E. Removal of contaminants from soils by 环境污染治理技术与设备,2002,3(7):51-55 electric fields J] ce,1993,260:498-503 [32]丁园.重金属污染土壤的治理方法U]环境与开发,2000,15 [16] Kawachi T, Kubo H. Model experimental study on the migratio (2):25-28 behavior of heavy metals in electrokinetic remedration process for[33]王新不同作物对重金属复合污染物吸收特征研究[J]农业 contaminated soil [J]. Soil Sci. Plant Nutr, 1999., 45(2): 259 环境保护,1998,17(5):193-196 [34]蒋玉根农艺措施对降低污染土壤重金属活性的影响[]土壤, [17]郑喜坤鲁安怀等.土壤重金属污染现状与防治方法[土壤 002,34(3) Current Situation of Soil Conta mination by Heavy Metals and Research advances on the Re mediation Tec hniques CUI De- jie, ZHANG Yu- long (Shenyang Agriculture University, Shenyang 110161, China) Abstract: We reviewed the source of heavy metal contamination in soil and the current situation of the study on remediation techniques, analysed the advantages, disadvantages, feasi bility and future reach trends of each remediatial techniques. More effective approaches of comprehensive remediation of heavy metals polluted soil wene Key words: Soil pollution; Heavy metal; Remediation technique C1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Lid. All rights reserved

长和吸收 ,从而提高植物修复的综合效率。因此 ,生物 修复综合技术将是今后重金属污染土壤修复技术的主 要研究方向。 参考文献 : [1 ] 周泽义. 中国蔬菜重金属污染及控制[J ] . 资源生态环境网络研究 动态 ,1999 ,10 (3) :21 - 27. [2 ] 陈志良 ,仇荣亮. 重金属污染土壤的修复技术 [J ] . 环境保护 , 2002 ,29 (6) :21 - 23. [ 3 ] 杨景辉. 土壤污染与防治[ M ] . 北京 :科学出版社 ,1995. [4 ] 李天杰. 土壤环境化学[ M ] . 北京 :高等教育出版社 ,1995 ,112 - 113. [5 ] 张书海 ,林树生. 交通干线铅污染对两侧土壤和蔬菜的影响[J ] . 环境监测管理与技术 ,2000 ,12 (3) :22 - 28. [ 6 ] 张书海 ,沈跃文. 污灌区重金属污染对土壤的危害[J ] . 环境监测 管理与技术 ,2000 ,12 (2) :22 - 24. [ 7 ] 符建荣. 土壤中铅的积累及污染的农业防治[J ] . 农业环境保护 , 1993 ,12 (5) :35 - 42. [ 8 ] 方满 ,刘洪海. 武汉市垃圾堆放场重金属污染调查及控制途径 [J ] . 中国环境科学 ,1998 ,8 (4) :54 - 59. [9 ] 潘海峰. 铬渣堆存区土壤重金属污染评价[J ] . 环境与开发 ,1994 , 9 (2) :268 - 270. [ 10 ] 王凯荣. 我国农田镉污染现状及其治理利用对策[J ] . 农业环境 保护 ,1997 ,16 (6) :274 - 278. [11 ] 杨居荣. 北京地区土壤重金属容量的研究[J ] . 环境科学学报 , 1984 ,4 (2) :76 - 79. [12 ] 马耀华 ,刘树应. 环境土壤学[ M ] . 西安 :陕西科学技术出版社 , 1998 ,178 - 207. [13 ] Taylor M D. Accumulation of cadmium derived from fertilizers in New Zealand [J ] . Soil Sci. Total Environ , 1997 , 208 :123 - 126. [14 ] 王焕校. 污染生态学[ M ] . 北京 :高等教育出版社 ,2000 ,188 - 213. [15 ] Probstein R F , Hick R E. Removal of contaminants from soils by electric fields [J ] . Science , 1993 , 260 :498 - 503. [16 ] Kawachi T , Kubo H. Model experimental study on the migration behavior of heavy metals in electtokinetic remedration process for contaminated soil [J ] . Soil Sci. Plant Nutr , 1999. , 45 (2) : 259 - 268. [ 17 ] 郑喜坤 ,鲁安怀 ,等. 