土壤修复新技术篇1
关键词：畜禽养殖场；沼肥；重金属；修复技术；研究
中图分类号：S141文献标识码：ADOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.05.017
1畜禽养殖场沼肥重金属污染现状
沼肥（包括沼液和沼渣）是有机物厌氧发酵后的残余物，是一种优质有机肥。但近年来，随着沼肥的广泛应用，沼肥污染问题也越来越引起人们的重视。生猪、奶牛养殖是我国农业中的传统产业，规模化养殖也在不断扩大，已成为我国未来养殖业发展的趋势，但养殖业业主在追求效益最大化的同时，也带来了严重的环境污染问题。许多地方在规模化畜禽养殖过程中，为加快畜禽生长速度、提高饲料利用率和防止畜禽疾病，在饲料添加剂中大量使用铜、锌、铁、砷等中微量元素[1-2]。许多研究表明，饲料中添加铜对猪各阶段有明显的促生长作用[3-5]。目前，在我国及其他国家的生猪养殖中，使用高剂量铜作为猪的促生长饲料添加剂已相当普遍，但重金属元素在动物体内的生物效价很低，大部分随畜禽粪便排出体外，故畜禽粪便中往往含有高量的重金属，从而增加了农用畜禽粪便污染环境的风险[6]。而规模化养殖场的粪污经过处理后最终都会以沼肥、有机肥等形式进入土壤中，造成土壤污染和植株中毒。
当前，国内外对沼肥重金属污染问题的研究多集中在沼肥中重金属元素分布情况、沼肥对作物产量和品质的影响、沼肥对土壤的影响等[7-8]。钟攀等[9]分析了沼气肥中重金属含量，发现沼液毒性重金属的平均含量为全As>Cr>Cd>Pb>Hg，而沼渣则为全Cr>As>Pb>Cd>Hg。李健等[10]研究发现，配合饲料饲养法沼渣中As、Cd的含量远远超出规定的含量，Hg的含量也已接近极限值；而青饲料饲养法沼渣中主要重金属含量除Pb以外，其他重金属含量基本没有超过允许的范围。段兰等[11]对辽宁省昌图县的饲料、猪粪、沼肥以及连续施用沼肥6年的土壤进行取样测定，分析了沼肥从源头到土壤施用过程中重金属与抗生素类兽药的含量变化。结果表明，施用沼肥的土壤重金属类残留现象总体不明显，但Cu、Zn含量明显增高。高红莉等[12]研究指出，施用沼肥可以改善土壤环境，提高土壤肥力，明显提高作物产量和品质，对土壤重金属元素含量没有显著影响，但是青菜镉、铅含量超出国家标准，因此应谨慎施用。随着人们对农产品质量安全问题的日益关注，沼肥中的重金属特别是毒性重金属的含量将成为评价其质量安全的重要指标。
2土壤重金属污染修复技术
重金属污染物进入土壤后，不易随水迁移，不能被生物所分解，因而在防治上存在一定的困难。对于沼肥造成的土壤重金属污染，目前生产上常用的改良修复技术主要有物理修复、化学修复和生物修复等。即可通过土壤管理、重金属钝化、微生物降解等技术集成，降低土壤重金属对作物的生物有效性，减少作物的吸收，也可通过秸秆综合利用技术、高富集植物填闲种植等，降低土壤重金属的含量。
2.1物理修复技术
物理修复技术是通过各种物理过程将重金属污染物从土壤中去除或分离的技术。目前，土壤重金属污染物理修复主要包括电动修复、电热修复、土壤淋洗3种修复技术[13]。在这3种物理修复技术中，应用最多、技术最成熟的是土壤淋洗法，该法是利用淋洗液把土壤固相中的重金属转移到土壤液相中，再用络合或沉淀的方法，使重金属富集并进一步回收处理的土壤修复方法。淋洗液主要有硝酸、硫酸、盐酸、草酸、柠檬酸、EDTA和DTPA等[14]。有研究指出当硫酸单独使用时，铜和铅的去除效果不理想[15]，而使用的盐酸/硫酸（1∶1）对污泥进行处理，重金属铜、铅、锌等去除率都达到60%以上，有的重金属去除率甚至可达100%。有机络合剂EDTA和DTPA等也能有效去除重金属，如EDTA能与许多重金属元素形成稳定的化合物，使用0.1mol·L-1EDTA去除Pb，发现EDTA对Pb的提取率可达60%[16]。
2.2化学修复技术
化学修复就是向土壤投入改良剂，如有机肥、作物秸秆、蛭石、石灰等，通过对重金属离子的吸附、氧化还原、沉淀等作用，以降低重金属对植物的危害和在植物体内的富集。有机肥可通过改变重金属的存在状态，或改变吸附体的表面性质，进而影响重金属的吸附。张敬锁等[17]研究发现有机质有很大的比表面积，对Cd2+有强烈的吸附作用，更主要的是有机质分解产生的腐殖酸可与土壤中的Cd2+形成鳌合物沉淀。石灰主要是通过提高土壤pH值，促进土壤中重金属元素形成氢氧化物或碳酸盐结合态盐类沉淀。
2.3生物修复技术
2.3.1植物修复技术植物修复技术是指通过植物系统及其根系移去、挥发或稳定土壤环境中的重金属污染物，或降低污染物中的重金属毒性，以期达到清除污染、修复或治理土壤目的的一种技术。植物修复经济有效、成本低，对环境扰动小，产生的富集重金属的植物可统一处理，甚至可以从这些植物体内回收重金属，可以长期、大面积的田间应用，还可绿化环境[18-19]。但在一些区域，简单地使用植物修复法难以起到预期效果，必须与物理化学法等结合起来使用[20]。目前，全世界已经发现超富集植物500多种：Cd超富集植物有商陆、龙葵等[21-22]；Cu超富集植物有燕麦鸭跖草、海州香薷等[23]；Pb超富集植物有裂叶荆芥、麻疯树等[24-25]；As超富集植物有大叶井口边草、蜈蚣草等[26-27]；Hg超富集植物有大米草[28]。以及Cd/Zn多重金属富集植物有伴矿景天[29]，Pb/Cu/Zn/Cd多重金属富集植物有朝天委陵菜[30]。
2.3.2微生物修复技术微生物修复是利用微生物如蓝细菌、菌根真菌以及某些藻类产生的多糖、糖蛋白等物质对重金属的吸收、沉积、氧化和还原等作用，减少植物摄取，从而降低重金属的毒性[31-33]。目前，微生物强化植物修复方面的研究多集中于菌根真菌，它在修复遭受重金属污染的土壤方面发挥着重要的作用[34]。通过筛选重金属抗性菌株、增强植物抗重金属能力来实现植物修复重金属污染土壤是非常有效的手段[35]。许友泽等[36]采用微生物淋溶法去除重金属，在最佳工艺条件下，污泥中Cd、Mn、Cu、Pb、Zn的浸出率分别高达88.0%，88.0%，69.0%，67.0%和83.0%。谢朝阳等[37]研究发现，在细菌的参与下，土壤胶体和粘土矿物对重金属离子的吸附能力有一定程度的增加。
2.4植物生长调节物质修复技术
植物生长调节物质能通过调节植物的生长状况来增强植物抗重金属胁迫的能力。在重金属胁迫下，利用水杨酸进行处理能促进植株生长，降低质膜透性，减少丙二醛的积累，从而增强植物抗重金属胁迫的能力[38]。赵鹂等[39]也研究发现，施加外源脱落酸能有效缓解汞胁迫下水稻种子的萌发活力，增强植株的抗逆性。
3结论
综上所述，当前许多地方在规模化畜禽养殖过程中，为了追求效益，往往在饲料添加剂中大量使用铜、锌、砷等中微量元素，而这些重金属元素大部分随畜禽粪便排出体外，从而增加了农用畜禽粪便污染环境的风险。针对当前规模化养殖带来的沼肥污染现状，本研究探讨了几种缓解重金属污染的技术，有些技术已经比较成熟，有些仍存在疑问，还需进一步完善。随着研究的深入，将会有更完善更成熟的土壤重金属污染修复技术应用到实际的生产中。
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土壤修复新技术篇2
关键词：土壤修复技术再造修复法
土壤在生态环境中已然是重要的组成部分，也是人类在自然中赖以生存的重要资源之一。然而，近些年来随着人类社会工农业的发展以及逐渐加快的城市化进程，使得土壤中的重金属、多氯联苯、有机磷等污染物日益积累，并通过土壤影响植物的生长，最终被人体经过食物链吸收，危害身体健康。因此，关于土壤污染修复技术的研究已然是环保工程研究的重要课题之一。下面，本文将对几个主要的污染土壤修复技术现状进行归纳和再造，并对各种修复技术的未来发展趋势进行展望。
一、对污染土壤修复技术的归纳与再造
近十多年来，经过全球范围内的研究和应用,已基本形成了包含有物理修复、生物修复、化学修复技术的污染土壤修复技术体系,积累了各种污染类型场地中土壤综合工程的修复技术应用型经验,。下面介绍国内外相关污染土壤修复技术的研究现状。
（一）物理修复法。
1、换土法。
换土法是一种将污染的土壤换成或部分替换成新鲜还未受任何污染的土壤,通过稀释原来土壤中的污染物浓度,并增加土壤的环境容量,来达到对土壤污染进行修复的方法。换土法可以进一步分为4种方法：换土、去表土、客土和翻土。换土是指直接取走污染土壤,然后换成干净土壤,此法适用于小面积的土壤污染，尤其针对含有易扩散且难分解或具有放射性污染物的土壤,因此在技术再造时要注意妥善处理换出的污染土壤,防止二次污染的发生。去表土即直接从原地移出受污染的表土。客土是指把干净的新土覆盖于受污染的土壤之上,减少了污染物直接接触植物根系的面积，降低了污染物的浓度，使之达到临界危害的浓度以下,从而减轻危害。翻土是指把受污染的表土翻到底层,让积聚于表层中的污染物能够分散至更深层的土壤中,从而稀释了污染物,所以此法在技术再造中仅对较厚土层的土壤适用。
2、热修复法。
热修复法是指对受到污染的土壤进行加热(常见的加热方法包括蒸汽、射频、红外辐射和微波),然后收集土壤中所含的易挥发污染物，并对其进行统一回收处理。目前该法已成功被一家美国的Hg回收公司应用于受Hg污染的土壤治理工作中,修复了超过2300t的受Hg污染土壤,使Hg在土壤中的含量降至1.00mg/kg以下。
热修复法属于物理修复法,因此具有技术成熟、工艺简单等优点。但该方法耗能大导致操作费用较高,又只对具有挥发性的污染物适用,所以在技术再造时的应用范围也相对较窄。
3、玻璃化技术。
玻璃化(Vitrification)技术是指将受到重金属污染的土壤放在高温高压中,使之变成玻璃态物质,将重金属固定其中,从而消除了重金属的污染。应用此种技术所花的工程量较大导致费用偏高,但可以在根本上化解土壤中重金属的污染。其最大的优点是见效快,所以在技术再造中适用于对受到重金属污染严重的土壤抢救性修复工作。
4、电修复法。
电修复法是指将低压直流电场通入受污染的土壤两端,利用溶质电泳和溶剂电渗把有机污染物或重金属定向迁移至阴极室中,从而修复土壤。电修复法通常用在对受到重金属污染的土壤修复中。钱署强等建立在田间以及实验室的研究表明了，此法不但能用在修复土壤受到无机污染物污染的工作中,也适用在修复土壤受到低浓度有机物（如苯、乙酸、酚、二甲苯等）污染的工作中。相比于其余方法,此法在技术再造时具有成本低,处理速度快等特点，特别针对受到水溶性污染物的粘土修复中。如果遇到非水溶性的污染物,应先用化学反应转化成水溶性化合物,再按步骤进行脱除修复。
（二）化学修复法。
1、淋洗法。
淋洗法是指通过注水来冲洗残留在土壤孔隙介质内的污染物,并对流入地底的冲洗水流进行回收,达到修复土壤效果的方法。需修复的污染土壤会因类型的不同而在使用淋洗法时也有差异。例如砂质壤土,因其粘性差,无法有效吸附污染物,往往只需对其进行初步淋洗。但如果换成粘性效果较好的粘土或壤土,因其对污染物的较强吸附力,在经过初步淋洗后,还需要进一步的修复处理。通常在对污染土壤进行淋洗处理时,会用到的清水、无机和有机溶液这三种作为淋洗液。考虑到在修复过程中可能因淋洗液而带来的二次土壤污染,通常会优先选择清水来作为淋洗液。总体说来,淋洗法的消耗较少,且操作人员也不会直接与污染物进行接触。但是有些淋洗液极有可能与土壤发生化学反应而出现二次污染,所以要在技术再造时,慎重选择淋洗液。
2、提取法。
提取法是指通过使化学试剂和土壤中所含的污染物发生化学反应,形成新的溶解性络合物。最后，将污染物从混合提取液中运用物理或化学手段分离出来的方法,且可再循环利用提取液。该法在技术再造中可用在修复被重金属污染的土壤工作中,但国内目前关于相关方面的研究还在实验阶段。
