探討廣泛應(yīng)用的重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù),土壤污染論文

探討廣泛應(yīng)用的重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù),土壤污染論文內(nèi)容摘要：指出了工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展和不規(guī)范化管理導(dǎo)致了我們國家眾多地區(qū)的土壤重金屬污染,對污染源以及污染的現(xiàn)在狀況和其危害進行了闡述,總結(jié)了當(dāng)前已廣泛應(yīng)用的重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù),為污染土壤的治理方式方法和研究提供更好的思路和參考。本文關(guān)鍵詞語：重金屬污染;土壤;危害;修復(fù)技術(shù);1引言改革開放以來,我們國家工業(yè)化水平發(fā)展迅猛,土壤重金屬污染是在這里背景下產(chǎn)生的污染和安全問題。隨著人們生活水平和意識的不斷提高,對土壤重金屬污染的認識和關(guān)注也越來越多。假如重金屬通過養(yǎng)分循環(huán)和食物鏈進入人體,將會嚴重危害人體健康,甚至造成無法挽回的后果。2土壤重金屬污染概述重金屬元素是單質(zhì)密度大于4.5g/cm3的一類金屬元素的總稱[1]。重金屬元素進入土壤后,若含量高于安全標(biāo)準進而使生態(tài)環(huán)境惡化的現(xiàn)象就是土壤重金屬污染[2]。2.1土壤重金屬污染來源及現(xiàn)在狀況2.1.1土壤重金屬污染來源地質(zhì)作用中的火山噴發(fā)、地震以及含重金屬元素的巖石風(fēng)化會影響土壤中重金屬元素含量,但大部分來源于下面幾個方面。(1)農(nóng)藥和化肥中的金屬元素一般都超標(biāo),且在生產(chǎn)中過度使用;另外農(nóng)膜和地膜的回收率地也會導(dǎo)致重金屬污染[3]。除此之外,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,富含重金屬的固體垃圾的堆積排放會讓華而不實的重金屬元素呈放射狀向水體及土壤中擴散,進而造成重金屬污染。(2)工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生廢氣、廢水、廢渣未經(jīng)處理后排放會導(dǎo)致土壤中的重金屬含量增加。據(jù)報道,我們國家很多污灌區(qū)土壤汞、鎘、鉻、鉛等重金屬含量遠遠超過國家安全標(biāo)準,且呈逐年上升趨勢。工業(yè)生產(chǎn)的固體廢棄物未經(jīng)處理隨意堆放在露天場所,重金屬離子會擴散至周邊的農(nóng)耕地土壤中。排放的有毒廢氣和粉塵,進入大氣中通過自然沉降和降水經(jīng)過進入土壤進而造成重金屬污染。煤和石油中含有鉻、鉛、汞、鈦等金屬,這些重金屬元素會隨著燃燒經(jīng)過進入大氣后,有相當(dāng)一部分隨著自然沉降和降水進入土壤[4]。另外,車輛在行駛經(jīng)過中燃料的燃燒、輪胎的摩擦、潤滑性的損耗等都會增加路旁土壤中重金屬的含量[5]。2.1.2土壤重金屬污染現(xiàn)在狀況全球土壤都存在著不同程度的重金屬污染[6]。在我們國家范圍內(nèi),大約有10%的農(nóng)耕地已遭到重金屬污染,這在經(jīng)濟較為發(fā)達的地區(qū)情況尤甚。國家環(huán)保部抽樣監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果顯示,土壤重金屬嚴重超標(biāo)面積占抽調(diào)面積的12.1%[7]。3土壤重金屬污染的特點以及危害3.1重金屬污染的特點部分土壤重金屬污染早期表現(xiàn)出滯后性,經(jīng)過漫長和逐步積累的經(jīng)過往往發(fā)生危害事件后才被人們覺察到,因此具有明顯的隱蔽性;土壤本身的凈化能力難以對侵入的重金屬污染起作用,一旦污染基本是不可逆的。而且污染的后果具有持久性,會在土壤中長久保存。