本书聚焦土壤重金属污染，整合了污染评估、风险预警与生物修复技术等领域的研究成果。书中首先通过解析污染程度及空间分布，评估其通过食物链对人群的健康风险；进而探究了对水生生物的毒性效应，分析了植被恢复对根际土壤的影响；最后介绍了土著富集植物筛选、根际微生物耐受机制及生物炭对重金属污染土壤的修复效果。
全书结合重庆某矿区进行实证研究，理论与实践结合，可为资源与环境领域科研、工程技术人员及高校相关师生提供参考，助力土壤重金属污染监控与生态修复。
第1章 绪论1
1.1废水排放导致的土壤污染问题1
1.2固废排放导致的土壤污染问题2
1.3土壤污染导致的粮食安全问题2
1.4采矿迹地遗留的环境污染问题3
1.5土壤污染评估与生物修复技术3
第2章 土壤重金属污染程度及其特征4
2.1研究样地与样点布设5
2.2土壤指标与测量方法5
2.3污染程度评价方法6
2.3.1单因子污染指数法6
2.3.2内梅罗综合污染指数法6
2.3.3污染负荷指数法6
2.3.4地积累指数法7
2.4土壤养分状况8
2.5土壤重金属含量水平8
2.6土壤重金属污染程度评价9
第3章 农田重金属污染与人群健康风险12
3.1研究样地与样品采集13
3.1.1作物盆栽试验供试土样采集13
3.1.2农田原位蔬菜及其根际土采集14
3.2土壤重金属污染对农作物的毒性效应研究14
3.2.1供试土壤中不同形态重金属含量测定15
3.2.2盆栽实验设计19
3.2.3作物测定指标与方法19
3.2.4重金属污染对盆栽三种作物的毒性效应22
3.3重金属污染的生态风险评价29
3.3.1重金属含量的测定29
3.3.2生态风险指数法29
3.4食用蔬菜的人群健康风险评价30
3.4.1健康风险评价方法30
3.4.2原位蔬菜根际土壤重金属含量与污染程度30
3.4.3蔬菜根际土壤潜在生态风险评价31
3.4.4蔬菜可食用部分重金属含量与单因子污染指数32
3.4.5蔬菜可食用部分的重金属BCF值34
3.4.6蔬菜食用的人群健康风险评价34
3.4.7土壤污染生态风险与人体健康风险评价讨论34
第4章 土壤重金属迁移对水生生物的毒性作用与生物监测38
4.1样点设置和样品采集40
4.2沉积物浸出两栖类染毒实验设计与指标分析41
4.3水体沉积物重金属污染评价42
4.4沉积物重金属污染对蝌蚪和泥鳅的毒性效应42
4.5综合生物指数对沉积物污染的响应与指示45
4.6沉积物重金属污染程度及其生物监测讨论46
4.7未来的研究方向48
第5章 污染场地植被恢复的根际效应及其对土壤肥力和酶活性的影响50
5.1样品的采集与指标测定方法51
5.1.1样品的采集与预处理方法51
5.1.2土壤基本理化性质、养分含量和土壤酶活性测定方法51
5.1.3根际效应分析方法52
5.2土壤三类指标水平及其相互关系分析52
5.2.1土壤酶活性分析53
5.2.2根际效应分析53
5.2.3土壤酶活性和土壤养分的关系分析55
5.2.4根际效应对土壤养分和土壤酶活性的影响56
5.2.5土壤酶活性和土壤养分的关系57
第6章 重金属耐性植物的筛选59
6.1样品采集与预处理60
6.2土壤和植物重金属累积评价方法60
6.2.1富集系数法60
6.2.2转运系数法60
6.3复垦区土壤重金属污染程度评价61
6.4植物各组织对重金属的富集和转运能力分析63
6.4.1植物组织重金属含量分析63
6.4.2植物组织对重金属的富集能力分析65
6.4.3三种植物对重金属的转运能力分析69
6.4.4小结69
第7章 矿区植物根际微生物对重金属的耐受性70
7.1样地布设与样品采集71
7.2分子生物学分析方法72
7.2.1微生物宏基因组DNA提取方法72
7.2.2高通量测序技术73
7.2.3克隆文库构建方法75
7.2.4变性梯度凝胶电泳技术78
7.2.5定量PCR技术83
7.3重金属耐性细菌、真菌、酵母菌分离鉴定85
7.3.1菌株分离85
7.3.2菌种分子鉴定85
7.3.3环境因子对菌株生长的影响85
7.3.4检测重金属胁迫下菌株的生长情况86
7.3.5最小抑菌浓度的计算86
7.3.6菌株耐金属性质的检测86
7.3.7耐性机理研究87
7.4重金属耐性微生物的促植物生长特性研究方法89
7.4.1固氮能力的筛选和测定89
7.4.2溶磷菌株的筛选90
7.4.3产铁载体菌株的筛选90
7.4.4产吲哚乙酸（IAA）菌株的筛选90
7.5煤矿复垦中土壤重金属含量监测与评价90
7.6煤矿复垦中根际微生物群落结构和特征分析92
7.6.1细菌群落结构93
7.6.2真菌群落结构93
7.6.3古菌群落结构95
7.7煤矿区根际土细菌、真菌的分离、鉴定98
7.8耐性菌株对重金属的吸附特征研究101
7.8.1菌株在单金属胁迫下的吸附特征101
7.8.2菌株在双金属胁迫下的吸附特征108
7.9根际微生物对重金属的响应机理探讨111
7.10重金属耐性微生物的促植物生长特性114
7.10.1耐性细菌的促植物生长特性114
7.10.2耐性霉菌的促植物生长特性118
7.10.3耐性酵母菌的促植物生长特性122
第8章 生物炭对重金属污染土壤的修复126
8.1土壤准备与表征128
8.2生物炭制备与表征128
8.3土壤老化培养128
8.4土壤理化性质分析128
8.5生物炭性质分析129
8.6生物炭改良对土壤性质的影响130
8.7活性炭改良对土壤中Cu和Pb迁移率的影响132
8.7.1土壤中生物可利用Cu和Pb132
8.7.2土壤中Cu和Pb形态的分布133
8.8生物炭改良土壤的机制与启示134
8.9生物炭改良土壤的工程化应用瓶颈136
参考文献137
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