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第1章 土壤污染与生态修复现状 1
1.1 土壤污染类型与污染现状 1
1.1.1 土壤污染的主要来源 1
1.1.2 土壤污染的类型及特点 2
1.1.3 土壤污染的危害 6
1.2 土壤污染修复及其发展 9
1.2.1 土壤污染的修复技术 9
1.2.2 土壤污染修复的发展趋势 17
1.2.3 土壤污染防治的其他建议 18
第2章 样品的采集和制备技术 20
2.1 土壤样品的采集和制备 20
2.1.1 土壤样品的采集 20
2.1.2 土壤样品的制备和保存 23
2.2 植物样品的采集和制备 25
2.2.1 植物样品的采集 25
2.2.2 植物样品的制备 26
2.2.3 植物样品的保存 27
第3章 土壤理化性质分析实验技术 29
3.1 土壤水分测定 29
3.1.1 烘干法 29
3.1.2 酒精燃烧法 30
3.1.3 土壤墒情的鉴别 30
3.2 土壤质地的测定 31
3.2.1 比重计速测法 31
3.2.2 土壤质地手测法（野外快速测定） 36
3.3 土壤容重和孔隙度的测算 36
3.3.1 土壤容重的测定 36
3.3.2 毛管孔隙度的测定 39
3.4 土壤结构性状与土壤团聚体组成的测定 40
3.4.1 土壤结构的类型 40
3.4.2 土壤结构的观测 41
3.4.3 土壤团聚体快速测定方法 43
3.5 土壤有机质的测定（重铬酸钾容量法-外加热法） 44
3.6 土壤中氮（全氮和有效氮）的测定 46
3.6.1 土壤全氮的测定（半微量凯氏法） 46
3.6.2 土壤有效氮（水解氮）的测定（碱解扩散法） 49
3.7 土壤中磷（全磷和速效磷）的测定 50
3.7.1 土壤全磷的测定（HClO4-H2SO4 法） 50
3.7.2 中性和石灰性土壤速效磷的测定（碳酸氢钠法） 52
3.7.3 酸性土壤速效磷的测定（NH4F-HCl 法） 54
3.8 土壤中钾（全钾和速效钾）的测定 55
3.8.1 土壤全钾的测定（NaOH 熔融-火焰光度计法） 55
3.8.2 土壤速效钾的测定（醋酸铵-火焰光度计法） 57
3.9 其他土壤因子的测定 58
3.9.1 土壤pH 的测定（电位法） 58
3.9.2 土壤氧化还原电位的测定（电位法） 59
3.9.3 土壤水溶性盐总量测定（电导法） 61
第4章 土壤重金属的形态分布与吸附特性 63
4.1 土壤样品的消化与重金属含量测定 63
4.1.1 土壤样品的消化 63
4.1.2 土壤重金属含量检测的常用方法 64
4.1.3 土壤重金属全量的火焰原子吸收分光光度法测定 67
4.2 土壤重金属的形态分布 68
4.2.1 Tessier 连续提取法 69
4.2.2 BCR 连续提取法 71
4.3 土壤重金属的生物有效性 72
4.3.1 土壤重金属生物有效性的表征 73
4.3.2 二乙三胺五乙酸（DTPA）提取法 74
4.3.3 盐酸（HCl）提取法 75
4.3.4 乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na）提取法 75
4.4 土壤对重金属的吸附、解吸特性 76
4.4.1 吸附与解吸热力学 76
4.4.2 吸附与解吸动力学 78
第5章 土壤酶活性与土壤呼吸强度的测定 80
5.1 土壤蔗糖酶活性测定 80
5.1.1 土壤蔗糖酶活性的比色法测定 81
5.1.2 土壤蔗糖酶活性的滴定法测定 81
5.2 土壤过氧化氢酶活性的测定 82
5.2.1 土壤过氧化氢酶活性的容量法测定 82
5.2.2 土壤过氧化氢酶活性的紫外分光光度法测定 83
