项目简介：   本项目是20余年有关土壤重金属污染领城的基础和应用基础研究工作，属于环境土壤学，是土壤学和环境科学的交叉学科，是环境科学的重要组成部分。它以土壤-植物系统中重金属污染、土壤重金属污染与土壤环境质量、污染土壤修复、环境土壤学的理论与方法体系为主线，以土壤复合污染为主要研究对象，在认识其基本环境过程和原理的基础上，发展修复污染土壤的有效途径与方法。系统地从动力学、根际化学、植物元素化学和溶液化学等层面揭示土壤-植物系统中交互作用影响重金属迁移、转化的机理；阐明重金属吸附势和解吸势等理论概念与量化表述，实现了土壤性质对重金属吸附行为等的定量表征。

揭示了重金属污染土壤退化过程与机理；证实土壤胶体在污染物转化中的催化作用；率先确证并量化交互作用作为预测模式的重要参数，提高了模型预测能力；丰富并拓展了复合污染研究领域，新建的综合污染表征参数，可定量解决重金属污染的时空变化并促进了区域环境的科学评价。利用稳定同位素113Cd标记肥料，成功地区分了植物吸收Cd的肥料源和土壤源的贡献率。探讨了畜禽粪肥对土壤和水质的潜在污染风险。

研究并发展化学修复、植物修复和电动修复的方法原理与技术。系统地探索了超积累植物和络合（配位）诱导修复的原理与方法；解决了电动修复中电解池溶液酸度控制和中试中的关键参数。并从长期定点试验的结果拓展到矿山生态与环境整治的实际应用。

发展、丰富并完善了环境土壤学，首次明确了环境土壤学的学科属性，突出土壤环境质量在整体环境质量中的重要性。研究成果为解决国家重大需求-农产品安全与人体健康、生态与环境保护、土壤环境质量系列标准制定等方面提供了基础资料和科学依据。在土壤环境保护、农产品安全和政府决策等方面有重要的参考价值。

至2005年底，出版专著三部，发表论文171篇，他引总次数1139；其中，SCI收录论文37篇，他引次数126；《土壤-植物系统中的重金属污染》他引319次。

主要发现点：

（1）推动复合污染和交互作用的研究。系统地从化学动力学、根际化学、植物元素化学和土壤溶液化学等多个层面证实了土壤-植物系统中重金属间交互作用的存在，将交互作用的研究从重金属元素之间拓展到重金属与有机污染物、重金属与陪伴阴离子、污染物与土壤矿物组分等范畴。从动力学的角度揭示了铅可促进植物吸收镉的机理。从重金属-有机污染物交互作用中证实了土壤胶体的催化作用；发现陪伴阴离子对铅的土壤环境化学行为有着明显的控制作用；对复合污染中的交互作用进行的量化研究，可将其作为重要参数引入预测模式，提高了对植物产量和吸收重金属的预测精度；新建的综合污染指数新算法，可量化表述重金属污染的时空变化，并推进区域环境的评价。提出了重金属的吸附势和解吸势，它们是有关吸附的强度概念，是土壤-植物系统中重金属与土壤性质交互作用的综合表征，是土壤污染预测和植物吸收的综合、量化指标。——（土壤化学，环境化学；专著1、2，论文3、4）

（2）阐明污染土壤的退化机理。通过重金属污染土壤的退化过程与机理的研究，揭示了污染土壤退化的实质和食物链品质下降的原因。重金属污染对土壤的影响除了其自身的毒性外，导致土壤退化的另一原因是对肥力的影响。研究表明，重金属污染导致土粒表面交换态K降低，水溶性K增加；污染不仅使土壤对K吸附量下降5%-28%，还使解吸作用上升6%-30%；体系自由能增大；土壤对K的缓冲能力也因污染而降低15%-57%，重金属的存在还使K吸附速度降低、平衡时间提前，从而加速了土壤中K的淋溶损失。重金属污染使土壤对P吸持固定容量增大、吸持强度增强、吸持速度加快、吸持缓冲容量升高，同时磷酸酶活性降低，引起土壤P的有效性降低。首次采用稳定性同位素113Cd标记方法在实验条件下定量区分了肥料源和土壤源镉对植物吸收镉的贡献率；评估了集约化养殖有机肥农用存在的环境风险。——（土壤化学，环境化学；专著2，论文5、6）

（3）拓展重金属污染土壤修复的原理与方法。发现土壤活性硅与重金属镉钝化的良好相关性及其机理，是抑制作物吸收镉的有效途径；系统探索并研究了超积累植物和络合诱导修复的原理，提出防止二次污染的措施；解决了电动修复技术中的关键技术参数，并成功实现了装置的自动化控制和中试试验。——（土壤化学，环境化学，环境地学；专著1、2，论文7、8、9）

（4）推进环境土壤学的发展。在基础理论研究拓展、深化与凝练的基础上，发展、充实并完善了环境土壤学理论体系和方法，突出土壤环境质量对整体环境质量的重要性，明确界定了环境土壤学的学科属性。系统地论述了环境土壤学的定义、定位和研究内容；从环境土壤学的观点探讨土壤的新概念，突出土壤作为环境要素的中心环节和土壤质量在调控整体环境质量中的重要性。——-（土壤化学，环境化学，环境地学；专著2、10）

主要完成人：

1.  陈怀满

项目的总体设计和指导。对所列发现点中：1-重金属复合污染和量化研究；拓展重金属交互作用的范畴；提出重金属的吸附势和解吸势；3-发现土壤活性硅与镉钝化相关性，4-发展并完善环境土壤学等方面作出贡献。投入该项研究的工作量占本人工作量的80%。

2.  周东美

负责人之一。对所列发现点中：1-拓展重金属-有机污染物交互作用的研究；2-研究集约化养殖有机肥农用导致重金属污染的环境风险；3-解决电动修复技术中的关键技术参数，实现装置的自动化控制和中试等方面作出贡献。投入该项研究的工作量占本人工作量的80%。

3.  郑春荣

对所列发现点中：1-重金属复合污染研究；从多个层面证实交互作用的存在；2-重金属污染土壤的退化机理研究等方面作出贡献。投入该项研究的工作量占本人工作量的90%。

4.  王慎强

对所列发现点中：1-重金属-有机污染物交互作用研究；2-区分肥料源和土壤源镉对植物吸收镉的贡献率等方面作出贡献。

5.  沈振国

对所列发现点中：3-系统地探索并研究超积累植物和络合诱导修复的原理等方面作出贡献。

10篇代表性论文：

1.   土壤－植物系统中的重金属污染/科学出版社

2.   土壤中化学物质的行为与环境质量/科学出版社

3.   土壤--水稻体系中污染重金属的迁移及其对水稻的影响/环境科学学报

4.   根际环境中镉的形态转化/土壤学报

5.   肥料镉的植物效应以及在土壤中的累积/ 农业环境科学学报

6.   Copper and Zn uptake by radish and pakchoi as affected by application of livestock and poultry manures/ Chemosphere

7.   Chemical methods and phytoreme- diation of soil contaminated with heavy metals /Chemosphere

8.   Lead phytoextraction from contaminated soil with high-biomass plant species/ J. Environ. Qual.

9.   Electrokinetic remediation of a Cu contaminated red soil by conditioning catholyte pH with different enhancing chemical reagents/ Chemosphere

10.  环境土壤学/科学出版社