蘭州大學

主要從事干旱區生態退化和土壤地下水環境污染控制修復、廢物資源化利用技術、環境規劃與風險評價等方面的研究，以干旱區典型污染環境體為研究對象，聯合甘肅省內環境保護科研院所和企業單位，在蘭州大學建立了以干旱區土壤地下水環境污染與控制修復為主攻方向的環境科學研究團隊。圍繞我國干旱區典型工礦型綠洲，開展了土壤地下水環境重金屬污染物、持久性有機污染物等的污染機理與控制修復技術研究工作。創新性成果主要包括：

1）系統地開展了典型綠洲區土壤重金屬污染空間變異規律研究，認為干旱區土壤主要重金屬物質（Cd、Pb、Cu、Zn、Ni）含量空間變化，在工礦型綠洲和金屬礦產資源分布區，土壤表層重金屬含量明顯高于其相鄰地區，但絕大部分干旱區土壤重金屬含量低于“國家二級標準”；受人類活動影響，人為耕作導致土壤中重金屬Cd含量明顯增高，綠洲土壤中重金屬含量已明顯高于相鄰地區土壤中重金屬的含量；土壤中同種元素全量與其有效態含量間不都是呈顯著相關的；土壤理化環境也是影響元素有效態含量高低的主要因素。究其成因主要是：除成土母質的差異性影響外，工業和生活污水灌溉是土壤重金屬污染的主要根源，另外城市大氣降塵對城郊綠洲土壤特別對下風向區土壤重金屬含量有一定的影響。

2）開展了大田條件下土壤作物系統主要重金屬污染物的行為過程。在主要農作物小麥、玉米組織間，重金屬吸收累積具有相同的態勢，即：根>莖>籽。但作物種類不同，對重金屬吸收累積的程度也大為不同；各元素在農作物體內遷移能力為 Zn> Cu > Ni> Cd> Pb；大田條件下作物體內重金屬元素Cd、Pb的遷移能力，明顯高于小區試驗結果，在兩種生長環境條件下，農作物體內Cu、Zn的遷移能力基本一致。在根系界面非必需元素Cd、Pb在根系界面的遷移程度，主要取決于同種元素在土壤環境中的含量，必需元素Cu、Zn在根系界面的遷移程度，受同種元素含量高低的影響相對較小。在作物體內積累量與土壤重金屬含量的關系表現為：高劑量區農作物元素吸收系數小，但絕對吸收量大；低劑量區則相反。土壤理化性質對元素遷移的也有明顯的影響，pH的升高、粘粒及粗粉砂粒含量的增加，可抑制重金屬由土壤向作物體遷移；而土壤有機質含量、陽離子代換量對土壤作物體系中重金屬遷移無顯著影響。

3）現場與實驗條件下土壤重金屬物質淋濾風險研究表明：大田情形下外源重金屬輸入后，易在表土層累積，主要累積在0~45厘米土層間。重金屬污染物隨灌溉下滲水流也向下遷移，其縱向遷移深度最大為65厘米，大部分集中在45厘米以內。灌溉模擬實驗發現：元素Cd、Cu、Zn縱向遷移，隨深度的增加迅速減少，而Pb、Ni無明顯的規律變化。野外淋濾試驗和室內柱狀實驗發現：重金屬外源輸入后，絕大部分滯留在土壤耕作層。滯留量隨外源輸入量的增加而增大；但污染物高劑量時絕對遷移量大，低劑量時絕對遷移量小。所以，研究認為綠洲農田受到重金屬大劑量、長時間污染影響時，存在對地下環境污染的潛在風險，需要控制與治理；在制定重金屬污染土壤治理工藝技術路線，應因元素種類不同而不同；只有進入土體重金屬元素的量在其合適的范圍內時，使用淋洗技術治理土壤污染才會有效。

4）建立了用于干旱區綠洲土壤重金屬污染的生態風險評估程序和方法。在對干旱區綠洲土壤植物（作物）系統重金屬污染機理認識的基礎上，構建了適合綠洲土壤重金屬污染的生態風險評估技術。其創新點表現有：因作物（蔬菜）不同，元素不同，生物有效性不同。在此基礎上構建了適合于干旱區綠洲生態系統的潛在生態風險評估模型和適合于綠洲區的潛在生態風險評估指標體系，進而提出了適合于綠洲土壤重金屬污染防治管理對策與保護技術體系。并針對綠洲農田空間分布上呈現斑塊或條帶狀零星分布特征，制定了塊狀和條帶狀綠洲土壤區采樣點的布設方法體系；在結合綠洲土壤具有獨特的理化與生物學環境特征的基礎上，研制出綠洲土壤重金屬污染程度分級體系。

5）提出了綠洲土壤重金屬污染防治管理實施“源頭堵、中間控、末端治”的學術管理觀點。

源頭堵：在點源上，采取各種措施，控制重金屬污染物的排放；在灌溉方面，嚴格灌溉水質監管，杜絕通過灌溉途徑使重金屬物質進入土壤；加強對含有重金屬的化肥、農藥、農家肥等農業生產原料的質量監管，切斷生產原料中的重金屬物質進入土壤中。

中間控（主要針對未污染或污染程度低的土壤環境）：確定主要農作物的重金屬土壤環境容量；建立土壤重金屬污染監測制度，開展動態監測；調整農業種植結構（依據風險評估結果，確定適宜種植的作物種類）。

末端治（針對嚴重污染的土壤）：根據綠洲土壤重金屬污染生態風險評估結果，結合區域社會經濟發展需要和工程技術條件，治理污染土壤。

6）針對干旱區土壤苯類及苯胺類持久性有機物污染情況，以土壤生態學和土壤發生學為指導，研發出具有知識產權的系列苯類及苯胺類持久性有機物污染土壤環境的修復及固廢資源化利用專利技術 “利用胡麻修復硝基苯類化合物污染土壤的方法”、“一種苯胺類化合物污染土壤的修復方法”、“一種應用于堆肥工藝的通風裝置”等多項，為國家開展干旱區苯類及苯胺類持久性有機污染物及城市生活污泥資源化利用提供了技術支持。

 

主持完成國家環境保護公益項目1項、國家自然科學基金面上項目1項、教育部重點項目1項；參與完成國家自然科學基金重點項目及國家科技攻關環保項目多項；目前主持國家自然科學基金面上項目1項、教育部博士點基金項目1項；參與國家自然科學基金重點項目多項。出版專著1部，參編專著及教材5部；發表專業論文186篇，其中在國際刊物The Science of the Total Environment、Water Air and Soil Pollution、Toxicological and Environmental Chemistry等刊物發表（SCI（EI））論文38篇，第一作者單篇SCI刊物收錄論文最高引用170多次；獲省部級科技獎8項；獲國家發明專利3項，申報國家發明專利4項。

獲省級精品課程一項；
獲得8項國家教委及廳局級科技進步獎；
博士畢業論文獲蘭州大學2001年度優秀博士論文獎。
獲得2012年度蘭州大學教學名師獎

專著：《干旱區綠洲土壤作物系統重金屬化學行為生態風險評估研究》；
參編：學術著作與教材5部。