5.3 土壤脲酶活性的测定 84
5.3.1 土壤脲酶活性的比色法测定 84
5.3.2 土壤脲酶动力学参数的测定 86
5.4 土壤磷酸酶活性测定 89
5.5 土壤淀粉酶活性的测定 90
5.6 土壤多酚氧化酶的活性测定 91
5.7 土壤蛋白酶的活性的测定 92
5.8 土壤呼吸强度的测定 93
5.8.1 土壤呼吸的实验室测定 94
5.8.2 土壤呼吸的野外现场测定 95
第6章 植物对土壤污染的耐性与可塑性研究 96
6.1 植物的耐性指标分析 96
6.1.1 对植物种子萌发的影响 96
6.1.2 植物生长指标的测定 98
6.1.3 植物常见生理生化指标的测定 99
6.1.4 植物几种抗氧化物酶活性的测定 107
6.2 重金属胁迫下植物体的可塑性响应 113
6.2.1 植物光合作用及光能利用效率对重金属胁迫的可塑性响应 113
6.2.2 植物蒸腾作用及水分利用效率对重金属胁迫的可塑性响应 114
6.3 重金属在植物体内的迁移、积累和分布研究 115
6.3.1 植物体内重金属含量的测定 115
6.3.2 重金属在植物亚细胞中的分布 116
6.3.3 重金属在植物体内的形态分布 117
6.3.4 植物对重金属的迁移、转运和富集系数的计算 118
6.4 植物根系分泌物的采集与鉴定 119
6.4.1 根系分泌物的收集及纯化 119
6.4.2 根系分泌物的鉴定 121
第7章 土壤动物分析实验技术 122
7.1 土壤动物样品的采集 122
7.1.1 土壤动物的采样方法 122
7.1.2 土壤动物的分离方法 122
7.1.3 土壤动物的分类鉴定 123
7.2 大型土壤动物分析 124
7.2.1 土壤动物组成的统计方法 124
7.2.2 土壤动物类群结构特征分析方法 125
7.2.3 土壤动物富集系数的计算方法 127
7.2.4 相关的数据统计分析方法及软件 127
7.3 土壤线虫分析 128
7.3.1 离心浮选法 128
7.3.2 贝尔曼漏斗法 128
7.3.3 浅盘法 128
7.3.4 土壤线虫功能类群的鉴定方法 129
第8章 土壤微生物分析实验技术 133
8.1 土壤微生物的分离和纯化 133
8.1.1 培养基的制备与微生物的培养 133
8.1.2 土壤微生物的分离与纯化 138
8.2 土壤微生物数量的计数 139
8.2.1 土壤微生物数量的平板培养计数 139
8.2.2 土壤微生物的直接观察 140
8.3 土壤微生物生物量的测定 141
8.3.1 氯仿熏蒸提取法 141
8.3.2 液态氯仿熏蒸-水浴法 144
8.3.3 总磷脂脂肪酸法 145
8.4 土壤微生物的形态学检查 147
8.4.1 不染色标本的检查 147
8.4.2 染色标本的检查 148
8.5 土壤微生物16S rDNA 的PCR-DGGE 分析 149
8.5.1 土壤微生物16S rDNA 的PCR-DGGE 分析的基本流程 149
8.5.2 土壤样品总DNA 提取的常用方法 152
主要参考文献 1542100433B
《土壤污染生态修复实验技术》系统介绍了我国目前土壤污染与生态修复研究现状，并从土壤和植物样品的采集和制备、土壤基本理化因子分析、植物对环境污染的耐性与可塑性、植物根系分泌物的研究、植物体内重金属含量及富集测定、土壤动物分析、土壤酶活性与土壤呼吸强度的测定、土壤重金属形态分布和吸附解吸特性检测、土壤微生物分析等方面介绍目前土壤污染与生态修复研究的一些实验技术。
一、植物修复技术从20 世纪80 年代问世以来，利用植物资源与净化功能的植物修复技术迅速发展[4,5]。植物修复技术包括利用植物超积累或积累性功能的植物吸取修复[6,7,8] 、利用植物根系控制污染扩...