3.2重金屬污染的危害重金屬污染首先會影響土壤中的微生物,會降低下卑微生物(包括真菌和細菌)的數(shù)量和種類;再者,重金屬會危害植物的一系列生理生化特征,如光合作用減弱,水分、養(yǎng)分利用率下降,植物體內(nèi)酶的有效性也會降低,進而影響植物的正常生長,減少作物產(chǎn)量,有時還會導(dǎo)致整個植株的死亡[8]。受重金屬污染的植物假如通過食物鏈層層富集進入人畜體內(nèi),將會對人畜造成不可估量的影響。4土壤修復(fù)技術(shù)4.1物理修復(fù)4.1.1客土及深耕翻土法客土就是干凈未受污染的土壤,將客土混入受污染的土壤中以降低土壤重金屬污染濃度的方式方法就是客土法。深耕翻土法就是將下層的土壤翻過來與上層的土壤混合并參加肥料以降低重金屬濃度和土壤肥力的方式方法。這兩種傳統(tǒng)修復(fù)方式方法,能在短期內(nèi)能收到到達修復(fù)目的,但是成本高,投入的人力、物力和財力成本大,對土壤層會產(chǎn)生較大的危害,因而不合適大范圍推廣[9]。4.1.2固化穩(wěn)定化技術(shù)利用穩(wěn)定劑與土壤中的重金屬污染物發(fā)生物理或化學(xué)反響,改變污染物的構(gòu)造狀態(tài),使其最終構(gòu)成穩(wěn)定的不溶態(tài)且遷移能力小的塊狀固體,進而降低污染物的遷移能力。該方式方法并不具有長久性,固化的污染物容易被釋放出來進而造成環(huán)境的二次污染。4.1.3電動力修復(fù)法通過在土壤層面中插上雙電極,加上直流電或溝通電,進而構(gòu)成電場,而土壤中的重金屬帶電離子就會積聚在電場的兩極上,進而污染得到去除。但電場同樣會損害土壤中的微生物,當(dāng)前相關(guān)的研究正在考慮降低這種損害。4.1.4熱脫附法利用專業(yè)設(shè)備加熱受污染的土壤,使污染物揮發(fā),再收集揮發(fā)態(tài)的重金屬污染物以便消除。當(dāng)前美國已成功運用這一技術(shù)在汞污染的土壤治理中[10]。熱脫附法的效果明顯,但消耗損費時間長、設(shè)備價格昂貴,除此之外,高溫?zé)崽幚淼姆绞椒椒?毀壞土壤中的有機質(zhì)和構(gòu)造水,而且耗能多,將來的研究中要解決這些問題。4.2化學(xué)修復(fù)通過添加土壤改進劑或外表活性劑改變土壤重金屬的理化性質(zhì)進而降低其有效機能和遷移能力[11]。該方式方法易于操作,但清理的重金屬元素仍然存在于土壤中,很容易被活化后造成二次污染。4.3生物修復(fù)生物修復(fù)主要通過動植物和微生物的物理吸附和代謝來介入重金屬污染物的降解和去除。4.3.1植物修復(fù)技術(shù)當(dāng)前廣泛應(yīng)用的主要有植物固化、揮發(fā)和提取法。某些植物根部的一些分泌物質(zhì)能夠降低重金屬污染物的活性,進而到達固化污染物的目的;植物通過本身的代謝,吸收重金屬污染物后通過揮發(fā)成氣態(tài)進而降低污染物的含量;通過大量的植物吸收一定的重金屬污染物后,通過技術(shù)手段將植物體內(nèi)的重金屬提取出來,進而修復(fù)土壤[12]。4.3.2動物修復(fù)技術(shù)通過在污染的重金屬土壤中人工飼養(yǎng)或自然的方式讓土壤動物(如蚯蚓)生長和繁衍,土壤動物吸收土壤中的重金屬后在體內(nèi)構(gòu)成金屬硫蛋白,在代謝作用下,金屬硫蛋白被分解成多肽,進而重金屬的活性得到降解,毒性被解除[13]。4.3.3微生物修復(fù)技術(shù)利用土壤微生物(細菌、真菌等)來修復(fù)重金屬污染的土壤。當(dāng)前,叢枝菌根真菌、木霉屬真菌、酵母及眾多耐重金屬的功能微生物已在土壤重金屬污染治理中得到廣泛應(yīng)用[14,15,16,17],土壤微生物通常通過對重金屬離子的生物吸附和生物轉(zhuǎn)化來實現(xiàn)土壤修復(fù)。(1)生物吸附。微生物本身的細胞外表往往帶有電荷,可利用帶電荷的細胞外表吸附土壤中的重金屬離子(如Zn2+、Pb2+、Cu2+等),進而降低土壤重金屬離子濃度[18]。(2)生物轉(zhuǎn)化。利用土壤微生物把金屬離子從高價態(tài)復(fù)原成低價態(tài),這樣更利于植物吸收,再把有機的金屬復(fù)原成為單質(zhì),進而將重金屬毒性降低或排除。