【優(yōu)秀碩士博士論文】《典型鉛鋅礦周邊農(nóng)田重金屬污染適宜修復(fù)技術(shù)研究》

廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文（工學(xué)碩士）典型鉛鋅礦周邊農(nóng)田重金屬污染修復(fù)技術(shù)研究黃澤宏二一五年五月分類號學(xué)校代號11845UDC密級學(xué)號2111207002廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文（工學(xué)碩士）典型鉛鋅礦周邊農(nóng)田重金屬污染修復(fù)技術(shù)研究黃澤宏指導(dǎo)教師姓名、職稱陳敏教授肖榮波教授級高工學(xué)科專業(yè)或領(lǐng)域名稱環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)生所屬學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院論文答辯日期2015年05月30日ADISSERTATIONSUBMITTEDTOGUANGDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYFORTHEDEGREEOFMASTER（MASTEROFENGINEERINGSCIENCE）RESEARCHOFREPAIRTECHNOLOGYFORHEAVYMETALPOLLUTIONFARMLANDNEARLEAD/ZINCMINESCANDIDATEZEHONGHUANGSUPERVISORPROFMINCHENSENIORENGINEERRONGBOXIAOMAY2015SCHOOLOFENVIRONMENTALSCIENCEANDENGINEERINGGUANGDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYGUANGZHOU,GUANGDONG,PRCHINA,510006摘要本研究選取廣東省某鉛鋅礦周邊重金屬污染農(nóng)田為研究對象，開展農(nóng)田重金屬不同污染程度修復(fù)技術(shù)篩選與應(yīng)用研究。針對輕度重金屬污染農(nóng)田，本研究采用鈍化阻隔的修復(fù)技術(shù)，試圖實現(xiàn)在輕度污染農(nóng)田上生產(chǎn)出符合食品食用標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)產(chǎn)品；針對中度重金屬污染農(nóng)田，采用超富集植物提取的修復(fù)技術(shù)以及玉米間作的農(nóng)藝措施，試圖實現(xiàn)邊修復(fù)邊生產(chǎn)。為鉛鋅礦區(qū)周邊土壤的整治提供參考。研究結(jié)果表明（1）對于鎘、鉛輕度重金屬污染農(nóng)田，采取水稻配施鈍化劑的修復(fù)技術(shù)。本實驗設(shè)有石灰、磷酸鹽、硅肥以及石灰配施磷酸鹽四種不同鈍化處理，通過田間實驗，連續(xù)種植早、晚兩造水稻。研究結(jié)果表明鈍化劑通過提高土壤PH以及降低土壤重金屬有效態(tài)含量，使水稻糙米重金屬含量下降，其中效果最好為石灰配施磷酸鹽，晚稻中糙米CD、PB含量降幅分別達(dá)846和30，并且PB含量符合國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)，早稻中石灰配施磷酸鹽處理CD、PB含量均符合國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)；值得關(guān)注的是本次試驗中，早稻所有處理的糙米重金屬含量對比晚稻均有明顯下降；水稻產(chǎn)量方面，除磷酸鹽處理時稻谷產(chǎn)量顯著降低外，施用石灰、硅肥或石灰與磷酸鹽配施處理對稻谷產(chǎn)量均未有顯著的影響；重金屬在水稻中各部位中含量大小依次為為根植株糙米；在水稻不同生長階段，不同處理條件下水稻植株內(nèi)CD含量總體均呈上升趨勢，在抽穗階段至成熟期，CD含量增加幅度顯著大于苗期至分蘗期。（2）對于鎘、鋅中度重金屬污染農(nóng)田，采取超積累植物伴礦景天、楊桃以及低積累玉米之間間套作的農(nóng)藝措施。研究結(jié)果表明伴礦景天對鎘鋅污染農(nóng)田土壤有巨大的修復(fù)潛力，每茬的平均理論修復(fù)效率可高達(dá)113，對鋅的修復(fù)效率為162；伴礦景天在研究區(qū)域的最佳種植季節(jié)為每年的3到6月份，在田間種植約180天，其生物量最高達(dá)282TA1，其地上部鎘、鋅含量最高分別可達(dá)120MGKG1及7718MGKG1，鎘、鋅的富集系數(shù)最高分別為100和15；楊桃在田間生長緩慢，生長約230天后地上部生物量達(dá)到493THA1，其根、莖、葉的CD含量分別達(dá)到了144、275、182MGKG1，根、莖、葉以及總CD的吸收量分別為332、551、111以及996GHA1，每茬的平均理論修復(fù)效率為313；低累積經(jīng)濟(jì)作物玉米HUIDAN4與超富集伴礦景天間作，可收獲符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)產(chǎn)品。關(guān)鍵詞鉛鋅礦；農(nóng)田土壤；重金屬污染；鈍化劑；植物修復(fù)ABSTRACTTHISSTUDYSELECTEDAHEAVYMETALPOLLUTIONOFFARMLANDSURROUNDINGTHELEADZINCMINEINGUANGDONGPROVINCEASTHERESEARCHOBJECTCARRYOUTREPAIRTECHNOLOGYSELECTIONANDAPPLICATIONRESEARCHOFTHEDIFFERENTPOLLUTIONDEGREEOFHEAVYMETALSINFARMLANDFORLIGHTLYHEAVYMETALPOLLUTEDFARMLAND,AMENDMENT,INCLUDINGCALCLIME,PHOSPHATE,SILICONFERTILIZER,PHOSPHATEWITHCALCLIME,WERECHOSEDTOADDINTHEFARMLANDPLANTEDRICEINORDERTOGETSAFETYOFAGRICULTURALPRODUCTSFORMODERATEHEAVYMETALPOLLUTEDFARMLAND,PHYTOREMEDIATIONISTHEIMPORTANTWAYTOMAKESOILCONTAMINANTNONTOXICTWOKINDSOFHYPERACCUMULATOR,INCLUDINGSEDUMPLUMBIZINCICOLA,CARAMBOLA,WERECHOSENTOABSORBOFHEAVYMETALSINSOIL,ANDINTERCROPPINGMAIZEINORDERTOACHIEVEPRODUCTIONWHILEREPAIRTHERESULTSSHOWTHAT1FORCADMIUMANDLEADLIGHTLYHEAVYMETALPOLLUTEDFARMLAND,TAKERICEWITHPASSIVATIONAGENTTECHNOLOGYTOREPAIRTHERESULTSSHOWTHATALLTREATMENTCANREDUCETHECDANDPBCONTENTINBROWNRICECOMPAREDWITHTHECONTROLCKBYINCREASINGTHESOILPHANDREDUCETHECONTENTOFSOILAVAILABLEHEAVYMEATALAFTERADDAMENDENTINSOILPHOSPHATEWITHCALCLIMEHASBESTRESULTINREDUCINGTHECDANDPBCONTENTINBROWNRICEINLATERICE,REACHTHERATEOF846AND30RESPECTIVELYINEARLYRICE,CALCLIMEANDPHOSPHATEWITHCALCLIMETREATMENTEFFECTISRELATIVELYCOMPAREDWITHTHECONTROL,ANDTHESETWOKINDSOFPROCESSINGOFBROWNRICEPBANDCDCONTENTARELOWERTHANFOODSAFETYSTANDARDSINCHINA02MG,KG1,GB148802012ALLTREATMENTOFHEAVYMETALCONTENTINEARLYRICECONTRASTLATERICEHAVEDECLINEDDRAMATICALLYPADDYRICEPRODUCTIONOFALLTREATMENTHADNOSIGNIFICANTDIFFERENCECOMPAREDWITHCONTROLEXCEPTPHOSPHATETREATMENTALONE,WHICHABOUT281DEDUCECOMPAREDWITHCONTROLTREATMENTSTHETRENDSINTHEDIFFERENTORGANIZATIONSOFRICECDANDPBCONTENTFORDIFFERENTTREAMENTWEREINTHEDESCENDINGORDEROFROOTSPLANTBROWNRICEALLTREATMENTCDCONTENTINTHERICEPLANTAREONTHERISEATDIFFERENTGROWTHSTAGESOFRICEINEARINGSTAGETOMATURITY,CDCONTENTWASSIGNIFICANTLYGREATERTHANSEEDLINGSTAGEANDTILLERINGSTAGE2FORMODERATEHEAVYMETALPOLLUTEDFARMLAND,THERESULTSSHOWTHATTHEBIOMASSOFSEDUMPLUMBIZINCICOLAISUPTO282THA1AFTERGROWINTHEFIELDFOR180DAYSCADMIUMCONTENTOFITSABOVEGROUNDUPTO120MGKG1WHILEZINCCONTENTREACH7718MGKG1COEFFICIENTSOFCADMIUMANDZINCIS100AND15RESPECTIVELYSEDUMPLUMBIZINCICOLAHASGREATREPAIRPOTENTIALFORTHEFARMLANDPOLLUTEDBYCADMIUMANDZINCANDTHEREPAIREFFICIENCYOFEACHUPTO113AND162FOR180DAYSTHEBIOMASSOFCARAMBOLAISUPTO282THA1AFTERGROWINTHEFIELDFOR230DAYSCADMIUMCONTENTOFITSROOTS,STEMANDLEAFIS144,275AND182MGKG1RESPECTIVELYTHEUPTAKEOFCADMIUMINROOTS,STEMANDLEAFIS332、551、111GHA1ANDTHETOTALUPTAKEOFTHECARAMBOLAREACH996GHA1ANDTHEAVERAGETHEORETICALREPAIREFFICIENCYUPTO313LOWCUMULATIVECORNHUIDAN4INTERCROPPINGWITHHYPERACCUMULATIONPLANTEDDIRECTLYONTHEMEDIUMOFHEAVYMETALSPOLLUTIONOFFARMLAND,CD,ZINCCONTENTOFTHECORNGRAINWEREBELOWTHELIMITVALUESCD02MGKG1,ZINC50MGKG1,WHICHISACOMBINATIONOFGREENINNOVATIONMODEKEYWORDSLEADZINCMINEFARMLANDSOILHEAVYMETALPOLLUTIONAMENDENTPHYTOREMEDIATION目錄摘要IABSTRACTII目錄IVCONTENTSVII第一章緒論111研究背景及意義112鉛鋅礦周邊土壤重金屬污染特征1121鉛鋅礦開采產(chǎn)污環(huán)節(jié)分析1122鉛鋅礦周邊土壤重金屬污染主要途徑及機(jī)理2123鉛鋅礦周邊土壤污染的主要重金屬元素6124鉛鋅礦周邊土壤重金屬水平分布特征6125鉛鋅礦周邊土壤剖面重金屬分布特征7126小結(jié)813重金屬污染修復(fù)方法9131植物修復(fù)9132鈍化阻隔10133低積累品種篩選12134農(nóng)藝措施14135其他措施1514土壤重金屬不同污染程度的劃分1515本研究提出的主要科學(xué)問題1716研究內(nèi)容及技術(shù)路線18161研究內(nèi)容18162技術(shù)路線19第二章田間試驗下不同鈍化劑對降低水稻中重金屬鎘、鉛含量的作用研究2021前言2022材料和方法21221試驗地概況21222試驗設(shè)計與實施21223樣品采集與處理22224分析方法23225數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析2323結(jié)果與討論23231添加鈍