土壤污染 指由于人类活动产生的有害、有毒物质进入土壤，积累到一定程度，超过土壤本身的自净能力，导致土壤性状和质量变化，构成对农作物和人体的影响和危害的现象。 土壤污染主要来源于工业和城市的...
就是土壤被外界因素改变了本身的性状。比如现在很广泛的酸雨，就很容易引起土壤的板结，这主要还是因为雨中的酸性物质进入土壤之后改变了土壤中的酸碱平衡所导致的。又比如很多地方，比如浙江省台州市的路桥区，长期...
土壤污染修复技术研究进展
土壤污染修复技术研究进展
总结了当前针对污染土壤的物理化学、生物及联合修复技术研究进展,归纳了纳米材料、生物炭和表面活性剂等新兴修复材料的优缺点及应用情况。提出今后的研究方向为强化生物修复技术,开展联合修复技术、复合材料修复技术及土壤修复技术风险防范研究。
土壤污染的生物修复技术研究进展
土壤污染的生物修复技术研究进展
土壤污染已经成为我国当前面临的一个严重的环境问题。本文综述了国内外土壤污染生物修复技术的研究现状,总结了该领域内新技术的应用,并展望了土壤污染修复技术的发展趋势,以期为今后这方面的研究提供参考。
水利部水工程生态效应与生态修复重点实验室依托水利部中国科学院水工程生态研究所。
本实验室以水利工程建设相关的生态与环境问题的基础与应用研究为主攻方向，开展水利工程建设的生态影响的机理和机制的理论研究，以及针对水利事业可持续发展需求开展水域生态修复关键技术的应用基础与应用研究，为实行最严格的水资源管理及国家实施可持续发展战略提供理论与技术支撑。
重点实验室拥有实验室面积2756m、水生态与生物资源研究试验基地（在建，104亩）。现有实验室设备总数110余台（套），设备总值1576万元。
生态修复监测（ ecological restoration monitoring），是指利用物理、化学、生态学等技术手段，针对生态修复项目，对生态修复实施前、实施过程和实施后的生态系统中的各个要素、生态过程、生态系统结构和功能等方面进行的监控和测试，为跟踪评估生态修复方案的影响、生态系统的演替方向和生态修复实施效果提供基础信息。
凡是妨碍土壤正常功能，降低作物产量和质量，还通过粮食、蔬菜、水果等间接影响人体健康的物质，都叫做土壤污染物。
土壤污染的形成因素:由于人口急剧增长，工业迅猛发展，固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒，有害废水不断向土壤中渗透，大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中，导致了土壤污染。
土壤污染物的来源广、种类多，大致可分为无机污染物和有机污染物两大类。无机污染物主要包括酸、碱、重金属(铜、汞、铬、镉、镍、铅等)盐类、放射性元素铯、锶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂、3，4-苯并以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等。
当土壤中含有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累，通过"土壤→植物→人体"，或通过"土壤→水→人体" 间接被人体吸收，达到危害人体健康的程度，就是土壤污染。
据报道，目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近 2000 万公顷，约占总耕地面积的 1/5，其中工业"三废"污染耕地 1000 万公顷，污水灌溉的农田面积已达 330 多万公顷。例如:某省曾对 47 个县和郊区的 259 万公顷耕地(占全省耕地面积的五分之二)进行过调查。其结果表明，75% 的县已受到不同程度的重金属污染的潜在威胁，而且污染趋势仍在加重。
