土壤重金屬污染的危害與治理
日期：2014-05-12 文章來源：中華合作時(shí)報(bào)網(wǎng)
近幾年來，“舌尖上的安全”可以說是公眾最為關(guān)注的話題?！版k大米”、重金屬蔬菜等諸多食品安全事件讓我們開始意識(shí)到，我們賴以生存的土壤已經(jīng)受到污染，有害物質(zhì)已經(jīng)隨著糧食、飲水被“端上”我們的餐桌?？墒峭寥牢廴締栴}究竟有多嚴(yán)重？對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全造成多大影響？不少人迫切希望得到一個(gè)準(zhǔn)確的答案。
據(jù)國(guó)土資源部網(wǎng)站4月17日消息，環(huán)境保護(hù)部和國(guó)土資源部發(fā)布了全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)。調(diào)查結(jié)果顯示，全國(guó)土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂。工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等人類活動(dòng)是造成土壤污染或超標(biāo)的主要原因。所以，經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的中東部地區(qū)、長(zhǎng)三角、珠三角、東北老工業(yè)基地、湖南等一些重金屬富集的地區(qū)土壤污染特別嚴(yán)重。
最近一年來，湖南不少以種水稻、種菜為生的農(nóng)民因?yàn)橐环N他們并不了解的元素“鎘”，承受著巨大的經(jīng)濟(jì)損失?！耙?yàn)檎f我們這里的土壤重金屬超標(biāo)，所以我們種出來的菜都賣出不去?！?/span>
土壤重金屬污染對(duì)作物及人類的危害如下：
第一，重金屬在土壤-作物系統(tǒng)中遷移直接影響到作物的生理生化和生長(zhǎng)發(fā)育，從而影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。比如鎘是危害植物生長(zhǎng)的有毒元素，土壤中如果鎘過高，會(huì)破壞植物葉片的葉綠素結(jié)構(gòu)，減少根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收，抑制根系生長(zhǎng)，造成植物生理障礙而降低產(chǎn)量。鉛在作物組織中可導(dǎo)致氧化、光合作用以及脂肪代謝強(qiáng)度的減弱，對(duì)水的吸收量減少、耗氧量增大，從而阻礙作物生長(zhǎng)，甚至引起作物死亡等。
第二， 重金屬可通過食物鏈最終危害人類健康。比如：鎘的生物毒性顯著，會(huì)給人體帶來高血壓、心腦血管疾病、腎功能失調(diào)等一系列問題。汞食入人體后直接沉入肝臟，對(duì)大腦視力神經(jīng)破壞極大。砷會(huì)使皮膚色素沉著，導(dǎo)致異常角質(zhì)化。鉻會(huì)造成四肢麻木，精神異常。鉛是重金屬污染中毒性較大的一種，一但進(jìn)入人體很難排除，并直接傷害腦細(xì)胞，造成智力低下等。
重金屬污染物在土壤中移動(dòng)性差，滯留時(shí)間長(zhǎng)、不能被微生物降解；并可經(jīng)水、植物等介質(zhì)最終影響人類的健康。土壤重金屬污染以及治理已經(jīng)成為科學(xué)界乃至全世界關(guān)注的焦點(diǎn)問題。在植物修復(fù)方法中，植物的篩選、目標(biāo)植物的生物量和修復(fù)的時(shí)間都將成為限制其發(fā)展的關(guān)鍵問題；同時(shí)，由于污染的伴生性，對(duì)復(fù)合污染的修復(fù)效率及農(nóng)用土壤的修復(fù)都將受到一定的束縛。而農(nóng)業(yè)工程的深耕則會(huì)破壞土壤的自然性狀。目前全世界普遍采用物理化學(xué)處理方法；即主要是向被污染土壤添加一些鈍化修復(fù)劑（例如，撒施“田師傅”土壤調(diào)理劑等），來降低重金屬在土壤中的有效濃度或改變其氧化還原狀態(tài)，從而有效較低其遷移性、毒性及生物有效性。 （楊逸莎）
