兰州大学

主要从事干旱区生态退化和土壤地下水环境污染控制修复、废物资源化利用技术、环境规划与风险评价等方面的研究，以干旱区典型污染环境体为研究对象，联合甘肃省内环境保护科研院所和企业单位，在兰州大学建立了以干旱区土壤地下水环境污染与控制修复为主攻方向的环境科学研究团队。围绕我国干旱区典型工矿型绿洲，开展了土壤地下水环境重金属污染物、持久性有机污染物等的污染机理与控制修复技术研究工作。创新性成果主要包括：

1）系统地开展了典型绿洲区土壤重金属污染空间变异规律研究，认为干旱区土壤主要重金属物质（Cd、Pb、Cu、Zn、Ni）含量空间变化，在工矿型绿洲和金属矿产资源分布区，土壤表层重金属含量明显高于其相邻地区，但绝大部分干旱区土壤重金属含量低于“国家二级标准”；受人类活动影响，人为耕作导致土壤中重金属Cd含量明显增高，绿洲土壤中重金属含量已明显高于相邻地区土壤中重金属的含量；土壤中同种元素全量与其有效态含量间不都是呈显著相关的；土壤理化环境也是影响元素有效态含量高低的主要因素。究其成因主要是：除成土母质的差异性影响外，工业和生活污水灌溉是土壤重金属污染的主要根源，另外城市大气降尘对城郊绿洲土壤特别对下风向区土壤重金属含量有一定的影响。

2）开展了大田条件下土壤作物系统主要重金属污染物的行为过程。在主要农作物小麦、玉米组织间，重金属吸收累积具有相同的态势，即：根>茎>籽。但作物种类不同，对重金属吸收累积的程度也大为不同；各元素在农作物体内迁移能力为 Zn> Cu > Ni> Cd> Pb；大田条件下作物体内重金属元素Cd、Pb的迁移能力，明显高于小区试验结果，在两种生长环境条件下，农作物体内Cu、Zn的迁移能力基本一致。在根系界面非必需元素Cd、Pb在根系界面的迁移程度，主要取决于同种元素在土壤环境中的含量，必需元素Cu、Zn在根系界面的迁移程度，受同种元素含量高低的影响相对较小。在作物体内积累量与土壤重金属含量的关系表现为：高剂量区农作物元素吸收系数小，但绝对吸收量大；低剂量区则相反。土壤理化性质对元素迁移的也有明显的影响，pH的升高、粘粒及粗粉砂粒含量的增加，可抑制重金属由土壤向作物体迁移；而土壤有机质含量、阳离子代换量对土壤作物体系中重金属迁移无显著影响。

3）现场与实验条件下土壤重金属物质淋滤风险研究表明：大田情形下外源重金属输入后，易在表土层累积，主要累积在0~45厘米土层间。重金属污染物随灌溉下渗水流也向下迁移，其纵向迁移深度最大为65厘米，大部分集中在45厘米以内。灌溉模拟实验发现：元素Cd、Cu、Zn纵向迁移，随深度的增加迅速减少，而Pb、Ni无明显的规律变化。野外淋滤试验和室内柱状实验发现：重金属外源输入后，绝大部分滞留在土壤耕作层。滞留量随外源输入量的增加而增大；但污染物高剂量时绝对迁移量大，低剂量时绝对迁移量小。所以，研究认为绿洲农田受到重金属大剂量、长时间污染影响时，存在对地下环境污染的潜在风险，需要控制与治理；在制定重金属污染土壤治理工艺技术路线，应因元素种类不同而不同；只有进入土体重金属元素的量在其合适的范围内时，使用淋洗技术治理土壤污染才会有效。

4）建立了用于干旱区绿洲土壤重金属污染的生态风险评估程序和方法。在对干旱区绿洲土壤植物（作物）系统重金属污染机理认识的基础上，构建了适合绿洲土壤重金属污染的生态风险评估技术。其创新点表现有：因作物（蔬菜）不同，元素不同，生物有效性不同。在此基础上构建了适合于干旱区绿洲生态系统的潜在生态风险评估模型和适合于绿洲区的潜在生态风险评估指标体系，进而提出了适合于绿洲土壤重金属污染防治管理对策与保护技术体系。并针对绿洲农田空间分布上呈现斑块或条带状零星分布特征，制定了块状和条带状绿洲土壤区采样点的布设方法体系；在结合绿洲土壤具有独特的理化与生物学环境特征的基础上，研制出绿洲土壤重金属污染程度分级体系。

5）提出了绿洲土壤重金属污染防治管理实施“源头堵、中间控、末端治”的学术管理观点。

源头堵：在点源上，采取各种措施，控制重金属污染物的排放；在灌溉方面，严格灌溉水质监管，杜绝通过灌溉途径使重金属物质进入土壤；加强对含有重金属的化肥、农药、农家肥等农业生产原料的质量监管，切断生产原料中的重金属物质进入土壤中。

中间控（主要针对未污染或污染程度低的土壤环境）：确定主要农作物的重金属土壤环境容量；建立土壤重金属污染监测制度，开展动态监测；调整农业种植结构（依据风险评估结果，确定适宜种植的作物种类）。

末端治（针对严重污染的土壤）：根据绿洲土壤重金属污染生态风险评估结果，结合区域社会经济发展需要和工程技术条件，治理污染土壤。

6）针对干旱区土壤苯类及苯胺类持久性有机物污染情况，以土壤生态学和土壤发生学为指导，研发出具有知识产权的系列苯类及苯胺类持久性有机物污染土壤环境的修复及固废资源化利用专利技术 “利用胡麻修复硝基苯类化合物污染土壤的方法”、“一种苯胺类化合物污染土壤的修复方法”、“一种应用于堆肥工艺的通风装置”等多项，为国家开展干旱区苯类及苯胺类持久性有机污染物及城市生活污泥资源化利用提供了技术支持。

 

主持完成国家环境保护公益项目1项、国家自然科学基金面上项目1项、教育部重点项目1项；参与完成国家自然科学基金重点项目及国家科技攻关环保项目多项；目前主持国家自然科学基金面上项目1项、教育部博士点基金项目1项；参与国家自然科学基金重点项目多项。出版专著1部，参编专著及教材5部；发表专业论文186篇，其中在国际刊物The Science of the Total Environment、Water Air and Soil Pollution、Toxicological and Environmental Chemistry等刊物发表（SCI（EI））论文38篇，第一作者单篇SCI刊物收录论文最高引用170多次；获省部级科技奖8项；获国家发明专利3项，申报国家发明专利4项。

获省级精品课程一项；
获得8项国家教委及厅局级科技进步奖；
博士毕业论文获兰州大学2001年度优秀博士论文奖。
获得2012年度兰州大学教学名师奖

专著：《干旱区绿洲土壤作物系统重金属化学行为生态风险评估研究》；
参编：学术著作与教材5部。