编者按：为充分展示永清的环保技术实力，展现公司技术专家、科研精英的能力风采和研发成果，促进专业人员专心聚焦专业，品宣部特组织开展“专家讲专业”征文活动！ 今天，“专家讲专业”的第九期，我们刊发湖南永清环保研究院耕地修复所主任研发工程师邓林关于“重金属污染耕地治理式休耕植物移除示范”的文章。 邓林 永清环保研究院耕地修复所 主任研发工程师 2015年9月加入永清，主要负责植物修复相关研发及示范推广工作。作为植物修复团队负责人，带领团队完成了从植物修复室内基础研发到小试与推广初探。2017年永清环保作为湖南省唯一成功入选伴矿景天种植实施单位，在醴陵休耕地开展200亩试点，该项目是目前省内最大的伴矿景天修复示范项目；2018年成功入围湖南省农委组织的长株潭治理式休耕地技术模式的集中展示；她和团队一道申请发明专利6项，发表科研学术论文5篇。期间还担任湖南省重点研发计划“重金属污染休耕农田修复治理及安全利用技术模式”子课题负责人，参与组建农田土壤污染防控与修复技术国家工程实验室、湖南省农田土壤重金属污染修复工程技术研究中心。 随着耕地土壤重金属污染等问题越来越突出。2016年以来，国家及相关部门多次提出实行耕地轮作休耕试点，提升耕地质量。而在众多休耕治理技术中，植物修复以彻底去除土壤重金属、 环境友好、能较好保持土壤结构和肥力状况等优点表现出了广阔的市场前景。本文以长株潭某休耕地为例，讲述如何进行重金属污染耕地治理式休耕植物移除示范。 01 什么是植物修复 植物修复是指利用绿色功能植物从土壤中快速吸取重金属或将其无害化而达到净化目的的方法，是一种环境友好、经济、高效的备受青睐的土壤环境生物修复技术。 02 植物提取技术 植物提取（phytoextraction）又称为植物萃取，是指利用对重金属富集能力较强的超积累植物吸收土壤中的重金属污染物，然后将其转移、贮存到植物茎、叶等地上部位，通过收割地上部分的植株并进行集中处理，从而达到去除或降低土壤中重金属污染物的目的。与传统的重金属污染土壤修复技术相比，植物提取技术具有可彻底带走土壤中重金属，同时还能增加土壤有机质和肥力，还可以不影响正常的农事活动，实现边生产边修复，是真正意义上的“绿色修复技术”。缺点是成本相对较高，周期较长。 03 如何进行重金属污染耕地治理式休耕植物移除示范 ——以长株潭某休耕地为例 3.1 核心术语 超积累植物：是指能超量吸收重金属并将其运移到地上部积累的植物。认定标准主要为：①超积累植物地上部分重金属含量是正常植物体内的100倍左右，且对不同的重金属元素有不同的临界值。②植物地上部分重金属含量高于根系周围的土壤，即富集系数（BCF1）大于1（富集系数=地上部植物中元素质量分数/土壤中元素质量分数）。③在污染地生长旺盛，生物量大，能正常完成生活史。 重金属富集系数：指植物某一部位的元素含量与土壤中相应元素含量之比，它在一定程度上反映着土壤--植物系统中元素迁移的难易程度，说明重金属在植物体内的富集情况。 农艺调控：指利用农艺措施对耕地土壤中污染物的生物有效性进行调控，改善土壤特性，促进植物生长，实现受污染耕地安全利用。农艺调控措施主要包括调节土壤理化性状、科学管理水分、施用功能性肥料等。 焚烧处置：是一种高温热处理技术，在过量空气的条件下，将植物和燃料放置在一起通过燃烧使植物的体积减少，同时使重金属富集在一起，这样植物有害生物量的体积减少，产生的热能可被利用，达到资源化的目标。 3.2 技术措施 在休耕试点修复区，通过大棚繁育伴矿景天，进行规模化大田移栽，实现镉污染耕地的植物修复，且对修复后富集有大量镉的伴矿景天地上部分进行离田移除，进行异地或原地焚烧等减量化、无害化安全处置和资源化利用。 伴矿景天是一种镉的超积累植物，对土壤中Cd具有很强的耐性、吸收和富集能力，野外条件下其地上部Cd可达123~770 mg/kg。在中、轻度土壤污染情况下，每公顷土地伴矿景天Cd吸收量为151~353 g/季，年吸取修复效率12.7％~30.1％，经过3~5年伴矿景天的吸取修复后，能使土壤中镉的浓度降低至国家土壤环境质量的二级标准（0.3 mg/kg）以下。 3.3 项目实施 具体实施过程可分为四个阶段，第一阶段主要是对休耕区土壤进行镉污染情况调查；第二阶段主要是进行伴矿景天大棚育苗；第三阶段主要是进行伴矿景天的大面积移栽，并设置覆膜和未覆膜两种处理；第四阶段主要是进行伴矿景天修复效果的验收并完成植物田间移除。 3.4 效果分析 在整个试验周期内，伴矿景天的单株鲜重与干重随生长周期的延长呈现增长的趋势，其中覆膜（FM）和未覆膜(NFM)处理下的单株鲜重最高分别可达400g和350g，单株干重最高分别可达25g和20g；伴矿景天每公顷的吸镉量随着时间的增长在逐步增加，其中覆膜和未覆膜处理下的地上部分最大吸镉量最高分别可达每公顷420g和300g，伴矿景天单株地上部分的镉含量呈现出先减小后增加再减小的趋势，具体含量范围为60-140mg/kg（见图2-图4）。 土壤全镉整体呈逐渐降低的趋势，其中覆膜和未覆膜处理下的土壤降镉率分别为16%和12%。预计经过3~5季吸取修复后，能使土壤中镉的浓度降低至国家土壤环境质量的二级标准（0.3 mg/kg）以下。 小结：在该休耕地上种植1季伴矿景天（240d），植株吸镉量在300-420g/ha,土壤降镉率在12-16%。该示范项目顺利实施是对植物修复技术的可行性、适用性的又一个充分验证，对以后在长株潭地区开展镉污染农田的植物修复工程应用积累有益经验。
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