土壤修復(fù)技術(shù)歸納(編輯修改稿)
2024-08-26 21:48 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的環(huán)境，又可治理重金屬等無(wú)機(jī)物污染的環(huán)境；既可使用土著微生物進(jìn)行自然生物修復(fù)，又可通過(guò)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)鹽、電子受體及添加人工培養(yǎng)菌或基因工程菌進(jìn)行人工生物修復(fù)；既可進(jìn)行原位修復(fù)，也可進(jìn)行異位修復(fù)。從目前來(lái)看，微生物修復(fù)是最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)，但微生物個(gè)體微小，富集有重金屬的微生物細(xì)胞難以從土壤中分離，還存在與修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)土著菌株競(jìng)爭(zhēng)等不利因素。近年來(lái)微生物修復(fù)研究工作著重于篩選和馴化高效降解微生物菌株，提高功能微生物在土壤中的活性、壽命和安全性，并通過(guò)修復(fù)過(guò)程參數(shù)的優(yōu)化和養(yǎng)分、溫度、濕度等關(guān)鍵因子的調(diào)控等方面，最終實(shí)現(xiàn)針對(duì)性強(qiáng)、高效快捷、成本低廉的微生物修復(fù)技術(shù)的工程化應(yīng)用。②植物修復(fù)。利用能夠富集重金屬的植物清除土壤重金屬污染的設(shè)想是美國(guó)科學(xué)家Chaney在1983年首次提出的，這就是植物修復(fù)技術(shù)。污染土的植物修復(fù)技術(shù)根據(jù)植物修復(fù)的機(jī)理和作用過(guò)程可以分為4種基本類(lèi)型：植物提取、植物揮發(fā)、植物穩(wěn)定和植物降解。植物提取主要是靠植物吸收土壤中的污染物，這些污染物運(yùn)輸并儲(chǔ)存在植物體的地上部分，通過(guò)種植和收割植物而達(dá)到去除土壤中污染物的目的；植物揮發(fā)凈化土壤可以分為兩種方式：一是土壤中的污染物在植物根系分泌的特殊物質(zhì)的作用下轉(zhuǎn)化為揮發(fā)態(tài)，其二是植物將土壤中的污染物吸收到體內(nèi)在轉(zhuǎn)換為氣態(tài)物質(zhì)釋放到大氣中；植物穩(wěn)定是指植物通過(guò)某種生化過(guò)程使污染基質(zhì)中污染物的流動(dòng)性降低，生物可利用性下降；植物降解是通過(guò)植物根系分泌物與根際微生物聯(lián)合作用而達(dá)到降解污染物的生物化學(xué)過(guò)程，這種主要是處理復(fù)雜的有機(jī)物。以上幾種方式中植物提取修復(fù)是目前應(yīng)用最多、最有發(fā)展前景的技術(shù)；而植物揮發(fā)修復(fù)技術(shù)僅僅限于揮發(fā)性物質(zhì)，將這些污染物轉(zhuǎn)移到大氣中有沒(méi)有環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)還不確定，因此應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎采用；植物穩(wěn)定修復(fù)僅僅是暫時(shí)固定污染物，當(dāng)土壤環(huán)境發(fā)生變化時(shí)污染物可能將重新被激活而恢復(fù)毒性；因此，沒(méi)有徹底解決土壤污染問(wèn)題。③動(dòng)物修復(fù)。動(dòng)物修復(fù)技術(shù)主要是通過(guò)土壤動(dòng)物群來(lái)修復(fù)受污染的土壤，分為直接作用：吸收、轉(zhuǎn)化和分解；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)。動(dòng)物修復(fù)技術(shù)包括兩方面內(nèi)容：第一，生長(zhǎng)在污染土壤上的植物體和糧食等飼喂動(dòng)物，通過(guò)研究動(dòng)物的生化變異來(lái)研究土壤的污染狀況；第二，直接將蚯蚓、線(xiàn)蟲(chóng)類(lèi)等飼養(yǎng)在污染土壤中進(jìn)行研究。目前這項(xiàng)技術(shù)較多的應(yīng)用在石油類(lèi)污染中。植物修復(fù)技術(shù)是利用自然生長(zhǎng)植物根系(或莖葉)吸收、富集、降解或者固定污染土壤、水體和大氣中的污染物的環(huán)境技術(shù)總稱(chēng)。主要通過(guò)植物提取、植物蒸騰作用、根系過(guò)濾和植物鈍化來(lái)實(shí)現(xiàn)。植物修復(fù)技術(shù)目前主要利用對(duì)重金屬有富集特征的植物吸收或者吸附積累重金屬，達(dá)到從土壤中除去重金屬的目的。