化劑對土壤PH值和重金屬有效態(tài)含量的影響23232添加不同鈍化劑對水稻糙米中鎘與鉛含量的影響26233添加不同鈍化劑對水稻產(chǎn)量的影響27234添加不同鈍化劑對鎘、鉛在水稻不同部位分布的影響28235添加不同鈍化劑對水稻不同生育期莖葉鎘吸收動態(tài)的影響2924結(jié)論30第三章田間試驗下間套種模式修復(fù)重金屬中度污染土壤3231前言3232材料和方法33321試驗地概況33322供試植物33323試驗設(shè)計與實施33324田間管理34325取樣及分析35326數(shù)據(jù)分析3533結(jié)果與討論35331伴礦景天生物量及其對鎘鋅的吸收35332楊桃不同部位生物量及其對鎘鋅的吸收量39333玉米籽粒重金屬含量40334植物對鎘鋅的總吸收量及修復(fù)效率4034結(jié)論43結(jié)論與展望4441全文主要結(jié)論4442研究展望45參考文獻(xiàn)46攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文57學(xué)位論文獨創(chuàng)性聲明58學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)聲明58致謝59CONTENTSABSTRACTINCHINESEIABSTRACTINENGLISHIICONTENTSINCHINESEIVCONTENTSINENGLISHVIICHAPTER1INTRODUCTION111RESEARCHBACKGROUNDANDSIGNIFICANCE112THECHARACTERISTICSOFHEAVYMETALSPOLLUTIONTOAREASAROUNDLEAD/ZINCMINES1121POLLUTIONANALYSISOFLEADZINCMINE1122THEMECHANISMSOFHEAVYMETALPOLLUTIONAROUNDLEAD/ZINCMINES2123THEMAINELEMENTSOFHEAVYMETALSPOLLUTIONAROUNDLEAD/ZINCMINES6124PLANEDISTRIBUTIONCHARACTEROFHEAVYMETALSPOLLUTIONAROUNDLEAD/ZINCMINES6125PROFILEDISTRIBUTIONCHARACTEROFHEAVYMETALSPOLLUTIONAROUNDLEAD/ZINCMINES7126SUMMARY813REPAIRTECHNOLOGYOFHEAVYMETALPOLLUTION9131PHYTOREMEDIATION9132PASSIVATIONBARRIER10133LOWACCUMULATIONOFVARIETIES12134AGRONOMICMEASURES14135OTHERTECHNOLOGY1514HEAVYMETALELEMENTSINDIFFERENTGRADELEVELCONTENTRANGE1515THISSTUDYPRESENTS1716REASERCHCONTENTSANDTECHNICALROUTE18161REASERCHCONTENTS18162TECHNICALROUTE19CHAPTER2FIELDAPPLICATIONEVALUATIONOFSOILHEAVYMETALIMMOBILIZATIONTECHNOLOGY2021FOREWORD2022MATERIALSANDMETHODS21221TESTINGGROUNDOVERVIEW21222EXPERIMENTALDESIGNANDIMPLEMENTATION21223SAMPLECOLLECTIONANDPROCESSING22224ANALYSISMETHOD23225STATISTICALANALYSIS2323RESULTSANDDISCUSSION23231IMPACTOFDIFFERENTTREATMENTSONSOILPHANDMETALBIOAVAILABILITY23232IMPACTSOFDIFFERENTTREATMENTONRICECDANDPBCONTENT26233IMPACTOFDIFFERENTTREATMENTSONRICEYIELD27234HEAVYMETALACCUMULATIONINTHEDIFFERENTORGANSOFOFRICE28235CDACCUMULATIONINTHEDIFFERENTGROWTHPERIODOFRICE2924SUMARY30CHAPTER3FIELDAPPLICATIONEVALUATIONOFPHYTOREMEDIATION3231FOREWORD3232MATERIALSANDMETHODS33321TESTINGGROUNDOVERVIEW33322TESTPLANTS33323EXPERIMENTALDESIGNANDIMPLEMENTATION33324FIELDMANAGEMENT34325SAMPLECOLLECTIONANDPROCESSING35326STATISTICALANALYSIS3533RESULTSANDDISCUSSION35331BIOMASSOFSEDUMPLUMBIZINCICOLAANDABSORPTIONOFHEAVYMETAL35332BIOMASSOFCARAMBOLAANDABSORPTIONOFHEAVYMETAL39333CORNHEAVYMETALCONTENT40334TOTALUPTAKEANDREPAIREFFICIENCY4034SUMARY43CONCLUSIONSANDPROSPECT4441THEFULLTEXTSUMMARY4442PROSPECT45REFERENCE46PUBLISHMENTDURINGTHEDEGREE57INNOVATIONSTATEMENT58AUTHORIZATIONSTATEMENT58ACKNOWLEDGEMENTS59第一章緒論11研究背景及意義鉛鋅礦的采選為我國帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)收入的同時，由于技術(shù)、管理及效益差等原因的影響，使礦山周圍生態(tài)環(huán)境受到破壞，并通過大量酸性廢水的排放1、尾礦堆的不適當(dāng)處理2和大量有害物質(zhì)干濕沉降3等途徑，使礦區(qū)周邊土壤受到不同程度的重金屬污染。重金屬進(jìn)入土壤環(huán)境后，一方面通過土壤糧食（或蔬菜）人體的食物鏈，直接危害到人體健康；另一方面可以在土壤中累積，并在環(huán)境條件作用下發(fā)生遷移，污染地下水，威脅飲用水的安全飲用4。