華南多金屬污染土壤修復技術體系與應用

1、2018年度廣東省科學技術獎公示表（自然科學獎、技術發(fā)明獎、科技進步獎格式）項目名稱華南多金屬污染土壤修復技術體系與應用主要完成單位中山大學主要完成人 （職稱、完成單 位、工作單位）1.仇榮亮，教授，工作單位：中山大學，完成單位：中山大學，主要貢獻：項目總負 責人，負責項目的總體設計實施和推廣，對創(chuàng)新點1、2、3、4均有創(chuàng)造性貢獻。是 發(fā)明專利1、2、3、4、5、6、7、8的發(fā)明人，是代表性論文1、2、3、4、5、6、7、 8、9、10的作者。2.湯葉濤，教授，工作單位：中山大學，完成單位：中山大學，主要貢獻：項目完成 人，負責超富集植物的篩選及其機理的研究，對創(chuàng)新點2、3有創(chuàng)造性貢獻。是代表

2、 性論著1、2、3、4、5、6的作者。3.王詩忠，副教授，工作單位：中山大學，完成單位：中山大學，主要貢獻：項目完 成人，負責植物穩(wěn)定與植物阻隔的研究，對創(chuàng)新點1、3有創(chuàng)造性貢獻。是代表性論 文1、6的作者。4.章衛(wèi)華，教授，工作單位：中山大學，完成單位：中山大學，主要貢獻：項目完成 人，負責污泥生物炭固定重金屬機理以及化學淋洗修復的研究，對創(chuàng)新點1、4均有 創(chuàng)造性貢獻。是發(fā)明專利2、3、6、7、8的發(fā)明人，是代表性論文4、8、10的作者。5.晁兀卿，副教授，工作單位：中山大學，完成單位：中山大學，主要貢獻：項目完 成人，負責構建微生物輔助植物穩(wěn)定修復模式，對創(chuàng)新點1有創(chuàng)造性貢獻。是代表 性論

3、文1的作者。6.葉志鴻，教授，工作單位：中山大學，完成單位：中山大學，主要貢獻：項目完成 人，負責研究水稻根泌氧能力與其重金屬吸收和積累的關系及相關機理，對創(chuàng)新點3 有創(chuàng)造性貢獻。是代表性論文7的作者。7.仇浩，副教授，工作單位：上海交通大學，完成單位：中山大學，主要貢獻：項目 完成人，參與污染農田土壤化學固定-植物阻隔聯(lián)合修復及污染土壤化學淋洗技術研 發(fā)，對創(chuàng)新點3、4有創(chuàng)造性貢獻。是發(fā)明專利4、5的發(fā)明人，是代表性論文6的 作者。8.韋獻革，講師，工作單位：中山大學，完成單位：中山大學，主要貢獻：項目完成 人，參與構建若干化學淋洗修復的新組合反應體系，對創(chuàng)新點4有創(chuàng)造性貢獻。是 發(fā)明專利2

4、、3的發(fā)明人，是代表性論文10的作者。9.董漢英，高級實驗師，工作單位：中山大學，完成單位：中山大學，主要貢獻：項 目完成人，參與設計研制土壤污染化學修復成套設備并進行實際應用，對創(chuàng)新點4 有創(chuàng)造性貢獻。是發(fā)明專利2、3、4的發(fā)明人，是代表性論文10的作者。10.黃雄飛，實驗師，工作單位：中山大學，完成單位：中山大學，主要貢獻：項目 完成人，參與復合污染場地化學修復及污染農田土壤植物阻隔聯(lián)合修復，對創(chuàng)新點4 有創(chuàng)造性貢獻。是發(fā)明專利5、7的發(fā)明人。11.阮菊俊，副教授，工作單位：中山大學，完成單位：中山大學，主要貢獻：項目 完成人，負責土壤重金屬化學修復的研究，對創(chuàng)新點4有創(chuàng)造性貢獻。是發(fā)明專

