项目负责责人：郭红岩
南京大学环境学院教授、博士生导师，地球关键带科学与技术国际研究中心主任.
研究领域：污染土壤与地下水修复、污染物环境过程与全球变化、生态毒理诊断与环境健康.
项目背景
根据《全国土壤污染状况调查公报》显示我国耕地污染点位超标率19.4%，其中以重金属污染为主。重金属在农作物中积累，并通过食物链进入人体，严重威胁人类的身体健康。《土壤污染防治行动计划》指出要采取农艺调控、替代种植等措施，实现耕地的安全利用。
关键技术
重金属的环境风险与土壤中重金属的有效态含量而非总量密切相关。原位钝化修复通过在土壤中添加不同比例磷基、炭基等材料组成的新型环境友好钝化剂，通过提高pH、沉淀、吸附等作用降低重金属的生物有效性。稳定化修复是一种操作简单、成本低廉且具备良好应用潜力的原位修复技术。植物修复技术由于其环境友好性和潜在的经济价值，科学选择修复植物并辅以绿色化学、生物强化方法提高其修复效率，在污染耕地修复、替代种植等方面具有重要的推广价值。
本成果研发的系列钝化剂可以有效降低植物对重金属的吸收，通过田间试验验证，一次施加，持续有效长达十余年，而且芦蒿重金属含量达到《食品中污染物限量》标准。开发的以柳树为核心的植物修复技术，在高效去除土壤重金属、改善土壤质量的同时，收获的柳树可用于绿化、岸边缓冲带建设等领域，具有很好的环境和经济效益。
同时，钝化剂在江苏、湖南、安徽等地推广，使中轻度污染土壤中水稻的重金属含量达到国家标准。以柳树为核心的植物修复技术在江苏、河南等地推广应用，取得了很好的环境和经济效益。
原位钝化修复可应用于中轻度污染耕地修复，实现中轻度污染耕地的农作物中重金属含量达到《食品中污染物限量》标准。以柳树为核心的植物修复技术可应用于中重度污染耕地修复和替代种植，在进行土壤重金属修复的同时，可取得约1000元／亩的经济效益。
应用案例
1、中轻度重金属污染耕地原位钝化修复
本项目研发的钝化剂，在江苏某重金属污染耕地进行应用，经过长期检测分析表明，一次施加，持续十年降低芦蒿对重金属的吸收，且芦蒿重金属含量达到《食品中污染物限量》标准。研发的稳定剂在湖南、安徽等地推广应用，使水稻籽粒中重金属含量达标。
图1 钝化剂在安徽、湖南推广应用
图2 不同处理稳定剂对水稻籽粒富集Cd含量的影响
2、中、重度污染耕地柳树植物修复技术和替代种植
在江苏某污染耕地通过种植160余种柳树品种，筛选出多种高富集型柳树，建立以金丝垂柳替代种植为核心的植物修复技术体系。在某重度污染污染（Cd：15~20mg/kg）土壤中辅以简宜强化手段，柳树叶部重金属含量达到100mg/kg以上，细枝重金属含量达到50mg/kg以上，种植两年柳树每亩生物量为3.10t（干重），修复效率达到4.80%，并且产生经济效益1300元/亩。该修复技术对于中轻度污染耕地修复同样具有重要的推广价值。
图3 修复型柳树的筛选与推广应用