土壤重金属污染现状与防治方法[J ] . 土壤 与环境 ,2002 ,11 (1) :79 - 84. [18 ] 吴龙华 ,骆永明 ,等. 铜污染土壤修复的有机调控研究 Ⅰ[J ] ,可 容性有机物和 EDTA 对污染土壤的释放作用. 土壤 , 2000 , 32 (2) :62 - 70. [19 ] 廖 敏 ,等. 重金属在土水系统中的迁移特征[J ] . 土壤学报 , 1998 ,35 (2) :179 - 184. [20 ] 陈怀满 ,等. 中国土壤重金属污染现状与防治对策[J ] . AMBIO : 人类环境杂志 ,1999 ,28 (2) :130 - 134. [21 ] 张丛 ,等. 污染土壤生物修复技术[ M ] . 北京 :中国环境科学出版 社 ,2000. [ 22 ] 孙波 ,等. 超积累植物吸收金属机理的研究进展[J ] . 土壤 ,1999 , 31 (3) :113 - 119. [23 ] NANDA KUMAR P. B. A. Phtoextraction : the use of plants to remove heavy metals from soil. Environ [ J ] . Sci. & Technol. 1995 , 29 (5) :1232 - 1238. [ 24 ] Chen T B and Wei C Y. Arsenic hyperaccumulation in some plant species in south China [ M ] . Proceedings of Soil - Rem. 2000 , 2000 , 194 - 195. [ 25 ] 蒋先军 ,等. 重金属污染土壤的植物修复研究[J ] . 土壤 ,2000 ,32 (2) :71 - 74. [ 26 ] 刘云国 ,等. 土壤镉污染生物整治研究[J ] . 湖南大学学报 ,2000 , 27 (3) :34 - 38. [27 ] 韩润平 ,等. 用植物消除土壤中的重金属[J ] . 江苏环境科技 , 2000 ,13 (1) :28 - 29. [ 28 ] Meagher R B , etc. Engineering phytoremediation of mercury pollution in soil and water using bacterial genes [ A ] . phycoremediation of contaminated soil and water 2000 , 201 - 219. [29 ] 王建林等. 水稻根际中铁的形态转化 [J ] . 土壤学报 , 1992 , 29 (4) :358 - 363. [ 30 ] 滕 云 ,等. 重金属污染土壤的微生物生态效应及其修复研究进 展[J ] . 土壤与环境 ,2002 ,11 (1) :85 - 89. [ 31 ] 耿春女 ,等. 菌根生物修复技术在沈抚污水灌区的应用前景[J ] . 环境污染治理技术与设备 ,2002 ,3 (7) :51 - 55. [ 32 ] 丁 园. 重金属污染土壤的治理方法[J ] . 环境与开发 ,2000 ,15 (2) :25 - 28. [ 33 ] 王 新. 不同作物对重金属复合污染物吸收特征研究[J ] . 农业 环境保护 ,1998 ,17 (5) :193 - 196. [ 34 ] 蒋玉根. 农艺措施对降低污染土壤重金属活性的影响[J ] . 土壤 , 2002 ,34 (3) :145 - 147. Current Situation of Soil Contamination by Heavy Metals and Research Advances on the Remediation Techniques CU I De - jie ,ZHAN G Yu - long ( S henyang A gricult ure U niversity , S henyang 110161 , Chi na) Abstract :We reviewed the source of heavy metal contamination in soil and the current situation of the study on remediation techniques , analysed the advantages , disadvantages , feasibility and future reach trends of each remediatial techniques. More effective approaches of comprehensive remediation of heavy metals polluted soil wene scown Key Words : Soil pollution ; Heavy metal ; Remediation technique 073 土 壤 通 报 35 卷 © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved