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我国农田重金属污染生态修复技术与应用

来源:土壤地下水修复 点击:   2017-09-28 14:26:55

1.背景

我国土壤污染现状

农田土壤重金属来源

近年我国重金属污染土壤修复有关政策文件及内容

近年我国政策有关土壤修复工程的具体导则与办法

我国土壤修复技术的现状

农田生态修复技术及应用2

农田土壤污染修复

根据中国环境修复研究院的大数据分析,除我国大陆外,公开资料显示日本和台湾地区是全世界仅有的个别开展耕地污染修复的国家或地区。以“换新”(客土法和翻耘法)为主,以“调控”(水分调节和调整种植结构)为辅,“修复”(植物修复和洗净法)则尚处于研究、试验或小规模应用中。

日本客土法

台湾地区污染的农田


我国农田土壤重金属污染的修复技术

农田土壤修复-物理工程技术

日本富山县神通川流域土壤修复

日本采用了客土法和灌水技术来治理受污染农田。对于大米镉含量在0.4-1.0毫克/千克的土壤采用灌水技术修复,对于大米镉含量超过1.0毫克/千克的土壤采用客土法修复。据统计,富山县政府共更换了863公顷的土地,耗费了33年时间,花了整整407亿日元。

涉及工程量大,费用高,只适宜用于小面积的、污染严重的土壤修复;而且容易引起农田肥力减弱,耕层破坏。

我国农田重金属污染修复技术模式

农田土壤修复-农艺调控措施

采取农艺方法,如水分管理、施肥调控、低累积品种替换、调节土壤pH值、调整种植结构等措施来控制农田重金属污染。

控制土壤水分,调解其氧化还原电位(Eh),达到降低重金属污染的目的。

选择最能降低土壤重金属污染的化肥,增施有机肥。

选择农作物品种:低积累品种及调整种植结构。

农田土壤修复-化学钝化技术

指通过调节土壤理化性质以及吸附、沉淀、离子交换、腐殖化、氧化-还原等一系列反应,将土壤中的有毒重金属固定起来,或者将重金属转化成化学性质不活泼的形态,降低其生物有效性,从而阻止重金属从土壤通过植物根部向农作物地上部的迁移累积,以达到治理污染土壤的一种修复技术。

农田土壤修复-化学钝化技术-常用钝化修复材料

国内外在农田土壤重金属污染钝化修复中,使用的钝化剂材料主要包括:

粘土矿物,如海泡石、蒙脱土、膨润土、凹土、高岭土等;

碳材料,如秸秆炭、黑炭、果壳炭、骨炭等;

含磷材料,如钙镁磷肥、羟基磷灰石、磷矿粉、磷酸盐等;

硅钙材料,如石灰、石灰石、碳酸钙镁、硅酸钠、硅酸钙、硅肥等;

金属氧化物,如氧化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、针铁矿、氧化锰、锰钾矿等;

有机物料,如畜禽粪便、腐殖酸、泥炭、有机堆肥等;

工业废弃物,如粉煤灰、钢渣、赤泥、污泥等。

高效钝化材料的选择

效果显著性:作物降效40%以上

钝化稳定性:3年保持80%以上

良好选择性:定向键和能力强

经济可行性:成本较低

环境友好性:土壤质量无明显影响

农田土壤修复-植物修复技术

植物吸取修复、植物阻隔(低吸收)、植物稳定、植物挥发和植物根际过滤等

超富集植物

一种植物能被定义为超富集植物必须满足以下的条件。

植物地上部分的重金属含量至少要达到普通植物的100倍,且地上部重金属含量高于根部;

在高浓度的重金属环境中可健康生长;

植物地上部重金属的浓度要高于环境中的浓度。

有些植物虽然体内浓度不能达到超富集植物的标准,但是生物量比较大,也可以认为具有超富集能力。

农田土壤修复-综合防控

VIP+n 综合治理

V(Variety)品种:选用低吸收品种

I(Irrigate)灌溉:灌溉措施(水稻全生育期淹水)

P(pH)土壤pH

n-1 深耕改土(稀释耕作层重金属含量)

n-2 施用土壤调理剂

n-3 喷施叶面阻控剂

小结:农田重金属污染修复技术

农田修复对技术最重要的要求:不能破坏土壤结构及环境质量,维护农作物正常生长。

目前我国耕地修复技术较单一,还不够成熟,不稳定或成本太高而难于复制和推广。

技术长期稳定性和环境影响行为不明确;

技术异地复制效果和稳定性研究较少,影响技术的大面积推广应用;

农业生产行为和环境因素变化对修复技术效果的影响研究较少。

受污染耕地土壤生物修复技术研发水平与国外发达国家相当;

未来更看好多种动植物+微生物联合的生态修复方式。

原标题:我国农田重金属污染生态修复技术与应用

文章来源:土壤地下水修复
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