土壤中重金屬污染有哪些危害？
關(guān)鍵詞:
搜索
對(duì)于土壤中重金屬對(duì)人體的危害就不必多說了，常見的5種重金屬污染元素所造成的危害如下：。
重金屬汞污染
土壤的汞污染主要來自于污染灌溉、 燃煤、 汞冶煉廠和汞制劑廠(儀表、 電氣、 氯堿工業(yè))的排放。如一個(gè)700 兆瓦的熱電站, 每天可排放汞215 公斤, 估計(jì)全世界僅由燃煤而排放到大氣中的汞, 一年就有3000 噸左右。含汞顏料的應(yīng)用、 用汞做原料的工廠、 含汞農(nóng)藥的施用等也是重要的汞污染源。汞進(jìn)入土壤后95%以上能迅速被土壤吸持或固定, 這主要是土壤的粘土礦物和有機(jī)質(zhì)有強(qiáng)烈的吸附作用, 因此汞容易在表層積累, 并沿土壤的縱深垂直分布遞減。
土壤中汞的存在形態(tài)有金屬汞、 無機(jī)態(tài)與有機(jī)態(tài), 并在一定條件下相互轉(zhuǎn)化。在正常Eh和pH 范圍內(nèi), 汞能以零價(jià)狀態(tài)存在是土壤中汞的重要特點(diǎn)。植物能直接通過根系吸收汞, 在很多情況下, 汞化合物可能是在土壤中先轉(zhuǎn)化為金屬汞或甲基汞后才能被植物吸收。無機(jī)汞有HgSO4、 Hg(OH)2、 HgCl2、 HgO , 它們因溶解度低, 在土壤中遷移轉(zhuǎn)化能力很弱, 但在土壤微生物作用下, 轉(zhuǎn)化為具有劇烈毒性的甲基汞, 也稱汞的甲基化。 微生物合成甲基汞在好氧或厭氧條件下都可以進(jìn)行。在好氧條件下主要形成脂溶性的甲基汞,可被微生物吸收、 積累而轉(zhuǎn)入食物鏈, 造成對(duì)人體的危害; 在厭氧有酶催化下, 主要形成二甲基汞, 它不溶于水, 在微酸性環(huán)境中, 二甲基汞也可轉(zhuǎn)化為甲基汞。 汞對(duì)植物的危害因作物的種類不同而異, 汞在一定濃度下使作物減產(chǎn), 較高濃度下甚至可使作物死亡。
植物吸收和累積與汞的形態(tài)有關(guān), 其順序是: 氯化甲基汞 > 氯化乙基汞 > 醋酸苯汞 > 氯化汞 > 氧化汞 > 硫化汞。不同植物對(duì)汞吸收能力是: 針葉植物 > 落葉植物; 水稻 >玉米 > 高果 > 小麥; 葉菜類 > 根菜類 > 果菜類。土壤中汞含量過高, 汞不但能在植物體內(nèi)累積, 還會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生毒害, 引起植物汞中毒, 嚴(yán)重情況下引起葉子和幼蕾掉落。汞化合物侵入人體, 被血液吸收后可迅速?gòu)浬⒌饺砀髌鞴?/span>, 當(dāng)重復(fù)接觸汞后, 就會(huì)引起腎臟損害。
重金屬鎘污染
鎘主要來源于鎘礦、冶煉廠。因鎘與鋅同族,常與鋅共生, 所以冶煉鋅的排放物中必有ZnO、CdO,它們揮發(fā)性強(qiáng),以污染源為中心可波及數(shù)千米遠(yuǎn)。鎘工業(yè)廢水灌溉農(nóng)田也是鎘污染的重要來源。鎘被土壤吸附,一般在0-15cm的土壤層累積,15cm以下含量顯著減少。土壤中的鎘以CdCO3、Cd(PO4)2、及Cd(OH)2的形態(tài)存在,其中以CdCO3為主,尤其是在pH>7的石灰性土壤中,土壤中的鎘的形態(tài)可劃分為可給態(tài)和代換態(tài),它們易于遷移轉(zhuǎn)化,而且能被植物吸收,不溶態(tài)鎘在土壤中累積, 不易被植物吸收, 但隨環(huán)境條件的改變二者可互相轉(zhuǎn)化。
