淺析土壤污染與修復(fù)技術(shù)
當(dāng)前我國土壤污染形勢嚴峻,文章分析土壤污染的造成的危害,綜述了國內(nèi)外研究中常見土壤修復(fù)技術(shù),同時分析了各種方法的優(yōu)缺點及適用范圍。
當(dāng)前我國土壤污染引起公眾越來越多的關(guān)注,我國土壤污染的產(chǎn)生可追搠到50多年前“大躍進”時期一些高污染工業(yè)企業(yè)的建設(shè)。近年來,隨著城市化的不斷推進,許多老工業(yè)企業(yè)因企業(yè)、搬遷遺留了大量的污染土地,這些污染土地污染物濃度非常高,污染深度甚至達到地下十幾米,有些有機污染物還以非水相液體的形式在地下土層大量聚集,成為新的污染源,有些污染物甚至遷移至地下水并擴散導(dǎo)致更大范圍的污染。這些土地因堆積儲存、泄露或其他方式承載了有害物質(zhì),具有潛在風(fēng)險性,會對人體健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害,因此急需對這些污染場地實施土壤修復(fù)。
一、土壤污染的危害
1.土壤污染導(dǎo)致嚴重的直接經(jīng)濟損失
農(nóng)作物的污染、減產(chǎn)。對于各種土壤污染造成的經(jīng)濟損失,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,全國每年就因重金屬污染而減產(chǎn)糧食1000多萬噸,另外被重金屬污染的糧食每年也多達1200萬噸,合計經(jīng)濟損失至少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,也明顯地影響到農(nóng)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
土壤污染會使污染物在植(作)物體中積累,并通過食物鏈富集到人體和動物體中,危害人畜健康,引發(fā)癌癥和其他疾病等。
4.土壤污染導(dǎo)致其他環(huán)境問題
土地受到污染后,含重金屬濃度較高的污染表土容易在風(fēng)力和水力的作用下分別進入到大氣和水體中,導(dǎo)致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態(tài)系統(tǒng)退化等其他次生生態(tài)環(huán)境問題。
二、我國當(dāng)前土壤污染的現(xiàn)狀
2014年4月17日,環(huán)境保護部和國土資源部發(fā)布了全國土壤污染狀況調(diào)查公報。調(diào)查結(jié)果顯示,全國土壤環(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)廢棄地土壤環(huán)境問題突出。全國土壤總的點位超標率為16.1%,其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。從土地利用類型看,耕地、林地、草地土壤點位超標率分別為19.4%、10.0%、10.4%?梢,我國土壤污染形勢嚴峻。
三、土壤修復(fù)技術(shù)
到目前為止,土壤修復(fù)技術(shù)已經(jīng)歷四個階段的發(fā)展:20世紀70年代:化學(xué)控制、客土改良;20世紀80年代:穩(wěn)定與固定、微生物修復(fù);20世紀90年代:植物修復(fù);21世紀初:生物/物化/聯(lián)合修復(fù),并逐漸將污染治理的重點集中到污染場地修復(fù)。場地污染修復(fù)就技術(shù)門類又可分為三類:
(1)污染場地(土壤)物理修復(fù)技術(shù)
物理修復(fù)是指通過各種物理過程將污染物(特別是有機污染物)從土壤中去除或分離的技術(shù)。熱處理技術(shù)是應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)場地土壤有機污染的主要物理修復(fù)技術(shù),包括熱吸附、蒸汽浸提、微波加熱等熱物理修復(fù)技術(shù),還包括多相抽提等技術(shù),已經(jīng)應(yīng)用于苯系物、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、二噁英等污染土壤的修復(fù)。
