女贞等彩叶植物都要保护。越冬保护有两个好处，
一是避免遇到低温冻死苗木造成损失；二是塑料
棚里温度较高，在翌年春发芽早，揭棚后马上就
表现出较好绿化效果。3—4月在温度适宜时揭棚，
避免塑料棚里温度过高烧苗，可以先揭开几个通
风口或局部揭开，过渡7 d左右，等温度变化较小
时完全揭开，揭棚后要马上检查苗木成活情况，
如发现干枯苗木要尽快用同规格的苗木补植，补
植完毕后修剪并灌水；如果苗木长势较弱，可以
在灌水前施有机肥、尿素、磷酸二铵等肥料。5—
6月是苗木生长较快的季节，要及时灌水施肥，保
证苗木有较大的生长量，对模纹栽植的彩叶植物
要经常修剪，有杂草要及时拔除，发现蚜虫、白
粉病、锈病等病虫害要及时防治。7—8月是西北
的高温干燥季节，降水一般不是很多，遮阳、喷
水、修剪、清除杂草是主要的养护措施。9—10月
降水相对较多，要适当控制灌水量，增加新生枝
条的木质化程度，并适当施P、K、Fe肥。
参考文献：
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（本文责编：郑立龙）
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摘要：引证有关文献，简述了土壤淋洗的概念、分类及修复重金属污染土壤所用淋洗剂的研究进展。
关键词：土壤淋洗法；重金属；土壤修复；研究
中图分类号：X53文献标识码：A文章编号：1001-1463（2010）03-0033-05
Research Progress on the Flushing Remediation of Heavy Metal Contaminated Soils
LV Qing-song,JIANG Yu-feng,YANG Fan,ZHU Kun
（School ofEnvironmental and Municipal Engineering,Lanzhou JiaotongUniversity,Lanzhou Gansu 730070,China）
Abstract：The conception and distribution of flushing remediation were introduced,and the study progresses of soil washing
agents used in remediation soil were analyzed in this paper.
Key words：Soil flushing;Heavy metals;Soil remediation;Research
重金属污染土壤淋洗技术研究进展
吕青松，蒋煜峰，杨帆，朱琨
（兰州交通大学环境与市政工程学院,甘肃兰州730070）
近年来，随着人口增长、工业生产规模不断
扩大，对土地造成了严重的重金属污染。目前我
国受污染的耕地已达1 000万hm2，每年被重金属
污染的粮食达1 200万t，直接经济损失超过200
亿元［1］。土壤中的重金属污染物通过雨水淋溶作
用向下渗透，导致地下水污染,并直接或间接地危
害到人体健康。如何修复重金属污染土壤，降低
土壤重金属污染产生的危害，已成为农业环保领
域的重要课题。土壤淋洗法作为修复重金属污染
土壤的一种有效手段，正在被一些国家研究应用，
现将有关的研究现状加以综述，以期为今后的研
究提供参考。
1土壤淋洗的概念
土壤淋洗法（soil flushing/soil washing）是运用
收稿日期：2009-12-28
作者简介：吕青松（1985—），男，山东青岛人，研究方向为环境工程。联系电话：（0）13893164967。E-mail：aodong
0532@126.com甘肃农业科技2010年第3期Gansu Agr.Sci.and Techn.No.3 2010
物理或化学手段将污染土壤中的有机和无机污染
物进行分离、隔离、浓缩或进行无害化处理的过
程。从广义上说，土壤淋洗就是利用流体淋洗土
壤中污染物的过程。所处理的污染物既可以是有
机污染物，也可以是无机污染物，淋洗液既可以
是水、化学溶液，也可以是其他能够取得较好淋
洗效果的流体［2］。在某些淋洗过程中，气体也可
以作为淋洗剂［3］。
2土壤淋洗法分类
2.1土壤原位化学淋洗修复
土壤原位化学淋洗修复主要是根据污染物纵向
分布的深浅，利用外力或淋洗液自身重力，使其
流过污染土壤，并利用抽提井或人工沟渠收集和