動(dòng)物修復(fù)是利用土壤中蚯蚓等低等動(dòng)物和其體內(nèi)的微生物，在污染土壤中生長(zhǎng)、繁殖等活動(dòng)過(guò)程中對(duì)土壤中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化和富集的作用，最后通過(guò)對(duì)這些動(dòng)物集中處理，從而降低土壤中的污染物。土壤動(dòng)物修復(fù)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向是將土壤動(dòng)物作為一種“催化劑”，將其放入被污染的土壤中，提高傳統(tǒng)生物土壤修復(fù)技術(shù)的修復(fù)速度和效率。聯(lián)合修復(fù)技術(shù)就是協(xié)同兩種或兩種以上修復(fù)方法，克服單項(xiàng)修復(fù)技術(shù)的局限性，實(shí)現(xiàn)對(duì)多種污染物的同時(shí)處理和對(duì)復(fù)合污染土壤的修復(fù)。該方法已成為土壤修復(fù)技術(shù)中的重要研究?jī)?nèi)容，其中植物—微生物聯(lián)合修復(fù)是最為廣泛采用的聯(lián)合生物修復(fù)技術(shù)。目前，重金屬污染土壤的植物—微生物聯(lián)合修復(fù)作為一種強(qiáng)化植物修復(fù)技術(shù)逐漸成為國(guó)際研究熱點(diǎn)，這種方式可以充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，從而提高污染環(huán)境的修復(fù)效率。微生物可以輔助超積累植物修復(fù)重金屬污染土壤，其代謝過(guò)程可改變根際土壤重金屬的生物有效性，從而有利于超積累植物對(duì)重金屬的吸收和積累，微生物的代謝產(chǎn)物還可改善土壤生態(tài)環(huán)境。另外，微生物還能夠分泌植物激素類(lèi)物質(zhì)、鐵載體等活性物質(zhì)，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。反之，植物根系分泌氨基酸、糖類(lèi)、有機(jī)酸及可溶性有機(jī)質(zhì)等可以被微生物代謝利用，促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)，有利于提高植物—微生物聯(lián)合修復(fù)的效率。而在有機(jī)物污染土壤中，植物生長(zhǎng)時(shí)，其根系提供了微生物生長(zhǎng)的最佳場(chǎng)所，反過(guò)來(lái)，微生物的旺盛生長(zhǎng)，增強(qiáng)了對(duì)有機(jī)污染物的降解，也使得植物有更好的生長(zhǎng)環(huán)境，所以，植物—微生物聯(lián)合體系就能夠促進(jìn)有機(jī)污染物的快速降解、礦化。 化學(xué)修復(fù)化學(xué)修復(fù)是通過(guò)土壤中的吸附、溶解、氧化還原、拮抗、絡(luò)合螯合或沉淀作用，以降低土壤中污染物的遷移性或生物有效性。常用的有以下幾種：第一，固化：為了控制污染物在土壤中的遷移，一般是將含有重金屬的污染土壤與固化劑按照一定的比例進(jìn)行混合，熟化后形成滲透性較低的固體混合物，從而隔離了污染土壤與外界環(huán)境的影響將污染物固封在固化物中；第二，穩(wěn)定化：將污染物轉(zhuǎn)化為不易溶解、遷移能力小以及毒性小的形式或狀態(tài)，主要是通過(guò)在土壤中加入化學(xué)物質(zhì)改變重金屬的形態(tài)或價(jià)態(tài)實(shí)現(xiàn)的；第三，萃取法：使用有機(jī)溶劑對(duì)石油污染的土壤中的原油進(jìn)行萃取主要是根據(jù)相似相溶原理進(jìn)行的，萃取后對(duì)有機(jī)相進(jìn)行分離，回收油用于回?zé)?，而分離的溶劑循環(huán)使用。第四，淋洗法：受到污染的土壤經(jīng)過(guò)清水淋洗液或含有化學(xué)助劑的水溶液淋洗出污染物。以上幾種方式各有自己的優(yōu)勢(shì)和適用范圍，因此在處理污染土壤時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況選擇適宜的處理方式以達(dá)到預(yù)期的處理效果。如：固化適用于面積小但是污染嚴(yán)重的土壤；萃取法僅僅適用于受油污濃度較高的土壤；而化學(xué)氧化法雖然操作比較復(fù)雜但是可以靈活的應(yīng)用于不同類(lèi)型污染物的處理中。3 各土壤修復(fù)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)比較表在政府財(cái)政支持下我國(guó)開(kāi)展了多個(gè)類(lèi)型場(chǎng)地的修復(fù)技術(shù)設(shè)備研發(fā)。盡管可以羅列的土壤及地下水污染的修復(fù)技術(shù)很多但實(shí)際上經(jīng)濟(jì)實(shí)用的修復(fù)技術(shù)很少。
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