除此之外,對于某些甲基化狀態(tài)下毒性較大的重金屬離子,可以以通過微生物的轉(zhuǎn)化降低其毒性。同時,土壤微生物通過代謝能夠產(chǎn)生低分子量的有機酸,華而不實一部分有機酸能夠和重金屬離子絡(luò)合,在一定情況下,它還能夠促進重金屬的淋溶。對于一些已經(jīng)構(gòu)成重金屬-有機質(zhì)絡(luò)合物的土壤重金屬離子,微生物也能夠發(fā)揮出降解作用。4.3.4淋洗分離技術(shù)用水或其他淋洗液(如酸堿液)沖洗土壤以到達重金屬污染物與土壤分離的經(jīng)過。這項技術(shù)始于20世紀70年代,到90年代已經(jīng)成為治理土壤重金屬污染的主流技術(shù)之一。該技術(shù)也存在眾多弊端,比方工程量大、投入高等因素很難解決。除此之外,有些淋洗劑處理后只能暫時緩解頂部土層的重金屬污染狀況,不能從根本上去除土壤重金屬,這也是制約該項技術(shù)發(fā)展的主要因素[19]。5結(jié)束語我們國家土壤中重金屬污染的主要來源于農(nóng)業(yè)污染和工業(yè)污染這兩個方面。土壤重金屬污染將會嚴重影響人們的食品安全,從生產(chǎn)者的角度來講,要嚴格根據(jù)安全生產(chǎn)的規(guī)范,進行綠色生產(chǎn);國家層面也要制定更為嚴格的標(biāo)準以及出臺和執(zhí)行更為嚴厲的處理懲罰措施。當(dāng)下熱門的土壤重金屬修復(fù)技術(shù),每一種都有其鮮明的特點,且優(yōu)劣勢并存,在實際應(yīng)用經(jīng)過中,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作者很難做出恰當(dāng)?shù)倪x擇,因而,鑒于我們國家土壤重金屬污染的特殊性,多出版有針對性的土壤修復(fù)指導(dǎo)意見的專著顯得尤為重要。土壤重金屬修復(fù)工作是一項長期的系統(tǒng)工程,在廣大科研工作者的不懈努力及社會的大力支持下,人們將來一定能研究出應(yīng)對土壤重金屬污染的修復(fù)技術(shù),探尋求索出新的思路和方式方法。在眾多技術(shù)方式方法中,生物修復(fù)技術(shù)因其綠色、低碳、環(huán)保的特點,且對污染土壤具有良好的修復(fù)效果,因此更符合社會可持續(xù)發(fā)展的要求。以下為參考文獻[1]王婷,常高峰.重金屬污染土壤現(xiàn)在狀況與修復(fù)技術(shù)研究進展[J].環(huán)境與發(fā)展,2021,29(1):33~36.[2]曹心德,魏曉欣,代革聯(lián),等.土壤重金屬復(fù)合污染及其化學(xué)鈍化修復(fù)技術(shù)研究進展[J].環(huán)境工程學(xué)報,2018,5(7):1441~1453.[3]高彥波,蔡飛,譚德遠.土壤重金屬污染及修復(fù)研究簡述[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2021,(16):93~95.[4]楊景輝.土壤污染與防治[M].北京:科學(xué)出版社,1995.[5]徐禮萍.高速公路沿線重金屬累積污染特征研究[D].西安:長安大學(xué),2018.[6]樊霆,葉文玲,陳海燕,等.農(nóng)田土壤重金屬污染狀況及修復(fù)技術(shù)研究[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報,2020,22(10):1727~1736.[7]郭志磊.土壤重金屬污染及修復(fù)技術(shù)綜述[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備,2021(10):124.[8]劉少文,焦如珍,董玉紅,等.土壤重金屬污染的生物修復(fù)研究進展[J].林業(yè)科學(xué),2021,53(5):146~155.[9]任旭喜.土壤重金屬污染及防治對策研究[J].環(huán)境保衛(wèi)科學(xué),2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