5、利7 的發(fā)明人。12.劉文深，初級，工作單位：中山大學，完成單位：中山大學，主要貢獻：項目完 成人，負責高污染土壤微生物修復機理以及化學修復的研究，對創(chuàng)新點1、4均有創(chuàng) 造性貢獻。是發(fā)明專利7的發(fā)明人，是代表性論文1的作者。13.鄧騰灝博，中級，工作單位：廣東省農業(yè)科學院農產品公共監(jiān)測中心，完成單位: 中山大學，主要貢獻：項目完成人，負責中等污染土壤植物修復機理以及低污染土 壤植物穩(wěn)定修復研究，對創(chuàng)新點2、3均有創(chuàng)造性貢獻。是代表性論文2、3、6的作者。趙本良，副教授，工作單位：華南農業(yè)大學，完成單位：中山大學，主要貢獻： 項目完成人，負責高污染土壤微生物固定重金屬機理的研究，對創(chuàng)新點1有創(chuàng)造

6、性 貢獻。是發(fā)明專利5的發(fā)明人。趙芝灝，中級，工作單位：中山大學，完成單位：中山大學，主要貢獻：項目完 成人，負責化學淋洗修復的研究，對創(chuàng)新點4有創(chuàng)造性貢獻。是發(fā)明專利2、3、4 的發(fā)明人，是代表性論文10的作者。項目簡介本成果屬于土壤環(huán)境學領域。我國土壤重金屬污染形勢嚴峻，重金屬污染土壤修復是重要的國家需求和國家 戰(zhàn)略。由于重金屬污染土壤類型多樣、空間變異大、修復目標不一，因此，如何針 對不同污染類型與污染程度土壤構建低成本、高效率、適應性廣的重金屬污染土壤 修復技術體系，是我國土壤環(huán)境領域的重大前沿課題。本成果依托多項國家重點項 目，圍繞土壤重金屬污染修復，歷經十七年攻關，創(chuàng)造性構建了高污

7、土壤植物穩(wěn)定、 中污土壤植物提取、低污土壤植物阻隔和工業(yè)場地化學修復等重金屬污染土壤修復 技術體系；形成了完全自主知識產權的技術、設備和示范；并持續(xù)為國家和地區(qū)重 金屬污染土壤修復管理提供技術支撐。主要創(chuàng)新成果如下：構建了以植物穩(wěn)定為核心的高污土壤聯(lián)合修復技術，破解了熱濕地區(qū)酸瘠毒 重污染土壤金屬擴散難以控制的困局。研發(fā)了一批能成功應用于高污土壤植物穩(wěn)定 修復的能源及經濟植物；首次定量揭示了污泥生物炭及功能微生物對重金屬的鈍化 與擴散控制機制；創(chuàng)制了華南熱濕地區(qū)低成本可復制的高污土壤化學-微生物-植物穩(wěn) 定聯(lián)合修復模式，攻克了熱濕地區(qū)植物穩(wěn)定修復的區(qū)域難題。構建了以植物提取為核心的中污土壤聯(lián)合

8、修復技術，揭示了植物重金屬富集 新機理，改變了對鎘等重金屬元素毒性的傳統(tǒng)認識。發(fā)現(xiàn)了多種多金屬超富集植物 品種，為植物提取修復提供了重要種質資源；揭示了超富集植物對重金屬吸收、轉 運、富集、分布和解毒機理；發(fā)現(xiàn)鎘在超富集植物中存在生理功能；構建了中污土 壤多金屬植物提取修復技術模式。構建了以植物阻隔為核心的低污農田修復技術，突破了重金屬污染治理與農 業(yè)生產難以兼顧的技術瓶頸。揭示了根系滲氧率在水稻金屬吸收和低累積品種篩選 中的關鍵作用；發(fā)現(xiàn)鐵硅基材料對根表鐵膜形成和重金屬吸收轉運具有耦合阻控效 應，可使90%以上稻米重金屬含量穩(wěn)定達到食用安全標準；實現(xiàn)了重金屬輕度污染 稻田的低成本、高效率的達

