重金属污染土壤的生态治理与示范

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1、重金属污染土壤的生态治理与示范：本研究结合广西酸性土壤特点及主要的重金属污染种类，以土壤－植物－微生物的自然生态系统为核心，辅助一些土壤改良措施，通过植物吸收重金属等途径，筛选适合于生态治理的植物－微生物系统。提出对广西重金属污染土壤进行安全高效的生态治理模式，探讨建立适合于广西酸性土壤的生态治理模式。　　关键词：重金属土壤生态治理示范　　1概述　　土壤是国家最重要的自然资源之一，是人类赖以生存的物质基础，也是生态环境的重要组成部分。近年来，随着工矿业的迅速发展，土壤重金属污染已日益严重，危及人类健康，已成为不可忽视的环境问题。　　目前我国土壤污染的总体形势相当严峻。一是土壤污染程度加剧

2、。据不完全统计，目前全国受污染的耕地约有1.5亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆存占地和毁田200万亩，合计约占耕地总面积的1/10以上。二是土壤污染危害巨大。据估算，全国每年遭重金属污染的粮食达1200万吨，造成的直接经济损失超过200亿元。土壤污染造成有害物质在农作物中积累，并通过食物链进入人体，引发各种疾病，最终危害人体健康。土壤污染直接影响土壤生态系统的结构和功能，最终将对生态安全构成威胁。三是土壤污染防治基础薄弱，土壤污染尤其是重金属污染治理成本高且很难彻底根除。　　广西是经济欠发达地区，特别是山区，人多地少，土地资源非常珍贵，矿区的土壤被污染后给当地的农业生产和

3、人民生活带来了严重影响，要解决历史遗留的土壤重金属污染问题，需要大量的资金，地方政府和农民都难以承受。因此以生物修复技术为理论基础，研究对广西重金属污染土壤进行安全高效的生态治理模式，创建适合于广西经济和环境条件的生态治理示范基地，为“十二五”广西重金属污染防控提供有力的技术支撑十分必要的。　　2系统分析与设计　　广西西南部土壤属于赤红壤，呈酸性至强酸性。在酸性条件下重金属的生物有效性比碱性条件下高，且土壤酸性也不利于植物生长。如何让土壤中的重金属最快最多的迁移至植物地上部分，是植物修复生态处理技术的核心和关键，其中涉及土壤，土壤微生物和植物三者的相互作用。土壤的重金属污染种类和程度，土

4、壤的酸碱度，土壤的养分等基本理化性质，包括土壤中的微生物种类等，均对植物吸收和积累重金属产生直接的影响。对植物来说，植物生长速度和地上部生物量，植物地上部对重金属的积累机制等直接决定了植物修复的效果。针对广西典型酸性土壤特征，本研究提出开发一套符合广西地理气候特点和经济发展水平的重金属污染土壤生态处理技术，并建立示范工程。　　主要研究内容包括：示范点的土壤改良措施研究、植物的选定、大田试验及土壤改良。　　总体技术路线如下：　　■　　3项目实施　　根据调查结果，确定项目实施地点定于大新县铅锌矿场区附近某一水稻田。试验田面积约280m2。将示范地点的土壤采回，通过盆栽和小区试验，选定重金属超

5、积累植物、低积累植物主栽品种及套种方式；筛选出合适的土壤改良措施。　　大田试验：在添加土壤改良剂石灰，泥炭，海泡石的基础上种植东南景天，红蛋和玉米，研究不同套种方式和不同改良剂对修复效果的影响。　　在添加泥炭，有机肥，硫酸铵，尿素等不同N肥的基础上种植东南景天，玉米和红麻，研究不同套种方式和不同施肥方式对修复效果的影响。　　3.1土壤重金属的去除效果：采用收获植物地上部所带走的重　　金属质量占40cm表层土壤重金属质量之比来计算生态系统的清除率。2009年，通过石灰＋泥炭处理土壤，种植东南景天和玉米，该植物生态修复系统对Zn和Cd的清除率分别为1.4%和7.6%。2010年通过石灰＋泥炭

6、处理土壤，种植东南景天和玉米，该植物生态修复系统对Zn和Cd的清除率分别达到2.4%和5.2%。通过两年两次实验，植物生态系统对该示范点的土壤Zn和Cd清除率可达3%以上。　　在无进一步污染情况下，通过本项目的实施，预计将土壤Zn降低至农田土壤安全标准需要25-30年，将土壤Cd降低至农田土壤安全标准需要10-15年。　　3.2对生态环境的恢复效果：本项目的示范点原先是当地农民　　种水稻的水田。由于重金属污染严重，由国家补贴已不让继续种植水稻。在春季雨水多发时节，土地表面有一些杂草生长。到夏季至秋冬季，雨水偏少，当地无其他灌溉措施，土壤干旱时杂草不生，土壤裸露严重，对当地生态环境造成很大

7、影响。通过本项目的实施，使植物全部覆盖裸露的土壤，减少水土流失，防止土壤粉尘进入空气中，净化当地空气，美化环境，保持生态平衡，提高当地居民的生态环境质　　量。　　3.3增加农民的经济收入：由于耕地荒置造成当地农民的经济收入减少。本项目通过套种红麻和东南景天，可以在一定程度上增加一些经济收入。收获的东南景天可用于提取次生产物－红麻由于不是食用作物，其纤维中的重金属积累量较低，不会造成食品安全危害。　　4结论与讨论　　通过本项目的实施，