賈小飛 崔穎 李勇
摘 要:文章首先介紹了土壤污染的含義,然后分別對我國當(dāng)前土壤污染的現(xiàn)狀,我國污染土壤修復(fù)研究現(xiàn)狀,我國污染土壤修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀進行了認真的分析,為我國污染土壤修復(fù)研究提供了參考。
關(guān)鍵詞:污染土壤;修復(fù);技術(shù);研究現(xiàn)狀
近幾年來,隨著我國工業(yè)化水平的不斷提高,土壤污染狀況也越來越嚴重,而土壤污染必然導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品污染,引發(fā)農(nóng)產(chǎn)品安全問題。此外,污染土壤中的污染物??梢酝ㄟ^水體與大氣進行傳遞,對人類的生命安全及生存繁衍帶來危害。作為再生能力較弱的自然資源,土壤對人類極為重要,如果任由土壤污染狀況發(fā)展,必將對我國廣大人民的生存安全帶來威脅。在這種情況下,加強污染土壤修復(fù)現(xiàn)狀研究,積極尋找修復(fù)污染土壤的方法,對于推動我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,保護我國人民群眾的生命安全,無疑具有十分重要的現(xiàn)實意義。
1 土壤污染的含義
導(dǎo)致土壤污染的污染物主要有無機污染物和有機污染物。其中,無機污染物主要有重金屬、酸、堿、、鹽、放射性物質(zhì)以及含有氟、硒、砷的化合物等物質(zhì)。有機污染物主要有農(nóng)藥、合成洗滌劑、石油氰化物、酚類、污泥、城市污水、廄肥等。通常情況下,若土壤中的有害物質(zhì)超過其自凈能力,將會導(dǎo)致土壤的組成、基本結(jié)構(gòu)以及功能發(fā)生變化,抑制土壤有益微生物活動,使有害物質(zhì)以及土壤中的分解產(chǎn)物逐漸積累,這些有害物質(zhì)或分解產(chǎn)物可通過植物或水被人體直接或間接吸收,從而危害人體健康。
2 當(dāng)前我國土壤污染狀況
目前,我國土壤污染狀況比較嚴重,農(nóng)藥、PAHs、石油烴污染的土壤面積已經(jīng)高達4×107hm2以上,其中因農(nóng)藥污染的土壤面積約為2×107hm2,因石油開采污染的土壤面積約為0.01×107hm2,因石油煉化污染的土壤面積約為0.07×107hm2,因重金屬污染的土壤面積約為5×107hm2,土壤酸化面積超過我國土地總面積的40%,土壤侵蝕面積超過我國土地總面積的30%,工業(yè)三廢污染的耕地面積約為1×107hm2,因污水灌溉導(dǎo)致污染的耕地面積約為3.3×105hm2。
每年我國由于土壤污染導(dǎo)致的糧食損失約為1.6×1010kg。資料顯示,我國土壤污染超標(biāo)率約為20%,重度土壤污染約為1.1%。耕地點位超標(biāo)率約為20%,林地點位超標(biāo)率約為10%,草地點位超標(biāo)率約為10%,未使用土地的點位超標(biāo)率約為11%[1]。
3 我國污染土壤修復(fù)研究現(xiàn)狀
上世紀七十年代,我國就開始進行土壤修復(fù)研究,并將研究結(jié)果應(yīng)用于土壤修復(fù)實踐。在這段時間內(nèi),我國土壤修復(fù)的理論依據(jù)為污染生態(tài)學(xué),其技術(shù)路線為以生物修復(fù)為主,以生物修復(fù)聯(lián)合物理化學(xué)修復(fù)為輔,對無機、有機污染土壤進行修復(fù)。其主要成果為:(1)將生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用于石油污染土壤,篩選、馴化有益降解微生物,并加強對有益降解微生物的監(jiān)測,對污染土壤中的殘余石油污染物進行定量分析,調(diào)控生物降解的環(huán)境因子。(2)掌握了石油污染物的降解原理,生物降解性,降解限制性因素,創(chuàng)建了石油污染物降解動力學(xué)模型。進入九十年代,我國科研工作者將土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)、生態(tài)毒理學(xué)、微生物學(xué)、綜合生態(tài)學(xué)、工程學(xué)、環(huán)境化學(xué)等理論知識應(yīng)用于重金屬、石油、PAHs污染土壤的處理,開展污染生態(tài)工程技術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)以及生態(tài)毒理學(xué)研究,創(chuàng)建性地提出了生態(tài)毒理學(xué)方法,研制出了預(yù)制床堆腐技術(shù)以及生物泥漿反應(yīng)器,并將其應(yīng)用于有機污染土壤的修復(fù)。微生物學(xué)研究發(fā)現(xiàn),通過固化微生物技術(shù)不但能夠?qū)⑽⑸镆M到土壤中,同時還可以提高其在土壤內(nèi)的數(shù)量以及種群的穩(wěn)定性,明顯增加土壤污染的修復(fù)效率。研究發(fā)現(xiàn),通過理想的載體對真菌、細菌進行固定化處理,可顯著提高PAHs的分解效率至10%-30%。在污染土壤修復(fù)方面,我國污染土壤修復(fù)已經(jīng)從實驗室研究階段轉(zhuǎn)向?qū)嵱秒A段,并且已逐漸進入快速發(fā)展時期。目前,在一些典型且污染嚴重的地區(qū),我國已經(jīng)開始了較大規(guī)模的污染土壤修復(fù)實踐活動,針對污染土壤微生物展開原位及異位微生物修復(fù)。例如,在沈撫灌區(qū)針對污染土壤展開菌根技術(shù)與固定微生物技術(shù)進行原位修復(fù),在遼河油田針對污染土壤展開異位生物預(yù)制床修復(fù)實驗等[2]。
