南昌市科技局重点项目可行性研究报告.docx

南昌市科技局重点项目可行性研究报告项口类别： 重点项口课题名称：南昌地区重金属污染调查及生态风险评估申请单位：南昌航空工业学院（盖章）项口（课题）负责人：丁园宗良纲起止年限：2007年・2009年通讯地址、邮编：南昌市丰和南大道696号（330000）联系、:13617083976报告编制单位：南昌航空工业学院总论（一）项目的主要内容及技术原理简述南昌位于东经11527〜116 ° 35 \北纬2809〜29 ° 11 z ,处江西省中 部偏北，赣江、抚河下游，滨临我国第一大淡水湖鄱阳湖下辖南昌县、新建县、进 贤县、安义县4个县，东湖区、西湖区、青云谱区、青山湖区、湾里区5个区，以 及南昌经济技术开发区（昌北区）、南昌高新技术产业开发区（高新区）、红谷 滩新区和桑海经济技术开发区该区域中，红壤是其主要的土壤类型由于红壤酸度 大、腐殖质含量低且结构简单、吸附力弱、阳离子交换量小，所以进入土壤中的重金 属离子活性很高，严重影响到受污染地区的土壤功能和生态恢复对于重金属污染的修复问题，除了采用化学改良剂來降低土壤重金属的生物有效 性和选择重金属低吸收、低积累植物外，还可以通过用化学、物理和生物等方法相结 合來进行修复治理。

近來，有“绿色修复技术”之称的植物修复受到了人们的广泛关 注重金属污染的第二类治理技术是植物修复，植物修复技术指利用超积累植物或其 他高生物量植物来吸收土壤重金属、从而降低土壤重金属污染程度的技术植物修复 技术的优点在于对土壤质量的影响小、技术成本低、可接受性强但该技术存在的主 要问题是所用大部分植物的生物量低、生长缓慢因此，相对于物理-化学技术而言, 修复速度较慢尽可能地选择培育高富集能力的、高生物量的、生长速度快的超富集 植物詁种，将是植物修复技术能否在生产实际中广泛应用的关键就口前情况看，植 物修复技术与物理-化学技术配合使用，既能加快治理修复的速度，又能减少治理过 程对土壤的负面影响，将是更加合理的选择本课题首先在检索总结以前学者对退化红壤修复研究成果的棊础上，配合本次全 国土壤环境质量调查，对南昌地区4县5区进一步开展重金属污染调查工作对经典 Tessier提取方法中浸提剂的浓度、溶液的pH高低进行调整，以缩短浸提时间，并利 用屯感耦合等离子体发射光谱法ICP-OES法进行多种重金属元素的一次性，优化红 壤小重金属生物有效性的表征方式，并提高分析效率其次从土壤■植物系统的角度 出发，利用生物实验，通过对土壤中重金属生物有效性、酶活指标、微生物总量指标 分析，检测植物中的重金属含量、净生物量、叶绿素水平，比较在有机螯合剂（苹果 酸、草酸、酒石酸和柠檬酸等）和化学强化剂（石灰石、粉煤灰等碱性物质）的作用 下，植物対重金属污染引起的退化红壤的修复作用，从机理上探求不同修复措施的作 用，评价其生态环境效应。

貝有将重金展在土壤中的化学行为、植物根系吸收和重金 属在植物体内迁移三方而的研究有机地结合起来进行系统的研究，并对土壤■作物系 统中的重金属污染情况进行有效的监测和对污染农产品的安全与健康风险性进行全 而评价，这样才能整体上探明重金属从土壤向食物链转移的基本规律和控制途径，提 出有效降低缓解土壤■作物重金展污染的理论和方法，确保农副产品的安全最后， 分重金属单一污染条件和复合污染条件两种情况，采用污染指数权重加和模式（P塚 =Ew*Pi）和综合污染指数模式（尸综=q（pz；+（Pi）［）,建立农产品生态风险评估 模式（其中Pi为单项污染指数是土壤中污染物，的实测数据与污染物i的评价标准的 比值）二） 项目的目的和意义随着城市化、工业化和农业现代化的发展，人们越來越关注环境质量问题环境 受重金属污染后，不仅影响作物产量和詁质，而口可能进入食物链影响人类身体健康 重金属污染修复研究已成为当前国内外的热点研究课题和前沿研究领域本课题重在研究受重金属污染的退化红壤的经济有效的修复措施、建立土壤重金 属污染对农产詁生态风险评估体系，今后只要知道土壤重金属含量以及土壤相关理化 性质就可以预测出当地农产詁的安全性，指导重金属污染土壤的生态恢复和利用。

