污染土壤的改良技术(教材)

1、作物生产技术专业/教学资源库 花生教材教学单元三 花生品种选用与整地播种教学子单元一 花生品种类型与良种选用教学子单元二 花生田土壤改良与耕翻一、不同土壤条件对花生生育的影响 二、适宜花生生育的土壤条件与土体结构 三、花生中低产田的改良技术四、污染土壤的改良技术为了确保无公害花生产品质量，对污染土壤要有计划地进行改良。我国土壤污染物主要有重金属汞、镉、铅、砷、铬、铜等。还有放射性物质铀、镭、钍等以及硝酸盐和六六六、滴滴涕有机氯等有害物质。上述污染土壤的有害物质，主要来源于含金属污水的农田灌溉、污泥的农业利用、化学肥料和化学农药的使用，以及矿区排污和漂尘的沉降。目前，污染的土壤不是在逐渐减少而是

2、在不断增加，这已成为深受全球关注的环境问题。土壤的污染，不仅退化土壤肥力，降低花生与其他农作物产量与品质，而且恶化水环境，并通过食物链危及人类的生命和健康；尤为严重的是，不少污染物在土壤系统中所产生的污染过程具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点。因此，土壤污染的治理一直是国际性的难点热点研究课题。（一）重金属污染土壤的修复技术 1、重金属污染土壤的植物修复技术（1）植物吸收 植物吸收是指通过植物根系吸收污染物特别是有毒金属和放射性元素，并将其转移到植物茎叶，然后收割茎叶，异地处理。专性植物，又称为超积累植物，可以从土壤中吸取和积累超过寻常水平的有毒金属。超积累植物具有清洁重金属污染土壤和实现重金

3、属生物回收的实际可能性。这种植物拥有与众不同的生理特性。在工业废物或污泥施用而引起的重金属污染土壤上，连续种植几次超积累植物就有可能去除有毒金属，特别是生物有效性部分。有毒金属污染的土壤一旦被植物清洁，便可复垦和利用。植物修复概念的早期验证，是在英国小规模田间试验中进行的。多种超积累植物，种植在曾多年施用富含重金属的工业污泥试验地上。示范性试验表明十字花科遏蓝菜（Thlaspi caerulescens）具有很大的吸取锌和镉的潜力。这种植物是一种在富含锌、铅、镉和镍土壤上生长的野生草本植物。（2）植物挥发 植物挥发与植物吸取相连。他是利用植物吸取、积累、挥发而减少污染物。一个成功例子就是植物吸

4、收、积累、挥发而减少高硒土壤中的硒，从而降低硒对生态系统的毒性。另一个例子是用两种细菌基因导人几种植物，使这些植物根吸取的离子态汞和甲基汞脱毒成金属汞。植物以低于可能引起大气汞危害的速率挥发。汞污染土壤和地下水的植物修复技术所需费用可能只是填埋、热处理和化学提取等传统过程方法的一小部分。目前，发达国家的实验室正在通过遗传工程改变植物吸收重金属的特性，将汞与其他重金属一起吸入植物根系，并快速转移到茎叶，最后收获植物回收金属。（3）植物降解 植物降解是一种对植物组织内部污染物的代谢作用。例如，植物产生脱卤素酶，催化含氯化合物的降解。实验表明，利用生长快，根系深和需水量大的杂交白杨、杨柳，可在水利上

5、控制和生物学上修复三氯乙烯污染的地下水。植物还可用来修复爆炸物质污染的土、水环境。已观察到丝兰花植物可在农药严重污染区生长，并发现在其组织内存在三硝基甲苯（TNT）的转化产物，这表明组织内发生了TNT的植物降解。（4）植物根滤 植物根系比植物地上部分难以收获，采用溶液培养植物，将其移植到污染点，大量吸收土壤中的重金属污染物，植物根系中重金属污染物达到饱和状态后，对植物根系进行收获处理，这就是 “根滤”技术。根滤技术已成功地应用于污染土壤放射性物质的浓缩。有试验报道，向日葵根系淹没于水中能快速的积累重金属和放射性元素。（5）根际强化生物降解 根际强化生物降解作用发生在植物根圈土壤中。植物根系释放