如土壤偏酸時(shí), 鎘的溶解度增高, 而且在土壤中易于遷移;土壤處于氧化條件下(稻田排水期及旱田)鎘也易變成可溶性, 被植物吸收也多。 土壤對(duì)鎘有很強(qiáng)的吸著力, 因而鎘易在土壤中造成蓄積。 鎘在土壤中吸附遷移還受伴隨離子如Zn2+、 Pb2+、 Cu2+、 Fe2+、 Ca2+等的影響,如鋅的存在就可抑制植物對(duì)鎘的吸收。鎘是植物體不需要的元素, 但許多植物均能從水中和土壤中攝取鎘, 并在體內(nèi)累積。累積量取決于環(huán)境中的鎘的含量和形態(tài)。鎘在植物各部分分布基本上是: 根 > 葉 > 枝的干皮 >花、 果、 籽粒。水稻研究表明同樣規(guī)律, 即主要在根部累積, 為總量的82.15% , 地上部分僅占17.15% , 其順序: 為根 > 莖葉 > 稻米 > 糙米。
土壤中過量的鎘, 不僅能在植物體內(nèi)殘留, 而且也會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生明顯的危害。 鎘能使植物葉片受到嚴(yán)重傷害, 致使生長(zhǎng)緩慢, 植株矮小, 根系受到抑制, 造成生物障礙, 降低產(chǎn)量, 在高濃度鎘的毒害下發(fā)生死亡。鎘對(duì)農(nóng)業(yè)最大的威脅是產(chǎn)生 “鎘米” 、 “鎘菜” , 人食用這種被鎘污染的農(nóng)作物, 則會(huì)得骨痛病。 另外, 鎘會(huì)損傷腎小管, 出現(xiàn)糖尿病, 鎘還會(huì)造成肺部損害, 心血管損害, 甚至還有致癌、 致畸、致突變的報(bào)道。
重金屬鉛污染
鉛是土壤污染較普遍的元素。污染源主要來自汽油里添加抗爆劑烷基鉛, 汽油燃燒后的尾氣中含大量鉛, 飄落在公路兩側(cè)數(shù)百米范圍內(nèi)的土壤中。另外礦山開采、 金屬冶煉、 煤的燃燒等也是重要的污染源。在礦山、 冶煉廠附近土壤含鉛量高達(dá)1500cm/kg以上。隨著我國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的快速發(fā)展,“三廢” 中的鉛也大量進(jìn)入農(nóng)田, 一般進(jìn)入土壤中的鉛在土壤中易與有機(jī)物結(jié)合, 不易溶解, 土壤鉛大多發(fā)現(xiàn)在表土層, 表土鉛在土壤中幾乎不向下移動(dòng)。植物對(duì)鉛的吸收與積累, 決定于環(huán)境中鉛的濃度、 土壤條件、 植物的葉片大小和形狀等。植物吸收的鉛主要累積在根部,只有少數(shù)才轉(zhuǎn)移到地上部分。積累在根、 莖和葉內(nèi)的鉛, 可影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育, 使植物受害。鉛對(duì)植物的危害表現(xiàn)為葉綠素下降。阻礙植物的呼吸及光合作用。谷類作物吸鉛量較大, 但多數(shù)集中在根部, 莖稈次之, 籽實(shí)較少。 因此, 鉛污染的土壤所生產(chǎn)的禾谷類莖稈不易作飼料。
鉛對(duì)動(dòng)物的危害則是積累中毒。鉛是作用于人體各個(gè)系統(tǒng)和器官的毒物, 能與體內(nèi)的一系列蛋白質(zhì)、 酶和氨基酸內(nèi)的官能團(tuán)絡(luò)合, 干擾機(jī)體多方面的生化和生理活動(dòng), 導(dǎo)致對(duì)全身器官產(chǎn)生危害。
重金屬鉻污染