对 于加快污染治理，保护农业可持续健康发展具有重要意义，也有利于保持工业快速增 长势头，促进自然、社会、经济的和谐发展，圆满实现南昌市“十一五”计划H标三） 相关技术领域国内外发展现状、趋势重金属污染土壤的治理工作，已开展了许多研究工作，主要是集中在对修复植物 的选型上，找寻适合在重金展污染红壤上种植的修复植物、园林苗木，但由于常见的 强积累植物生物量小，因此很难完成对退化红壤的根本修复作用江西农大黄长干等 人力求从原位修复的角度出发，解决矿山重金属污染问题，虽取得了一定有研究成果 但并未找到合适的超积累植物，也未从根本上解决矿山重金属污染土壤的修复问题本课题在对南昌地区土壤重金属环境质量调查的基础上，采用有机酸和化学强化 剂组合的优化方式强化植物修复效果，评价其对红壤重金属污染生态环境效应的影 响，建立重金属污染土壤对农产品的生态风险评估体系，更好指导农业生产四）项目申请单位、主要合作申请单位及项目主要负责人的 基本情况1、 项目申请单位基本情况南昌航空工业学院环境工程专业是江西省内最早设立的环境类专业，具有硕 士学位授予权，为江西省重点建设学科，拥有专门的农业清洁生产研究室同时 配备有质谱仪、气相色谱、液相色谱、毛细管电泳、原子吸收分光光度计、TOC 测定仪等多种环境监测仪器设备，为本课题的顺利开展提供了良好的硬件支持。

2、 项目主要负责人基本情况宗良纲，教授，研究生导师南京农业大学资源环境学院环境科学与工程系主任, 博士论文主要研究江苏省农业土壤环境质量变化及安全调控对策近儿年主要从事土 壤重金属污染及其控制对策方面研究，先后主持完成了中华农业科教基金、国际合作 项H “植物耐铝毒的机理及利用新型色膜肥料降低铝毒的尝试”、“扶沟县集约农业可 持续发展评价研究”、“中国有机农业生产效益比较研究”和“不同有机酸对重金属污 染土壤修复作用研究”作为环境学科学术骨干在土壤重金属污染治理与修复研究方 面具有很好的基础，特别是在土壤重金属形态分级；土壤重金属污染对植物生长的影 响以及植物对不同重金属的吸收、体内转移和不同部位分布特性；控释肥料研究开发 等方面己进行了系统研究，积累了大量污染土壤治理方面的研究资料和经验，有望实 现产业化同时作为主要参加者完成农出系统物质循环以及温室气体排放规律与控制 方面的研究项H,共发表相关学术论文40多篇作为江苏省无公害农产品论证专家,经常参与全省无公害农产品论证与研究曾经主持和参与主持过江苏省科技攻关项H“江苏省无公害茶叶产业化生产技术体系研究（BE2002315）”和江苏省科技厅“土壤 污染控制及修复技术的开发应用（Q200347）”。

在读博士生，一直从事环境生态保护的研究与教学工作，曾参与完成国家自然科学基金课题：“有机配位作用对土壤污染元素活化淋滤与迁移的影响机制”, 主持南昌航院自选课题：“重金属复合污染对牧草的影响及控制机理的研究”（己结 题）H前主持江西省自然科学基金（0430105）： “蔬菜生产的环境影响和无公害化研 究”进行顺利，已完成与课题相关论文近20篇五）有关本项目的现有工作基础和支撑条件己开展的修复工作，可参考宗良纲的一•些研究成果有及重金展复合污染对牧草的 影响及控制机理研究等相关工作本研究小组由环境监测、环境生态保护、农业生产与食品安全管理、仪器分析方 而的多位专家构成，其中高级职称2人，在读博士生1人和硕士生2人研究小组成 员年龄结构合理，工作经验丰富，分工明确，课题申请单位有强大的实验条件和其它后盾，能保证课题研究的顺利进行项目实施方案（一）项目达到的目标及考核的主要技术经济指标（含知识产 权、技术标准）江西红壤属富铝土纲，由于周期性干旱有利于风化产物中铁、铝氢氧化物的脱水, 产生赤铁矿，使土“红化”形成红壤红壤多呈强酸性，一•般耕地表层有机质仅1-2%由于酸度大、腐殖质结构简单、吸附力弱、阳离子交换量小，所以进入土壤的重金属 离子活性很高，由于重金属污染血引起红壤退化问题较为严重。