目前，土壤重金屬污染的修復(fù)技術(shù)或途徑主要可概括為兩大類（1）改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)，使其固定，降低其在環(huán)境中的移動性和生物可利用性，即穩(wěn)定化修復(fù)；（2）通過物理、化學(xué)或生物手段將重金屬從土壤中去除，使其在土壤中的濃度接近或達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，即去除化修復(fù)5。雖然重金屬污染土壤的具體修復(fù)方法很多，但對于不同類型土壤，由于土壤本身性質(zhì)、污染重金屬種類、形態(tài)與程度不同，不同修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用效果相差很大。因此，通過嚴(yán)格的技術(shù)篩選程序選擇合適的修復(fù)方式對特定的污染土壤進(jìn)行成功修復(fù)顯得尤為重要。然而，大多數(shù)修復(fù)技術(shù)研究采用短期室內(nèi)盆栽試驗，應(yīng)用于田間試驗方面的報道較少6，由于野外試驗條件更為復(fù)雜，盆栽試驗的結(jié)果并不能完全反映改良劑的實際田間應(yīng)用效果7。因此，開展大田試驗對于現(xiàn)有修復(fù)技術(shù)的實際應(yīng)用具有重大意義。本實驗選擇廣東某典型鉛鋅礦周邊重金屬污染輕、中度污染農(nóng)田作為野外大田試驗地點，在總結(jié)已有修復(fù)技術(shù)的基礎(chǔ)上，從實用、經(jīng)濟(jì)、安全等方面全面進(jìn)行修復(fù)技術(shù)評價與篩選，并探索技術(shù)應(yīng)用中存在的難點及其解決途徑，再通過田間試驗進(jìn)行效果驗證與評價，從而篩選出可應(yīng)用于廣東典型重金屬污染農(nóng)田土壤規(guī)?；瘧?yīng)用的修復(fù)技術(shù)與修復(fù)模式，試圖為鉛鋅礦區(qū)周邊土壤的整治提供參考。12鉛鋅礦周邊土壤重金屬污染特征121鉛鋅礦開采產(chǎn)污環(huán)節(jié)分析在進(jìn)行礦產(chǎn)資源開采、運輸和選冶過程中，會產(chǎn)生一些含有重金屬元素的固體、氣體以及液體廢棄物，這些重金屬一旦進(jìn)入到周圍的大氣、水和土壤環(huán)境當(dāng)中去，便對當(dāng)?shù)啬酥链蠓秶h(huán)境產(chǎn)生一定的污染和危害。其中，采礦、破碎、篩分和礦石運輸過程中產(chǎn)生的粉塵，爆破廢氣和柴油機(jī)械排放的燃油廢氣；選礦過程產(chǎn)生的泥漿水及生活污水、井下疏干水等；廢土石、尾礦等，都可以成為重金屬污染的來源。礦產(chǎn)開采過程中排放的重金屬等污染物主要伴隨礦區(qū)廢水、廢氣和廢渣的排放，通過污水灌溉、地表徑流、大氣沉降等途徑進(jìn)入周邊農(nóng)田土壤8。選礦廢水、尾礦沉淀廢液經(jīng)簡單處理用于周圍農(nóng)田灌溉或循環(huán)使用，尾礦壩泄水孔外排部分廢液至周圍水體。尾礦庫中的重金屬進(jìn)入周邊環(huán)境通過通過揚塵或者外排的廢液，從而對周邊環(huán)境產(chǎn)生重金屬污染和危害。鉛鋅礦業(yè)活動廢渣土壤污風(fēng)大氣廢水植物動物人體水體水生植物水生動物干濕沉降滲透灌溉根系吸收枝葉腐爛飲水飲水食物呼吸呼吸溶解排放堆積擴(kuò)散食物鏈?zhǔn)澄镦溛驳V庫灌溉揮發(fā)圖11采礦活動重金屬遷移示意圖FIG11HEAVYMETALMIGRATIONINMININGACTIVITIES122鉛鋅礦周邊土壤重金屬污染主要途徑及機(jī)理1221酸性廢水排放我國絕大部分金屬礦山為原生硫化物礦床,無論是露采還是坑采，遺棄的大量硫化物廢石，經(jīng)過風(fēng)化、淋溶以及光、氧、雨水等土壤地球化學(xué)因子的作用9，極易形成酸性礦山廢水（ACIDMINEDRAINAGE,AMD）。AMD作為重金屬元素的載體受到極大關(guān)注1013。AMD主要來源于采礦生產(chǎn)中排出的礦坑水、廢石場的雨淋污水和選礦廠排出的洗礦、尾礦廢水等14。以硫化鐵為例，在硫化鐵的氧化過程中，形成硫酸、硫酸鐵，它們又進(jìn)一步使礦石中的金屬生成硫酸鹽類，從而生成含多種金屬離子的酸性廢水15。含硫廢石中的金屬硫化物（以黃鐵礦為例）與O2、H2O發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸亞鐵或其他金屬的硫酸鹽，并伴有二價鐵轉(zhuǎn)化為三價鐵的氧化反應(yīng)，反應(yīng)式如下1618FES2H2OFESO4H2SO4H2SO4MSO2MSO4HSO2FE2SO43MSH2OO2MSO4FESO4H2SO4FESO4O2H2SO4FE2SO43H2O其中，M表示各種存在于黃鐵礦中的各種重金屬H2SO4與黃鐵礦的化學(xué)反應(yīng)，以及FE3被黃鐵礦還原成FE2的過程，就是形成AMD并使得重金屬進(jìn)入周圍環(huán)境過程。酸性環(huán)境下，F(xiàn)E2發(fā)生氧化反應(yīng)，被氧化成FE3。此過程不斷循環(huán)，PH值進(jìn)一步降低，利于重金屬離子從黃鐵礦中溶出。因此，自然環(huán)境下，黃鐵礦物所發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，是AMD產(chǎn)生并導(dǎo)致重金屬離子溶出的主要機(jī)制。重金屬溶出之后，進(jìn)一步通過雨水、徑流污染周邊土壤環(huán)境19,20。AMD流經(jīng)具有一定滲透性的土壤AMD充滿土壤孔隙自然重力作用下按一定方向滲透AMD在滲透過程中與土壤中的礦物成分接觸AMD與礦物成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)AMD中的重金屬長期滯留在土壤中AMD中重金屬濃度越來越低，最終匯集到附近水體或者土壤中，對周遭環(huán)境產(chǎn)生危害圖12酸性廢水的重金屬離子流經(jīng)土壤的浸出過程FIG12LEACHINGPROCESSOFHEAVYMETALIONSINTHEACIDICWASTEWATERTHROUGHTHESOIL1222尾礦庫重金屬釋放遷移機(jī)理各種鉛鋅礦礦山，無論是露天開采，還是地下開采，主要產(chǎn)生兩種類型的固體廢棄物廢石和尾礦。