（三）生物修复法。
1、生物通气法。
生物通气法是将空气强制通入污染土壤中,并将其中的易挥发性有机物一并抽出,直接排入大气或再利用排入气体处理装置对其进行后续处理，即是一种通过强迫氧化生物的方法进行降解。该方法一般用于受到地下水层上部且透气性较好又容易挥发的有机物污染的土壤修复工作中,也对结构疏松的多孔土壤适用,便于微生物的繁殖生长。通常在使用通气法对土壤进行处理前,会在污染土壤上打至少两口井,在加入空气前先通入一些氮气，作为对菌生长进行降解的氮源,来提高修复效果。据研究表明,氮素营养虽能使降解污染物的速度加快,但也可能因此阻止生物的降解，因此在技术再造时要注意不要使用过多。
2、植物修复法。
植物修复法是指用植物来吸收污染土壤内的重金属,再将重金属萃取出来,富集转移至植物地上枝条的部位和收获的部位,或通过植物根系有的微生物系统和酶系统来络合污染土壤中的重金属,从而达到降低生物毒性和重金属的活性的效果,减少了重金属被通过空气中而产生扩散或被淋滤时进入地下水的可能。此法在技术再造中应主要用作修复重金属污染的土壤中,或修复有机物污染的土壤中,但国内对这方面的应用相对较迟,所以其主要原理还在于利用植物根系中的微生物群落来降解有机质从而进行修复。
二、对污染土壤修复技术的展望
鉴于土壤类型的较大差异，以及复杂多变的生态条件和环境因素，在对污染土壤修复技术的效果评价方面还存在较大差异。随着各种污染土壤修复技术的不断进步，其修复效果的评价方法也在逐渐被重视。然而，对于污染土壤修复技术还缺乏深入系统的再造，也存在着许多尚待进一步研究的问题。
面对土壤污染类型呈现多样化,污染场地的综合环境错综复杂,因此，未来还应发展针对污染土壤修复的决策支持系统以及事后评估技术。此外，现今还没有一套通用的评价污染土壤修复技术准则，因此建议尽快建立有效的通用评价指标体系，对大多数的污染土壤条件和类型都适用。制定污染土壤修复技术标准的基础以及对修复效果进行检验和评价的基础都是建立在对修复基准的研究之上的，所以未来的一项重要工作就是加强对修复基准的研究，以保护对污染土壤修复技术效果评价中的科学性。
参考文献：
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土壤修复新技术篇3
关键词:壤污染;危害;植物修复;修复机理
1土壤污染的含义以及危害
土壤污染是指通过多种途径进入土壤的有毒有害污染物的数量和速度超过了土壤的容纳能力和净化速度,造成土壤的物理、化学和生物学性质、组成及性状等发生变化,破坏土壤的自然动态平衡,从而导致土壤自然功能失调、土壤质量恶化、作物的生长发育受到影响、产品的产量和质量下降,产生一定的环境效应,并可通过食物链对生物和人类构成危害。
土壤污染的危害包括隐蔽性和滞后性、累积性和不可逆性、不易治理性和后果严重性。
2植物修复的研究和机理
2.1植物修复的研究植物修复是利用植物修复有毒重金属、有机物、放射性核素污染土壤、沉积物、地表水、地下水的一项绿色技术,它是一项利用太阳能动力的处理系统。石油烃类作为早期有机污染植物修复的研究对象,其修复机理已有较清楚的认识。
2.2植物修复机理植物修复技术是一种绿色的修复技术,引起人们极大兴趣和关注,是污染土壤修复技术中发展最快的领域。土壤污染的植物修复机理包括植物提取作用、根际降解作用、植物挥发等作用。
2.3植物修复技术的局限性植物修复不仅是一条绿色的,生态的净化途径,一种符合公众心理需求的新技术,而且也是一种经济有效的净化的方案。对环境扰动少,可谓是真正意义上的“绿色修复技术”。植物修复技术也具有其局限性,主要表现在。
