《稻田土壤重金屬污染治理理論與實踐》是2023年科學出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：稻田土壤重金屬污染治理理論與實踐
- 作者：李芳柏等
- 出版時間：2023年9月1日
- 出版社：科學出版社
- ISBN：9787030759931
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《稻田土壤重金屬污染治理理論與實踐》面向我國稻田土壤重金屬污染治理的國家重大需求及相關科學與技術挑戰，從地球表層系統科學的視角，全面介紹了稻田土壤重金屬污染控制理論、技術及套用。理論部分，*先介紹了研究方法與水稻吸收轉運礦質元素的基本過程，然後介紹了鎘、砷、汞、鉛、鉻、銻等重（類）金屬在土壤-水稻體系中的遷移轉化。技術部分，介紹了土壤-水稻體系多介質界面的鎘砷同步鈍化與生理阻隔技術。套用部分，介紹了區域稻田土壤重金屬污染源解析方法及套用、工程治理實踐、技術標準體系。
圖書目錄
序一
序二
前言
第0章 緒論 1
第1章 土壤-水稻體系重金屬遷移轉化研究方法 7
1.1 土壤重金屬形態及其相關參數的研究方法 7
1.1.1 重金屬形態提取方法 7
1.1.2 氧化鐵形態分析方法 9
1.1.3 氧化鐵與重金屬固相表征 11
1.2 重金屬形態轉化熱力學與動力學研究方法 12
1.2.1 熱力學研究方法 12
1.2.2 動力學研究方法 14
1.3 非傳統穩定同位素分餾研究方法 16
1.3.1 同位素分餾 16
1.3.2 化學分離 17
1.3.3 質譜測試 18
1.4 重金屬轉化微生物的分子生物學研究方法 20
1.4.1 非原位微生物分離培養技術 21
1.4.2 原位功能微生物識別技術 22
1.4.3 微生物重金屬代謝機制分析技術 23
1.5 水稻重金屬轉運分子生物學研究方法 28
1.5.1 重金屬轉運基因研究方法 29
1.5.2 酵母異源表達分析方法 33
1.5.3 重金屬吸收轉運的組學分析方法 33
參考文獻 36
第2章 水稻重要礦質元素吸收與轉運機制 40
2.1 概述 41
2.1.1 水稻吸收和轉運礦質元素的基本過程 41
2.1.2 水稻吸收和轉運礦質元素的重要轉運蛋白 42
2.1.3 穩定同位素分餾解析水稻礦質元素吸收轉運機制 44
2.2 水稻植株形態解剖結構特徵 44
2.2.1 水稻植株生長發育基本過程 44
2.2.2 水稻主要器官形態解剖基本特徵 45
2.3 水稻重要礦質元素吸收與轉運的分子機制 50
2.3.1 矽 50
2.3.2 鐵 52
2.3.3 鋅 55
2.3.4 錳 57
2.4 水稻重要礦質元素的同位素分餾特徵與機制 61
2.4.1 鐵 61
2.4.2 鋅 65
2.4.3 矽 68
2.5 展望 69
參考文獻 70
第3章 土壤-水稻體系中鎘遷移轉化機制 79
3.1 我國稻田土壤鎘污染現狀及鎘的賦存形態 80
3.1.1 鎘的危害及土壤鎘污染現狀 80
3.1.2 土壤鎘的賦存形態及生物有效性 81
3.1.3 鎘的物理化學與地球化學性質 82
3.2 稻田土壤鎘的轉化機制 85
3.2.1 土壤鎘形態轉化的熱力學機制 85
3.2.2 土壤鎘形態轉化的動力學機制 87
3.2.3 鎘形態轉化模型與土壤H+平衡模型 93
3.3 水稻植株中鎘遷移轉運的多介質界面機制 100
3.3.1 土壤-水稻體系多介質界面過程 100
3.3.2 水稻根系吸收鎘的生理機制 102
3.3.3 水稻植株中鎘的轉運與解毒機制 105
3.3.4 鎘從根遷移至籽粒的同位素分餾特徵 107
3.3.5 水稻不同生長發育時期的鎘同位素分餾 110
3.3.6 鐵和鋅對水稻鎘吸收轉運的影響 114