鉻的污染源主要是鉻電鍍、 制革廢水、鉻渣等。鉻在土壤中主要有兩種價(jià)態(tài): Cr6+和Cr3+。土壤中主要以三價(jià)鉻化合物存在, 當(dāng)它們進(jìn)入土壤后, 90%以上迅速被土壤吸附固定, 在土壤中難以再遷移。Cr6+很穩(wěn)定, 毒性大, 其毒害程度比Cr3+大100倍。而Cr3+則恰恰相反, Cr3+主要存在于土壤與沉積物中。土壤膠體對(duì)三價(jià)鉻具有強(qiáng)烈的吸附作用, 并隨pH 的升高而增強(qiáng)。土壤對(duì)六價(jià)鉻的吸附固定能力較低,僅有81.5%—36.12%。不過普通土壤中可溶性六價(jià)鉻的含量很小, 這是因?yàn)檫M(jìn)入土壤中的六價(jià)鉻很容易還原成三價(jià)鉻, 這其中, 有機(jī)質(zhì)起著重要作用, 并且這種還原作用隨著pH 的升高而降低。值得注意的是, 實(shí)驗(yàn)已證明, 在pH 6.15—8.15 的條件下, 土壤的三價(jià)鉻能被氧化為六價(jià)鉻,同時(shí), 土壤中存在氧化錳也能使三價(jià)鉻氧化成六價(jià)鉻, 因此,三價(jià)鉻轉(zhuǎn)化成六價(jià)鉻的潛在危害不容忽視。
植物對(duì)鉻的吸收95%蓄積于根部。據(jù)研究, 低濃度Cr6+能提高植物體內(nèi)酶活性與葡萄糖含量, 高濃度時(shí), 則阻礙水分和營(yíng)養(yǎng)向上部輸送, 并破壞代謝作用。鉻對(duì)人體與動(dòng)物也是有利有弊。人體含鉻過低會(huì)產(chǎn)生食欲減退等癥狀。而Cr6+具有強(qiáng)氧化作用, 對(duì)人體主要是慢性危害,長(zhǎng)期作用可引起肺硬化、 肺氣腫、 支氣管擴(kuò)張, 甚至引發(fā)癌癥。
重金屬砷污染
土壤砷污染主要來自大氣降塵、 尾礦與含砷農(nóng)藥, 燃煤是大氣中砷的主要來源。通常砷集中在表土層10cm 左右, 只有在某些情況下可淋洗至較深土層, 如施磷肥可稍增加砷的移動(dòng)性。 土壤中砷的形態(tài)按植物吸收的難易劃分, 一般可分為水溶性砷、 吸附性砷和難溶性砷, 通常把水溶性砷、 吸附性砷總稱為可給性砷, 是可被植物吸收利用的部分。 土壤中砷大部分為膠體吸收或和有機(jī)物絡(luò)合——螯合或和磷一樣與土壤中鐵、 鋁、 鈣離子相結(jié)合, 形成難溶化合物, 或與鐵、 鋁等氫氧化物發(fā)生共沉。
pH和Eh值影響土壤對(duì)砷的吸附, pH 值高, 土壤砷吸附量減少而水溶性砷增加; 土壤在氧化條件下, 大部分是砷酸, 砷酸易被膠體吸附, 而增加土壤固砷量。隨Eh降低, 砷酸轉(zhuǎn)化為亞砷酸, 可促進(jìn)砷的可溶性, 增加砷害。植物在生長(zhǎng)過程中, 吸收有機(jī)態(tài)砷后可在體內(nèi)逐漸降解為無機(jī)態(tài)砷。砷可通過植物根系及葉片的吸收并轉(zhuǎn)移至體內(nèi)各部分, 砷主要集中在生長(zhǎng)旺盛器官。 作物根莖葉、 籽粒含砷量差異很大, 如水稻含砷量分布順序是稻根>莖葉> 谷殼> 糙米, 呈自下而上遞降變化規(guī)律。砷中毒可影響作物生長(zhǎng)發(fā)育, 砷對(duì)植物危害的最初癥狀是葉片卷曲枯萎, 進(jìn)一步是根系發(fā)育受阻, 最后是植物根、 莖、 葉全部枯死。砷對(duì)人體危害很大, 在體內(nèi)有明顯的蓄積性, 它能使紅血球溶解, 破壞正常的生理功能, 并具有遺傳性、 致癌性和致畸性等。
土壤重金屬污染的危害及土壤物理、化學(xué)、生物修復(fù)技術(shù)
來源：http://www.huiguo.net.cn/ 發(fā)表日期：2015-05-29 瀏覽：2772
關(guān)鍵詞:
搜索
隨著社會(huì)人口的不斷增加、化工經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，化肥、 農(nóng)藥、礦產(chǎn)資源等被大量消耗。這些資源在消耗過程中產(chǎn)生的含有重金屬的廢水、廢氣都被排人到土壤中，使得土壤遭受越來越嚴(yán)重的重金屬污染。由于離子遷移性和動(dòng)植物的吸附性，這些重金屬會(huì)進(jìn)入到生物鏈系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)。當(dāng)這些重金屬進(jìn)人到人體時(shí)就會(huì)對(duì)人類的健康造成傷害。如何防治土壤的重金屬污染已成為全球性問題之一。
