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土壤是人類須臾不可分離的自然資源和環境條件。對于人類甚至整個陸地生態系統來說,土壤首要的基本功能是具有生產能力;其次第二個基本功能是土壤的凈化作用,即通過土壤生物對有毒有機物質進行遷移轉化(生物降解作用)。土壤污染是各國都存在的環境問題,威脅人類健康和影響社會經濟的可持續發展。而重金屬污染是指人類活動將重金屬帶入土壤中,導致其含量明顯高于自然背景值,并造成生態破壞和環境質量惡化的現象。
2014年發布的《全國土壤污染狀況調查公報》顯示,我國土壤總的點位超標率達到16.1%,其中耕地、林地、草地土壤點位超標率分別為19.4%、10.0%、10.4%。從污染物來看,鎘(Cd)、鎳(Ni)、砷(As)、銅(Cu)、汞(Hg)、鉛(Pb)等重(類)金屬污染物的點位超標率分別為7.0%、4.8%、2.7%、2.1%、1.6%、1.5%。合理應對耕地重金屬土壤污染是當前我國民生改善急需解決的現實問題之一。
除了控制新的污染源,對已污染的耕地土壤需要進行人為修復以阻止土壤中的重金屬進入地下水或食物鏈。相對于物理和化學修復方法,利用植物吸收和富集重金屬的天然特性發展起來的植物提取技術具有簡單、經濟、綠色等不可替代的優點,是去除土壤中重金屬的有效方法。目前,包括重金屬超富集植物在內的許多植物已經被用于修復重金屬污染土壤的研究或工程中,但是植物提取的效率仍受制于多種因素。因此,選育優良的重金屬污染土壤修復植物資源并解析植物耐受和富集重金屬的潛在機制對于通過植物修復技術應對突出的耕地重金屬污染問題具有重要意義。
重金屬污染土壤修復的過程、機理及其管理,包括:土壤污染的生物修復、物理修復、化學修復及其聯合修復等過程和機理,自然緩解修復過程和機理,修復過程的條件化、效應指示和評價標準,土壤修復原理與規范,土壤修復政策、法律和法規等。
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