..生態(tài)修復技術在土壤污染中的應用摘要：論述了土壤污染的定義、特點、種類、對環(huán)境的危害及生態(tài)修復的概念,還進一步描繪了生態(tài)修復技術具體的表現(xiàn)形式,舉例說明了生態(tài)修復技術在土壤污染治理方面的實際應用實例,并且展望了生態(tài)修復技術在土壤污染中的應用的更大價值。關鍵詞：生態(tài)修復生物修復物理與化學修復植物修復土壤污染前言："萬物土中生,食以土為本",土壤是人類生存的基本資源,是農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要基礎。土壤的污染給人類的生存和發(fā)展帶來了巨大的威脅和阻礙,所以在當今社會,土壤污染作為環(huán)境問題不可缺少的重要組成部分和基礎,已經(jīng)引起社會的重視。但是,土壤污染的形勢依然嚴峻,社會需要投入更多技術和資金到土壤防治中。一、污染土壤的定義1、"絕對性"定義:由人類的活動向土壤添加有害化臺物,此時土壤即受到了污染。這個定義的關鍵是存在有可鑒別的人為添加污染物。2、"相對性"定義：以特定的參照數(shù)據(jù)來加以判斷,如以背景值加兩倍標準差為臨界值,若超過這一數(shù)值,即認為該土壤為某元素所污染。3、"綜合性"定義：不但要看含量的增加,還要看后果,即加入土壤的物質(zhì)給生態(tài)系統(tǒng)造成了危害。三種定義的出發(fā)點雖然不同,但有一點是共同的,即認為土壤中某種成分的含量明顯高于原有含量時即構成了污染。綜上所述,土壤污染就是指人為因素有意或無意地將對人類或其他生命體有害的物質(zhì)施加到土壤中,使其某種成分的含量明顯高于原有含量、并引起土壤環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。二、土壤污染的特點1、隱蔽性或潛伏性:水體和大氣的污染比較直觀,嚴重時通過人的感官即能發(fā)現(xiàn)：而土壤污染則往往要通過農(nóng)作物包括糧食、蔬菜、水果或牧草以及攝食的人或動物的健康狀況才能反映出來,從遭受污染到產(chǎn)生惡果有一個相當長的逐步積累過程,具有隱蔽性或潛伏性。日本的第二公害病——痛痛病60年代發(fā)生于富山縣神通川流域,直至70年代才基本證實是鎘污染土壤所生產(chǎn)的"鎘米"所致。2、不可逆性和長期性:土壤一旦遭到污染后極難恢復,重金屬元素對土壤的污染是一個不可逆過程,而許多有機化學物質(zhì)的污染也需要一個比較長的降解時間,例如1966年冬至1977年春,XX—XX污水灌區(qū)發(fā)生的石油、酚類以及后來張土灌區(qū)的鎘污染,造成大面積的土壤毒化、水稻矮化、稻米異味、含鎘量超過食品衛(wèi)生標準。經(jīng)過十余年的艱苦努力,包括施用改良劑、深翻、清灌、客土、選擇品種等各種措施,才逐步恢復其部分生產(chǎn)力,付出了大量的勞力和代價。3、后果的嚴重性:由于土壤污染的隱蔽性或潛伏性、以及它的不可逆性或長期性,因而往往通過食物鏈危害動物和人體的健康。研究表明,土壤和糧食的污染與一些地區(qū)居民肝腫大之間有著明顯的劑量—反應關系,污灌引起的污染越嚴重,人群的肝腫大串越高。一些土壤污染事故嚴重威脅著糧食生產(chǎn),三氯乙醛的污染是一個比較典型的事例,它是由于施用含三氯乙醛的廢硫酸生產(chǎn)的普通過磷酸鈣肥料所引起。其中萬畝以上的污染事故在XX、XX、XX、遼子、蘇北、皖北等地曾多次發(fā)生,輕則減產(chǎn),重則絕收,損失十分慘重。三．土壤污染的種類及其危害〔一土壤污染的種類土壤污染的類型目前并無嚴格的劃分,如從污染物的屬性來考慮,—般可分為有機物污染、無機物污染、生物污染與放射性物質(zhì)的污染。1.1有機物污染

