農(nóng)田重金屬污染現(xiàn)狀(編輯修改稿)
2025-07-25 12:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 化(solidification/stabilization， S/S)土壤修復技術(shù)指運用物理或化學的方法將土壤中有害污染物固定起來，或?qū)⑽廴疚镛D(zhuǎn)化成化學性質(zhì)不活潑的形態(tài)，阻止其在環(huán)境中遷移、擴散等活動，從而降低污染物質(zhì)的毒害程度的修復技術(shù)。玻璃化(vitrification)也屬于固化技術(shù)， 是把重金屬污染土壤置于高溫高壓下(1400～2000℃)，形成玻璃態(tài)物質(zhì)一種熱固化方法。常用固化劑分為4類[34]：無機粘結(jié)物質(zhì)（如水泥、石灰等），有機粘結(jié)劑（如瀝青等熱塑性材料），熱硬化有機聚合物（如尿素、酚醛塑料和環(huán)氧化物等），玻璃質(zhì)物質(zhì)?；瘜W固定主要通過加入化學藥劑或材料，并利用其與重金屬之間形成不溶性或移動性差、毒性小的物質(zhì)而降低其在土壤中的生物有效性和遷移性。已有大量的改良材料，如多種金屬氧化物、黏土礦物、有機質(zhì)、高分子聚合材料、生物材料被應(yīng)用[35]。該技術(shù)的關(guān)鍵是尋找價格低廉且環(huán)境友好的改良劑。 生物修復技術(shù)生物修復是指利用特定的生物吸收、轉(zhuǎn)化、清除或降解環(huán)境污染物，實現(xiàn)環(huán)境凈化、生態(tài)效應(yīng)恢復的生物措施，主要包括植物修復、微生物修復和動物修復。該方法因具有成本低、操作簡單、無二次污染、處理效果好且能大面積推廣應(yīng)用等優(yōu)點[36]，其機理研究及應(yīng)用前景備受關(guān)注。 植物修復植物修復是20世紀80年代初發(fā)展起來的，是一種利用自然生長或遺傳培育植物修復重金屬污染土壤的技術(shù)總稱[37]。根據(jù)其作用機理， 該技術(shù)主要包括植物穩(wěn)定、植物揮發(fā)和植物提取 [38]。（1）植物穩(wěn)定植物穩(wěn)定是利用具有重金屬耐性的植物降低土壤中有毒金屬的移動性，從而降低重金屬進入食物鏈的可能性。（2）植物揮發(fā)植物揮發(fā)是利用植物根系吸收金屬，將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)揮發(fā)到大氣中，以降低土壤污染，但易造成二次污染。目前對Hg和Se研究較多。（3）植物提取植物提取是利用植物從土壤中吸取一種或幾種重金屬污染物，并將其轉(zhuǎn)移、貯存到地上部分，隨后收割地上部并進行集中處理，達到降低或去除土壤重金屬污染的目的[39]。植物提應(yīng)用的關(guān)鍵在于篩選具有高產(chǎn)和高去污能力的植物。 微生物修復微生物修復是利用活性微生物對重金屬吸附或轉(zhuǎn)化為低毒產(chǎn)物，從而降低重金屬污染程度[40]。用于修復的菌種主要有細菌、真菌和放線菌。從目前來看，微生物修復是最具發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景的技術(shù)，但微生物個體微小，難以從土壤中分離，還存在與修復現(xiàn)場土著菌株競爭等。因此，馴化和篩選高效菌株，構(gòu)建菌種庫，優(yōu)化組合修復技術(shù)(如動物微生物、植物微生物等)，將是未來研究重點。 動物修復動物修復是利用土壤中某些低等動物（如蚯蚓和鼠類等）吸收土壤中重金屬這一特性，通過習居土壤動物或投放高富集動物對土壤重金屬的吸收和轉(zhuǎn)移，后采用電激、灌水等方法從土壤中驅(qū)趕出這些動物集中處理，從而降低污染土壤中重金屬質(zhì)量分數(shù)的方法。動物修復技術(shù)不能處理高濃度重金屬污染土壤，除蚯蚓外，對于其他也具有很強修復能力的土壤動物有待于進行深入研究。 農(nóng)業(yè)生態(tài)修復技術(shù)農(nóng)業(yè)生態(tài)修復主要包括兩個方面：一是農(nóng)藝修復措施。包括改變耕作制度，調(diào)整作物品種，種植不進入食物鏈的植物，選擇能降低土壤重金屬污染的化肥，或增施能固定重金屬的有機肥等措施，來降低土壤重金屬污染；另外在污染嚴重情況下施肥、使用農(nóng)藥、搭配種植等農(nóng)藝措施，可顯著增加植物對農(nóng)田中重金屬的吸收，從而提高植物修復效率[41]。二是生態(tài)修復。通過調(diào)節(jié)諸如土壤水分、養(yǎng)分、 pH值和氧化還原狀況及氣溫、 濕度等生態(tài)因子，該技術(shù)成熟、成本較低、對土壤環(huán)境擾動較小等優(yōu)點，但修復周期長，效果不顯著。 聯(lián)合修復技術(shù)目前研究較多的聯(lián)合技術(shù)包括生物聯(lián)合技術(shù)、物理化學聯(lián)合技術(shù)和物理化學—生物聯(lián)合技術(shù)。植物與微生物的聯(lián)合修復，特別是植物根系與根際微生物的聯(lián)合作用，已經(jīng)在實驗室和小規(guī)模的修復中取得了良好效果。研究展望隨著對農(nóng)田土壤重金屬污染認識的深入以及對環(huán)境保護和人類健康要求的提高，對農(nóng)田土壤修復也就提出了更高的要求。單一修復技術(shù)很難對復合污染進行理想的修復，因此如何將各種修復技術(shù)進行合理的結(jié)合，真正在土壤污染修復方面取得突破性進展，成為未來的發(fā)展趨勢, 但聯(lián)合修復技術(shù)還存在著以下幾方面的問題：（1）土壤重金屬污染呈現(xiàn)多樣性和地域性，同時修復技術(shù)也有選擇性，需要在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上，結(jié)合經(jīng)濟成本，研究適合不同污染類型的聯(lián)合技術(shù)。（2）生物資源豐富，修復重金屬污染土壤具有不可替代的優(yōu)勢。今后需要在超富集植物、高抗性能的富集微生物和土壤動物資源的優(yōu)異種質(zhì)發(fā)掘進行研究，同時充分運用基因工程等先進技術(shù)培育，利用分子生物技術(shù)提高生物修復的實用性。（3）各種修復技術(shù)實施后，對土壤土著生物的影響以及修復生物對生物多樣性帶來的威脅、農(nóng)產(chǎn)品安全問題的研究，修復帶來的生態(tài)風險及風險控制措施是重金屬修復技術(shù)中必須要深入研究的問題。（4）目前研究主要集中在實驗室或小規(guī)模的試驗上，應(yīng)
教學課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1