(2)污染場地(土壤)化學(xué)修復(fù)技術(shù)
相對于物理修復(fù),污染土壤的化學(xué)修復(fù)技術(shù)發(fā)展較早,主要有土壤固化一穩(wěn)定化技術(shù)、淋洗技術(shù)、氧化一還原技術(shù)、光催化降解技術(shù)、電動力學(xué)修復(fù)技術(shù)等。
(3)污染場地(土壤)生物修復(fù)技術(shù)
土壤生物修復(fù)技術(shù)包括植物修復(fù)、微生物修復(fù)、生物聯(lián)合修復(fù)等技術(shù),進入21世紀后得到了迅速發(fā)展,成為“綠色環(huán)境修復(fù)”技術(shù)之一。
植物吸收修復(fù)技術(shù)在國內(nèi)外都得到了廣泛研究,已經(jīng)應(yīng)用于砷、鎘、銅、鋅、鎳、鉛等重金屬以及與多環(huán)芳烴復(fù)合污染土壤的修復(fù),并發(fā)展出包括絡(luò)合誘導(dǎo)強化修復(fù)、不同植物套作聯(lián)合修復(fù)、修復(fù)后植物處理處置的成套集成技術(shù)。
近年來,我國在重金屬污染農(nóng)田土壤的植物吸收修復(fù)技術(shù)應(yīng)用方面在一定程度上開始引領(lǐng)國際前沿研究方向。同時開展了植物修復(fù)多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯和石油烴的研究工作,但是含有機污染物土壤的植物修復(fù)技術(shù)的田間研究還較少,對炸藥、放射性核素污染土壤的植物修復(fù)研究則更少。
植物穩(wěn)定修復(fù)技術(shù)被認為是一種更易接受,可大范圍應(yīng)用,并利于礦區(qū)邊際土壤生態(tài)恢復(fù)的植物技術(shù),也被視為一種植物固碳技術(shù)和生物質(zhì)能源生產(chǎn)技術(shù)。
微生物能以有機污染物為唯一碳源和能源,或者與其它有機物質(zhì)進行共代謝而降解有機物。利用微生物降解作用發(fā)展的微生物修復(fù)技術(shù)是農(nóng)田土壤污染修復(fù)常見的一種修復(fù)技術(shù)。在我國,微生物修復(fù)技術(shù)已在農(nóng)藥、石油等農(nóng)田污染土壤中得到應(yīng)用:
1)建立了農(nóng)藥高效降解菌篩選技術(shù)、微生物修復(fù)劑制備技術(shù)和農(nóng)藥殘留微生物降解田間應(yīng)用技術(shù);
2)篩選了大量的石油烴降解菌,復(fù)配了多種微生物復(fù)制菌劑,研制了生物修復(fù)預(yù)制床和生物泥漿反應(yīng)器,提出了生物修復(fù)模式;
3)開展了持久性有機物如多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴污染土壤的微生物修復(fù)技術(shù)工作;
4)建立了菌根真菌強化紫花苜蓿根際修復(fù)多環(huán)芳烴的技術(shù)和污染農(nóng)田土壤的固氮植物一根瘤菌一菌根真菌聯(lián)合生物修復(fù)技術(shù)。
微生物修復(fù)研究工作主要體現(xiàn)在篩選和馴化特異性高效降解微生物生物菌株,提高功能性微生物在土壤中的活性、壽命和安全性,修復(fù)過程參數(shù)的優(yōu)化和養(yǎng)分、溫度、濕度等關(guān)鍵因子的調(diào)控方面。正在發(fā)展微生物修復(fù)與其它現(xiàn)場修復(fù)工程嫁接和移植技術(shù),以及針對性強、高效快捷、成本低廉的微生物修復(fù)設(shè)備,以實現(xiàn)微生物修復(fù)技術(shù)的工程化應(yīng)用。
四、結(jié)語
目前,在我國土壤修復(fù)剛剛起步,土壤修復(fù)理論與技術(shù)研究還較欠缺,適合我國國情的土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展方向不十分明朗,鑒于此,筆者綜述了當(dāng)前國內(nèi)外各種土壤修復(fù)技術(shù)的方法,并分析了各種方法的優(yōu)缺點及適用范圍,以期為污染場地修復(fù)提供借鑒參考。
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