可分為天然有機污染物與人工合成有機污染物,這里主要是指后者,它包括有機廢棄物〔工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活廢棄物中生物易降解與生物難降解有機毒物、農(nóng)藥〔包括殺蟲劑、殺菌劑與除莠劑等污染。有機污染物進入土壤后,可危及農(nóng)作物的生長與土壤生物的生存,如稻田因施用含二苯醚的污泥曾造成稻苗大面積死亡,泥鰍、鱔魚絕跡。人體接觸污染土壤后,手腳出現(xiàn)紅色皮疹,并有惡心、頭暈現(xiàn)象。農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應用盡管收到了良好的效果,但其殘留物卻污染了土壤與食物鏈。近年來,塑料地膜地面覆蓋栽培技術發(fā)展很快,由于管理不善,部分膜棄于田間,它已成為—種新的有機污染物。1.2無機物污染

無機污染物有的是隨地殼變遷、火山爆發(fā)、巖石風化等天然過程進入土壤,有的隨著人類的生產(chǎn)與消費活動而進入的。采礦、冶煉、機械制造、建筑材料、化工等生產(chǎn)部門,每天都排放大量的無機污染物,包括有害的元素氧化物、酸、堿與鹽類等。生活垃圾中的煤渣,也是土壤無機物的重要組成部分,—些城市郊區(qū)長期、直接施用的結果造成了土壤環(huán)境質(zhì)量的下降。1.3土壤生物污染

是指—個或幾個有害生物種群,從外界侵入土壤,大量繁殖,破壞原來的動態(tài)平衡,對人類健康與土壤生態(tài)系統(tǒng)造成不良影響。造成土壤生物污染的主要物質(zhì)來源是未經(jīng)處理的糞便、垃圾、城市生活污水、飼養(yǎng)場與屠宰場的污物等。其中危害最大的是傳染病醫(yī)院未經(jīng)消毒處理的污水與污物。土壤生物不僅可能危害人體健康,而且有些長期在土壤中存活的植物病原體還能嚴重地危害植物,造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。1.4土壤放射性物質(zhì)的污染

是指人類活動排放出的放射性污染物,使土壤的放射性水平高于天然本底值。放射性污染物是指各種放射性核素,它的放射性與其化學狀態(tài)無關。

放射性核素可通過多種途徑污染土壤。放射性廢水排放到地面上,放射性固體廢物埋藏處置在地下,核企業(yè)發(fā)生放射性排放事故等,都會造成局部地區(qū)土壤的嚴重污染。大氣中的放射性物質(zhì)沉降,施用含有鈾、鐳等放射性核素的磷肥與用放射性污染的河水灌溉農(nóng)田也會造成土壤放射性污染,這種污染雖然—般程度較輕,但污染的范圍較大。

