纳米铁强化植物修复重金属-PHAHs复合污染土壤研究

在发现Cd超积累植物孔雀草（Tagetes patula L.）的基础上，针对土壤Cd-多卤代芳烃化合物PHAHs复合污染日趋严重这一环境问题，以Cd-PCBs/PCDFs复合污染为例，进一步分析、检验其复合污染条件下孔雀草对Cd的富集和对PCBs/PCDFs的降解能力，筛选、优化不同表征纳米铁对孔雀草生长的影响及对其富集Cd和降解PCBs/PCDFs的强化作用。在此基础上，深入研究纳米铁和孔雀草联合修复的整体效果，并探讨不同影响因素条件下的作用机理，并找到其最佳修复条件。与此同时，通过叶绿素测定、根系活力比较、过氧化氢酶测定和土壤微生物测定，深入分析、揭示纳米铁对孔雀草修复能力强化的机理。本项目将填补有关重金属-PHAHs复合污染土壤生态修复研究的空白，并提供相关技术支撑，为今后进一步研究复合污染土壤修复开辟新的思路、探索新的原理，从而达到保障农产品安全和人体健康的目的。

针对我国土壤Cd-多卤代芳烃化合物（PHAHs）复合污染日趋严重这一环境问题，以重金属镉（Cd）-多氯联苯（PCBs）/多氯代二苯并呋喃（PCDFs）复合污染为例，首先就其复合污染条件下Cd超积累植物孔雀草（Tagetes patula L.）对Cd的富集和对PCBs/PCDFs的降解能力进行了检验与深入分析，发现了土壤环境中PCBs的存在有助于孔雀草植物对Cd的吸收和积累的现象，取得了第一手资料。在成功合成纳米铁及负载型纳米铁的基础上对其进行了表征分析。在此基础上，还开展了纳米铁应用于Cd-PCBs/PCDFs复合污染土壤植物修复的实验研究，筛选、优化了不同表征纳米铁对孔雀草富集Cd和降解PCBs/PCDFs的强化作用，揭示了Cd-PCBs/PCDFs复合污染条件下孔雀草的耐性及有机污染物对其提取土壤中Cd影响的规律。采用正交实验法，研究了不同影响因素条件下纳米铁强化植物-微生物联合修复Cd-PCBs/PCDFs复合污染土壤的效果及作用，分析了纳米铁促进植物-微生物联合修复以及对植物富集Cd和降解PCBs/PCDFs及脱氯还原的影响机制，验证、揭示了纳米铁和孔雀草在联合修复Cd-PHAHs复合污染土壤方面的整体效应，并基本确定了最佳修复方案。本项研究共发表学术论文27篇，其中SCI论文16篇，EI论文5篇；申报国家发明专利5项，其中授权2项；通过本项研究，4人已经获得了硕士学位，2人已经获得了博士学位，在人才培养方面也达到预期目标。总之，通过利用纳米铁和孔雀草联合修复Cd-PHAHs复合污染土壤案例研究，为今后类似复合污染土壤的修复和治理开辟了一条新的有效技术途径，为我国复合污染土壤的修复与治理、探索新的技术原理积累了经验，具有重要的实践意义和科学指导作用。