第1章 緒論1 1.1廢水排放導(dǎo)致的土壤污染問題1 1.2固廢排放導(dǎo)致的土壤污染問題2 1.3土壤污染導(dǎo)致的糧食安全問題2 1.4采礦跡地遺留的環(huán)境污染問題3 1.5土壤污染評估與生物修復(fù)技術(shù)3 第2章 土壤重金屬污染程度及其特征4 2.1研究樣地與樣點布設(shè)5 2.2土壤指標(biāo)與測量方法5 2.3污染程度評價方法6 2.3.1單因子污染指數(shù)法6 2.3.2內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法6 2.3.3污染負(fù)荷指數(shù)法6 2.3.4地積累指數(shù)法7 2.4土壤養(yǎng)分狀況8 2.5土壤重金屬含量水平8 2.6土壤重金屬污染程度評價9 第3章 農(nóng)田重金屬污染與人群健康風(fēng)險12 3.1研究樣地與樣品采集13 3.1.1作物盆栽試驗供試土樣采集13 3.1.2農(nóng)田原位蔬菜及其根際土采集14 3.2土壤重金屬污染對農(nóng)作物的毒性效應(yīng)研究14 3.2.1供試土壤中不同形態(tài)重金屬含量測定15 3.2.2盆栽實驗設(shè)計19 3.2.3作物測定指標(biāo)與方法19 3.2.4重金屬污染對盆栽三種作物的毒性效應(yīng)22 3.3重金屬污染的生態(tài)風(fēng)險評價29 3.3.1重金屬含量的測定29 3.3.2生態(tài)風(fēng)險指數(shù)法29 3.4食用蔬菜的人群健康風(fēng)險評價30 3.4.1健康風(fēng)險評價方法30 3.4.2原位蔬菜根際土壤重金屬含量與污染程度30 3.4.3蔬菜根際土壤潛在生態(tài)風(fēng)險評價31 3.4.4蔬菜可食用部分重金屬含量與單因子污染指數(shù)32 3.4.5蔬菜可食用部分的重金屬BCF值34 3.4.6蔬菜食用的人群健康風(fēng)險評價34 3.4.7土壤污染生態(tài)風(fēng)險與人體健康風(fēng)險評價討論34 第4章 土壤重金屬遷移對水生生物的毒性作用與生物監(jiān)測38 4.1樣點設(shè)置和樣品采集40 4.2沉積物浸出兩棲類染毒實驗設(shè)計與指標(biāo)分析41 4.3水體沉積物重金屬污染評價42 4.4沉積物重金屬污染對蝌蚪和泥鰍的毒性效應(yīng)42 4.5綜合生物指數(shù)對沉積物污染的響應(yīng)與指示45 4.6沉積物重金屬污染程度及其生物監(jiān)測討論46 4.7未來的研究方向48 第5章 污染場地植被恢復(fù)的根際效應(yīng)及其對土壤肥力和酶活性的影響50 5.1樣品的采集與指標(biāo)測定方法51 5.1.1樣品的采集與預(yù)處理方法51 5.1.2土壤基本理化性質(zhì)、養(yǎng)分含量和土壤酶活性測定方法51 5.1.3根際效應(yīng)分析方法52 5.2土壤三類指標(biāo)水平及其相互關(guān)系分析52 5.2.1土壤酶活性分析53 5.2.2根際效應(yīng)分析53 5.2.3土壤酶活性和土壤養(yǎng)分的關(guān)系分析55 5.2.4根際效應(yīng)對土壤養(yǎng)分和土壤酶活性的影響56 5.2.5土壤酶活性和土壤養(yǎng)分的關(guān)系57 第6章 重金屬耐性植物的篩選59 6.1樣品采集與預(yù)處理60 6.2土壤和植物重金屬累積評價方法60 6.2.1富集系數(shù)法60 6.2.2轉(zhuǎn)運系數(shù)法60 6.3復(fù)墾區(qū)土壤重金屬污染程度評價61 6.4植物各組織對重金屬的富集和轉(zhuǎn)運能力分析63 6.4.1植物組織重金屬含量分析63 6.4.2植物組織對重金屬的富集能力分析65 6.4.3三種植物對重金屬的轉(zhuǎn)運能力分析69 6.4.4小結(jié)69 第7章 礦區(qū)植物根際微生物對重金屬的耐受性70 7.1樣地布設(shè)與樣品采集71 7.2分子生物學(xué)分析方法72 7.2.1微生物宏基因組DNA提取方法72 7.2.2高通量測序技術(shù)73 7.2.3克隆文庫構(gòu)建方法75 7.2.4變性梯度凝膠電泳技術(shù)78 7.2.5定量PCR技術(shù)83 7.3重金屬耐性細(xì)菌、真菌、酵母菌分離鑒定85 7.3.1菌株分離85 7.3.2菌種分子鑒定85 7.3.3環(huán)境因子對菌株生長的影響85 7.3.4檢測重金屬脅迫下菌株的生長情況86 7.3.5最小抑菌濃度的計算86 7.3.6菌株耐金屬性質(zhì)的檢測86 7.3.7耐性機(jī)理研究87 7.4重金屬耐性微生物的促植物生長特性研究方法89 7.4.1固氮能力的篩選和測定89 7.4.2溶磷菌株的篩選90 7.4.3產(chǎn)鐵載體菌株的篩選90 7.4.4產(chǎn)吲哚乙酸（IAA）菌株的篩選90 7.5煤礦復(fù)墾中土壤重金屬含量監(jiān)測與評價90 7.6煤礦復(fù)墾中根際微生物群落結(jié)構(gòu)和特征分析92 7.6.1細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)93 7.6.2真菌群落結(jié)構(gòu)93 7.6.3古菌群落結(jié)構(gòu)95 7.7煤礦區(qū)根際土細(xì)菌、真菌的分離、鑒定98 7.8耐性菌株對重金屬的吸附特征研究101 7.8.1菌株在單金屬脅迫下的吸附特征101 7.8.2菌株在雙金屬脅迫下的吸附特征108 7.9根際微生物對重金屬的響應(yīng)機(jī)理探討111 7.10重金屬耐性微生物的促植物生長特性114 7.10.1耐性細(xì)菌的促植物生長特性114 7.10.2耐性霉菌的促植物生長特性118 7.10.3耐性酵母菌的促植物生長特性122 第8章 生物炭對重金屬污染土壤的修復(fù)126 8.1土壤準(zhǔn)備與表征128 8.2生物炭制備與表征128 8.3土壤老化培養(yǎng)128 8.4土壤理化性質(zhì)分析128 8.5生物炭性質(zhì)分析129 8.6生物炭改良對土壤性質(zhì)的影響130 8.7活性炭改良對土壤中Cu和Pb遷移率的影響132 8.7.1土壤中生物可利用Cu和Pb132 8.7.2土壤中Cu和Pb形態(tài)的分布133 8.8生物炭改良土壤的機(jī)制與啟示134 8.9生物炭改良土壤的工程化應(yīng)用瓶頸136 參考文獻(xiàn)137