1 重金屬污染的主要來源
土壤中重金屬的來源主要有2個(gè)部分組成，一部分是自然輸人，另一部分是人為活動(dòng)輸人。自然輸人主要指成土母 巖的風(fēng)化分解和凋落的生物質(zhì)腐化分解，在自然情況下流入土壤，造成土壤重金屬富集。人類活動(dòng)輸人主要指人類在礦藏資源開發(fā)、工業(yè)發(fā)展及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等過程中造成的重金屬在土壤中的積累，是土壤重金屬污染的主要原因。目前，人為活動(dòng)造成的土壤重金屬輸人主要受廢氣沉降、農(nóng)業(yè)活動(dòng)、礦業(yè)生產(chǎn)、固體垃圾排放等方面的影響。
1.1 廢氣沉降 人類在生產(chǎn)、生活中產(chǎn)生的含有重金屬的粉塵、廢氣以及煙氣被排放到空氣中后，會(huì)通過重力或者雨 雪沉降過程流回至土壤中。有研究發(fā)現(xiàn)，煤、石油等礦物燃料燃燒后產(chǎn)生的揮發(fā)性金屬排放到大氣中后，約有近1/3重金屬沉降在周邊10km的范圍內(nèi)。在對(duì)北京市一次強(qiáng)沙塵暴降塵的重金屬微量元素監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)，測(cè)量中的重金屬元素含量均超出北京市土壤含量的本底值。
1.2 農(nóng)業(yè)活動(dòng) 隨著化工技術(shù)的不斷發(fā)展,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中的化學(xué)肥料、有機(jī)農(nóng)藥的使用力度不斷加大，使得土壤中重金屬含量富集加重。高太忠等在研究磷肥對(duì)土壤重金屬的污染狀況時(shí)，發(fā)現(xiàn)憐肥中的重金屬鎘在土壤中的富集十分明顯。由于當(dāng)前動(dòng)物飼料配方中添加了部分重金屬元素,有機(jī)肥料中重金屬元素也出現(xiàn)了超標(biāo)現(xiàn)象。農(nóng)藥中含有銅、汞、砷等重金屬元素。農(nóng)藥的大量使用使得土壤中的重金屬元素進(jìn)一步增加。
另外，由于缺乏監(jiān)管力度，用污水對(duì)農(nóng)田進(jìn)行灌溉的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。污水中的汞、鎘、砷、銅等重金屬元素導(dǎo)致土壤中重金屬元素大大增加。污水、污泥的隨意排放使土壤中的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素在富集的同時(shí)，也會(huì)使其重金屬元素不斷增加。
1.3 礦業(yè)生產(chǎn) 在礦業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的尾礦等廢棄物露天堆放，經(jīng)風(fēng)化、降雨等作用后廢棄物中含有的重金屬會(huì)滲人土壤中,導(dǎo)致土壤重金屬污染。再者，金屬礦山在開采過程中被酸性廢水溶解了的重金屬元素會(huì)以離子形式隨廢液 的排放進(jìn)人土壤，造成土壤重金屬超標(biāo)。2001年中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)部門在對(duì)金屬礦山采選工藝廢水調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，金屬礦廢水排放中含有的重金屬量達(dá)210多t，占工業(yè)重金屬總排放量的 18.93%。
