污染土壤植物修复技术及应用

　　本书共分七章，从理论到实践应用比较系统地介绍了污染土壤植物修复机制、污染土壤植物修复技术方法及研究现状、污染土壤植物修复联合技术研究方法及现状、污染土壤植物修复技术拓展及研究前沿、典型土壤污染现状及其植物修复技术应用现状和污染土壤植物修复的局限性及发展趋势。本书具有较强的技术性和针对性，可供从事土壤修复和污染管控、土地整治等的工程技术人员、科研人员及管理人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、生态工程、土壤学及相关专业师生参阅。

　　刘睿，中国科学院沈阳应用生态研究所，研究员，辽宁省污染环境生态修复技术工程中心主任，刘睿：女，1974年11月生，博士，研究员，硕士生导师；现担任辽宁省污染环境生态修复工程技术研究中心主任，中国自然资源学会资源循环利用专业委员会委员，中国生态学会科普工作委员会委员，《环境科学与技术》编委。主要从事土壤-植物系统污染生态学方面研究，首次发现两种禾本科植物对多环芳烃污染土壤有高效修复效能，首次提出运用纳米材料石墨烯强化植物修复，提出了修复材料产业化的新思路，在有机污染土壤的植物修复基础研究方面取得很大进展。围绕土壤修复新技术的研制与机理研究，发表研究论文30余篇，其中SCI论文13篇，申请国家发明专利13项，并有3项获得国家授权。参与编著《微生物技术》专著1部，获天津市技术发明一等奖1项，辽宁省科技进步二等奖1项，沈阳市科技进步三等奖1项，获第四届新世纪巾帼发明家新秀奖1项。

章  绪论1
节　污染土壤植物修复技术的介绍及发展 1
一、概述 1
二、土壤污染植物修复的发展 3
三、植物修复技术的研究进展与趋势 6
四、现代生物技术在植物修复中的应用 10
五、植物修复技术的发展及应用前景 14
第二节　植物修复技术的研究内容 16
一、植物修复概念的提出 16
二、植物修复污染环境的理论基础 16
三、植物修复技术的研究内容与研究方法 23
第三节　植物修复技术的类型和应用意义 25
一、植物修复技术的类型 25
二、植物修复技术的优势与局限性 28
三、植物修复技术的展望 32
参考文献 33

第二章  污染土壤植物修复机制41
节　重金属污染土壤 41
一、概述 41
二、土壤重金属污染的来源 43
三、土壤重金属污染的危害 45
四、土壤重金属污染的现状 47
五、土壤重金属污染的特点 48
六、修复土壤重金属污染的方法 52
七、植物修复重金属污染土壤的研究 54
第二节　植物修复机制 55
一、植物对物质的吸收、排泄和积累 55
二、植物修复污染环境的基本理论与原则 58
第三节　重金属污染土壤植物修复机制 59
一、植物修复重金属污染土壤的机制 59
二、植物挥发污染土壤重金属的作用机制 63
三、植物提取污染土壤重金属的作用机制 64
四、植物稳定污染土壤重金属的作用机制 66
五、植物根际行为对重金属污染土壤修复的作用机制 67
六、重金属在土壤-植物系统中迁移转化规律 69
第四节　有机污染物污染土壤植物修复机制 72
一、植物对有机污染物的直接吸收作用 74
二、植物释放分泌物和酶去除环境有机污染物 74
三、根区有机物的生物降解 75
第五节　有机污染物-重金属复合污染的土壤植物修复作用机制 85
一、土壤复合污染现状 85
二、复合污染的概念与分类 86
三、有机污染物与重金属在土壤中交互作用 86
四、有机污染物-重金属交互作用对土壤生物学过程的影响 87
五、重金属对微生物降解有机污染物过程的抑制 87
六、重金属的浓度与其抑制生物降解的相关性 88
七、有机污染物-重金属复合污染土壤的植物修复 89
参考文献 90

