本书围绕重金属污染耕地安全利用与修复理论及江苏实践，首先进行耕地重金属污染及其安全利用与修复概述，随后重点介绍耕地重金属污染源解析与控制技术、风险评估、安全阈值及类别划分、重金属低积累作物品种筛选、重金属污染耕地的钝化调控原理与技术、水分调控原理与技术、养分调控原理与技术、植物修复原理与技术、种植结构调整技术、修复效果评价技术，最后介绍耕地土壤重金属污染快速检测设备和修复剂施用设备。

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国家重点研发计划项目“长江下游农业面源和重金属污染防控技术示范”的课题“农田Cd、Pb重金属轻度污染防控技术集成与示范”的负责人，课题编号2016YFD0801104

目录
“土壤环境与污染修复丛书”序
序
前言
第1章 耕地重金属污染及其安全利用与修复概述 1
1.1 我国耕地重金属污染状况 1
1.1.1 我国耕地土壤重金属污染现状 1
1.1.2 我国耕地土壤重金属污染来源 3
1.1.3 我国耕地土壤重金属污染特征 5
1.1.4 我国耕地土壤重金属污染的危害 7
1.2 江苏省耕地质量状况与重金属污染特征 11
1.2.1 江苏省耕地质量状况 11
1.2.2 江苏省耕地土壤重金属污染特征 16
1.3 土壤重金属赋存形态及迁移转化 20
1.3.1 土壤重金属赋存形态 20
1.3.2 土壤重金属迁移转化 20
1.4 重金属污染耕地安全利用与修复 22
1.4.1 重金属污染耕地治理流程 22
1.4.2 重金属污染耕地安全利用与治理修复技术 25
参考文献 27
第2章 耕地重金属污染源解析与控制技术 29
2.1 耕地重金属污染源解析技术原理和方法 29
2.1.1 定性源识别原理与方法 29
2.1.2 定量源解析原理与方法 31
2.2 基于源解析的耕地重金属污染控制技术 35
2.2.1 耕地土壤重金属主要污染来源 35
2.2.2 耕地土壤重金属污染来源控制技术 36
2.3 耕地重金属污染源解析与控制技术江苏实践 39
2.3.1 典型城市近郊蔬菜种植区土壤重金属污染特征与来源 39
2.3.2 典型经济快速发展区土壤重金属污染特征与来源 42
2.3.3 沿江某县企业周边土壤重金属污染特征与来源 45
viii 重金属污染耕地安全利用与修复理论及江苏实践
2.3.4 基于源清单法的典型城郊设施农业土壤重金属来源分析 49
参考文献 52
第3章 耕地重金属污染风险评估、安全阈值及类别划分 55
3.1 耕地土壤重金属污染风险评估 55
3.1.1 土壤重金属生物有效性及研究方法 55
3.1.2 耕地土壤重金属污染风险评估方法 62
3.2 耕地土壤重金属生态安全阈值 68
3.2.1 耕地土壤重金属生态安全阈值推导方法 68
3.2.2 我国现行土壤环境质量标准 73
3.2.3 苏南稻麦轮作土壤镉汞安全阈值研究 77
3.3 耕地土壤环境质量类别划分 86
3.3.1 农用地土壤环境质量类别划分技术 86
3.3.2 江苏省耕地土壤环境质量类别划分实践 91
参考文献 94
第4章 重金属低积累作物品种筛选 95
4.1 重金属低积累作物概述 95
4.1.1 重金属低积累作物定义 95
4.1.2 重金属低积累作物筛选进展 96
4.2 低积累水稻品种筛选与育种方法 100
4.2.1 低积累水稻品种筛选方法 100
4.2.2 低积累水稻育种方法 101
4.3 水稻低积累重金属的分子机制 102
4.3.1 水稻吸收、积累镉的分子机制 102
4.3.2 水稻吸收、积累砷的分子机制 104
4.4 重金属低积累作物品种筛选江苏实践 107
4.4.1 水稻镉低积累品种筛选 107
4.4.2 小麦镉低积累品种筛选 109
4.4.3 蔬菜重金属低积累品种筛选 112
4.4.4 适宜江苏种植的重金属低积累作物品种 113
参考文献 114
第5章 重金属污染耕地的钝化调控原理与技术 120
5.1 重金属污染耕地的钝化调控技术原理 120
5.1.1 沉淀 120
5.1.2 吸附与离子交换 121
5.1.3 有机络合 121
5.1.4 氧化还原 122
5.1.5 钝化调控技术的局限性 122
5.2 典型的重金属钝化材料及其应用技术 123
5.2.1 石灰的重金属钝化作用与应用技术 123
5.2.2 生物质炭的重金属钝化作用与应用技术 124
5.2.3 黏土矿物的重金属钝化作用与应用技术 125
5.2.4 有机物料的重金属钝化作用与应用技术 127
5.2.5 磷酸盐类材料的重金属钝化作用与应用技术 129
5.2.6 工业副产品的重金属钝化作用与应用技术 130
5.2.7 新型材料的重金属钝化作用及应用技术 132
5.3 重金属污染耕地的钝化调控技术江苏实践 133
5.3.1 苏南某镉轻微污染农田钝化修复试验 133
5.3.2 苏南某镉轻中度污染农田钝化修复试验与示范 134
5.3.3 苏南某镉重度污染农田钝化修复试验与示范 135
5.3.4 苏南某汞重度污染农田钝化修复试验 137