1)目前发现的超富集植物所能累积的元素大多较单一,而土壤污染通常是多元素的复合污染。2)超富集植物生产缓慢,生物量低,而且生长周期长,因此从土壤中提取的污染物的总量有限。3)目前发现的超富集植物几乎都是野生植物,人们对其农艺性状、病虫害防治、育种潜力以及生理学等方面的了解有限,难以优化栽培和培育。4)超富集植物的根系比较浅,只能吸收浅层土壤中的污染物,对较深层土壤中的污染物则无能为力。5)异地引种对生物多样性的威胁,也是一个不容忽视的问题。6)植物器官往往会通过腐烂、落叶等途径使重金属污染物重返土壤,因此富集重金属的超富集植物需收割并作为废弃物妥善处理。
3植物修复技术发展前景
1)植物修复涉及一系列技术,包括不同的植被类型,其作用对象、修复机理和能力各不相同。2)利用放射性同位素标记技术,加强植物体内各种生理生化代谢途径对污染物胁迫下的适应性反应的研究,如光合反应、呼吸代谢、激素应激对污染物胁迫是如何做出适应性改变的,通过这种改变的机制,研究污染物胁迫下植物次生代谢途径反应以及逆境信号传导途径也是理解植物污染物耐性机理的一个重要方面。3)从分子生物水平加强对植物解毒机理等基础理论的研究。植物吸收污染物首先要经过根系,因此,应重点围绕根系来探索解毒机制和污染物在植物体内的运输机制,了解植物、土壤、微生物整个体系下各物质之间的相互作用。4)植物-微生物联合修复技术可以成为一种很有发展前途的新型生物修复技术,但由于降解微生物的群落组成和变化动态的了解甚少,为降解机理的阐明带来了困难,所以其理论体系、修复机制和修复技术需进一步完善。5)在基础研究方面,除了筛选耐受性高的植物和高效微生物以外,如何通过遗传学、分子生物学、基因工程等手段进一步提高生物的活性和环境适应性,也是今后研究的重点。
4结论
综上所述土壤污染的植物修复技术发展前景十分宽广,并且与其他修复技术相比有许多优点,根据我国国情,也是十分适用于中国的一项值得开发的新技术。随着全球经济的快速发展,有毒有害污染物通过各种途径进入土壤,持久性污染物的危害开始显现,土壤污染面积扩大。土壤污染不但影响农产品产量与品质,而且涉及大气和水环境质量,并可通过食物链危害动物和人类的健康,影响环境安全和社会稳定。发展植物修复技术能有效解决我国目前和未来面临的严峻的环境保护问题,对我国经济发展和环境保护都有着重大意义。
土壤修复新技术篇4
关键词镉污染；土壤修复；生物修复；研究进展
中图分类号X53文献标识码A文章编号1007-5739（2014）09-0251-03
镉是环境中毒性最强的重金属元素之一，位于元素周期表中第二副族，也是《重金属污染综合防治“十二五”规划》重点监控与污染物排放量控制的5种重金属之一；具有生物迁移性强、极易被植物吸收和积累的特点，对动植物和人体均可产生毒害作用[1]，严重时甚至会造成骨痛病、高血压、肾功能紊乱、肝损害、肺水肿等疾病[2]；据统计，我国每年生产的镉含量超标农产品和动物造成累积性毒害品达146万t[3]，镉污染的农田面积已超过28万hm2，年产镉超标农产品达150万t[4]，我国市场上常见的市售大米约10%存在镉超标[5]，对环境经济和人类的身体健康造成了极大的隐患。近年来湖南浏阳、云南曲靖以及广西河池地区先后发生的镉污染事件[6]造成了极大的影响，因此控制镉污染，加大对镉污染土壤修复力度已经势在必行，笔者对目前最新镉污染土壤修复的方法予以全面概述，着重于镉污染土壤的生物修复，旨在为后续的研究提供参考。
1农业生态修复
农业生态修复措施是指因地制宜选择耕作管理制度来减轻重金属危害，主要包括农艺修复措施和生态修复措施。农艺修复措施一般是通过耕作制度的改变，辅以多种植物组合间作、轮作以及套作或者通过向镉污染土壤中加入能结合游离态的镉形成有机络合物的有机肥，从而达到有效减少土壤中镉的含量、降低植物对镉的吸收的目的，实现土壤中镉的迁移、吸收和降解[7-8]。我国在生态修复措施方面研究较多，一般通过调节包括土壤水分等在内的生态因子来实现对污染物所处环境介质的调控[9]。农业生态修复措施既能保持土壤的肥力，又能促进自然生态循环和系统协调的运作，但存在着修复时间长、见效慢等不利因素。
