生態(tài)修復(fù)技術(shù)在土壤污染中的應(yīng)用

..生態(tài)修復(fù)技術(shù)在土壤污染中的應(yīng)用摘要：論述了土壤污染的定義、特點(diǎn)、種類、對(duì)環(huán)境的危害及生態(tài)修復(fù)的概念,還進(jìn)一步描繪了生態(tài)修復(fù)技術(shù)具體的表現(xiàn)形式,舉例說(shuō)明了生態(tài)修復(fù)技術(shù)在土壤污染治理方面的實(shí)際應(yīng)用實(shí)例,并且展望了生態(tài)修復(fù)技術(shù)在土壤污染中的應(yīng)用的更大價(jià)值。關(guān)鍵詞：生態(tài)修復(fù)生物修復(fù)物理與化學(xué)修復(fù)植物修復(fù)土壤污染前言："萬(wàn)物土中生,食以土為本",土壤是人類生存的基本資源,是農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。土壤的污染給人類的生存和發(fā)展帶來(lái)了巨大的威脅和阻礙,所以在當(dāng)今社會(huì),土壤污染作為環(huán)境問(wèn)題不可缺少的重要組成部分和基礎(chǔ),已經(jīng)引起社會(huì)的重視。但是,土壤污染的形勢(shì)依然嚴(yán)峻,社會(huì)需要投入更多技術(shù)和資金到土壤防治中。一、污染土壤的定義1、"絕對(duì)性"定義:由人類的活動(dòng)向土壤添加有害化臺(tái)物,此時(shí)土壤即受到了污染。這個(gè)定義的關(guān)鍵是存在有可鑒別的人為添加污染物。2、"相對(duì)性"定義：以特定的參照數(shù)據(jù)來(lái)加以判斷,如以背景值加兩倍標(biāo)準(zhǔn)差為臨界值,若超過(guò)這一數(shù)值,即認(rèn)為該土壤為某元素所污染。3、"綜合性"定義：不但要看含量的增加,還要看后果,即加入土壤的物質(zhì)給生態(tài)系統(tǒng)造成了危害。三種定義的出發(fā)點(diǎn)雖然不同,但有一點(diǎn)是共同的,即認(rèn)為土壤中某種成分的含量明顯高于原有含量時(shí)即構(gòu)成了污染。綜上所述,土壤污染就是指人為因素有意或無(wú)意地將對(duì)人類或其他生命體有害的物質(zhì)施加到土壤中,使其某種成分的含量明顯高于原有含量、并引起土壤環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。二、土壤污染的特點(diǎn)1、隱蔽性或潛伏性:水體和大氣的污染比較直觀,嚴(yán)重時(shí)通過(guò)人的感官即能發(fā)現(xiàn)：而土壤污染則往往要通過(guò)農(nóng)作物包括糧食、蔬菜、水果或牧草以及攝食的人或動(dòng)物的健康狀況才能反映出來(lái),從遭受污染到產(chǎn)生惡果有一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的逐步積累過(guò)程,具有隱蔽性或潛伏性。日本的第二公害病——痛痛病60年代發(fā)生于富山縣神通川流域,直至70年代才基本證實(shí)是鎘污染土壤所生產(chǎn)的"鎘米"所致。2、不可逆性和長(zhǎng)期性:土壤一旦遭到污染后極難恢復(fù),重金屬元素對(duì)土壤的污染是一個(gè)不可逆過(guò)程,而許多有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的污染也需要一個(gè)比較長(zhǎng)的降解時(shí)間,例如1966年冬至1977年春,XX—XX污水灌區(qū)發(fā)生的石油、酚類以及后來(lái)張土灌區(qū)的鎘污染,造成大面積的土壤毒化、水稻矮化、稻米異味、含鎘量超過(guò)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)十余年的艱苦努力,包括施用改良劑、深翻、清灌、客土、選擇品種等各種措施,才逐步恢復(fù)其部分生產(chǎn)力,付出了大量的勞力和代價(jià)。3、后果的嚴(yán)重性:由于土壤污染的隱蔽性或潛伏性、以及它的不可逆性或長(zhǎng)期性,因而往往通過(guò)食物鏈危害動(dòng)物和人體的健康。研究表明,土壤和糧食的污染與一些地區(qū)居民肝腫大之間有著明顯的劑量—反應(yīng)關(guān)系,污灌引起的污染越嚴(yán)重,人群的肝腫大串越高。一些土壤污染事故嚴(yán)重威脅著糧食生產(chǎn),三氯乙醛的污染是一個(gè)比較典型的事例,它是由于施用含三氯乙醛的廢硫酸生產(chǎn)的普通過(guò)磷酸鈣肥料所引起。其中萬(wàn)畝以上的污染事故在XX、XX、XX、遼子、蘇北、皖北等地曾多次發(fā)生,輕則減產(chǎn),重則絕收,損失十分慘重。三．土壤污染的種類及其危害〔一土壤污染的種類土壤污染的類型目前并無(wú)嚴(yán)格的劃分,如從污染物的屬性來(lái)考慮,—般可分為有機(jī)物污染、無(wú)機(jī)物污染、生物污染與放射性物質(zhì)的污染。1.1有機(jī)物污染