土壤被放射性物質(zhì)污染后,通過放射性衰變,能產(chǎn)生α、β、γ射線。這些射線能穿透人體組織,損害細胞或造成外照射損傷,或通過呼吸系統(tǒng)或食物鏈進入人體,造成內(nèi)照射損傷?！捕寥牢廴镜奈：?、土壤污染導致嚴重的直接經(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。二﹑土壤污染的生態(tài)修復生態(tài)修復的定義所謂生態(tài)修復是指對生態(tài)系統(tǒng)停止人為干擾,以減輕負荷壓力,依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力與自組織能力使其向有序的方向進行演化,或者利用生態(tài)系統(tǒng)的這種自我恢復能力,輔以人工措施,使遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復或使生態(tài)系統(tǒng)向良性循環(huán)方向發(fā)展；主要指致力于那些在自然突變和人類活動活動影響下受到破壞的自然生態(tài)系統(tǒng)的恢復與重建工作,恢復生態(tài)系統(tǒng)原本的面貌,比如砍伐的森林要種植上,退耕還林．讓動物回到原來的生活環(huán)境中。這樣,生態(tài)系統(tǒng)得到了更好的恢復,稱為"生態(tài)修復"。生態(tài)修復技術在土壤污染中的應用1、生物修復廣義的生物修復,指一切以利用生物為主體的環(huán)境污染的治理技術。它包括利用植物、動物和微生物吸收、降解、轉(zhuǎn)化土壤和水體中的污染物,使污染物的濃度降低到可接受的水平,或?qū)⒂卸居泻Φ奈廴疚镛D(zhuǎn)化為無害的物質(zhì),也包括將污染物穩(wěn)定化,以減少其向周邊環(huán)境的擴散。一般分為植物修復、動物修復和微生物修復三種類型。1.1植物修復：就是利用植物去治理水體、土壤和底泥等介質(zhì)中的污染的技術。植物修復技術包括六種類型：植物萃取、植物穩(wěn)定、根際修復、植物轉(zhuǎn)化、根際過濾、植物揮發(fā)等技術。1.2微生物修復：即利用微生物將環(huán)境中的污染物降解或轉(zhuǎn)化為其他無害物質(zhì)的過程。1.3動物修復：指通過土壤動物群的直接〔吸收、轉(zhuǎn)化和分解或間接作用〔改善土壤理化性質(zhì),提高土壤肥力,促進植物和微生物的生長而修復土壤污染的過程。2、原位生物修復原位生物修復<in-situbioremediation>指在污染的原地點采用一定的工程措施進行。在地表水體〔江河、湖泊、海洋、景觀水、養(yǎng)殖水等污染治理中,常用的原位生物修復措施有：投加高效降解菌<或基因工程菌>、人工爆氣復氧、投加營養(yǎng)物或生物表面活性劑、添加電子受體等。除了考慮利用土著微生物外,馴化和培養(yǎng)具有高效降解性能的微生物成了研究的熱點,并形成了一個環(huán)境微生物菌劑的新興市場。為了防止流動水體中菌體的流失,研究機構和生產(chǎn)者研發(fā)出固定化微生物〔將微生物附著在載體上的工藝。3、異位生物修復異位生物修復指將被污染土壤搬運和輸送到它處進行生物修復處理,主要有土地耕作法、堆肥法、厭氧處理法、生物反應器法。4、物理化學修復利用物理、化學原理治理污染土壤。最常用的物理治理方法,即將受污染的土壤轉(zhuǎn)移到指定地填埋,然后移送新的土壤到污染地置換為可耕種的土壤；或者用清洗法,通過清潔水的灌溉帶走土壤表面的重金屬等污染物,并在地下深層挖深井抽取地表的滲透水,以達到水洗帶走污染土壤的目的；土壤通風技術能夠高效地去除可揮發(fā)物的污染,所需成本僅有土壤挖掘法和清洗法10％；此外還有熱處理法、磁分離等手段?；瘜W修復就是向土壤投入改良劑,使其改變土壤的酸聵葑陛、土壤氧化還原條件或土壤中離子的構成情況,進而對重金屬的吸附作用、氧化還原作用、拮抗或沉淀作用產(chǎn)生影響,降低重金屬的污染。常用的改良劑有石灰、堿性磷酸鹽、碳酸鹽和硫化物等,改良效果顯著。土壤污染生物修復的實例1、美國的俄勒岡州曾利用此法處理了被炸藥〔包括TNT污染的土壤,土壤的質(zhì)地從細砂土到壤質(zhì)砂土。挖出的土壤先被過篩,然后與添加物混合?；旌衔锓N污染土壤占30%,牛糞占21%、紫云英占18%、鋸屑占18%、馬鈴薯占10%、雞糞占3%。每周翻堆3~7次,水分含量在30~0%之間,pH在5~9。0d以后,TNT濃度從原來的1600mg/kg降低至mg/kg。同時比較了通氣垛和非通氣垛的處理效果,盡管通氣垛溫度較高,但非通氣垛對污染物的去除效果卻比較好。2、1992到1993年之間,美國的德克薩斯州曾采用該技術處理了一處被多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、苯和氯乙烯污染的土壤。共處理大約30萬噸土壤和污泥,每噸土壤的處理費用大約是60英鎊。處理系統(tǒng)包括：通氣系統(tǒng)、液態(tài)氧供應系統(tǒng)、化學物質(zhì)供應系統(tǒng)、清淤及混合設備及生物反應器,經(jīng)過十一個月的處理之后,苯濃度從608mg/kg降低到6mg/kg,氯乙烯從31m/kg降低到16mg/kg。五、結束語由于土壤污染本身比較難治理,加上其成因和各方面的特殊性,還有我國國內(nèi)的自然和人為的原因,使得我國土壤污染治理面臨的形勢嚴峻,我國的國家和社會有關專業(yè)人士在一直不斷的為我國的土壤污染的防治做出巨大的努力和貢獻。在技術再造的意義上,污染環(huán)境的生態(tài)修復代表了21世紀環(huán)境工程技術發(fā)展的方向。不管是以前的物理化學修復或生物修復,如果是單獨使用,都會有局限性。只有把這些修復技術結合起來,形成統(tǒng)一的生態(tài)修復技術,才能達到真正的綠色修復的效果。隨著科學技術的進步,生態(tài)修復技術也會越來越成熟,相信在以后的日子里它會為人類能擁有一個美好的環(huán)境作出偉大的貢獻。參考文獻[1]汪群慧,王雨澤,姚杰.環(huán)境化學.XX:XX工業(yè)大學出版社,2004-07-01.

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