2物理修复
镉污染土壤修复常用的物理方法有客土法、换土法、翻土法、电动力修复法等；客土法、换土法、翻土法是常用的物理修复措施，通过对污染地土壤采取加入净土、移除旧土和深埋污土等方式来减少土壤中镉污染。汪雅各等[10]进行客土深度改良试验，使青菜体内镉等浓度平均下降50%～80%；目前英、美、荷、日等国家先后实现了此法的应用，但由于其投资成本大、易发生二次污染和降低土壤肥力而难以广泛推广[11]。电动力修复主要是通过在污染土壤两侧施加直流电压，使土壤中的污染物质在电场作用下富集到电极两端，从而去除污染土壤中的重金属，目前该技术己应用于Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、Ni等重金属污染土壤的修复。Karimetal[12]采用电动和水动相结合的方法对重金属污染土壤修复100h后，土壤中约97%污染物被成功去除。物理法修复镉污染土壤简单、快速，但并没有真正将镉污染从土壤中去除，具有潜在的危害性，加上此法需要大量的财力、人力和物力，不适宜于大面积的镉污染土壤治理。
3化学修复
化学修复是指通过向污染土壤中投入化学改良剂，对重金属进行固定转换、溶解抽提和提取分离，从而减少污染土壤中的重金属含量，改变土壤环境条件；化学固定、淋洗和提取是镉污染土壤化学修复较常见的方法。周国华研究发现土壤中活动态镉与稳定态镉可以相互转化[13]。碱性改良剂[14-15]（石灰、钙镁磷肥等）、黏土矿物[16]（沸石、海泡石等）、拮抗物质[17-18]（硫酸锌、稀土镧等）和有机质[19-20]（泥炭、有机堆肥等）是较为常用的镉污染修复化学材料；除此之外，一些金属螯合剂和表面活性清洗剂目前也逐渐应用于镉污染土壤修复[21]。化学修复是在污染土壤基础上进行的，简单易行。但它只是改变了镉在土壤中存在的形态，并没有真正意义上去除镉污染，存在再度活化危害的可能性，不是一种永久性的修复措施。
4生物修复
生物修复是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良重金属污染。镉污染土壤修复一般有动物修复、植物修复和微生物修复。
4.1动物修复
土壤中的某些低等动物如蚯蚓、鼠类能吸收土壤中的重金属，从而在一定程度上降低土壤中重金属含量[22]；目前该技术对重金属镉污染修复的研究仍局限在实验室阶段[23]，敬佩等[24]通过在重金属污染土壤中接种蚯蚓发现：蚯蚓对镉具有较强的富集能力，富集量随着蚯蚓培养时间的延长而逐渐增加。但受低等动物生长环境等因素制约，其修复效率一般，并不是一种理想的修复技术。
4.2微生物修复
土壤中的某些微生物对重金属有吸收、沉淀、氧化还原作用，可以减轻土壤中重金属的毒性；主要是通过改变土壤中重金属离子的活性，微生物细胞吸附富集重金属以及促进超富集植物对重金属的吸收来实现污染土壤的修复；江春玉等[25]从土壤样品中筛选出一株对镉铅有极强抗性的拮抗细菌WS34，可极大提高印度芥菜和油菜富集镉铅能力，并对其生理生化特性进行了相关研究；有报道称AM真菌可以增加植物对镉的耐性，促进镉等重金属由植株地下部分转移至地上部分[26]；目前用于镉污染土壤修复的微生物涵盖了细菌（柠檬酸杆菌、芽孢杆菌、假单胞菌等）、真菌（根霉菌、青霉菌、木霉菌等）和某些小型藻类（小球藻、马尾藻等）[27-28]。微生物镉污染土壤修复法作为一种绿色环保的修复技术，引起国内外相关研究机构的极大重视，具有广阔的应用前景，但修复见效速度慢、修复效果不稳定使得大部分微生物修复技术还局限在科研和实验室水平，实例研究少。
4.3植物修复