據(jù)統(tǒng)計，每加工1噸礦石所產(chǎn)生的尾礦就達(dá)092T以上，積存的尾砂、廢渣已數(shù)以1109T計21。尾礦中原生礦物顆粒細(xì)小，一般在70M以下，特別是風(fēng)化產(chǎn)生的次生礦物顆粒非常細(xì)小，由于氧化、淋濾作用產(chǎn)生含有高濃度重金屬的酸性排水。表11鉛鋅礦尾礦礦物組成及所含重金屬TABLE11THEMINERALCOMPOSITIONANDKINDSOFHEAVYMETALSOFLEAD/ZINCTAILINGS礦區(qū)尾礦主要礦物組成尾礦主要重金屬種類參考文獻(xiàn)凡口鉛鋅礦鐵氧化物（大量）、石英（表層較多）、方解石、白云石、黃鐵礦（約10）云母、方鉛礦和閃鋅礦（含量較少，從尾礦表層至下呈減少趨勢）主要是PB、ZN、CD、CU、CO、NI，其中新鮮尾礦PB和ZN含量分別高達(dá)602749MGKG1、1255250MGKG122四川大邑縣金星選礦廠鉛鋅礦黃鐵礦、方英石、斜長石、方解石、白云石、針鐵礦、石膏、閃鋅礦、石英碳酸鹽PB、ZN、AS、CU、CD等，PB、ZN和AS的含量較高分別達(dá)到1120MGKG1、230MGKG1、393MGKG123黃坪砂鉛鋅礦黃鐵礦、磁黃鐵礦、白鐵礦、膠黃鐵礦、鐵閃鋅礦和閃鋅礦、方鉛礦、白云石和方解石、石英、長石主要是PB、ZN、CD、AS、CU24從表11可以看出，三個鉛鋅尾礦中都含有黃鐵礦，而酸產(chǎn)生主要與黃鐵礦、磁黃鐵礦氧化有關(guān)25。鉛主要賦存于方鉛礦，鋅主要賦存于閃鋅礦，還有少量重金屬被方解石、白云石吸附。尾礦的礦物組成以及其中所含的重金屬構(gòu)成了污染的先決條件26。硫化物（黃鐵礦）的氧化作用釋放一定量的H、FE3、SO42及其他的重金屬離子進(jìn)入尾礦的孔隙水中，同時釋放的酸性溶液又加速硫化物及其他造巖礦物的氧化和溶解，從而使更多的元素從尾礦中釋放遷移出來。尾礦是復(fù)雜多相的人工混雜堆積物，尾礦中發(fā)生一切變化和環(huán)境危害的根源都是其中礦物在特定尾礦條件下發(fā)生復(fù)雜的水氣礦物反應(yīng)的結(jié)果。尾礦中硫化物的含量8是產(chǎn)生AMD和導(dǎo)致重金屬溶出的主要影響因素。除此之外，鉛鋅礦尾礦的礦物組成、PH、溫度等對尾礦重金屬的釋放都有一定影響（表12）。表12鉛鋅尾礦重金屬釋放規(guī)律研究TABLE12THERELEASELAWOFHEAVYMETALFROMLEAD/ZINCTAILINGS研究方法研究內(nèi)容研究結(jié)果參考文獻(xiàn)靜態(tài)浸泡實驗尾礦重金屬離子的溶出規(guī)律重金屬離子溶出受溫度、尾礦粒度和PH值影響；相對鉛，鋅更容易從尾礦中溶出27尾礦砂裝柱淋溶淋溶液酸度對重金屬淋出的影響PH提高導(dǎo)致尾礦砂中PB、ZN、CU和CD的溶出增加。ZN的溶出量與時間成正比，PB和CU的溶出則慢慢降低。PH3時，不利于CD的溶出。28淋溶實驗尾礦的酸化對重金屬溶出的影響高硫（204）和中硫（159）的酸化時間在51周左右，低硫（有效硫72）尾礦在短期內(nèi)不會發(fā)生酸化。PB、ZN、和CD等重金屬的溶出與鹽分溶解量成正比。29淋濾和靜置浸泡實驗尾砂表層地球化學(xué)過程尾礦的酸緩沖能力及元素賦存形態(tài)對酸性廢水的形成具有重大影響301223大氣沉降過程對土壤重金屬污染的分析大氣沉降是鉛鋅礦區(qū)重金屬傳播的主要途經(jīng)之一31,32，重金屬可依附大氣沉降，以氣溶膠的形態(tài)進(jìn)入大氣，經(jīng)過自然沉降和降水進(jìn)入周圍土壤。儲彬彬33等發(fā)現(xiàn)大氣沉降樣品與鉛鋅礦的鉛同位素組成相當(dāng)，這表明大氣傳輸是重金屬污染的重要途徑。章明奎34通過45天的試驗時間，對分別距離鉛鋅礦區(qū)1000M、500M、100M的三個采樣點，分別收集樣點區(qū)域的沉降物，發(fā)現(xiàn)沉降物中均含有一定量的重金屬，含量與鉛鋅礦的距離呈反比，其結(jié)果如圖二所示。10M50M10M01234567891025012503450含/GHM含/CDPBZN圖13不同距離中大氣CD、PB、ZN沉降量35FIG13DEPOSITIONOFATMOSPHERICCD,PB,ZNINDIFFERENTDISTANCE35大氣中的重金屬污染物在遷移過程中受到各種因素的影響，主要因素是風(fēng)和湍流、天氣形勢和地理形勢。污染物可自排放源向下風(fēng)向遷移，也可隨空氣中的鉛直對流運動使污染物升到高空而擴(kuò)散。通過大氣的干濕沉降可以去除大氣大部分的顆粒物，但是對于2M左右的顆粒物沒有明顯的去除作用，因而這些附著重金屬的顆粒物易被大氣輸送更遠(yuǎn)的地方，造成大范圍的污染35。123鉛鋅礦周邊土壤污染的主要重金屬元素我國鉛鋅礦礦床類型多，礦石結(jié)構(gòu)和構(gòu)造復(fù)雜，共生和伴生組分多，共伴生礦品位低、回收成本較高和礦山生產(chǎn)技術(shù)落后等原因，導(dǎo)致許多重要的共伴生有益組分難以回收，鉛鋅礦區(qū)周邊重金屬污染常見的元素有PB、ZN、CD、CU、HG和AS等36,37。房輝等對云南會澤廢棄鉛鋅礦土壤重金屬元素PB、ZN、CD的含量研究表明，復(fù)墾地中CD、ZN、PB3種重金屬的總含量分別為國家三級標(biāo)準(zhǔn)的3510、2810和1113倍；撂荒地中這3種重金屬總含量分別為國家三級標(biāo)準(zhǔn)的4017、3716和1617倍38。常青山等對位于南方的尤溪鉛鋅礦、連城鉛鋅礦的調(diào)查表明，ZN、PB、CD均達(dá)到重度污染標(biāo)準(zhǔn)39。顧繼光等研究發(fā)現(xiàn)，青城子鉛鋅礦周邊土壤不同程度受到CD、CU、ZN、PB的污染，易于在作物體內(nèi)富集40,41?？梢?，通常情況下，鉛鋅礦周邊土壤容易受到PB、ZN、CD等重金屬元素的污染。鉛鋅礦選冶活動通常會導(dǎo)致周邊環(huán)境鎘污染的原因，主要是由于鉛鋅礦伴生的CD元素的情況比較普遍，且冶煉生產(chǎn)主要是針對PB、ZN，導(dǎo)致CD沒被回收利用，從而通過各種途徑被釋放出來，造成對土壤環(huán)境污染41。此外，由于鉛鋅礦分布區(qū)域內(nèi)土壤本身重金屬元素的背景往往較高，甚至可能就遠(yuǎn)高于國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的三級標(biāo)準(zhǔn)值，具體的情況要根據(jù)鉛鋅礦所處區(qū)域地球化學(xué)特征具體分析42。