可分為天然有機(jī)污染物與人工合成有機(jī)污染物,這里主要是指后者,它包括有機(jī)廢棄物〔工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活廢棄物中生物易降解與生物難降解有機(jī)毒物、農(nóng)藥〔包括殺蟲(chóng)劑、殺菌劑與除莠劑等污染。有機(jī)污染物進(jìn)入土壤后,可危及農(nóng)作物的生長(zhǎng)與土壤生物的生存,如稻田因施用含二苯醚的污泥曾造成稻苗大面積死亡,泥鰍、鱔魚(yú)絕跡。人體接觸污染土壤后,手腳出現(xiàn)紅色皮疹,并有惡心、頭暈現(xiàn)象。農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用盡管收到了良好的效果,但其殘留物卻污染了土壤與食物鏈。近年來(lái),塑料地膜地面覆蓋栽培技術(shù)發(fā)展很快,由于管理不善,部分膜棄于田間,它已成為—種新的有機(jī)污染物。1.2無(wú)機(jī)物污染

無(wú)機(jī)污染物有的是隨地殼變遷、火山爆發(fā)、巖石風(fēng)化等天然過(guò)程進(jìn)入土壤,有的隨著人類的生產(chǎn)與消費(fèi)活動(dòng)而進(jìn)入的。采礦、冶煉、機(jī)械制造、建筑材料、化工等生產(chǎn)部門(mén),每天都排放大量的無(wú)機(jī)污染物,包括有害的元素氧化物、酸、堿與鹽類等。生活垃圾中的煤渣,也是土壤無(wú)機(jī)物的重要組成部分,—些城市郊區(qū)長(zhǎng)期、直接施用的結(jié)果造成了土壤環(huán)境質(zhì)量的下降。1.3土壤生物污染

是指—個(gè)或幾個(gè)有害生物種群,從外界侵入土壤,大量繁殖,破壞原來(lái)的動(dòng)態(tài)平衡,對(duì)人類健康與土壤生態(tài)系統(tǒng)造成不良影響。造成土壤生物污染的主要物質(zhì)來(lái)源是未經(jīng)處理的糞便、垃圾、城市生活污水、飼養(yǎng)場(chǎng)與屠宰場(chǎng)的污物等。其中危害最大的是傳染病醫(yī)院未經(jīng)消毒處理的污水與污物。土壤生物不僅可能危害人體健康,而且有些長(zhǎng)期在土壤中存活的植物病原體還能?chē)?yán)重地危害植物,造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。1.4土壤放射性物質(zhì)的污染

是指人類活動(dòng)排放出的放射性污染物,使土壤的放射性水平高于天然本底值。放射性污染物是指各種放射性核素,它的放射性與其化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)。

放射性核素可通過(guò)多種途徑污染土壤。放射性廢水排放到地面上,放射性固體廢物埋藏處置在地下,核企業(yè)發(fā)生放射性排放事故等,都會(huì)造成局部地區(qū)土壤的嚴(yán)重污染。大氣中的放射性物質(zhì)沉降,施用含有鈾、鐳等放射性核素的磷肥與用放射性污染的河水灌溉農(nóng)田也會(huì)造成土壤放射性污染,這種污染雖然—般程度較輕,但污染的范圍較大。