污水灌溉等废弃物对农田已造成大面积的土壤污染。如沈阳张士灌区用污水灌溉 20 多年后，污染耕地 2500 多公顷，造成了严重的镉污染，稻田含镉 5-7mg/kg。天津近郊因污水灌溉导致 2.3 万公顷农田受到污染。广州近郊因为污水灌溉而污染农田 2700 公顷，因施用含污染物的底泥造成 1333 公顷的土壤被污染，污染面积占郊区耕地面积的 46%。80 年代中期对北京某污灌区进行的抽样调查表明，大约 60% 的土壤和 36% 的糙米存在污染问题。
另一方面，全国有 1300~1600 万公顷耕地受到农药的污染。除耕地污染之外，我国的工矿区、城市也还存在土壤(或土地)污染问题。
中科院地理科学与资源环境研究所研究员陈同斌前后用了3年多的时间对北京市全市的土壤和蔬菜进行了大规模的取样分析和研究，发现土壤污染问题已经比较严重，并且已经影响到蔬菜等农产品的质量。
南京农业大学农业资源与生态环境研究所研究员潘根兴在2002年初做过一个南京市各城区的土壤重金属污染调查。结果同样很严重。超过70%的采样区域存在重金属污染，测出的最高铅含量超过900ppm，超过国家标准3倍以上。
陈同斌在2001年对北京市的公园土壤重金属污染做了一项调查，结果让人吃惊。被公认为城市中环境质量优良的公园存在着不容忽视的土壤重金属污染。而且公园建成的年代与土壤重金属污染的程度成一个指数关系。
1. 土壤污染导致严重的直接经济损失--农作物的污染、减产。对于各种土壤污染造成的经济损失，尚缺乏系统的调查资料。仅以土壤重金属污染为例，全国每年就因重金属污染而减产粮食 1000 多万吨，另外被重金属污染的粮食每年也多达 1200 万吨，合计经济损失至少 200 亿元。
2. 土壤污染导致生物品质不断下降
我国大多数城市近郊土壤都受到了不同程度的污染，有许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、铬、砷、铅等重金属含量超标和接近临界值。
土壤污染除影响食物的卫生品质外，也明显地影响到农作物的其他品质。
有些地区污灌已经使得蔬菜的味道变差，易烂，甚至出现难闻的异味;农产品的储藏品质和加工品质也不能满足深加工的要求。
3. 土壤污染危害人体健康
土壤污染会使污染物在植(作)物体中积累，并通过食物链富集到人体和动物体中，危害人畜健康，引发癌症和其他疾病等。
4. 土壤污染导致其他环境问题
土地受到污染后，含重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力的作用下分别进入到大气和水体中，导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。
当土壤被病原体，有毒化学物质和放射性物质污染后，便能传播疾病，引起中毒和诱发癌症。
被病原体污染的土壤能传播伤寒、副伤寒、痢疾、病毒性肝炎等传染病。因土壤污染而传播的寄生虫病有蛔虫病和钩虫病等。人与土壤直接接触，或生吃被污染的蔬菜、瓜果，就容易感染这些寄生虫病。土壤对传播这些寄生虫病起着特殊的作用，因为在这些蠕虫的生活史中，有一个阶段必须在土壤中度过。例如，蛔虫卵一定要在土壤中发育成熟，钩虫卵一定要在土壤中孵出钩蚴才有感染性等。
结核病人的痰液含有大量结核杆菌，如果随地吐痰，就会污染土壤，水分蒸发后，结核杆菌在干燥而细小的土壤颗粒上还能生存很长时间，这些带菌的土壤颗粒随风进入空气，人通过呼吸，就会感染结核病。
有些人畜共患的传染病或与动物有关的疾病，也可通过土壤传染给人。例如，患钩端螺旋体病的牛、羊、猪、马等，可通过粪尿中的病原体污染土壤，这些钩端螺旋体在中性或弱碱性的土壤中能存活几个星期，并可通过粘膜、伤口或被浸软的皮肤侵入人体，使人致病。炭疽杆菌芽孢在土壤中能存活几年甚至几十年;被伤风杆菌、气性坏疽杆菌、肉毒杆菌等病原体，也能形成芽孢，长期在土壤中生存。破伤风杆菌、气性坏疽杆菌来自感染的动物粪便，特别是马粪。人们受外伤后，伤口被泥土污染，特别是深的穿刺伤口，很容易感染破伤风或气性坏疽病。此外，被有机废弃物污染的土壤，是蚊蝇孳生和鼠类繁殖的场所，而蚊、蝇和鼠类又是许多传染病的媒介，因此，被有机废物污染的土壤，在流行病学上被视为是特别危险的物质。