3.3.7 影響稻米鎘積累的關鍵因素 116
3.4 展望 120
參考文獻 121
第4章 土壤-水稻體系中砷遷移轉化機制 127
4.1 我國稻田土壤砷污染現狀及砷的形態 128
4.1.1 土壤砷的來源及分布特徵 128
4.1.2 砷的地球化學特徵 129
4.1.3 土壤砷的形態、遷移性、毒性及生物有效性 130
4.2 稻田土壤砷的轉化過程與機制 131
4.2.1 土壤砷形態轉化的熱力學機制 132
4.2.2 土壤砷形態轉化的化學與微生物機制 134
4.2.3 土壤砷形態轉化的動力學機制 143
4.3 水稻植株中砷遷移過程與機制 149
4.3.1 水稻砷吸收、轉運與解毒的生理機制 149
4.3.2 水稻全生育期砷轉運基因的表達特徵 152
4.3.3 稻米砷積累的特徵 154
4.4 土壤-水稻體系中砷遷移轉化的影響因素 156
4.4.1 成土母質 156
4.4.2 水分 157
4.4.3 養分 158
4.5 展望 161
參考文獻 162
第5章 土壤-水稻體系中汞遷移轉化機制 171
5.1 我國稻田土壤汞污染現狀及其賦存形態 172
5.1.1 稻田土壤汞來源與污染現狀 172
5.1.2 汞的理化性質、毒性及土壤汞的賦存形態 173
5.2 稻田土壤中汞的轉化機制 178
5.2.1 汞的生物轉化 178
5.2.2 汞的化學轉化 185
5.2.3 土壤汞形態轉化動力學和熱力學 190
5.3 土壤-水稻體系中汞遷移的多介質界面機制 194
5.3.1 土壤-根系界面遷移 194
5.3.2 根系-籽粒界面遷移 195
5.3.3 水/土/葉-氣界面交換 197
5.4 土壤-水稻體系中汞的同位素分餾 199
5.4.1 汞的自然穩定同位素及分餾方式 199
5.4.2 土壤-水稻體系中汞的同位素分餾特徵 200
5.4.3 汞穩定同位素分餾的研究進展 203
5.5 土壤-水稻體系中汞轉化和累積的影響因素 205
5.5.1 自然因素 206
5.5.2 農業活動 210
5.6 展望 213
參考文獻 214
第6章 土壤-水稻體系中鉻遷移轉化機制 220
6.1 我國稻田土壤鉻污染現狀及其地球化學特性 220
6.1.1 土壤鉻來源及污染現狀 220
6.1.2 鉻的地球化學特性 221
6.1.3 土壤鉻的賦存形態、遷移性及生物有效性 222
6.2 稻田土壤中鉻的轉化機制 224
6.2.1 土壤鉻轉化的生物地球化學機制 224
6.2.2 土壤鉻形態轉化的動力學機制 227
6.3 土壤-水稻體系中鉻遷移轉運的多介質界面機制 231
6.3.1 水稻根系吸收鉻的生理機制 231
6.3.2 水稻植株體內鉻的轉運 233
6.3.3 土壤-水稻體系中鉻同位素分餾的特徵 234
6.4 影響土壤-水稻體系中鉻遷移轉化及積累的主要因素 236
6.4.1 水稻籽粒鉻積累的特徵 236
6.4.2 土壤-水稻體系中影響鉻遷移轉化的主要因素 238
6.4.3 影響水稻籽粒鉻積累的土壤理化性質 239
6.5 展望 241
參考文獻 242
第7章 土壤-水稻體系中銻遷移轉化機制 247
7.1 我國稻田土壤銻來源及污染現狀 248
7.1.1 土壤銻來源 248
7.1.2 土壤與農產品銻污染現狀 248
7.2 銻的物理化學性質及其地球化學特徵 248
7.2.1 銻的物理化學性質及賦存狀態 249
7.2.2 水稻土中銻的生物有效性和遷移性 250
7.2.3 水稻植株中銻的分布與毒性 250
7.2.4 稻田銻與砷的遷移轉化及積累特徵差異 250
7.3 稻田土壤銻的轉化機制 251
7.3.1 土壤銻價態與形態轉化 251
7.3.2 土壤銻價態與形態轉化的化學與微生物機制 251
7.3.3 土壤銻價態與形態轉化熱力學機制 258