土壤被放射性物質(zhì)污染后,通過(guò)放射性衰變,能產(chǎn)生α、β、γ射線。這些射線能穿透人體組織,損害細(xì)胞或造成外照射損傷,或通過(guò)呼吸系統(tǒng)或食物鏈進(jìn)入人體,造成內(nèi)照射損傷?！捕寥牢廴镜奈：?、土壤污染導(dǎo)致嚴(yán)重的直接經(jīng)濟(jì)損失農(nóng)作物的污染、減產(chǎn)。對(duì)于各種土壤污染造成的經(jīng)濟(jì)損失,目前尚缺乏系統(tǒng)的調(diào)查資料。僅以土壤重金屬污染為例,全國(guó)每年就因重金屬污染而減產(chǎn)糧食1000多萬(wàn)噸,另外被重金屬污染的糧食每年也多達(dá)1200萬(wàn)噸,合計(jì)經(jīng)濟(jì)損失至少200億元。2、土壤污染導(dǎo)致生物品質(zhì)不斷下降我國(guó)大多數(shù)城市近郊土壤都受到了不同程度的污染,有許多地方糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、鉻、砷、鉛等重金屬含量超標(biāo)和接近臨界值。土壤污染除影響食物的衛(wèi)生品質(zhì)外,也明顯地影響到作物的其他品質(zhì)。有些地區(qū)污灌已經(jīng)使得蔬菜的味道變差,易爛,甚至出現(xiàn)難聞的異味;農(nóng)產(chǎn)品的儲(chǔ)藏品質(zhì)和加工品質(zhì)也不能滿足深加工的要求。3、土壤污染危害人體健康土壤污染會(huì)使污染物在植<作>物體中積累,并通過(guò)食物鏈富集到人體和動(dòng)物體中,危害人畜健康,引發(fā)癌癥和其他疾病等。二﹑土壤污染的生態(tài)修復(fù)生態(tài)修復(fù)的定義所謂生態(tài)修復(fù)是指對(duì)生態(tài)系統(tǒng)停止人為干擾,以減輕負(fù)荷壓力,依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力與自組織能力使其向有序的方向進(jìn)行演化,或者利用生態(tài)系統(tǒng)的這種自我恢復(fù)能力,輔以人工措施,使遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)或使生態(tài)系統(tǒng)向良性循環(huán)方向發(fā)展；主要指致力于那些在自然突變和人類活動(dòng)活動(dòng)影響下受到破壞的自然生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建工作,恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)原本的面貌,比如砍伐的森林要種植上,退耕還林．讓動(dòng)物回到原來(lái)的生活環(huán)境中。這樣,生態(tài)系統(tǒng)得到了更好的恢復(fù),稱為"生態(tài)修復(fù)"。生態(tài)修復(fù)技術(shù)在土壤污染中的應(yīng)用1、生物修復(fù)廣義的生物修復(fù),指一切以利用生物為主體的環(huán)境污染的治理技術(shù)。它包括利用植物、動(dòng)物和微生物吸收、降解、轉(zhuǎn)化土壤和水體中的污染物,使污染物的濃度降低到可接受的水平,或?qū)⒂卸居泻Φ奈廴疚镛D(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì),也包括將污染物穩(wěn)定化,以減少其向周邊環(huán)境的擴(kuò)散。一般分為植物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)和微生物修復(fù)三種類型。1.1植物修復(fù)：就是利用植物去治理水體、土壤和底泥等介質(zhì)中的污染的技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)包括六種類型：植物萃取、植物穩(wěn)定、根際修復(fù)、植物轉(zhuǎn)化、根際過(guò)濾、植物揮發(fā)等技術(shù)。1.2微生物修復(fù)：即利用微生物將環(huán)境中的污染物降解或轉(zhuǎn)化為其他無(wú)害物質(zhì)的過(guò)程。1.3動(dòng)物修復(fù)：指通過(guò)土壤動(dòng)物群的直接〔吸收、轉(zhuǎn)化和分解或間接作用〔改善土壤理化性質(zhì),提高土壤肥力,促進(jìn)植物和微生物的生長(zhǎng)而修復(fù)土壤污染的過(guò)程。2、原位生物修復(fù)原位生物修復(fù)<in-situbioremediation>指在污染的原地點(diǎn)采用一定的工程措施進(jìn)行。