6、自然物质为根际微生物提供基质。其结果是使微生物种群类型增多和数量增加，从而增强对有害有机物降解的速率。成功的例子有根际强化生物降解石油烃（PHCS）。（6）植物稳定 植物稳定是利用植物吸收和沉淀土壤中的大量有毒重金属，以降低生物有效性和防止其进入地下水和食物链。研究表明，植物根可有效地固定土壤中的铅，从而减少其对环境的潜在风险。植物稳定研究方向是促进植物发育、使植物根须发送、键合和持留有毒金属于土中，不使金属转移到地上部分。（7）植物修复的调控途径 若以修复植物从污染土壤吸收移走的重金属量表征植物修复效率，那么提高植物修复效率应从植物生物量及单位质量植物的重金属含量着眼，综合考虑植物和土壤两方

7、面，改进植物性能和采取一定的农艺、化学措施调控。2、重金属污染土壤的化学修复技术 施用石灰可以明显降低污染土壤中重金属的溶解度，在污染土壤中施用铁氧化物或锰氧化物，可以降低土壤中水溶性的镉及铅浓度。有人利用两种受镉及铅污染的土壤来评估用不同化学改良剂对于镉及铅生物有效性及小麦总摄取量的影响，盆栽试验的处理包含对照组、堆肥、石灰、铁氧化物、锰氧化物、锌氧化物、石灰与锌氧化物的混合、石灰与堆肥的混合、磷酸钙及合成沸石，土壤分别先经60%水分含量下孵育，再种植小麦，置于温室中生长。结果发现，单独加人石灰或是与锌氧化物（或堆肥）的混合，可降低镉及铅的生物有效性，并明显降低籽粒中镉的浓度及小麦对于镉的总

8、摄取量（P0.01），而加人石灰、锌氧化物或沸石，则可将两种土壤中有效性形态的镉及铅转变为无效性的形态，降低镉及铅的生物有效性（P0.1），并明显降低小麦对于镉及铅的总摄取量，因此对于两种受镉及铅污染的台湾农田土壤而言，石灰、锰氧化物、沸石或是石灰与锌氧化物，或堆肥的混合，可明显降低镉及铅的生物有效性及小麦的总摄取量。（二）化肥污染的土壤治理技术 针对不当和过量施肥造成的土壤污染，专家们进行了大量研究，提出了许多具体治理的技术方案。如过量施用氮肥引起花生籽仁中NO-3积累，可以通过配施磷钾肥和有机肥来降低NO-3的含量；施用缓效氮肥，使用硝化抑制剂、脲酶抑制剂都能明显降低土壤中NO-3的含量。

9、适量喷施铜肥、硼肥和锰肥均能降低作物体内NO-3的含量。对施肥造成的重金属污染，还可以采取使用石灰、增施有机肥料、调节土壤氧化还原电位（Eh值）等方法降低植物对重金属元素的吸收积累，还可以采用翻耕、客土和换土来去除或稀释土壤中重金属和其他有毒元素。王少仁等人研究表明，土壤有机质与磷肥的、比放活性呈负相关，为此可通过增加土壤有机质来防治使用磷肥所造成的放射性污染。在中性及酸性土壤上使用氯化钾，应注意配合石灰和有机肥料的施用，防止过低的pH和过量活性铝对作物生长的毒害作用。（三）化学药剂污染的土壤治理技术施用有机改良剂可减轻化学药剂污染土壤，并可防治土传病害。有机改良剂的种类主要有：1、壳制粗粉 用得较多的为虾壳、蟹壳，施入土壤后，土壤中微生物数量明显增多，特别是植株根际的放线菌数量大幅度增加。2、植物残体 用多种植物秸秆、叶片、荚果皮等制成粗粉，提高土壤有机质含量，改良土壤机构。3、绿肥 种植豆科作物掩青，使土壤中的芽孢杆菌大量增加、用油菜叶片作绿肥可以有效地低土壤中根结线虫的群体密度。4、饼肥 经常使用的饼肥有花生饼、豆饼、棉籽饼、菜籽饼、芝麻饼等，可以明显培肥地力，提高对病原菌的拮抗作用。5、堆肥