4 我國污染土壤修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀
4.1 土壤工程修復(fù)技術(shù)
該技術(shù)的主要內(nèi)容有排土、去表土、翻土、換土、客土等。排土即將土壤排走,以去除污染物;去表土即將表層的土去掉,以去除污染物;翻土即深翻土壤,把表層污染物轉(zhuǎn)換到深層,從而達到稀釋污染物使其進行自處理;換土即取走污染土壤,換進干凈土壤;客土即在污染土壤中添加干凈的土壤,以降低污染物濃度。其中對于污染較輕的土壤使用翻土法,對于重污染土壤,使用換土、客土法。
4.2 物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)
該技術(shù)主要是利用土壤中污染物的物理化學(xué)性質(zhì),通過分離、破壞、固化等方式去除污染物,以進行污染土壤修復(fù)。該技術(shù)主要包括固定穩(wěn)定化技術(shù)、熱處理技術(shù)、性能改良技術(shù)、氧化還原技術(shù)、電動力學(xué)修復(fù)等技術(shù)。
4.2.1 固定穩(wěn)定化技術(shù)
該技術(shù)主要是將污染物固定在污染介質(zhì)之中,確保污染物長期處于穩(wěn)定狀態(tài)。固定穩(wěn)定化技術(shù)包括原位固定穩(wěn)定化技術(shù)與異位固定穩(wěn)定化技術(shù)。原位固定穩(wěn)定化技術(shù)主要用于修復(fù)重度污染土壤,但通常不用于修復(fù)有機物污染土壤。異位固定穩(wěn)定化技術(shù)主要用于修復(fù)無機物污染土壤,通常不用于農(nóng)藥殺蟲劑、半揮發(fā)性有機物質(zhì)污染的土壤修復(fù)。
4.2.2 熱處理技術(shù)
該技術(shù)主要是通過直接熱交換或者間接熱交換,把有機污染物以及污染介質(zhì)加熱到一定的溫度,使其揮發(fā)及分離的技術(shù)。按照處理污染土壤溫度又分為低溫?zé)崽幚砑夹g(shù)與高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)。熱處理技術(shù)主要處理揮發(fā)性、半揮發(fā)性污染物、沸點較高的氯代化合物、農(nóng)藥污染的土壤,不適合重金屬、腐蝕性污染物、還原劑、活性氧化劑污染的土壤。
4.2.3 性能改良技術(shù)
該技術(shù)主要是通過使用無機物、有機物、化學(xué)沉淀劑以及離子拮抗劑等改良劑降低污染物的生物有效性、擴散性、水溶性等性質(zhì),降低污染物的危害。性能改良技術(shù)的關(guān)鍵主要是按照土壤然的特性以及污染物的性質(zhì)選擇改良劑。
4.2.4 氧化還原技術(shù)
該技術(shù)是向污染的土壤中加入氧化劑或者還原劑,并與污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進而達到修復(fù)土壤污染的目的。
4.2.5 電動力學(xué)修復(fù)技術(shù)
該技術(shù)是通過電動力學(xué)與電化學(xué)的復(fù)合作用富集污染物至電極區(qū),從而進行集中與分離。該技術(shù)常常受到土壤組分、緩沖能力、pH值、污染金屬類別等影響。
4.3 生物修復(fù)技術(shù)
該技術(shù)主要是綜合使用現(xiàn)代生物技術(shù),去除土壤中的有害污染物,改善并提高土壤質(zhì)量。生物修復(fù)技術(shù)主要包括微生物修復(fù)、植物修復(fù)、聯(lián)合修復(fù)等修復(fù)技術(shù)。生物修復(fù)技術(shù)主要用于烴類以及烴類衍生物污染的土壤,不適合持久性有機污染物污染的土壤處理[3]。
總之,面對土壤污染日益嚴重的現(xiàn)實,科研工作者必須提高科研水平,將更多的技術(shù)應(yīng)用于污染土壤修復(fù)之中,從而不斷提高土壤修復(fù)水平,降低土壤污染程度,改善農(nóng)作物的質(zhì)量,維護廣大人民群眾的身體健康。
參考文獻
[1]諶偉艷,沈柱華,趙潔麗.污染場地土壤修復(fù)與管理研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2015(5):152-152.
[2]趙李寧.污染土壤生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2015(4):149-149.
[3]劉志培.我國污染土壤生物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀[J].生物工程學(xué)報,2015,31(6):901-916.
作者簡介:賈小飛(1987,7-),男,漢,江蘇淮安,大學(xué)本科,蘇州科技學(xué)院。