清除淋洗液的过程［4］。该方法常用于污染土壤的
修复，特别是当地下水与土壤同时污染时，更具
有针对性［5］。原位化学淋洗修复要在污染区域建
立淋洗装置，而且通常采用隔离墙等物理屏障对
被污染区域进行封闭，淋出液通常需要收集并进
行无害化处理或经再生后再次使用［6］。
2.2土壤异位化学淋洗修复
土壤异位化学淋洗修复要经过以下步骤：（1）污
染土壤的挖掘、迁移；（2）污染土壤在淋洗装置中
的淋洗修复处理；（3）淋出液中污染物的无害化处
理；（4）处理后土壤的回填等。因其过程复杂，工
程量大，而实用性较差。
3土壤淋洗剂研究进展
土壤淋洗技术的关键是寻找一种合适的淋洗
剂，淋洗剂应满足以下条件：一是对土壤理化性
质破坏性不强；二是必须价格经济且具有实用性；
三是对土壤中的重金属有很强的溶解能力；四是
淋洗剂和重金属的结合体易于分离可以往复利用，
且不对环境造成二次污染。目前用来修复重金属
污染土壤的淋洗剂主要包括以下几种。
3.1无机淋洗剂
无机淋洗剂包括酸、碱、盐等无机化合物，
对于某些重金属污染土壤的淋洗具有效果好、速
度快、成本低等优点，是传统淋洗剂的主要组成
部分。其中，无机酸主要通过H+形成多级质子或
与重金属发生置换反应，从而达到淋洗目的。无
机盐或碱大多通过置换和络合作用提高淋洗效果。
Alam等通过实验研究了磷酸盐对土壤中砷的去除，
表明磷酸盐对铁铝结合态的砷有很好的去除效果，
去除率可达到40%以上，但磷酸盐对于残余态砷
的去除效果不明显［7］。
尽管无机淋洗剂对于重金属具有很好的淋洗
效果，但由于淋洗过程中pH的变化严重破坏了土
壤的理化性质及其结构，而且由于无机淋洗剂的
自身性质，不易再生利用，产生的大量淋出液需
要处理，大大增加了运营成本。
3.2螯合剂
螯合剂可以通过与土壤溶液中的重金属离子
结合，改变重金属在土壤中的存在形态，使重金
属从土壤颗粒表面解吸，由不溶态转化为可溶态，
从而提高淋洗效率［8］。常用的螯合剂大致可分为
人工螯合剂和天然螯合剂两类。
人工螯合剂有乙二胺四乙酸（EDTA）、二乙基三
乙酸（NTA）、二乙烯三胺五乙酸（DTPA）等［9］。我
国的科研人员曾对Cd、Pb污染的土壤进行分批提
取实验，研究了几种螯合剂和不同的水土比对重
金属提取效率的影响，结果表明，螯合剂对Cd的
提取效率随着各淋洗剂浓度的提高而增加，其中
EDTA对Pb和Cd都能达到理想的淋洗效果［10］。
因人工螯合剂价格昂贵，生物降解性较差，淋洗
过程中容易在土壤中残留，造成土壤和地下水的
二次污染，且对含重金属螯合剂回收方面还存在
许多未解决的技术问题，限制了其实际应用。
天然有机螯合剂有柠檬酸、苹果酸、丙二酸
以及其他类型天然有机物等［11］。天然有机酸通过
与重金属离子形成络合物，改变重金属在土壤中
的存在形态，使其由不溶态转化为可溶态。通常
有3种作用模式：（1）与重金属络合形成带正电荷
的金属配合物；（2）在土壤表面吸附以后，其本身
的功能性官能团与重金属发生络合形成三元配合
物；（3）与重金属之间发生配位作用，产生溶解性
较高的配合物，从而降低土壤颗粒对重金属的吸
附［12］。陈海凤等研究了柠檬酸、醋酸等有机酸在
不同浓度下对重金属污染土壤的淋洗效果，结果表
明，随着柠檬酸、醋酸溶液浓度的增大，其对重金
属的淋洗能力呈增强趋势；在同等浓度条件下，柠
檬酸对Cu、Pb、Cd的淋洗效果比醋酸的好，而对
于Zn，醋酸的淋洗效果比柠檬酸的好［13］。另外，
天然有机酸除了对土壤中的重金属有一定清除能
力外，生物降解性也较好，不会对土壤的理化性
质造成大的破坏，对环境无二次污染，必将成为
淋洗法修复重金属污染土壤的重要措施。
34甘肃农业科技2010年第3期Gansu Agr.Sci.and Techn.No.3 2010
3.3表面活性剂
表面活性剂（surfactan）t是指具有固定的亲水、
亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表
面张力显著下降的物质。表面活性剂的作用是通
过改变土壤表面性质，增强有机配体在水中的溶
解性，或是发生离子交换，来促进金属阳离子或
配合物从固相转移到液相中。Doong等研究了不同
类型表面活性剂对土壤中Cd、Zn和Pb的解吸作
用，表明阴离子表面活性剂SDS对Zn和Pb的洗
脱率可达到15%左右，而阳离子表面活性剂CTAB
对重金属淋洗几乎没有作用［14］。蒋煜峰等研究表
