王 慶
(井陘縣環(huán)境保護局 河北石家莊 050300)
土壤指的就是陸地表面可以生長植物,并且具備一定肥力的疏松土層,該土層還可以為植物的生長提供一些必要的養(yǎng)分,比如肥料、水分等。但是,在當(dāng)前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,農(nóng)民大量的施用化肥和農(nóng)藥,用污水灌溉農(nóng)田,使得土壤里進入了許多有害的物質(zhì),同時,工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大以及城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展,更加劇了土壤的重金屬污染,使得土壤的污染問題更為嚴重。目前,土壤污染問題已經(jīng)是需要全球范圍內(nèi)共同面臨的環(huán)境問題,其中重金屬的污染更是對土壤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,阻礙其相關(guān)作用的發(fā)揮,進而對微生物的活動產(chǎn)生了一定的制約作用,在土壤中積累了一定的有害物質(zhì),最后人體就會間接的吸收這些有害物質(zhì),對人體健康產(chǎn)生威脅。
目前,我國土壤污染中重金屬污染的來源主要包括以下幾個方面:工業(yè)廢水、生活垃圾、大氣沉降以及污水灌溉等。其中,重金屬污染最為嚴重的來源就是工業(yè)廢水,因為在工業(yè)廢水中所含有的物質(zhì)比較復(fù)雜,并且很難被微生物降解。
我國現(xiàn)階段被重金屬以及農(nóng)藥化肥污染的耕地約有0.1億hm2,受到污染的總面積已經(jīng)達到上千萬hm2,而且大部分都出現(xiàn)在一些經(jīng)濟相對發(fā)達的區(qū)域,根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計,我國每年大約有1200萬噸糧食被重金屬污染。在我國華南地區(qū),部分城市幾乎有一半的農(nóng)田遭受到重金屬的污染,廣州郊區(qū)因為使用污水灌溉而使2700 hm2的農(nóng)田遭到污染,污染面積占郊區(qū)耕地面積的46%,天津近郊受重金屬污染的農(nóng)田有2.3萬hm2,沈陽的張士灌區(qū)重金屬污染面積多達2500 hm2,另外,在我國其它的一些大城市中,土壤受重金屬污染的程度也很嚴重。而且據(jù)調(diào)查,除農(nóng)田外,我國菜地的污染情況要比其他土壤受到重金屬污染的程度要高。
生物修復(fù)技術(shù)就是指通過生物新陳代謝活動,稀釋環(huán)境中有害、有毒物質(zhì)的含量,盡可能達成無害化的目標,讓受到污染的土壤恢復(fù)到原始的狀態(tài)。這種技術(shù)主要包括兩種方式:植物修復(fù)和微生物修復(fù),其原理就是利用動物、微生物以及植物的新陳代謝活動,降解土壤中含有的重金屬含量,進而也就減小了相應(yīng)的毒性,凈化了土壤。在凈化土壤的過程中,主要通過兩種途徑實現(xiàn)此項技術(shù)的應(yīng)用:其一,通過生物作用,改變土壤中重金屬的化學(xué)形態(tài),降低重金屬的毒性。其二,通過微生物、動物或植物的吸收及代謝,削減、凈化土壤中重金屬的毒性。生物修復(fù)技術(shù)主要包括動物修復(fù)技術(shù)、微生物修復(fù)技術(shù)和植物修復(fù)技術(shù)這三類。
動物修復(fù)技術(shù)指的就是通過蚯蚓等生物降解土壤中含有的重金屬,進而減少重金屬的含量。雖然此項技術(shù)在很大程度上實現(xiàn)了減少重金屬含量的目的,但是也存在著一定問題,即在降解重金屬之后,還可能會將部分重金屬重新釋放到土壤中,導(dǎo)致出現(xiàn)二次污染。通過相關(guān)調(diào)查顯示,對銅、硒等重金屬,蚯蚓的降解能力比較強,而且相對來說,蚯蚓對銅的富集能力要高于對硒的降解能力,與此同時,蚯蚓還可以提高土壤中重金屬的部分活性,以此來促進植物對重金屬的吸收。
微生物修復(fù)技術(shù)就是指利用土壤中生存的微生物對土壤中含有的重金屬進行相應(yīng)的吸收與降解,或者是展開氧化還原,以此來降低土壤中含有重金屬的有害性。部分微生物還可以對新陳代謝的產(chǎn)物進行相關(guān)的利用,比如,草酸、檸檬酸等,使其與重金屬發(fā)生作用,進而減輕重金屬對土壤的危害。通過相關(guān)調(diào)查顯示,真菌可以利用有機酸或者其它代謝產(chǎn)物對重金屬進行一定的降解。
除此之外,某些微生物還能產(chǎn)生一些胞外聚合物,含有大量的陰離子,進而吸附一些重金屬,比如,硫酸還原菌、藍細菌以及部分藻類,它們也可以產(chǎn)生一些胞外聚合物,進而對重金屬生成相應(yīng)的絡(luò)合物,具有毒性的金屬離子就可以沉積在細胞的不同部位上,從而可以有效去除土壤中的重金屬。
植物修復(fù)技術(shù)主要包括植物提取、植物固化以及植物揮發(fā)這三種修復(fù)技術(shù)。其一,植物提取修復(fù)技術(shù),主要就是利用植物的富集能力降低重金屬的含量。其二,植物固化修復(fù)技術(shù),主要就是對植物根系的利用,將重金屬轉(zhuǎn)化為比較無害的物質(zhì),以此來減小重金屬的污染。其三、植物揮發(fā)修復(fù)技術(shù),植物利用自身的吸附作用,將重金屬轉(zhuǎn)化為氣態(tài),釋放到空氣中。
生物修復(fù)技術(shù)是一種現(xiàn)場可操作性很強的方法,具有治理效率高、治理費用低的特點,是當(dāng)前環(huán)境科學(xué)研究的一個重要領(lǐng)域。目前,在這一技術(shù)的研究上,世界各國都有了很大的進展,但是在如何將相關(guān)科技進行結(jié)合,還缺乏一定的研究,還需要世界各國學(xué)者的共同努力。
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