而PB、ZN則因為是鉛鋅礦開采的主要元素，由于前期采礦和礦物加工工藝水平低，導(dǎo)致礦石中的元素回收率較低，有的研究者甚至在鉛鋅礦周邊采集的土壤樣品當(dāng)中發(fā)現(xiàn)方鉛礦石和閃鋅礦石43。124鉛鋅礦周邊土壤重金屬水平分布特征鉛鋅礦周邊土壤中重金屬空間分布是有一定規(guī)律的，總體而言，重金屬含量與樣點距鉛鋅礦的距離是成反比的44，其中距礦區(qū)10KM的范圍內(nèi)影響較大45。區(qū)域污染呈現(xiàn)出以污染源為中心向四周逐步擴(kuò)散的趨勢，其中一個原因是離鉛鋅礦越近，其接觸到高濃度污水的可能性最大，因此其重金屬累積的程度越高；另外，距污染源近，采礦產(chǎn)生的粉塵較大，土壤中的重金屬累積程度也較高46。50M10M50M10M10M0120340560CUZNPBMN含/含MGK1含/圖14不同水平距離CU、PB、ZN、MN分布規(guī)律47FIG14DISTRIBUTIONREGULARITIESOFCU、PB、ZN、MNINDIFFERENTDISTANCE47鉛鋅礦所處地區(qū)的風(fēng)向也是一個重要影響因素，不少重金屬通過大氣干濕沉降的方式進(jìn)入農(nóng)田土壤環(huán)境，影響農(nóng)田土壤表層重金屬含量48。在不同方向上，在下風(fēng)口方向上重金屬含量相比于上風(fēng)口方向的重金屬含量大49。STAFILOV等利用GIS對馬其頓共和國位于VELE的一處鉛鋅冶煉廠研究表明，污染區(qū)域圍著鉛鋅冶煉廠向西南方向呈橢圓形，而這與當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向是一致的50。這說明了風(fēng)向會影響重金屬在在鉛鋅礦周邊的分布。然而，也有研究者得出距離鉛礦600M的ZN含量比400M的反而要大，這有可能是條帶污染的原因51，從而表現(xiàn)出與一般規(guī)律不一致的地方。由此可知，鉛鋅礦區(qū)周邊土壤的污染程度及分布情況與當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件、地勢地貌等有一定的關(guān)系。因此，在調(diào)查研究區(qū)域的污染狀況時，還要充分考慮當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件。125鉛鋅礦周邊土壤剖面重金屬分布特征研究表明，隨著時間的推移以及重金屬污染物的增加，在耕作活動和淋溶作用下污染物會不斷下移，從而對下層土壤環(huán)境造成污染52。重金屬元素在土壤環(huán)境中遷移能力較差，沉積物中的垂直滲濾比較明顯，通常隨深度的增大重金屬的累積逐漸降低53。在土壤環(huán)境中，主要在020CM表層積累54，而在2080CM，四種重金屬濃度變化均是先升高后降低，濃度峰值出現(xiàn)在60120CM，其中CD向下遷移深度要比CU、ZN、PB要深，其原因是土壤對CD的吸附親和力比對CU、ZN、PB小，導(dǎo)致其在相似條件下更容易向下遷移46。然而，有研究表明相同條件下，CU、ZN和CD在200M和400M距離處上層土壤030CM含量較高，而600M外的林地，可能受大氣沉降、降水淋溶的影響，3060CM的下層土壤重金屬含量卻高于030CM。這是由于礦區(qū)附近受采礦產(chǎn)生的粉塵影響較大，表現(xiàn)為上層土壤重金屬含量較高，而遠(yuǎn)離礦區(qū)的地方，降雨淋溶是影響中下層土壤重金屬含量的主要因素52。重金屬在土壤剖面中的垂直分布特征與重金屬自身理化性質(zhì)有著重大關(guān)系。姬艷芳55等研究表明，PB、HG、AS較易在土壤表層富集，通過農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)影響人類的風(fēng)險較大，而CD和ZN的遷移淋溶能力最強(qiáng)，污染底層土壤和地下水的風(fēng)險較大。劉繼芳等56研究同樣發(fā)現(xiàn)CD的吸附親和力比CU、ZN、PB的要小，所以當(dāng)它們共存時，土壤對CU、ZN、PB優(yōu)先吸附阻礙了向下遷移，CD較小的吸附親和力使得其能較快地向下遷移，對地下水的污染更大。MERRINGTON等57根據(jù)滯留系數(shù)得到鉛鋅礦附近的土壤中CD、ZN、PB的移動性順序是CDZNPB。而STERCKEMAN等58得出的結(jié)論卻是重金屬的移動性順序是CDPBZN，其認(rèn)為PB的移動性高是由于其與可溶性有機(jī)物形成了較多的復(fù)合物。也有研究表明，重金屬離子競爭吸附能力與其一級水解常數(shù)有一定聯(lián)系，隨一級水解常數(shù)負(fù)對數(shù)（PK1）的增大而減小，而（PK1PB）ZNCD59。綜上所述，CD在相似條件下較PB、ZN更容易向下遷移，進(jìn)而對地下水造成威脅，因此在研究CD、PB、ZN污染土壤對地下水的污染風(fēng)險時，應(yīng)優(yōu)先考慮CD的污染風(fēng)險。此外，重金屬在土壤中的垂向遷移分布還與土壤環(huán)境條件有著密切聯(lián)系。重金屬在土壤剖面中的垂直分布特征是土壤、重金屬自身理化性質(zhì)和外界條件影響下遷移和積累的綜合反映。土壤PH值越小，重金屬越容易從土壤中淋濾出來，越容易隨水向下遷移；OM和CEC值越大，重金屬被吸附的越多，向下遷移的量就越少；而顆粒組成中大粒徑組分所占的比重越大，越有利于水的下滲，因此也有利于重金屬隨水向下遷移59。各剖面不同深度上元素含量隨土壤質(zhì)地不同而有明顯不同，一般情況下，重金屬元素隨土壤粘性增大其含量升高60。126小結(jié)鉛鋅礦區(qū)相對其他金屬礦區(qū)，有不同的礦物和地球化學(xué)特征，其周邊農(nóng)田重金屬污染也有相應(yīng)的特征。鉛鋅礦周邊農(nóng)田重金屬污染修復(fù)，首要問題是對其污染特征的準(zhǔn)確把握，開展鉛鋅礦周邊農(nóng)田重金屬污染來源、污染元素、含量、空間分布的研究有著極其重要的意義在理論上可以探索有關(guān)農(nóng)田土壤大氣水系統(tǒng)中重金屬遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律，并建立相關(guān)模型；在應(yīng)用上可以為鉛鋅礦周邊農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量管理及其合理利用，解決由于農(nóng)田土壤重金屬污染而導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境問題提供有效的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。