1.4 固體垃圾 經(jīng)日曬、雨淋后，長(zhǎng)期堆積的固體垃圾內(nèi)部的重金屬以輻射狀向周圍土壤、水體擴(kuò)散，其中以礦業(yè)和工業(yè)固體廢棄物污染最為嚴(yán)重。王亞平等通過對(duì)某礦山固體垃圾堆放地的研究，發(fā)現(xiàn)土壤中鎘、汞、鉻、銅、鋅、鉛、砷等重金屬含量均高于當(dāng)?shù)乇尘爸怠?/span>
2 土壤重金屬污染的危害
2.1 對(duì)植物的危害 重金屬進(jìn)入土壤后會(huì)以離子形式進(jìn)人植物體內(nèi)，進(jìn)而對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用，造成植物體變異。這主要是因?yàn)槲盏街参矬w內(nèi)的重金屬會(huì)抑制植物的光合作用、酶活性，改變細(xì)胞膜的通透性，進(jìn)而誘導(dǎo)其產(chǎn)生對(duì)植物不利的某些酶或有毒物質(zhì)。重金屬元素污染的危害還表現(xiàn)在使植物的營(yíng)養(yǎng)缺乏，降低某些活性酶的有效性以及對(duì)植物運(yùn)輸和轉(zhuǎn)運(yùn)鈣、鎂等礦質(zhì)元素的能力。Dahiya等研究發(fā)現(xiàn)，土壤中較高的鎳含量會(huì)顯著影響小麥對(duì)氮的吸收。 Narwal等發(fā)現(xiàn)，當(dāng)土壤中鎘濃度較高時(shí)，玉米植株磷濃度和吸收量降低。
2.2 對(duì)動(dòng)物的危害重 金屬污染還可導(dǎo)致土壤中原生動(dòng)物種類減少，數(shù)量降低，群落多樣性下降。通過對(duì)受到重金 屬污染的土壤進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)污染后的土壤中原生動(dòng)物群落呈現(xiàn)出簡(jiǎn)單化、不穩(wěn)定化的特點(diǎn)，群落演替呈次生演替趨勢(shì)。有研究指出，重金屬污染不但會(huì)對(duì)土壤動(dòng)物構(gòu)成危害，而且會(huì)使土壤動(dòng)物的群落和數(shù)量減少，在受重金屬污染的土壤中優(yōu)勢(shì)類群和常見類群的動(dòng)物數(shù)量明顯減少；重金屬污染會(huì)導(dǎo)致土壤動(dòng)物群落的多樣性指數(shù)、均勻性指數(shù)、密度類群指數(shù)下降。唐浩等調(diào)查了魯中地區(qū)受污染農(nóng)田蚯蚓群體構(gòu)成，發(fā)現(xiàn)重金屬污染農(nóng)田蚯蚓種群的多樣性指數(shù)為1.5835，相對(duì)于未被污染農(nóng)田中的2.236 2，已明顯降低。
2.3 對(duì)微生物的危害 當(dāng)土壤中的重金屬元素富集到一定濃度時(shí)，還會(huì)對(duì)微生物的代謝、生長(zhǎng)、生存產(chǎn)生不利影響，主要表現(xiàn)有微生物生物量和活性細(xì)菌菌落數(shù)量減少，微生物活性受到抑制，微生物的生物量碳與有機(jī)碳比值降低，呼吸強(qiáng)度減弱，進(jìn)而使土壤中微生物的區(qū)系、群落結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變。段學(xué)軍等在研究鎘對(duì)稻田土壤生物、酶的活性的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)鎘對(duì)土壤中脲酶活性有顯著的影響。
3 重金屬污染土壤的修復(fù)
目前，對(duì)重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)主要包括物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)3種，其中生物修復(fù)是當(dāng)今社會(huì)研究的重點(diǎn)。