植物修复是指利用植物吸收、吸取、分解、转化或固定土壤、沉积物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物的技术的总称[29]，包括了植物提取、植物挥发、植物降解、植物根滤和根际微生物降解，其中植物提取修复即利用超积累植物的特性来修复重金属污染土壤应用最为广泛。超积累植物的概念由Brooksetal[30]在1977年首先提出，目前文献报道的超积累植物近20科、500种，其中十字花科较多，主要集中于芸苔属、庭芥属及遏蓝菜属，对镉污染土壤修复效果较好的的超积累植物包括了十字花科、禾本科在内的10余科植物（表1）[27，31-36]；除此之外，一些观赏性植物[37]、农田杂草[37-38]、木本植物[39-41]也是镉污染土壤修复超积累植物来源。
近年来超积累植物的发现及研究工作取得了巨大进展，但限于此类植物大都矮小、根系短、生物量较低，修复周期长而难以广泛应用；单一依靠超积累植物修复镉污染土壤已经不能满足现实需求，因此开发经济高效的镉污染土壤联合植物修复技术，保证农产品质量安全逐渐成为研究热点。目前，国内外已开展了通过向土壤环境中引入有益微生物、施用化学物质和肥料、合理耕作等生物、化学和农艺强化措施来改善土壤环境，促进超积累植物对养分的吸收，从而提高超积累植物修复镉污染土壤的效率的一系列研究。有研究表明玉米与东南景天套种，同时施加混合添加剂；玉米与羽扇豆和鹰嘴豆在不同分隔/间作方式下都能大大提高对污染土壤中镉的吸收效率[42-43]；邓金川等[44]研制了包括味精废液在内多种有机试剂混合而成的添加剂，提高了植物对锌、镉的吸收效率，明显降低地下水的中金属污染。
5问题与展望
镉污染土壤修复的复杂性和高难度使得目前尚无一种真正稳定高效的修复技术能满足现实生产的需求；物理修复和化学修复能较快实现土壤中镉含量的降低，但其仅改变了土壤中镉的存在形式而没有将其彻底清除，往往还存在成本昂贵、工程量巨大、二次环境污染的问题；动物修复和微生物修复作为一种绿色修复技术相比于其他修复方式具有经济、方便、不改变土壤固有理化性质的特点，但其修复速度慢、见效时间长、对土壤环境要求高的问题限制了其大面积的推广应用。利用植物修复被镉污染的环境，不仅成本低廉，而且有良好的综合生态效益，尤其适合大面积推广。寻求更多的镉污染超积累植物资源，研究镉超积累植物与根际微生物共存体系，利用分子生物学和基因工程克服镉污染超积累植物自身的生物学缺陷，从而彻底实现镉污染土壤修复的高效、稳定、绿色是研究的主要方向。
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土壤修复新技术篇5
技术领域：先进制造
技术优势：“多次取芯富钴结壳潜钻”系统适用于深海底浅地层地质勘探取芯等科学研究的需要，其关键技术包括一次下水多次取芯技术、水下大功率锂电池供电及电液传动技术、万米脐带缆高速无中继数据传输与多视频监控技术、海底高效高适应性薄壁金刚石取芯钻进技术等，其主要创新点是，在世界上首次实现了一台钻机“一次下水取多个岩芯”功能；另外在上述各个关键技术中均有创新，整机和主要关键技术具有完全自主知识产权，且实现了较高的国产化水平。技术整体达到国际先进水平，在取样成功率和取样效率方面达到国际领先水平。设备样机已在我国“大洋一号”远洋科考船2004年DY105―16航次和2005年DY105―17环球航次中应用，取得良好应用效果，为我国大洋富钴结壳资源勘探，圈定我国富钴结壳矿区作出了重大贡献，同时验证了其技术的可靠性和实用性。
目前设备样机已经被中国大洋协会接收，成为“大洋一号”船常规调查设备，由科研成果成功转化为海洋高技术产品。我国大洋富钴结壳勘探工作今后还将大规模展开，本课题技术的直接应用前景将十分广阔。同时本课题技术还可推广应用到深海深孔岩芯钻机等我国目前急需的大型深海机电设备上。