13重金屬污染修復(fù)方法131植物修復(fù)植物修復(fù)是一種新興的環(huán)境治理技術(shù)，根據(jù)其作用過程和機(jī)理可分為植物提取、植物揮發(fā)、植物穩(wěn)定三種類型61。目前已報道的鎘、鋅等重金屬超積累植物有天藍(lán)遏藍(lán)菜、印度芥菜、東南景天、伴礦景天、寶山堇菜、龍葵、商陸等62。從植物地上部重金屬濃度，地上部生物量，對生存環(huán)境的要求等方面綜合考慮，在我國南方地區(qū)比較有應(yīng)用前景的鎘鋅超富集植物為東南景天和伴礦景天。伴礦景天在采自韶關(guān)大寶山地區(qū)重金屬輕度污染的酸性土壤上不僅生長良好，通過施加混合螯合劑，經(jīng)過僅一季的種植，,土壤ZN、CD和PB含量降低幅度與初始值相比，降低幅度分別為28、50和2263；吳啟堂等對東南景天超富集重金屬的特征與調(diào)控措施開展了大量研究，發(fā)現(xiàn)將東南景天與玉米、黑麥草等不同根系特征作物混作套作可以提高超富集植物對重金屬的吸收64,67。但是目前就東南景天修復(fù)ZN、CD污染土壤的研究多集中于通過人為添加重金屬化合物方式進(jìn)行的盆栽試驗，而在現(xiàn)實污染土壤上開展田間尺度的修復(fù)研究仍相對缺乏，尤其是缺少通過田間試驗對該修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用效果、推廣前景、成本投入估算等方面的系統(tǒng)研究。此外，近來有一種趨勢，是在污染土壤上種植耐重金屬的富集作物，成熟后分別收獲籽粒部分和莖稈部分，籽粒部分可以作為生物酒精等生物質(zhì)能源的原材料，莖稈部分可以直接燃燒獲取熱能后回收重金屬，能獲得比較理想的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益。MURAKAMIM等采用耐CD秈稻CHOKOUKOKU連續(xù)進(jìn)行兩年CD污染水稻田的田間修復(fù)栽種試驗，收獲后從土壤中提取走883GCDHA1，分析后發(fā)現(xiàn)水田里的CD含量降低了38，經(jīng)治理后生產(chǎn)的稻谷沒有減產(chǎn)現(xiàn)象，且稻谷里CD含量下降了47。束文圣66,67等近來研究發(fā)現(xiàn)，多年生常綠落葉木本植物楊桃對CD表現(xiàn)出很強(qiáng)的富集能力，并且具有生物量大、生長迅速、易于繁殖等特點，是一種新的CD富集植物，他們的田間小區(qū)試驗表明，采用實生苗、高密度種植的楊桃在田間生長非常迅速，生長約170天后地上部生物量達(dá)到186THA1，對CD的去除量2129GHA1，對土壤總CD的去除率為528。植物修復(fù)中，國內(nèi)外都有較為成功的實施案例。1991年，CHANEY68等利用麥瓶草屬、長葉萵苣、遏藍(lán)菜屬、CD高積累玉米FR237、CD抗性紫羊茅，對明尼蘇達(dá)州圣堡羅一片遭受鎘污染的土地進(jìn)行為期3年的植物修復(fù)，結(jié)果表明，遏藍(lán)菜屬植物在酸性土壤中對鎘、鋅的吸收能力顯著提高，萵苣對鉛的吸收能力與土壤中含硫量成正比。王偉69等曾利用植物修復(fù)治理一片因井噴事故而遭受土壤重金屬鎘、鋅污染土壤，預(yù)計植物修復(fù)大約需要兩年才能使土壤恢復(fù)正常水平。采用超富集植物提取重金屬的優(yōu)點主要有61成本較低，對土壤的擾動較少，易于操作，利用植物間套作等農(nóng)藝措施，有可能實現(xiàn)邊生產(chǎn)邊修復(fù)的可持續(xù)發(fā)展路線。盡管應(yīng)用超富集植物修復(fù)重金屬污染具有以上的一些優(yōu)點，擁有較大的潛力，但是仍然存在著一些不足之處，主要有62,63,70,71（1）超富集植物的生長需要一定的條件，對土壤肥力、灌溉與排水系統(tǒng)、氣候、水分、等均有一定的要求；（2）大多數(shù)超富集植物生長緩慢、生物量低，修復(fù)周期較長；（3）超富集植物根系一般較淺，對深層土壤污染修復(fù)效果不佳；（4）用于修復(fù)的超富集植物多為野生型植物，區(qū)域性分布強(qiáng)，跨區(qū)域應(yīng)用受到限制；（5）絕大多數(shù)超富集植物對重金屬富集具有專一性，只能富集一特定的重金屬元素，當(dāng)土壤中存在其他重金屬時會表現(xiàn)出某些中毒癥狀，從而限制了對重金屬復(fù)合污染土壤的修復(fù)。132鈍化阻隔添加鈍化劑是目前針對土壤重金屬污染最為集中的方法之一。施入鈍化劑等化學(xué)物質(zhì)，改變土壤的化學(xué)、物理性質(zhì)，通過對重金屬的沉淀、共沉淀或吸附作用，改變重金屬的存在狀態(tài)，降低其遷移性和生物有效性72，降低其對植物的毒害和在植物體內(nèi)的累積。鈍化阻隔修復(fù)方式具有容易實施、對土壤擾動小、成本低廉、改良劑種類多等優(yōu)點72，近年來發(fā)展較快，對于大面積的中輕度污染農(nóng)田，是一種適宜的方法。目前常用的鈍化劑種類如下731堿性類石灰，磷酸鈣、粉煤灰等；2磷酸鹽類羥基磷灰石、磷礦粉、磷酸氫鈣等；3有機(jī)物料類有機(jī)肥、畜禽糞便、城市污泥、硅肥等；4不同材料配施不同磷酸鹽配施；磷酸二氫鈣與碳酸鈣配施；有機(jī)質(zhì)與鐵鋁物質(zhì)配施等。其主要原理是提高土壤PH、增加土壤重金屬遷移性或降低重金屬生物活性等。1321堿性類向土壤中施用堿性鈍化劑，能夠有效降低重金屬對土壤的污染效應(yīng)，降低植物體內(nèi)的重金屬含量。其機(jī)理主要是通過改變土壤PH值來實現(xiàn)的，土壤PH的增加，一方面可以通過增加土壤表面的可變負(fù)電荷而加強(qiáng)對重金屬陽離子的吸附73；另一方面，進(jìn)入土壤中的重金屬離子在PH增加的條件下水解生成陽離子輕基態(tài)（MOH），其在土壤吸附位點上的親和力也要比自由態(tài)離子強(qiáng)；同時，土壤PH的增加還可能導(dǎo)致重金屬以氫氧化物或碳酸鹽的形態(tài)沉淀，從而降低了重金屬的活性和生物有效性74。這類鈍化劑包括碳酸鈣、氧化鈣、工業(yè)石灰、粉煤灰等，這一類鈍化劑廉價、易得且環(huán)境友好。