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1、ICS13.080.99CCSZ50GRM中关村绿色矿山产业联盟团体标准T/GRM0892023干旱半干旱地区土壤重金属污染微生物修复技术规范Technicalspecificationformicrobialremediationofheavymetalcontaminatedsoilinaridandsemi-aridareas2023-12-29发布2024-01-01实施中关村绿色矿山产业联盟发布T/GRM0892023目次前言.II1范围.32规范性引用文件.33术语和定义.34风险管控和修复工作流程.3风险管控和修复工作流程.3修复工作流程.45环境质量调查及风险评估.4资料收集和
2、分析.4区域确定及污染识别.4土壤污染风险评估.4分区分单元.56微生物修复技术.5菌剂筛选与优化.5菌剂扩培.5施入助剂.5辅助设施的铺设.5菌剂喷洒.5菌剂与土壤混合.57修复效果评估.5修复效果评估内容和范围.5采样布点方案.6样品采集与分析.6修复效果评估.68长期环境监测.6附录A（资料性）土壤污染风险级别评估方法.7附录B（资料性）土壤修复效果评估方法.8B.1重金属浸出毒性测定.8B.2重金属形态测定（Tessier五步提取法）.8IT/GRM0892023前言本文件按照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能
3、涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中关村绿色矿山产业联盟提出并归口。本文件起草单位：内蒙古科技大学，内蒙古自治区生态环境科学研究院，上海第二工业大学，浙江工业大学，内蒙古自治区地质调查研究院，辽宁省物测勘查院有限责任公司。本文件主要起草人：郑春丽、陈敏洁、霍晓君、周燕、王维大、潘响亮、张道勇、何崭飞、许欣、姜庆宏、王哲、古琛、胡庆凯、尚海丽、樊丽、刘诺、苏瑞景、吴俊、杨宇亮、武利文、钟仁、袁宏伟、马志超、张永旺、白昕冉、陈军典、韩晓涛、赵鑫、曹丹、庞浩、徐梓洋、白晶晶。IIT/GRM0892023干旱半干旱地区土壤重金属污染微生物修复技术规范1范围本文件规定了干旱半干旱地
4、区土壤重金属污染微生物修复的风险管控和修复工作流程、环境质量调查及风险评估和修复效果评估等。本文件适用于干旱半干旱地区土壤重金属污染微生物修复。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB15618土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）GB/T36197土壤质量土壤采样技术指南GB/T42819农产品产地重金属污染土壤钝化通用技术规程DB44/T2263.2耕地土壤重金属污染风险管控与修复风险评价NY/T883农用微生物菌剂生产
5、技术规程HJ/T166土壤环境监测技术规范NY/T395农田土壤环境监测技术规范NY/T3034土壤调理剂通用要求NY/T3343耕地污染治理效果评价准则3术语和定义下列术语和定义适用于本文件土壤重金属污染（Heavymetalcontaminationinsoil）土壤中重金属含量升高，导致土壤物理、化学、生物等性质的改变，影响土壤功能和利用，危害公众健康或者破坏生态安全。微生物修复（Microbialremediation）向土壤中添加功能性微生物及辅助材料，微生物通过新陈代谢活动，改变重金属在土壤中的赋存形态，以降低重金属在土壤中移动性和生物有效性的技术。包括矿山开采、工业废水灌溉等造成
6、的农田土壤重金属污染的微生物修复工程。风险分类分级（Riskclassification）根据污染物种类、浓度和种植条件对示范区进行区域划分，通过分区对比修复，不断优化修复模式，寻求适合当地经济水平和需求、可复制、可推广的重金属污染农田修复模式。依据DB44/T2263.2划分的土壤重金属污染风险，包括优先保护类、安全利用类和严格管控类三类风险和、和五级风险等级。矿化修复（Mineralizedremediation）通过生物体自身代谢、细胞或胞外基质将金属离子转变为稳定的固相矿物的土壤修复技术。4风险管控和修复工作流程风险管控和修复工作流程图3T/GRM0892023图1风险管控和修复工作流