本课题在南昌地区土壤环境质量调查的基础上，采用有机酸和化学强化剂组合的 优化方式强化植物修复效果，评价其对红壤重金属污染生态环境效应的影响选取最 优组合的修复措施，建立生态恢复模型，提出重金属复合污染修复的评价指标体系有机螯合剂和化学强化剂等强化手段，成本较低，原料较易获得，方法简便有效, 修复成本较低，对实现南昌市农业清洁生产有很大现实意义在指导生产应用中的关 键技术为使用量和使用方式的选择，因此较易实现成果转化，普及推广容易二） 项目的主要研究（开发）内容依据土壤环境监测要求布点，监测南昌市4县5区土壤中重金展铜、锌、铅、镉、 钻、鎳等的含量，分析评价污染情况及环境质量现状对经典Tessier提取方法中浸提剂的浓度、溶液的pH高低进行调整，以缩短浸提 吋间，并利用电感耦合等离子体发射光谱法ICP-OES法进行多种重金展元素的一次 性，优化红壤中重金属生物有效性的表征方式，并提高分析效率采用生物实验，分析土壤中重金属生物有效性含量、酶活指标、微生物总量和植 物中净生物量、重金属含量、叶绿素水平，比较有机螯合剂（苹果酸、草酸、酒石酸 和柠檬酸等）和化学强化剂（石灰石、粉煤灰等碱性物质）对耐性植物修复作用的影 响。

从机理上探求不同修复措施的作用，评价其生态环境效应建立重金属污染土壤对农产品的生态风险评估体系，指导农业生产三） 试验（开发）规模及地点依环境监测要求，全而调查南昌地区土壤小重金属含量现状；生物实验模拟四） 主要技术关键及创新点确定土壤中重金属的生物有效性的表征方式，利用土壤一植物中和关生物指标对 实验结果进行分析和解释是本课题成功的技术关键点采用有机酸和化学强化剂组合的优化方式强化植物修复效果，评价其对红壤重金属污染生态环境效应的影响选取最优组合的修复措施，建立重金展污染土壤对农产 品的生态风险评估体系是本项H的创新Z处五）实施方案（含技术路线、工艺流程及技术关键的解决方 案）图一实验方案技术路线图（六）技术风险分析1、土壤中重金属生物有效性的表征方式的确定（项H主要成员在这方而具有良好工 作基础）2、 南昌地区土壤中重金属含量调查分析3、 土壤一植物体系多种指标的检测分析工作量较大4、 最佳修复条件的选择5、 重金属污染土壤对农产品的生态风险评估体系七）分年度的工作内容、目标2007年1月-2007年6月国内外重金属污染土壤修复资料查新；南昌地区重金属污染现状调查2007年7月・2007年12月选取适合表征酸性红壤11'多种重金属生物有效性含量的优化方法。

2008年1月-2008年6月（1）不同螯合剂对重金属污染红壤的修复作用（螯合 剂分为：苹果酸、草酸、酒石酸和柠檬酸等）2）石灰石、粉煤灰等碱性物质对重金属污染红壤 的修复作用2009年7月・2009年12月多种强化手段对生物修复的联合作用2009年1月・2009年12月重金属污染的退化红壤的经济有效的修复措施的确 定，建立重金属污染土壤对农产品的生态风险评估 体系八）申请单位、合作申请单位及主要人员的分工姓名职务职称业务专长为本课题丁作时间（％）在课题中的分工所在单位丁园讲师农业生态50%课题负责、设计和实施南昌航空工业学院宗良纲教授环境十•壤10%技术指导南京农业大学魏洽咼级实验!）币环境监测10%样品。