浅析土壤污染危害与土壤修复技术

作者:未知

  [摘要]环境污染指的是人类活动所引起的环境质量下降而有害于人类或生物正常生存和发展的现象。土地因堆积储存、泄露或其他方式承栽了有害物质,具有潜在风险性,会对人体健康和生态环境产生危害,因此急需对这些污染场地实施土壤修复。当前我国土壤污染形势严峻,文章分析土壤污染的造成的危害,综述了国内外研究中常见土壤修复技术,同时分析了各种方法的优缺点及适用范围。
  [关键词]土壤污染;修复技术;微生物修复
  环境污染的产生是一个从量变到质变的发展过程,当某种能造成污染的物质的浓度或总量超过环境自净能力,便可能产生危害。环境污染根据环境要素可分为大气污染、水体污染和土壤污染等。目前,在我国土壤修复刚刚起步,土壤修复理论与技术研究还较欠缺,适合我国国情的土壤修复技术发展方向不十分明朗,鉴于此,笔者综述了当前国内外各种土壤修复技术的方法,并分析了各种方法的优缺点及适用范围,以期为污染场地修复提供借鉴参考。
  一、土壤污染的危害
  (一)土壤污染导致严重的直接经济损失
  农作物的污染、减产。对于各种土壤污染造成的经济损失,目前尚缺乏系统的调查资料。仅以土壤重金属污染为例,全国每年就因重金属污染而減产粮食1000多万吨,另外被重金属污染的粮食每年也多达1200万吨,合计经济损失至少200亿元。
  (二)土壤污染导致生物品质不断下降
  我国大多数城市近郊土壤都受到了不同程度的污染,有许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、铬、砷、铅等重金属含量超标和接近临界值。土壤污染除影响食物的卫生品质外,也明显地影响到农作物的其他品质。有些地区污灌已经使得蔬菜的味道变差,易烂,甚至出现难闻的异味:农产品的储藏品质和加工品质也不能满足深加工的要求。
  (三)土壤污染危害人体健康
  土壤污染会使污染物在植(作)物体中积累,并通过食物链富集到人体和动物体中,危害人畜健康,引发癌症和其他疾病等。
  (四)土壤污染导致其他环境问题
  土地受到污染后,含重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力的作用下分别进入到大气和水体中,导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。
  二、我国当前土壤污染的现状
  环境保护部和国土资源部发布的全国土壤污染状况调查公报调查结果显示,全国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。从土地利用类型看,耕地、林地、草地土壤点位超标率分别为19.4%、10.0%、10.4%。可见,我国土壤污染形势严峻。
  三、土壤修复技术
  到目前为止,土壤修复技术已经历四个阶段的发展:20世纪70年代:化学控制、客土改良:20世纪80年代:稳定与固定、微生物修复:20世纪90年代:植物修复:21世纪初:生物/物化/联合修复,并逐渐将污染治理的重点集中到污染场地修复。场地污染修复就技术门类又可分为三类:
  (一)污染场地(土壤)物理修复技术
  物理修复是指通过各种物理过程将污染物(特别是有机污染物)从土壤中去除或分离的技术。热处理技术是应用于工业企业场地土壤有机污染的主要物理修复技术,包括热吸附、蒸汽浸提、微波加热等热物理修复技术,还包括多相抽提等技术,已经应用于苯系物、多环芳烃、多氯联苯、二嗯英等污染土壤的修复。
  (二)污染场地(土壤)化学修复技术
  相对于物理修复,污染土壤的化学修复技术发展较早,主要有土壤固化一稳定化技术、淋洗技术、氧化一还原技术、光催化降解技术、电动力学修复技术等。
  (三)污染场地(土壤)生物修复技术
  土壤生物修复技术包括植物修复、微生物修复、生物联合修复等技术,进入21世纪后得到了迅速发展,成为“绿色环境修复”技术之一。
  植物吸收修复技术在国内外都得到了广泛研究,已经应用于砷、镉、铜、锌、镍、铅等重金属以及与多环芳烃复合污染土壤的修复,并发展出包括络合诱导强化修复、不同植物套作联合修复、修复后植物处理处置的成套集成技术。
  近年来,我国在重金属污染农田土壤的植物吸收修复技术应用方面在一定程度上开始引领国际前沿研究方向。同时开展了植物修复多环芳烃、多氯联苯和石油烃的研究工作,但是含有机污染物土壤的植物修复技术的田间研究还较少,对炸药、放射性核素污染土壤的植物修复研究则更少。
  植物稳定修复技术被认为是一种更易接受,可大范围应用,并利于矿区边际土壤生态恢复的植物技术,也被视为一种植物固碳技术和生物质能源生产技术。
  微生物能以有机污染物为唯一碳源和能源,或者与其它有机物质进行共代谢而降解有机物。利用微生物降解作用发展的微生物修复技术是农田土壤污染修复常见的一种修复技术。在我国,微生物修复技术已在农药、石油等农田污染土壤中得到应用:
  1.建立了农药高效降解菌筛选技术、微生物修复剂制备技术和农药残留微生物降解田间应用技术:
  2.筛选了大量的石油烃降解菌,复配了多种微生物复制菌剂,研制了生物修复预制床和生物泥浆反应器,提出了生物修复模式:
  3.开展了持久性有机物如多氯联苯、多环芳烃污染土壤的微生物修复技术工作:
  4.建立了菌根真菌强化紫花苜蓿根际修复多环芳烃的技术和污染农田土壤的固氮植物一根瘤菌一菌根真菌联合生物修复技术。
  微生物修复研究工作主要体现在筛选和驯化特异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、寿命和安全性,修复过程参数的优化和养分、温度、湿度等关键因子的调控方面。正在发展微生物修复与其它现场修复工程嫁接和移植技术,以及针对性强、高效快捷、成本低廉的微生物修复设备,以实现微生物修复技术的工程化应用。
  四、结语
  近年来,随着城市化的不断推进,许多老工业企业因企业、搬迁遗留了大量的污染土地,这些污染土地污染物浓度非常高,污染深度甚至达到地下十几米,有些有机污染物还以非水相液体的形式在地下土层大量聚集,成为新的污染源,有些污染物甚至迁移至地下水并扩散导致更大范围的污染。
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