7、程图修复工作流程4.2.1采样前应先用全球定位系统确定样点经纬度，做好记录。4.2.2采样依据国标GB/T36197，1m内应采集5个土壤子样品混合成一个土壤样品。现场采样范围内随机布设多个样本采集点，采集表层（0-20cm）土壤。土壤样品采集前，应去除土壤表面覆盖物，采集适量土壤样品放入样品袋中，做好记录。4.2.3样品运回实验室后，在制样室内避光自然风干，风干后碾碎大块土块并挑出杂物，充分混匀后用四分法取样，过筛（20目）。4.2.4样品筛分可根据实验需要确定，样品采用四分法取两份，一份用于实验测定，另一份留存。5环境质量调查及风险评估资料收集和分析收集调查矿区及周边自然条件、矿山开发历史
8、、生产状况、土壤重金属污染状况、土壤环境质量状况等图件和调查报告。核实和分析资料的完整性、有效性。区域确定及污染识别主要环境风险源、主要敏感点及敏感点周边影响区域宜基于高分遥感数据识别。矿区内污染来源，矿区内工业场地历史和生产工艺及周边敏感受体，应根据收集资料、现场踏勘及文献分析等方式，结合现场快速检测设备检测初步确定。应判断场地潜在污染区域，分析识别污染物、污染程度及分布情况。土壤污染风险评估5.3.1风险评价标准4T/GRM0892023风险评估依据国标GB15618，根据污染程度及污染范围、污染物空间分布、迁移状况与污染边界等，结合调查区域空间位置及浓度分布等信息，分析源-径-汇关系确定
9、。5.3.2风险级别判定单个场地污染风险分级应根据场地内的风险因子存在与否确定。整体环境污染风险分级通过评估场地内污染物到达敏感受体的可能性来判定。分区分单元每一个污染场地应实现进一步修复方法的单元划分。6微生物修复技术菌剂筛选与优化菌种的分离与筛选选用产脲酶微生物筛选培养基，获得产脲酶菌。通过实验探究温度、pH、尿素浓度、离子浓度、培养基中营养物质对产脲酶微生物生长及脲酶活性的影响，找到产脲酶微生物最优培养条件。菌剂扩培采用工业发酵条件，依据NY/T883标准对产脲酶菌进行规模化制备，获得高效的菌剂制品。施入助剂前期应进行助剂调研，确定最佳施入量和施入方式，利用大型旋耕机进行助剂与土壤的混拌
10、。辅助设施的铺设根据待修复区的地形及后期作物需求选择合适的浇灌方式，常见的浇灌方式有：漫灌、滴灌、喷灌等，水路的铺设既要保证整个修复过程菌剂的下渗效果，也要保证后期植物的种植。菌剂喷洒将微生物菌粉按照一定比例接种至有营养物质的发酵桶中，待菌粉与营养物质充分均匀混合后，再将一定比例的胶结液倒至菌液中，充分混合后即可进行菌剂喷洒工作。采用菌剂喷洒装置，依据前期设计区域所需要的剂量进行菌剂的喷洒。待菌剂喷洒完成后对土壤中重金属的固化效果进行监测，确定是否进行第二次菌剂的投加。菌剂与土壤混合菌剂喷洒后利用旋耕机进行翻耕，将助剂与0-20cm表层土壤均匀混合。7修复效果评估修复效果评估内容和范围7.1.
11、1修复效果评估内容根据不同污染土壤类别、不同修复技术确定修复效果评估内容：对于优先保护类土壤，以评估农作物可食部分中重金属含量达标情况为主要内容；对于安全利用类土壤，以评估农作物可食部分中重金属含量达标情况和农作物产量为主要内容。结合不同的修复技术，辅以重金属全量、有效态含量变化等内容；对于严格管控类土壤，根据采取的修复技术确定评估内容，重要是考虑采取修复技术后所取得的生态效益、经济效益和社会效益，兼顾考虑周边地下水和地表水重金属含量。7.1.2修复效果评估范围5T/GRM0892023修复效果评估范围应与修复技术方案中确定的不同程度的重金属污染修复范围一致。如果修复范围有变更，实施单位需提交
12、修复范围变更申请并获得同意，且应在当地环境保护部门备案。采样布点方案修复过程和修复结束后，应对重金属污染土壤，当季农作物(可食部分)以及农业投入品采样检测。土壤和农作物的布点方法执行NY/T3343中治理效果评价点位布设技术规定要求，同时布设被污染土壤和农作物对照点。农业投入品采样按NY/T3034规定要求执行。样品采集与分析修复过程和修复结束后，应对重金属污染土壤，当季农作物（可食部分）以及农业投入品采样检测。根据采样布点方案，土壤的采样方法和检测方法参照HJ/T166相关技术规定执行，农作物的采样方法和检测方法参照NY/T395相关技术规定执行，农业投入品的采样方法和检测方法参照NY/T3