1322磷酸鹽類磷礦粉、羥基磷灰石、磷酸氫鈣等磷酸鹽可通過改變土壤PH、化學(xué)反應(yīng)等使土壤溶液中的重金屬離子發(fā)生沉淀，顯著降低污染土壤中CD、PB等重金屬的有效性，減少植物的吸收75。然而磷酸鹽類對土壤中重金屬作用效果及植物吸收的影響可能因植物，土壤及肥料的種類及區(qū)域不同而存在差異性。磷肥的施用促進(jìn)了植物對CD的吸收和積累76。曹仁林77等研究表明，鈣鎂磷肥可使重金屬交換態(tài)降低，碳酸鹽結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化結(jié)合態(tài)增加，重金屬有效性降低。雖然磷酸鹽在降低大多數(shù)重金屬的生物有效性方面具有顯著的效果，但是施用磷酸鹽一方面，當(dāng)土壤存在AS與其它金屬離子復(fù)合污染時，施用磷酸鹽可增加AS的水溶性，提高其生物活性；另一方面，過量施用磷酸鹽可能誘發(fā)水體的富營養(yǎng)化78，因此在實際應(yīng)用中對于磷酸鹽類鈍化劑的使用量需謹(jǐn)慎。1323有機(jī)物料類有機(jī)改良劑因其取材方便、成本低廉，在修復(fù)重金屬污染土壤中得到了廣泛的推廣和運用。改良劑對重金屬的改良修復(fù)機(jī)理主要表現(xiàn)為1土壤中有機(jī)質(zhì)含量影響土壤中重金屬交換態(tài)、鐵錳氧化結(jié)合態(tài)、有機(jī)態(tài)的含量，有機(jī)質(zhì)在土壤中分解會產(chǎn)生酸性物質(zhì)提高土壤PH值，促進(jìn)重金屬更多以非生物有效態(tài)存在，部分有機(jī)質(zhì)中的官能團(tuán)還能以土壤重金屬發(fā)生螯合反應(yīng)，以穩(wěn)定的螯合物存在于土壤中79；2由于大量有機(jī)肥施入有一定的物理稀釋作用,在一定程度上降低了土壤中鎘、鋅的污染濃度，有機(jī)肥中含有大量的營養(yǎng)元素與鎘、鋅元素間的相互作用也會影響兩者的有效性74；（3）有機(jī)肥中腐殖質(zhì)與鎘、鋅形成的絡(luò)合物穩(wěn)定性較高80,形成絡(luò)合物后,導(dǎo)致鎘、鋅的植物有效性相對較低；目前研究發(fā)現(xiàn)，不同有機(jī)質(zhì)組分對土壤重金屬的影響不同。低分子量有機(jī)質(zhì)能增加金屬的移動性和植物有效性81；但是大分子的固相有機(jī)物同土壤中粘土礦物一起吸附重金屬，限制重金屬的移動性和生物有效性82。有研究認(rèn)為腐殖酸中富里酸組分，因溶解礦物結(jié)合態(tài)鎘而生成溶解性的FACD，增加了土壤中鎘的有效性，而腐殖酸中胡敏酸組分與離子態(tài)的結(jié)合降低了離子態(tài)含量，增加了不易移動的胡敏酸絡(luò)合態(tài)含量83。因此，利用有機(jī)物料改良重金屬污染土壤具有一定的風(fēng)險，有機(jī)物料對重金屬離子的鈍化及降低其生物有效性主要取決于金屬離子類型、施用時間和有機(jī)物的種類81，在使用時應(yīng)充分考慮各方面因素，合理選擇有機(jī)物的種類和施用時間。1324不同材料配施王林84等利用海泡石與磷酸鹽復(fù)配處理鈍化修復(fù)CD和PB復(fù)合污染的稻田土壤時，發(fā)現(xiàn)該處理的增產(chǎn)效果最佳，可以顯著提高稻谷和秸稈產(chǎn)量。與對照相比，糙米CD和PB最大降幅分別為6512和6186，鈍化劑復(fù)配處理對于水稻地上部CD和PB含量的降低效果明顯優(yōu)于單一處理。其原因主要是海泡石等鈍化材料主要通過與重金屬相互作用，降低其生物有效性和毒性，促進(jìn)植物生長。施用石灰可提高土壤PH，而已有研究表明，海泡石在高PH值條件下，可提高對重金屬的吸附，石灰配施海泡石可以提高鈍化效果85,86；海泡石表面吸附能力較強(qiáng)的，能將HPO42和PO43等吸附在其表面上，并緩慢釋放，更好地發(fā)揮其鈍化作用，因此磷酸鹽配施海泡石配合使用效果更佳87。羅遠(yuǎn)恒88等研究了不同鈍化劑對農(nóng)田鎘污染的原位修復(fù)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)增產(chǎn)效果以及對水稻吸收CD的抑制效果最好的是石灰與鈣鎂磷肥配施，增產(chǎn)的幅度達(dá)到31，對重金屬的吸收相對空白下降了8283，其次為重鈣與磷礦石配施，降幅達(dá)到6743。前人的研究結(jié)果無疑給了我們極大的啟示，現(xiàn)已有種類繁多的鈍化劑，通過配施的手段，利用鈍化劑之間相互加強(qiáng)的作用，可以大大提高其鈍化效果。133低積累品種篩選近年來，受到低積累小麥89與向日葵90的成功運用的啟發(fā)，人們開始轉(zhuǎn)向重金屬低積累高耐性水稻品種的篩選和應(yīng)用，通過篩選和應(yīng)用重金屬低積累高耐性水稻品種將是一個減少重金屬進(jìn)入食物鏈、從而避免健康風(fēng)險的有效方法，為輕、中度重金屬污染土壤上持續(xù)生產(chǎn)安全稻米提供一條經(jīng)濟(jì)、有效的途徑91，這是最有效的途徑,目前已成為研究熱點與發(fā)展方向92。植物在感受到重金屬脅迫信號后，由于生理生化和基因表達(dá)發(fā)生變化，引起大量的蛋白質(zhì)種類和表達(dá)量上的變化，進(jìn)而調(diào)整自身的生理狀態(tài)或形態(tài)來適應(yīng)不利環(huán)境93。在相同條件下，不同的水稻品種，由于吸收重金屬的生理生化機(jī)制各異，重金屬在水稻各品種之間的吸收存在顯著差異；近年來許多研究表明，不同作物、不同品種或不同基因型間都會對重金屬的吸收及籽?；蚴秤貌课坏姆e累產(chǎn)生較大差異，一般可分為低積累型、中等積累型和高積累型94。表13低積累水稻篩選研究結(jié)果TABLE13SCREENRESULTSOFLOWACCUMULATIONRICE實驗材料實驗方法主要結(jié)果參考文獻(xiàn)30種水稻盆栽實驗糙米CD含量最高值和最低值相差15倍；常規(guī)稻和雜交稻間差異不明顯956種水稻盆栽試驗篩選籽粒低鎘積累水稻品種時,應(yīng)在鎘含量相近的地區(qū)或直接在重金屬污染地，才能篩選到籽粒重金屬鎘低積累的水稻品種963種水稻盆栽試驗通過篩選滲氧能力強(qiáng)的水稻品種，有望降低污染農(nóng)田水稻的砷含量和健康風(fēng)險。977種水稻水培實驗汕優(yōu)63相對其它六種水稻品種屬于高積累水稻品種，武育粳3號屬于相對低積累水稻品種984種水稻大田試驗水稻品種間對于CD的吸收和累積