5.3.5 苏中某镉中度污染农田钝化修复试验 137
5.3.6 苏中某镉汞复合污染农田钝化修复试验 138
参考文献 140
第6章 重金属污染耕地的水分调控原理与技术 143
6.1 水分管理对土壤性质及植物生长的影响 143
6.1.1 水分管理对土壤pH、Eh 的影响 143
6.1.2 水分管理对土壤微生物的影响 143
6.1.3 水分管理对植物生长的影响 144
6.1.4 水稻的不同灌溉模式及其影响 144
6.2 稻田土壤干湿交替对镉砷生物地球化学过程的影响 146
6.2.1 稻田淹水排水对土壤镉的影响 146
6.2.2 稻田淹水排水对土壤砷的影响 147
6.3 盆栽条件不同水分管理措施对水稻吸收转运镉的影响 148
6.3.1 不同水分处理对土壤镉生物有效性的影响 148
6.3.2 不同水分处理对根表铁胶膜中镉等元素含量的影响 149
6.3.3 不同水分处理对水稻吸收和累积镉的影响 150
6.3.4 不同水分处理对水稻抗氧化系统的影响 151
6.4 田间不同水分管理措施对水稻镉砷积累的影响 152
6.4.1 水分管理措施对不同品种水稻产量的影响 153
6.4.2 水分管理措施对土壤镉砷生物有效性动态变化的影响 153
x 重金属污染耕地安全利用与修复理论及江苏实践
6.4.3 水分管理措施对不同品种水稻镉砷含量与形态的影响 155
6.4.4 水分管理影响水稻镉砷吸收小结 159
参考文献 159
第7章 重金属污染耕地的养分调控原理与技术 163
7.1 养分影响重金属活性与植物吸收的机制 163
7.1.1 降低土壤重金属生物有效性 163
7.1.2 减少作物根对土壤中有效态重金属的吸收 164
7.1.3 降低重金属在土壤-作物系统的转运系数 165
7.2 重金属污染耕地的生理碱性肥料 166
7.2.1 钙镁磷肥 166
7.2.2 氮肥 169
7.3 重金属污染耕地的养分拮抗作用与技术 173
7.3.1 硅肥 173
7.3.2 硒肥 175
7.3.3 铁肥 178
7.3.4 锌肥 180
参考文献 182
第8章 重金属污染耕地植物修复原理与技术 187
8.1 重金属污染耕地的植物修复技术原理 187
8.1.1 植物修复技术原理与分类 187
8.1.2 植物超积累重金属及其耐性与解毒机制 188
8.2 重金属污染耕地的超积累植物吸取修复技术 191
8.2.1 伴矿景天栽培与管理技术 191
8.2.2 伴矿景天农艺调控措施 197
8.2.3 伴矿景天与作物间套作技术 202
8.3 重金属污染耕地的大生物量积累植物修复技术 206
8.3.1 重金属污染耕地的柳树修复技术 206
8.3.2 重金属污染耕地的巨菌草修复技术 209
8.3.3 重金属污染耕地的牧草修复技术 210
8.4 重金属污染耕地的植物修复江苏实践 211
8.4.1 伴矿景天修复应用 211
8.4.2 柳树修复应用 213
参考文献 214
第9章 重金属污染耕地的种植结构调整技术 216
9.1 重金属污染耕地的休耕与轮作修复技术 216
9.1.1 重金属污染耕地休耕轮作制度 216
9.1.2 重金属污染耕地轮作修复联合技术 219
9.2 非食用经济作物替代种植 221
9.2.1 重金属重污染耕地的能源植物种植与利用——菊芋 221
9.2.2 重金属重污染耕地的能源植物种植与利用——甜高粱 223
9.2.3 重金属重污染耕地的纤维植物种植与利用——麻类 226
9.2.4 重金属重污染耕地的纤维植物种植与利用——棉花 229
9.2.5 重金属重污染耕地的绿化苗木种植与利用江苏实践 233
参考文献 238
第10章 重金属污染耕地修复效果评价技术 243
10.1 国内外污染土壤修复效果评价概况 243
10.1.1 污染土壤修复标准研究 243
10.1.2 污染土壤修复效果评价指标体系研究 245
10.1.3 污染土壤修复效果评价方法 246
10.2 重金属污染耕地修复效果评价及指标体系 249
10.2.1 基本概念 249
10.2.2 指标选取原则 250
10.2.3 评价指标体系构建 250
10.2.4 评价标准 255
10.3 重金属污染耕地修复效果评价程序 255
10.3.1 评价流程 255
10.3.2 评价方案的制定 256
10.3.3 样品采集与实验室检测分析 259
10.3.4 治理效果评价 263
10.3.5 评价报告编制 265
参考文献 266
第11章 耕地土壤重金属污染快速检测设备和修复剂施用设备 268
11.1 土壤与农产品中重金属快速检测设备 268
11.1.1 土壤与农产品中重金属含量检测方法概述 268
11.1.2 便携式高精度XRF 重金属快速检测 270
11.1.3 溶出伏安法重金属快速检测 273
11.2 修复剂施用设备 276
11.2.1 土壤调理剂施用机 276
11.2.2 叶面喷施植保无人机 278
11.2.3 叶面喷施高地隙植保机 280
参考文献 282