3.1 物理修復(fù) 物理修復(fù)主要包括電動(dòng)修復(fù)、電熱修復(fù)、土壤淋洗3種。第1種修復(fù)主要是通過通電，使得重金屬離子定向移動(dòng)到一端，從而將其去除。電熱修復(fù)主要是針對(duì)土壤中熔點(diǎn)低、易揮發(fā)的重金屬。當(dāng)用髙頻電壓對(duì)土壤加熱時(shí)，土壤重金屬就會(huì)受熱揮發(fā)，達(dá)到去除土壤中重金屬的目的。土壤淋洗是利用淋洗液將土壤中的重金屬溶解到土壤洗淋液中，再將洗淋液中的重金屬離子置換出來的一種土壤修復(fù)方法。該方法是現(xiàn)有條件下最成熟的物理修復(fù)方法。
此外，物理修復(fù)方法還包括固化土壤修復(fù)法、稀釋法、排土填埋法。目前，物理修復(fù)法存在的最大問題是處理成本高,而且存在再次污染的風(fēng)險(xiǎn)。
3.2 化學(xué)修復(fù) 化學(xué)修復(fù)主要是指向被重金屬污染過的土壤中加人能夠改變土壤中重金屬化學(xué)性質(zhì)的污泥、有機(jī)質(zhì)等外源物質(zhì)。這種外源物質(zhì)會(huì)與土壤中金屬離子結(jié)合，使得金屬離子的遷移性和被植物吸收的可能性降低，進(jìn)而防止這些重金屬元素進(jìn)人生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。由于各種金屬離子的遷移性各不相同，對(duì)不同金屬離子只能使用不同的固定物質(zhì)。 例如，使用CaC03或Ca(OH)2調(diào)節(jié)土壤的酸堿性，促使土壤中的鎘、銅、汞、鋅等元素形成碳酸鹽或氫氧化物沉淀。 在土壤中加人含硫物質(zhì)，可以使土壤中的鎘、汞生成硫化鎘、硫化萊沉淀，進(jìn)而減少重金屬對(duì)土壤的污染。
化學(xué)修復(fù)的缺點(diǎn)是它只能使重金屬元素在土壤中固定下來，阻止其進(jìn)人生物循環(huán)系統(tǒng)，但并沒有從根本上將其從 土壤中完全去除。在一定條件下，當(dāng)金屬離子的形態(tài)發(fā)生改變時(shí)易造成“二次污染”。
3.3 生物修復(fù) 生物修復(fù)技術(shù)是上世紀(jì)開始研究的新型修復(fù)技術(shù)，主要是利用動(dòng)植物的新陳代謝活動(dòng)對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行固化、分離、降解、富集、修復(fù)。該技術(shù)主要有動(dòng)物修復(fù)技術(shù)和植物修復(fù)技術(shù)兩種形式。生物修復(fù)技術(shù)主要有2種途徑對(duì)受污染土壤進(jìn)行修復(fù)。一種是在土壤中改變重金屬形態(tài)，使其沉淀在土壤中，不再被生物吸收利用；另一種就是通過生物吸附，使其沉淀在生物體中，通過生物體代謝達(dá)到對(duì)重金屬的削減、固化作用。作為一種新興的綠色環(huán)保技術(shù)，由于生物修復(fù)經(jīng)濟(jì)、適用范圍廣、環(huán)境友好、符合可持續(xù)性發(fā)展的目標(biāo)等，已成為當(dāng)今社會(huì)研究的熱點(diǎn)。
3.3.1 動(dòng)物修復(fù)技術(shù)。研究表明，土壤中的部分低等生物可以吸收土壤中富集的金屬元素。在受污染的土壤中, 蚯蚓可以通過被動(dòng)擴(kuò)散作用和攝食作用使重金屬進(jìn)入其體內(nèi)，待金屬在姐蚓體內(nèi)富集后可以采用一定的方法將蚯蚓從土壤中驅(qū)出，集中處理，從而達(dá)到修復(fù)的目的。蚯蚓在污染土壤中還能有效地改變土壤中重金屬活性，促進(jìn)和強(qiáng)化植物對(duì)重金屬的修復(fù)作用。
