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項目簡介： 本項目是20余年有關(guān)土壤重金屬污染領(lǐng)城的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究工作，屬于環(huán)境土壤學(xué)，是土壤學(xué)和環(huán)境科學(xué)的交叉學(xué)科，是環(huán)境科學(xué)的重要組成部分。它以土壤-植物系統(tǒng)中重金屬污染、土壤重金屬污染與土壤環(huán)境質(zhì)量、污染土壤修復(fù)、環(huán)境土壤學(xué)的理論與方法體系為主線，以土壤復(fù)合污染為主要研究對象，在認識其基本環(huán)境過程和原理的基礎(chǔ)上，發(fā)展修復(fù)污染土壤的有效途徑與方法。系統(tǒng)地從動力學(xué)、根際化學(xué)、植物元素化學(xué)和溶液化學(xué)等層面揭示土壤-植物系統(tǒng)中交互作用影響重金屬遷移、轉(zhuǎn)化的機理；闡明重金屬吸附勢和解吸勢等理論概念與量化表述，實現(xiàn)了土壤性質(zhì)對重金屬吸附行為等的定量表征。
揭示了重金屬污染土壤退化過程與機理；證實土壤膠體在污染物轉(zhuǎn)化中的催化作用；率先確證并量化交互作用作為預(yù)測模式的重要參數(shù)，提高了模型預(yù)測能力；豐富并拓展了復(fù)合污染研究領(lǐng)域，新建的綜合污染表征參數(shù)，可定量解決重金屬污染的時空變化并促進了區(qū)域環(huán)境的科學(xué)評價。利用穩(wěn)定同位素113Cd標記肥料，成功地區(qū)分了植物吸收Cd的肥料源和土壤源的貢獻率。探討了畜禽糞肥對土壤和水質(zhì)的潛在污染風(fēng)險。
研究并發(fā)展化學(xué)修復(fù)、植物修復(fù)和電動修復(fù)的方法原理與技術(shù)。系統(tǒng)地探索了超積累植物和絡(luò)合（配位）誘導(dǎo)修復(fù)的原理與方法；解決了電動修復(fù)中電解池溶液酸度控制和中試中的關(guān)鍵參數(shù)。并從長期定點試驗的結(jié)果拓展到礦山生態(tài)與環(huán)境整治的實際應(yīng)用。
發(fā)展、豐富并完善了環(huán)境土壤學(xué)，首次明確了環(huán)境土壤學(xué)的學(xué)科屬性，突出土壤環(huán)境質(zhì)量在整體環(huán)境質(zhì)量中的重要性。研究成果為解決國家重大需求-農(nóng)產(chǎn)品安全與人體健康、生態(tài)與環(huán)境保護、土壤環(huán)境質(zhì)量系列標準制定等方面提供了基礎(chǔ)資料和科學(xué)依據(jù)。在土壤環(huán)境保護、農(nóng)產(chǎn)品安全和政府決策等方面有重要的參考價值。
至2005年底，出版專著三部，發(fā)表論文171篇，他引總次數(shù)1139；其中，SCI收錄論文37篇，他引次數(shù)126；《土壤-植物系統(tǒng)中的重金屬污染》他引319次。
主要發(fā)現(xiàn)點：
（1）推動復(fù)合污染和交互作用的研究。系統(tǒng)地從化學(xué)動力學(xué)、根際化學(xué)、植物元素化學(xué)和土壤溶液化學(xué)等多個層面證實了土壤-植物系統(tǒng)中重金屬間交互作用的存在，將交互作用的研究從重金屬元素之間拓展到重金屬與有機污染物、重金屬與陪伴陰離子、污染物與土壤礦物組分等范疇。從動力學(xué)的角度揭示了鉛可促進植物吸收鎘的機理。從重金屬-有機污染物交互作用中證實了土壤膠體的催化作用；發(fā)現(xiàn)陪伴陰離子對鉛的土壤環(huán)境化學(xué)行為有著明顯的控制作用；對復(fù)合污染中的交互作用進行的量化研究，可將其作為重要參數(shù)引入預(yù)測模式，提高了對植物產(chǎn)量和吸收重金屬的預(yù)測精度；新建的綜合污染指數(shù)新算法，可量化表述重金屬污染的時空變化，并推進區(qū)域環(huán)境的評價。提出了重金屬的吸附勢和解吸勢，它們是有關(guān)吸附的強度概念，是土壤-植物系統(tǒng)中重金屬與土壤性質(zhì)交互作用的綜合表征，是土壤污染預(yù)測和植物吸收的綜合、量化指標�！ㄍ寥阑瘜W(xué)，環(huán)境化學(xué)；專著1、2，論文3、4）
（2）闡明污染土壤的退化機理。通過重金屬污染土壤的退化過程與機理的研究，揭示了污染土壤退化的實質(zhì)和食物鏈品質(zhì)下降的原因。重金屬污染對土壤的影響除了其自身的毒性外，導(dǎo)致土壤退化的另一原因是對肥力的影響。研究表明，重金屬污染導(dǎo)致土粒表面交換態(tài)K降低，水溶性K增加；污染不僅使土壤對K吸附量下降5%-28%，還使解吸作用上升6%-30%；體系自由能增大；土壤對K的緩沖能力也因污染而降低15%-57%，重金屬的存在還使K吸附速度降低、平衡時間提前，從而加速了土壤中K的淋溶損失。重金屬污染使土壤對P吸持固定容量增大、吸持強度增強、吸持速度加快、吸持緩沖容量升高，同時磷酸酶活性降低，引起土壤P的有效性降低。首次采用穩(wěn)定性同位素113Cd標記方法在實驗條件下定量區(qū)分了肥料源和土壤源鎘對植物吸收鎘的貢獻率；評估了集約化養(yǎng)殖有機肥農(nóng)用存在的環(huán)境風(fēng)險�！ㄍ寥阑瘜W(xué)，環(huán)境化學(xué)；專著2，論文5、6）