第三章  污染土壤植物修复技术方法及研究现状102
节　重金属污染土壤植物修复技术方法及研究现状 102
一、超富集植物在重金属污染土壤修复中的研究技术与方法 102
二、低积累植物在重金属污染土壤修复中的研究技术与方法 111
第二节　有机污染物污染土壤植物修复技术方法及研究现状 126
一、农田农药污染土壤植物修复技术方法及研究现状 126
二、多环芳烃污染土壤植物修复技术方法及研究现状 130
三、石油污染土壤植物修复技术方法及研究现状 135
第三节　有机污染物-重金属污染土壤植物修复技术方法及研究现状 138
一、农药-重金属污染土壤植物修复技术方法及研究现状 139
二、多环芳烃-重金属污染土壤植物修复技术方法及研究现状 141
三、石油烃-重金属污染土壤植物修复技术方法及研究现状 144
四、多氯联苯-重金属污染土壤植物修复技术方法及研究现状 146
参考文献 147

第四章  污染土壤植物修复联合技术研究方法及现状159
节　植物-化学联合技术修复污染土壤研究方法及现状 159
一、植物-螯合剂联合修复技术 159
二、植物-表面活性剂联合修复技术 163
三、植物-固定化改良剂联合修复技术 167
四、植物-植物生长调节剂联合修复技术 174
五、植物-酸碱调节剂联合修复技术 178
六、植物-肥料联合修复技术 178
七、植物-复合强化剂联合修复技术 179
八、植物与其他化学方法联合修复技术 188
第二节　植物-微生物联合技术修复污染土壤研究方法及现状 189
一、植物与微生物之间的相互作用 189
二、植物-微生物联合修复土壤重金属污染 190
三、植物-微生物联合修复土壤有机污染 196
四、植物-微生物联合修复土壤复合污染 202
第三节　植物-生物炭联合技术修复污染土壤研究方法及现状 203
一、生物炭的特性及制备影响因素 203
二、生物炭施入对植物生长发育的影响 204
三、植物-生物炭联合对重金属污染土壤的修复 205
四、植物-生物炭联合对有机污染土壤的修复 208
参考文献 210

第五章  污染土壤植物修复技术拓展及研究前沿222
节　基因工程技术在植物修复中的研究 223
一、概述 223
二、基因工程技术在重金属植物修复中的研究 224
三、基因工程技术在有机污染植物修复中的应用 232
四、基因工程在植物修复应用中存在的问题 234
第二节　芯片技术在植物修复中的研究 235
一、概述 235
二、生物芯片的种类 235
三、生物芯片的工作原理 237
四、生物芯片在植物修复中的应用 238
五、展望 243
第三节　蛋白质组学技术在植物修复中的研究 243
一、概述 243
二、蛋白质组学技术与方法 244
三、蛋白质组学在污染土壤植物修复中的应用 247
四、问题及展望 255
第四节　代谢组学技术在植物修复中的研究 256
一、概述 256
二、植物代谢组学技术 257
三、植物代谢组学研究进展 261
四、代谢组学技术在植物修复中的应用 263
五、展望 266
参考文献 267

第六章  典型土壤污染现状及其植物修复技术应用现状282
节　农田土壤污染现状及其植物修复技术应用现状 283
一、农田土壤污染现状 283
二、农田土壤污染来源 286
三、农田土壤污染特点 288
四、农田土壤污染植物修复技术应用现状 289
五、案例——湖南某砷污染农田土壤修复工程 292
第二节　矿区土壤污染现状及植物修复技术应用现状 293
一、矿区土壤污染现状 294
二、矿区废弃地的类型及特征 295
三、矿区污染来源 295
四、矿区土壤污染植物修复技术研究 296
五、应用实例 297
第三节　污染场地土壤污染植物修复技术应用现状 299
一、搬迁企业遗留场地 299
二、电子垃圾回收场地 300
三、垃圾堆放/填埋污染场地 306
四、农药污染场地 312
五、东北重工业污染场地土壤修复 315
第四节　其他污染土壤环境中植物修复技术应用现状 317
一、盐碱土污染土壤环境中植物修复技术应用现状 317
二、放射性物质污染土壤环境中植物修复技术应用现状 320
参考文献 325

第七章  污染土壤植物修复的局限性及发展趋势344
节　污染土壤植物修复的局限性 344
一、植物的生物量对污染土壤修复的影响 344
二、土壤含水量对植物修复污染土壤的影响 353
三、修复植物的处置及资源化再利用 361
第二节　污染土壤植物修复的发展趋势 370
一、植物修复野外试验及多学科综合研究 370
二、植物修复技术与其他修复技术综合应用 370
三、植物修复技术的应用前景 371
参考文献 373

附录1 土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)(GB 15618—2018) 381

附录2 土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)(GB 36600—2018) 386