在地表水體〔江河、湖泊、海洋、景觀水、養(yǎng)殖水等污染治理中,常用的原位生物修復(fù)措施有：投加高效降解菌<或基因工程菌>、人工爆氣復(fù)氧、投加營(yíng)養(yǎng)物或生物表面活性劑、添加電子受體等。除了考慮利用土著微生物外,馴化和培養(yǎng)具有高效降解性能的微生物成了研究的熱點(diǎn),并形成了一個(gè)環(huán)境微生物菌劑的新興市場(chǎng)。為了防止流動(dòng)水體中菌體的流失,研究機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)者研發(fā)出固定化微生物〔將微生物附著在載體上的工藝。3、異位生物修復(fù)異位生物修復(fù)指將被污染土壤搬運(yùn)和輸送到它處進(jìn)行生物修復(fù)處理,主要有土地耕作法、堆肥法、厭氧處理法、生物反應(yīng)器法。4、物理化學(xué)修復(fù)利用物理、化學(xué)原理治理污染土壤。最常用的物理治理方法,即將受污染的土壤轉(zhuǎn)移到指定地填埋,然后移送新的土壤到污染地置換為可耕種的土壤；或者用清洗法,通過(guò)清潔水的灌溉帶走土壤表面的重金屬等污染物,并在地下深層挖深井抽取地表的滲透水,以達(dá)到水洗帶走污染土壤的目的；土壤通風(fēng)技術(shù)能夠高效地去除可揮發(fā)物的污染,所需成本僅有土壤挖掘法和清洗法10％；此外還有熱處理法、磁分離等手段。化學(xué)修復(fù)就是向土壤投入改良劑,使其改變土壤的酸聵葑陛、土壤氧化還原條件或土壤中離子的構(gòu)成情況,進(jìn)而對(duì)重金屬的吸附作用、氧化還原作用、拮抗或沉淀作用產(chǎn)生影響,降低重金屬的污染。常用的改良劑有石灰、堿性磷酸鹽、碳酸鹽和硫化物等,改良效果顯著。土壤污染生物修復(fù)的實(shí)例1、美國(guó)的俄勒岡州曾利用此法處理了被炸藥〔包括TNT污染的土壤,土壤的質(zhì)地從細(xì)砂土到壤質(zhì)砂土。挖出的土壤先被過(guò)篩,然后與添加物混合。混合物種污染土壤占30%,牛糞占21%、紫云英占18%、鋸屑占18%、馬鈴薯占10%、雞糞占3%。每周翻堆3~7次,水分含量在30~0%之間,pH在5~9。0d以后,TNT濃度從原來(lái)的1600mg/kg降低至mg/kg。同時(shí)比較了通氣垛和非通氣垛的處理效果,盡管通氣垛溫度較高,但非通氣垛對(duì)污染物的去除效果卻比較好。2、1992到1993年之間,美國(guó)的德克薩斯州曾采用該技術(shù)處理了一處被多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、苯和氯乙烯污染的土壤。共處理大約30萬(wàn)噸土壤和污泥,每噸土壤的處理費(fèi)用大約是60英鎊。處理系統(tǒng)包括：通氣系統(tǒng)、液態(tài)氧供應(yīng)系統(tǒng)、化學(xué)物質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)、清淤及混合設(shè)備及生物反應(yīng)器,經(jīng)過(guò)十一個(gè)月的處理之后,苯濃度從608mg/kg降低到6mg/kg,氯乙烯從31m/kg降低到16mg/kg。五、結(jié)束語(yǔ)由于土壤污染本身比較難治理,加上其成因和各方面的特殊性,還有我國(guó)國(guó)內(nèi)的自然和人為的原因,使得我國(guó)土壤污染治理面臨的形勢(shì)嚴(yán)峻,我國(guó)的國(guó)家和社會(huì)有關(guān)專業(yè)人士在一直不斷的為我國(guó)的土壤污染的防治做出巨大的努力和貢獻(xiàn)。在技術(shù)再造的意義上,污染環(huán)境的生態(tài)修復(fù)代表了21世紀(jì)環(huán)境工程技術(shù)發(fā)展的方向。不管是以前的物理化學(xué)修復(fù)或生物修復(fù),如果是單獨(dú)使用,都會(huì)有局限性。只有把這些修復(fù)技術(shù)結(jié)合起來(lái),形成統(tǒng)一的生態(tài)修復(fù)技術(shù),才能達(dá)到真正的綠色修復(fù)的效果。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,生態(tài)修復(fù)技術(shù)也會(huì)越來(lái)越成熟,相信在以后的日子里它會(huì)為人類能擁有一個(gè)美好的環(huán)境作出偉大的貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)[1]汪群慧,王雨澤,姚杰.環(huán)境化學(xué).XX:XX工業(yè)大學(xué)出版社,2004-07-01.

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