9、標生產。研制了以化學修復為核心的工業(yè)污染場地修復技術，建立了國內首套化學淋 洗成套設備與工程。創(chuàng)新性地合成了一系列重金屬選擇性高的新型土壤淋洗劑；闡 明了有機螯合反應與氧化還原反應在陰陽離子淋洗過程中的關鍵機制，構建了若干 化學淋洗修復的新組合反應體系；建立了國內首個化學淋洗修復示范工程，推動了 土壤化學修復理論與技術的發(fā)展。本成果申請國家專利23件，授權發(fā)明專利12件，授權實用新型專利1項；發(fā) 表論文313篇，SCI收錄155篇；建立四種類型的修復基地/工程8個，面積近5000 畝，形成了重金屬污染土壤修復的華南模式，為我國多金屬污染土壤修復治理與安 全利用提供了重要的技術支持。同時依托華南

10、的區(qū)位優(yōu)勢，參與從國家到地區(qū)重金 屬污染土壤修復管理工作，為國家土壤環(huán)境保護立法、廣東省土壤污染防治條例編 制、地方性土壤污染防治行動計劃實施方案編制等工作提供技術支撐。代表性論文 專著目錄論文 1： Structure, variation, and co-ccurrence of soil microbial communities in abandoned sites of a rare earth elements mine論文 2： Zinc isotope fractionation in the Zn hyperaccumulator Noccaea caerulescens a

11、nd the nonaccumulating plant Thlaspi arvense in response to low and high Zn supply論文 3: Nickel and zinc isotope fractionation in hyperaccumulating and non-accumulating plant論文 4： Pb(II) and Cr(VI) sorption by biochars pyrolyzed from the municipal wastewater sludge under different heating conditions論

12、文 5: Fractionation of stable Zn isotopes in the field-grown Zn hyperaccumulator Noccaea caerulescens and the zinc-tolerant plant Silene vulgaris論文 6： Mitigation effects of silicon rich amendments on heavy metal accumulation in rice (Oryza sativa L.) planted on multi-metal contaminated acidic soil論文

13、7: Cadmium accumulation in and tolerance of rice (Oryza sativa L.) varieties with different rates of radial oxygen loss論文 8： Influence of EDTA washing on the Species and Mobility of Heavy Metals Residual in Soils論文 9： Lead, zinc, cadmium hyperaccumulation and growth stimulation in Arabis paniculata

14、Franch論文 10： The study of operating variables in soil washing with EDTA知識產權名稱專利1：利用泡囊假單胞菌促進植物修復土壤鎳污染的方法(ZL200510034858.0)專利2： 一種用于重金屬污染土壤的化學淋洗修復方法(ZL200810198394.0)專利3: 一種用于同時去除土壤中重金屬和砷的化學淋洗劑及其修復方法 (ZL200810198393.6)專利4： 一種用于氰化物污染土壤的化學修復方法(ZL200810219702.3)專利5：檸檬酸桿菌及其處理酸性礦山廢水的方法(ZL200910038782.7)專利6： 一種城市污泥在去除砷中的應用(ZL201410289954.9)專利7： 一種治理土壤重金屬污染凈化系統(tǒng)(ZL201510302345.7)專利8： 一種用于污染土壤淋溶實驗的組裝式裝置(ZL201520396007.X)推廣應用情況十七年來，本成果先后在廣東、江西、云南等省建立了多金屬污染土壤植物穩(wěn) 定、植物提取、植物阻隔和化學修復示范基地/工程共計8個，總示范面積5400畝(包 括主持了農業(yè)部在廣東地區(qū)最大規(guī)模的農產品產地土壤重金屬污染修復示范項目 3000畝)，輻射華南幾十萬畝多金屬污染土壤的修復工作。高污土壤植物穩(wěn)定修復技 術可使重金屬隨徑流的流失率減少85%以上；