（3）拓展重金屬污染土壤修復(fù)的原理與方法。發(fā)現(xiàn)土壤活性硅與重金屬鎘鈍化的良好相關(guān)性及其機理，是抑制作物吸收鎘的有效途徑；系統(tǒng)探索并研究了超積累植物和絡(luò)合誘導(dǎo)修復(fù)的原理，提出防止二次污染的措施；解決了電動修復(fù)技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，并成功實現(xiàn)了裝置的自動化控制和中試試驗�！ㄍ寥阑瘜W(xué)，環(huán)境化學(xué)，環(huán)境地學(xué)；專著1、2，論文7、8、9）
（4）推進環(huán)境土壤學(xué)的發(fā)展。在基礎(chǔ)理論研究拓展、深化與凝練的基礎(chǔ)上，發(fā)展、充實并完善了環(huán)境土壤學(xué)理論體系和方法，突出土壤環(huán)境質(zhì)量對整體環(huán)境質(zhì)量的重要性，明確界定了環(huán)境土壤學(xué)的學(xué)科屬性。系統(tǒng)地論述了環(huán)境土壤學(xué)的定義、定位和研究內(nèi)容；從環(huán)境土壤學(xué)的觀點探討土壤的新概念，突出土壤作為環(huán)境要素的中心環(huán)節(jié)和土壤質(zhì)量在調(diào)控整體環(huán)境質(zhì)量中的重要性�！�-（土壤化學(xué)，環(huán)境化學(xué)，環(huán)境地學(xué)；專著2、10）
主要完成人：
1. 陳懷滿
項目的總體設(shè)計和指導(dǎo)。對所列發(fā)現(xiàn)點中：1-重金屬復(fù)合污染和量化研究；拓展重金屬交互作用的范疇；提出重金屬的吸附勢和解吸勢；3-發(fā)現(xiàn)土壤活性硅與鎘鈍化相關(guān)性，4-發(fā)展并完善環(huán)境土壤學(xué)等方面作出貢獻。投入該項研究的工作量占本人工作量的80%。
2. 周東美
負責(zé)人之一。對所列發(fā)現(xiàn)點中：1-拓展重金屬-有機污染物交互作用的研究；2-研究集約化養(yǎng)殖有機肥農(nóng)用導(dǎo)致重金屬污染的環(huán)境風(fēng)險；3-解決電動修復(fù)技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，實現(xiàn)裝置的自動化控制和中試等方面作出貢獻。投入該項研究的工作量占本人工作量的80%。
3. 鄭春榮
對所列發(fā)現(xiàn)點中：1-重金屬復(fù)合污染研究；從多個層面證實交互作用的存在；2-重金屬污染土壤的退化機理研究等方面作出貢獻。投入該項研究的工作量占本人工作量的90%。
4. 王慎強
對所列發(fā)現(xiàn)點中：1-重金屬-有機污染物交互作用研究；2-區(qū)分肥料源和土壤源鎘對植物吸收鎘的貢獻率等方面作出貢獻。
5. 沈振國
對所列發(fā)現(xiàn)點中：3-系統(tǒng)地探索并研究超積累植物和絡(luò)合誘導(dǎo)修復(fù)的原理等方面作出貢獻。
10篇代表性論文：
1. 土壤－植物系統(tǒng)中的重金屬污染/科學(xué)出版社
2. 土壤中化學(xué)物質(zhì)的行為與環(huán)境質(zhì)量/科學(xué)出版社
3. 土壤--水稻體系中污染重金屬的遷移及其對水稻的影響/環(huán)境科學(xué)學(xué)報
4. 根際環(huán)境中鎘的形態(tài)轉(zhuǎn)化/土壤學(xué)報
5. 肥料鎘的植物效應(yīng)以及在土壤中的累積/ 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報
6. Copper and Zn uptake by radish and pakchoi as affected by application of livestock and poultry manures/ Chemosphere
7. Chemical methods and phytoreme- diation of soil contaminated with heavy metals /Chemosphere
8. Lead phytoextraction from contaminated soil with high-biomass plant species/ J. Environ. Qual.
9. Electrokinetic remediation of a Cu contaminated red soil by conditioning catholyte pH with different enhancing chemical reagents/ Chemosphere
10. 環(huán)境土壤學(xué)/科學(xué)出版社
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