13、034相关技术规定执行。修复效果评估7.4.1修复效果评估标准按照修复方案中确定的评估标准作为修复效果评估标准。修复完成后，修复效果评估可参照NY/T3343执行。7.4.2修复效果评估报告编制修复效果达到修复目标后，编制干旱半干旱地区土壤重金属污染微生物修复技术要求评估报告，若修复效果未能达到修复目标，分析其原因，并重新评定修复技术的可行性。8长期环境监测按照GB/T42819的规定，对修复后的土壤和地下水进行长期监测。6单项污染指数污染风险内梅罗污染指数土壤质量等级Pi1.0无污染P0.7清洁（安全）1.0Pi1.5轻污染0.7P1.0警戒线1.5Pi2.0中污染1.0P2.0轻污染2.0
14、Pi2.5高污染2.02.5重污染P3.0重污染=(A.1)=2+(A.2)T/GRM0892023AAB附录A（资料性）土壤污染风险级别评估方法采用内梅罗污染指数法对污染地块按照污染程度进行分级：a)单项重金属污染指数计算公式如下：式中：Pi重金属i单因子指数；Ci重金属i测定值；Si重金属i标准值，本文以国家土壤环境质量标准农用地土壤标准为标准值。b)内梅罗污染指数：均最大式中：Pn综合污染指数；P均平均单项污染指数；P最大最大单项污染指数。表B.1土壤污染风险评价标准分级标准7T/GRM0892023BC附录B（资料性）土壤修复效果评估方法B.1重金属浸出毒性测定B.1.1固体废物水平震
15、荡法将经不同方式处理的土壤烘干后，称取10g于锥形瓶中，并按液固比为10:1（L/kg）的比例加入去离子水，将锥形瓶口封闭后固定在水平震荡摇床上，调节摇床的振荡频率为11010次/min、振幅为40mm，在室温下振荡8h后取下锥形瓶，静置16h。将样品过滤得上清液，并采用火焰原子吸收法测定重金属的含量。B.1.2EDTA-2Na浸提将风干后的土壤样品采用2mm的筛子进行筛分，并称取25g筛分后的土壤样品置100mL塑料锥形瓶中，再加入50.0mL0.05mol/L的EDTA-2Na（乙二胺四乙酸二钠）溶液，在水平震荡摇床上以180r/min的速率下振荡1.5h，振荡完成后静止并过滤得上清液，采
16、用火焰原子吸收法测定重金属的含量。B.2重金属形态测定（Tessier五步提取法）B.2.1可交换态将1.0000g（0.0003以内）土样加入到50mL的塑料离心管中，同时向管中加入8mL1mol/L的氯化镁（MgCl26H2O），室温下振荡lh（200r/min），离心10min（4000r/min），移出上清液，将移出的溶液过滤，用50mL的容量瓶定容。B.2.2碳酸盐结合态经B.2.1处理后的残余物在室温下用8mL1mol/L的乙酸钠（NaAc）提取，提取前用醋酸（HAc）把pH调至5.0，振荡8h（200r/min），离心10min（4000r/min），移出上清液，将移出的溶液过滤
17、，用50mL的容量瓶定容。B.2.3铁锰氧化态在经B.2.2处理后的残余物中加入20mL0.04mol/L盐酸羟胺（NH2OHHCl）的25%（v/v）的醋酸(HAC)溶液进行提取，提取温度在963，时间为4h，离心10min（4000r/min），移出上清液，将移出的溶液过滤，用50mL的容量瓶定容。B.2.4有机态经B.2.3处理的残余物中，加入3mL0.02mol/L硝酸（HNO3）和5mL30%（V/V）过氧化氢（H2O2），然后用硝酸（HNO3）调节pH至2，将混合物加热至852，保温2h，并在加热中间振荡几次。再加入5mL过氧化氢（H2O2），调pH至2，再将混合物加热至852，保
18、温3h，并间断振荡。冷却后，加入5mL3.2mol/L醋酸铵（NH4Ac），用20%（V/V）硝酸溶液稀释到20ml，振荡30min。离心10min（4000r/min），移出上清液，将移出的溶液过滤，用50mL的容量瓶定容。B.2.5残渣态对步骤B.2.4处理后的残余物，利用硝酸-氢氟酸-高氯酸消解法消解分析。用10%的硝酸将离心管中的残余物洗到坩埚中，加热消煮，直至溶液剩余3mL左右，加入HNO315mL、HF10mL、HClO45mL，并轻轻摇动，继续加热蒸至白烟冒尽，最终使土壤样品变成白色或淡黄色的胶块状（若消解不完全则，加入5mLHF继续消解至完全）。用0.5%的稀硝酸冲洗坩埚内壁，温热溶解，冷却后转移至50mL容量瓶定容。8T/GRM08920239