明，阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）和非
离子表面活性剂聚氧乙烯月桂醚（Brij35）对土样中
重金属解吸效果不大，SDS的解吸作用约为1%～
2%，Brij35则几乎没有解吸作用［15］。因此，SDS
和Brij35不适合单独用于污灌土壤中重金属的解
吸。
3.4生物表面活性剂
生物表面活性剂（bio-surfactant）是由细菌、酵
母菌、真菌等微生物在细胞膜上或细胞体外产生
的具有一定活性的代谢产物［16］。生物表面活性剂
的分子结构复杂庞大，单个分子占据的空间更大，
因而临界胶束浓度较低，具有对土壤中一些重金
属去除效果好、毒性低、生物可降解性和表面活
性高等优点，并可回收利用，具有较高的经济价
值，其在环境治理方面的应用已引起了研究者的
关注［17~19］。Mulligan等对莎凡婷去除土壤中重金属
的机理进行了深入探讨，认为生物表面活性剂可
通过降低表面张力来改变表面性质，表面性质的
改变削弱了金属离子与土壤之间的粘附性，从而
促进了金属离子与土壤分离及金属离子与生物表
面活性剂的络合（见图1）［20］。
David等应用鼠李糖脂对吸附在土壤中重金属
的解吸进行了研究，并对作用机理进行了解释，
认为生物表面活性剂对重金属的解吸主要是表面
活性剂本身吸附在土壤颗粒表面，占据了土壤表
面吸附点位，减弱了土壤颗粒对重金属的吸附；
同时液相中鼠李糖脂又与重金属络合夺取土壤颗
粒上吸附的重金属，使其进入液相［21］。Mulligan
等采用柱淋洗法研究了鼠李糖脂、槐糖脂和莎凡
婷3种生物表面活性剂对沉积物中重金属的解吸
效果,表明质量分数为0.5％的鼠李糖脂可去除
65％的Cu和18％的Zn，4％的槐糖脂可去除
25％的Cu和60％的Zn，而15％的莎凡婷对Cu
和Zn的去除率低于6％［17~18］。蒋煜峰等采用皂角
苷（saponin）在不同浓度、pH值和离子强度条件下
对供试土样中重金属的解吸影响进行了研究，结
果显示，皂角苷浓度增加，重金属解吸率随之增
加，在皂角苷质量份数为3%时，Cu、Cd、Pb、
Zn解吸率分别达到43.87%、95.11%、83.54%和
20.34%［22］。
3.5复合淋洗剂
多种淋洗剂复合应用可以提高淋洗剂的淋洗
效果，同时可减少淋洗剂对土壤的破坏作用。目
前相关的研究已广泛开展。仇荣亮等利用
Na2EDTA草酸及KI 3种试剂的组合，采用分步淋
洗方法对污染土壤中镉、铜、铅、锌、砷及汞等
进行化学淋洗,从而使污染土壤中重金属达到环境
安全标准［23］。蒋煜峰等研究了加入表面活性剂十
二烷基硫酸钠（SDS）、聚氧乙烯月桂醚（Brij35）后
对EDTA解吸污染土壤中Cd、Pb的影响，并对解
吸前后重金属在土壤介质中形态变化进行了测定，
结果表明，加入表面活性剂SDS可使EDTA对Cd
的解吸量由61.67%增加到79.68%、对Pb的解吸
量由57.25%增加到89.65%［16］。在EDTA浓度较
小时，加入SDS对Cd、Pb的解吸可产生拮抗作
用，抑制了EDTA对污染土样中Cd、Pb的解吸；
随着EDTA浓度的不断增加，加入SDS与EDTA
可产生明显的协同增溶作用。加入表面活性剂
Brij35具有相同的增溶作用，但增溶效果不如SDS。
4淋洗技术的应用与展望
虽然运用土壤淋洗技术修复重金属污染土壤
图1生物表面活性剂去除土壤重金属污染物机理
①表面活性剂分子；②金属与表面活性剂分子被土壤颗粒物表面
吸附；③金属与表面活性剂分子解吸；④金属与表面活性剂分子
络合解吸；⑤大量表面活性剂与金属络合后形成胶束
35甘肃农业科技2010年第3期Gansu Agr.Sci.and Techn.No.3 2010
效果明显，但工程投资较大，目前国内应用较少。
该技术近几年在某些发达国家已经进行了应用。
1999—2001年，纽约新泽西港应用生物源沉积物
淋洗技术治理疏浚物取得了良好的效果，As、Cd、
Pb、Zn、Hg的去除率分别达到了36%、61%、
57%、53%、92%。2006年在韩国首尔进行的中试
规模矿区污染土壤修复研究中，技术人员将土壤
酸浸（盐酸、硫酸或磷酸）强化后进行滚筒式摩
擦洗涤，结果使As、Ni、Zn的去除率分别达到了
63%～65%、59%～60%、38%～45%。2007年加
拿大魁北克运用酸洗的方法对城市污染土壤进行
修复试验，效果明显，Cu、Pb、Zn的去除率分别