土壤被有毒化学物污染后，对人体的影响大都是间接的，主要是通过农作物、地面水或地下水对人体产生影响。在生产过磷酸钙工厂的周围，土壤中砷和氟的含量显著增高。铅、锌冶炼厂周围的土壤，不仅受到铅、锌、镉的严重污染，而且还受到含硫物质所形成的硫酸的严重污染。任意堆放的含毒废渣以及被农药等有毒化学物质污染的土壤，通过雨水的冲刷、携带和下渗，会污染水源。人、畜通过饮水和食物可引起中毒。
土壤被放射性物质污染后，通过放射性衰变，能产生α、β、γ射线，这些射线能穿透人体组织，使机体的一些组织细胞死亡。这些射线对机体既可造成外照射损伤，又可通过饮食或呼吸进入人体，造成内照射损伤，使受害者头昏、疲乏无力、脱发、白细胞减少或增多，发生癌变等。
20世纪70年代以来，通过对癌物质的研究，还发现许多工业城市及其近郊的土壤中含有苯并(a)芘等致癌物质。
被有机废弃物污染的土壤还容易腐败分解，散发出恶臭，污染空气，有机废弃物或有毒化学物质又能阻塞土壤孔隙，破坏土壤结构，影响土壤的自净能力;有时还能使土壤处于潮湿污秽状态，影响居民健康。
土壤污染具有隐蔽性和滞后性。大气污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观，通过感官就能发现。而土壤污染则不同，它往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测，甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。因此，土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间。如日本的"痛痛病"经过了10~20年之后才被人们所认识。
土壤污染的累积性。污染物质在大气和水体中，一般都比在土壤中更容易迁移。这使得污染物质在土壤中并不象在大气和水体中那样容易扩散和稀释，因此容易在土壤中不断积累而超标，同时也使土壤污染具有很强的地域性。
土壤污染具有不可逆转性。重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程，许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解。譬如:被某些重金属污染的土壤可能要100~200年时间才能够恢复。
土壤污染很难治理。如果大气和水体受到污染，切断污染源之后通过稀释作用和自净化作用也有可能使污染问题不断逆转，但是积累在污染土壤中的难降解污染物则很难靠稀释作用和自净化作用来消除。
土壤污染一旦发生，仅仅依靠切断污染源的方法则往往很难恢复，有时要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决问题，其他治理技术可能见效较慢。因此，治理污染土壤通常成本较高、治理周期较长。鉴于土壤污染难于治理，而土壤污染问题的产生又具有明显的隐蔽性和滞后性等特点，因此土壤污染问题一般都不太容易受到重视。
土壤污染物可分为三类。
一类是病原体，包括肠道致病菌、肠道寄生虫(蠕虫卵)、破伤风杆菌、霉菌和病毒等。它们主要来自做肥料的人畜粪便和垃圾。或直接用生活污水灌溉农田，都会使土壤受到病原体的污染。这些病原体能在土壤中生存较长时间，如痢疾杆菌能在土壤中生存22~142天，结核杆菌能生存一年左右，蛔虫卵能生存315~420天，沙门氏菌能生存35~70天。
第二类是有毒化学物质，如镉、铅等重金属以及有机氯农药等。它们主要来自工业生产过程中排放的废水、废气、废渣以及农业上大量施用的农药和化肥。
第三类是放射性物质，它们主要来自核爆炸的大气散落物，工业、科研和医疗机构产生的液体或固体放射性废弃物，它们释放出来的放射性物质进入土壤，能在土壤中积累，形成潜在的威胁。由核裂变产生的两个重要的长半衰期放射性元素是90锶(半衰期为28年)和137铯(半衰期为30年)。空气中的放射性90锶可被雨水带入土壤中。因此，土壤中含90锶的浓度常与当地降雨量成正比。
水利部水工程生态效应与生态修复重点实验室实验室简介