動(dòng)物修復(fù)技術(shù)的缺點(diǎn)是只能在一定程度上減少重金屬含量，而且對(duì)動(dòng)物的傷害也較嚴(yán)重；當(dāng)動(dòng)物體內(nèi)重金屬含量 達(dá)到一定程度時(shí)會(huì)導(dǎo)致其死亡，動(dòng)物死亡后其體內(nèi)的重金屬還會(huì)進(jìn)人土壤中再次污染土壤；另外，低等生物對(duì)生存環(huán)境的要求苛刻，限制了動(dòng)物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展。
3.3.2 植物修復(fù)技術(shù)。植物修復(fù)是指通過利用植物、植物根系微生物對(duì)土壤中重金屬進(jìn)行修復(fù)的技術(shù)。目前，植 物修復(fù)主要是利用植物降解、植物萃取、植物揮發(fā)和植物過濾等作用來降低重金屬污染物的生物有效性或清除土壤中的重金屬污染物，降低重金屬的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。隨著對(duì)重金屬植物修復(fù)技術(shù)研究的不斷深人，尤其是耐重金屬、超富集植物及其根際微生物共存體系的研究、根際分泌物在微生物群落的進(jìn)化選擇過程中的作用以根際物理化學(xué)特性研究的深人，植物修復(fù)技術(shù)的含義和應(yīng)用將得到延伸。
3.3.3 生物協(xié)同修復(fù)。基于植物修復(fù)原理，利用土壤動(dòng)物、 微生物和植物的協(xié)同作用，改善土壤條件，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，提髙重金屬的生物有效性，提髙生物的吸收效率和修復(fù)效率，加速重建健康的土壤生態(tài)系統(tǒng)。一方面，微生物能夠通過產(chǎn)生鐵載體、ACC脫氧酶、合成植物生長(zhǎng)激素等方式促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，增加植物的生物量，有助于植物對(duì)重金屬的積累；另 一方面，微生物代謝活動(dòng)中產(chǎn)生的有機(jī)酸、鐵載體、氨基酸等小分子代謝產(chǎn)物能夠活化土壤重金屬，進(jìn)一步提高植物對(duì)重金屬的富集量。
由于生物協(xié)同修復(fù)具有成本低、綠色環(huán)保、不存在再次污染等特點(diǎn)，它已成為礦山恢復(fù)、重金屬污染土壤改良等生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域新興的、髙效的生物修復(fù)技術(shù)。
4 展望
隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，土壤重金屬污染問題變得更加嚴(yán)重。土壤作為人類賴以生存的根本基礎(chǔ)，如何使土壤免受重金屬污染已成為亟待解決的重大課題之一。目前，雖然建立了土壤重金屬污染標(biāo)準(zhǔn)，但基本上局限于農(nóng)業(yè)用地的土壤。對(duì)于其他形式利用的土地，如污水排放地、工礦廢棄物排放地等，還沒有建立土壤重金屬污染標(biāo)準(zhǔn)。在今后一段時(shí)間，應(yīng)結(jié)合土壤利用方式和人體健康評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)建立相應(yīng)的土壤污染標(biāo)準(zhǔn)，并且在此基礎(chǔ)上制定相應(yīng)的防治辦法。研究表明，生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)是今后研究的重點(diǎn)，尤其生物協(xié)同修復(fù)技術(shù)，由于其具有費(fèi)用低、環(huán)境友好等特點(diǎn)，已成為當(dāng)今社會(huì)研究的重點(diǎn)。
聯(lián)系客服