达到44%、60%、52%［24］。
虽然近几年在利用土壤淋洗技术对重金属污
染土壤的治理修复方面的研究已经取得了初步的
成果，但因所使用的各类淋洗剂都还存在一定的
缺点和局限性，该技术的推广应用目前仍存在一
定困难，因此新型淋洗剂的开发以及原有淋洗剂
的改进，已成为今后重金属污染土壤淋洗修复的
研究重点。比如天然有机酸、生物表面活性剂等
新型淋洗剂对重金属的清除能力比较稳定，在高
pH值下也有很高的清除效果，除了可以与重金属
形成可溶态的螯合物外，还可使氧化物中固定的
重金属释放出来，而且这些物质生物降解性好，
对环境无污染，对农业土壤的结构及肥力影响较
小，因此这几类物质必将逐步取代无机酸及某些
人工螯合剂等淋洗剂，为淋洗修复重金属污染土
壤提供更广泛的应用前景。
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36甘肃农业科技2010年第3期Gansu Agr.Sci.and Techn.No.3 2010
摘要：引证有关文献，对玉米种性退化研究现状、存在的问题，自交系变异及退化原因和了延缓种性退
化的方法进行了探析。
关键词：玉米；自交系；种性退化
中图分类号：S513文献标识码：A文章编号：1001-1463（2010）02-037-03
玉米杂交种种性退化探析
李志明
（甘肃省农业科学院作物研究所，甘肃兰州730070）
种性退化是生物界的普遍现象，农作物在长
期的生产过程中都不同程度的存在品质下降，产
量降低，退化严重，较大程度的影响了优良品种
增产潜力的发挥，同时也缩短了优良品种在生产
上的应用年限［1］。防止优良杂交种的种性退化，
保持其增产潜力，具有与选育新品种同等重要的
作用。
玉米品种的退化现象已日益引起业内人士的
关注。据戴景瑞院士研究，1984—1994年的10 a
间，我国新选育的玉米杂交种，其产量水平本质
上并没有比当时大面积种植的玉米杂交种丹玉13
号有明显提高，也可以说是处于同一水平，新杂
交种的增产水平与丹玉13号退化造成的自身减产
相当［2］。玉米杂交种种性退化是由亲本自交系发
生退化所致，近年来自交系的变异和退化已经严
重影响了杂交种的质量，研究玉米自交系的变异
及退化是认识杂交后代即玉米杂交种退化的根本
途径。调查表明，同一品种用高纯度自交系制种
比用低纯度自交系制种产量提高10%～15%。玉
米作为甘肃的三大类作物之一，1998—2007年常
年播种面积稳定在50万hm2左右，占全省粮食作
物总播种植面积的18.57%，总产的29.26%，玉米
优良品种在生产上的稳定性状况，直接关系到单
位面积产量及经济效益的提高，同时也影响到当
地农民增产增收、脱贫致富奔小康的步伐。据伊
玉兵研究，近几年来，在甘肃省玉米制种面积不
断增大的同时，也加快了玉米自交系的种性退化，
已成为制约甘肃玉米制种产业发展的重要因子，
在某种程度上严重影响了玉米种子生产企业的信
誉度和优良品种的推广力度［3］。因此，种性退化
的研究，有助于有效地保持品种典型性和生产潜
力，对良种繁育工作有较大的促进作用。
1玉米自交系变异及退化的原因
1.1机械混杂
玉米杂交种在选育、繁殖、制种和使用过程
中，由于操作不严，往往目标品种中混入非目标
品种的种子，这些种子在适宜的条件下发芽出苗，
出苗后如不及时彻底清除，会造成不同品种或不
同自交系后代串粉及后代种性发生变异，其混杂
环节主要是自交系种子繁育过程中的种子处理、
播种、补苗、收获、晾晒、脱粒、贮藏等。
1.2天然异交和杂交
玉米属于异花授粉作物，花粉量大、质轻，
飘散远，一般天然异交率在95％以上，同株花粉
和异株花粉同时落在花丝上，异株花粉优先授精
形成自交系。在自交系的繁育过程中，因隔离不
安全、去杂不及时、不彻底、套袋自交不严格、
手或工具附着外来花粉等，都会造成玉米自交系
收稿日期：2009-12-07
作者简介：李志明（1957—），男，甘肃成县人，农艺师，主要从事小麦、玉米新品种选育工作。联系电话：（0）13993189438。
E-mai：lizhim ing001@yeah.net
Tehnol，1995，29：2280-2285.
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（本文责编：王建连）
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