铬渣堆场污染土壤微生物修复新技术
技术领域：节能环保
技术优势：该技术工艺简单、操作简便、设备少、投资及运行成本低、无二次污染、修复速度快、高效彻底，同时能回收一部分铬，能明显改善土壤理化性质。该项技术已申请了2项国家发明专利，开发了一套完整的土壤修复设备。铬污染土壤微生物修复技术不仅可用于Cr（VI）面源污染土壤，而且对铬渣堆场严重污染的土壤修复具有明显的技术优势。其创新点：铬渣堆场污染土壤微生物修复新技术利用铬还原菌直接将土壤Cr（VI）还原修复，无需调节土壤酸碱度，不破坏土壤结构，不改变土壤的理化性质，开辟了一条环境友好型铬渣堆场污染土壤修复新途径；生化回灌修复铬渣堆场污染土壤，在土壤得以修复的同时，一部分铬的回收，实现铬重污染土壤治理与铬资源化回收利用；开发生化回灌修复工艺为国内外首创，对铬重污染土壤的治理具有重要的示范作用和推广价值。
快速除砷除硒新工艺的研究及应用
技术领域：节能环保
技术优势：采用多种化工原料科学配制的快速除砷除硒剂，代替纯碱除砷、除硒，未见国内处文献报导，是锑冶炼技术和重大进步，是一次技术创新，牌国际领先水平。与传统锑精炼工艺比较，采用快速除砷除硒剂的锑精炼工艺有如下突出优点：（1）能一次性同时深度除去砷和硒，产品含砷降至0.002%以下，硒降至0.00008%；（2）消耗的原材料不到纯碱的一半；（3）精炼渣量少，锑的直收率较纯碱法提高2～4%；（4）精炼速度快、时间短，提高了设备的利用率，降低了劳动强度；（5）砷、硒在精炼渣中的富集度高，渣含砷右达20%，为砷碱渣的后续处理创造了有利条件。对锑冶炼的环境保护具有重要意义。
氧化锌低酸上清经还原再用锌浮渣沉铟的研究与应用
技术领域：节能环保
技术优势：生产铟的原料为铟富集渣，也即沉铟渣，即炼锌过程产生的浸出渣经挥发窑挥发产出氧化锌，然后氧化锌经中性、酸性浸出再经锌粉置换富集，就得到了生产铟的原料--沉铟渣。由于原料中铟品位降低及Fe、Cu等杂质含量的升高，含铟450mg/L以上的氧化锌低酸上清液用锌粉置换富集时得到的沉铟渣含In由2000年的2.5%以上降为现在的1.0%～1.2%，而沉铟渣中的Zn、Fe等杂质含量大幅提高，这样，不仅加大了置换时锌粉耗量，使生产成本升高，更影响后续的铟回收，难以提高铟的回收率。
土壤修复新技术篇6
2016年5月28日，国务院印发了《土壤污染防治行动计划》，简称“土十条”。这一计划的可以说是这个土壤修复事业的里程碑事件。土壤是经济社会可持续发展的物质基础，关系人民群众身体健康，关系美丽中国建设，保护好土壤环境是推进生态文明建设和维护国家生态安全的重要内容。当前，我国土壤环境总体状况堪忧，部分地区污染较为严重，已成为全面建成小康社会的突出短板之一。
土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。在土壤修复行业，已有的土壤修复技术达到一百多种，常用技术也有十多种，大致可分为物理、化学和生物三种方法。世界上许多国家特别是发达国家均制定并开展了污染土壤治理与修复计划，因此也形成了一个新兴的土壤修复行业。本期大讲堂聚焦土壤修复技术及产业应用，重点讨论土壤修复技术在服务领域及工业领域的应用场景；土壤修复技术与信息、网络、材料、感知、仿生技术如何融合突破；土壤修复技术产业化对服务和劳动成本的影响；国内外土壤修复技术及应用的差距。
本期大讲堂，中国科学院地理研究所研究员廖晓勇作专题报告，中节能六合天融环保科技有限公司副总经理王昕f、意谷（北京）投资管理有限公司总经理刘媛媛、中国环境修复产业联盟秘书长高胜达、北京生态修复学会理事长刘俊国等业内专家共同围绕土壤修复技术产品化、产业化、市场化路径等进行全方位探讨。
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