7.3.4 土壤銻價態與形態轉化動力學機制 260
7.3.5 生命元素循環影響銻的遷移性 262
7.4 水稻植株中銻的遷移特徵 264
7.4.1 水稻植株中銻的分布和積累 264
7.4.2 水稻根際吸收銻的特徵 264
7.5 土壤-水稻體系中銻遷移轉化的影響因素 266
7.5.1 水稻土理化性質的影響 266
7.5.2 水稻品種的影響 267
7.5.3 稻田環境條件的影響 267
7.6 展望 269
參考文獻 270
第8章 土壤-水稻體系中鉛遷移轉化機制 276
8.1 我國稻田土壤鉛污染現狀及特徵 276
8.1.1 鉛及其化合物的物理化學性質 276
8.1.2 稻田土壤鉛來源及污染現狀 278
8.1.3 土壤鉛的賦存形態、遷移性及生物有效性 281
8.2 稻田土壤中鉛的轉化機制 281
8.2.1 土壤鉛形態轉化的熱力學機制 281
8.2.2 土壤鉛形態轉化的動力學機制 286
8.2.3 土壤鉛形態轉化模型與生物有效性預測 289
8.3 水稻植株中鉛遷移的多介質界面機制 292
8.3.1 水稻根系吸收鉛的過程及機制 293
8.3.2 鉛在水稻植株中的轉運過程及其機制 293
8.3.3 水稻葉片的鉛吸收及轉運機制 294
8.3.4 水稻籽粒中的鉛積累機制 295
8.4 影響土壤-水稻體系中鉛遷移轉化的關鍵因素 295
8.4.1 影響土壤鉛形態轉化的關鍵因素 295
8.4.2 影響水稻植株鉛吸收轉運及籽粒積累的關鍵因素 296
8.4.3 農藝措施對土壤-水稻體系鉛遷移轉化的影響 296
8.5 土壤-水稻體系中鉛同位素示蹤 297
8.6 展望 298
參考文獻 299
第9章 稻田土壤鎘砷同步鈍化技術 305
9.1 稻田土壤鎘砷同步鈍化技術原理 306
9.1.1 稻田土壤中鎘砷遷移轉化特徵的差異 306
9.1.2 稻田鎘砷同步鈍化技術的挑戰 310
9.1.3 稻田土壤中鎘砷同步鈍化的技術思路 312
9.2 生物炭與零價鐵協同鈍化稻田土壤鎘砷的作用 313
9.2.1 稻田土壤鎘砷協同鈍化材料 313
9.2.2 降低土壤中有效態鎘和砷的協同作用 315
9.2.3 促進水稻根表鐵膜固定鎘和砷的協同作用 316
9.2.4 降低水稻植株中鎘和砷累積的協同效應 318
9.3 稻田鎘砷同步鈍化功能材料的研發與套用 319
9.3.1 鐵改性生物炭的製備及其性能 320
9.3.2 鐵改性生物炭對鎘砷同步鈍化的效果 322
9.4 鐵改性生物炭的田間套用技術和效果 324
9.4.1 鐵改性生物炭套用的劑量與效應關係 324
9.4.2 鐵改性生物炭套用的穩定性 327
9.4.3 鐵改性生物炭套用的長效性 327
9.5 展望 329
參考文獻 330
第10章 稻田根-土界面鎘砷阻控技術 333
10.1 根？土界面中鐵膜阻控鎘砷的技術原理 334
10.1.1 水稻根表鐵膜 334
10.1.2 水稻根表鐵膜對鎘砷的固定效應 337
10.1.3 硝酸鐵與腐殖質促進鐵膜形成及固定鎘砷的作用及原理 339
10.1.4 國內外根-土界面鎘砷阻控技術對比 346
10.2 鐵改性泥炭土壤調理技術田間套用效果 349
10.3 展望 358
參考文獻 359
第11章 水稻重金屬生理阻隔技術 364
11.1 生理阻隔技術原理 364
11.1.1 生理阻隔技術的概念及基本原理 364
11.1.2 矽調控水稻鎘吸收轉運的生理阻隔技術原理 366
11.1.3 矽調控水稻砷吸收轉運的生理阻隔技術原理 372
11.1.4 硒調控水稻鎘吸收轉運的生理阻隔技術原理 380
11.1.5 鋅、鐵和錳的生理阻隔效應及機制解析 386
11.2 水稻重金屬生理阻隔技術套用 389
11.3 展望 389
