晏宴
摘 要:中國耕地面積廣泛,而土壤污染情況復(fù)雜,農(nóng)產(chǎn)品中的重金屬問題與國家經(jīng)濟(jì)和人民生活息息相關(guān)。一般使用的物理和化學(xué)方法處理污染成本高,不適合低和中等污染的大面積農(nóng)田。植物的提取和復(fù)原的方法,是低成本環(huán)保的方法,但是修復(fù)需要很長時(shí)間,很難普及。土壤添加劑改變了土壤的重金屬形態(tài),重金屬的生物利用能力雖然在白天有所下降,但也會(huì)對土壤的質(zhì)量產(chǎn)生影響。使用微生物進(jìn)行土壤修復(fù)備受關(guān)注,微生物的的生活環(huán)境與土壤的關(guān)系很大,利用基因工程手段,通過微生物的幫助來提高排污效率。此外,通過治水、間作等農(nóng)學(xué)對策也可以更換土壤的重金屬形態(tài),防止植物對重金屬的吸收。文章對目前土壤污染產(chǎn)生的影響進(jìn)行了分析,提出了幾種修復(fù)技術(shù)。
關(guān)鍵詞:重金屬污染;農(nóng)田土壤修復(fù);安全利用技術(shù)
引言:
將相關(guān)的調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,重金屬污染受到許多因素的影響,其產(chǎn)生具有多種來源。主要是包括以下的東西:大范圍的使用農(nóng)藥、工業(yè)廢料殘留、沉積積累、廢氣中重金屬擴(kuò)散、灌溉、重金屬農(nóng)藥等。被重金屬污染農(nóng)田土壤主要特征是不滲水、不分解微生物,具有生物積累功能和潛伏期。土壤污染區(qū)域相當(dāng)大,污染后難以治理,而且治理的效益不一定好、成本高、對周圍產(chǎn)生的影響大。中國耕地土壤的重金屬污染嚴(yán)重,污染的主要來源也很廣。例如,汞的來源主要是含水銀的污水,而鉛主要來自冶煉排放和汽車廢氣的積累。
一、當(dāng)前農(nóng)田土壤污染產(chǎn)生的影響
(一)對植物的影響
重金屬在植物的成長過程中進(jìn)入植物,給植物帶來特定的毒性效應(yīng),植物的葉長、葉面積數(shù)等都會(huì)受到影響。重金屬含量的濃度越高,植物的光合作用速度就越低。重金屬離子可以取代生物高分子和其他重金屬離子的結(jié)合,影響植物的生長和代謝。另外,還有一些化學(xué)離子也會(huì)對植物產(chǎn)生負(fù)面影響。例如:過氧化氫等離子的活性受到影響,酶和代謝有害物質(zhì),能夠阻礙植物吸收鈣、鎂等其他礦物元素。
(二)對人體的影響
將土壤中的重金屬轉(zhuǎn)移到植物中,如果含有重金屬的蔬菜等有毒農(nóng)產(chǎn)品變成食物,之后被人類食用,這些毒性物質(zhì)將通過食物鏈直接進(jìn)入人體,對人體健康造成威脅。例如:日本發(fā)現(xiàn)的某種疾病,該疾病是由慢性汞中毒引發(fā)的,導(dǎo)致步態(tài)困難,智力低下和視力障礙?;颊叩臋C(jī)體免疫力差,記憶力減退。此外,急性汞中毒會(huì)嚴(yán)重影響神經(jīng)和消化系統(tǒng)的運(yùn)作,嚴(yán)重者可能致命。如上所述,重金屬積累在人體中,對人體健康構(gòu)成極大威脅。要利用土壤修復(fù)的技術(shù),把農(nóng)田中的有害物質(zhì)去除掉,讓農(nóng)作物不含有有毒物質(zhì),進(jìn)而保證食用農(nóng)作物的人類健康不受危害。
二、土壤修復(fù)的目的及意義
在人類居住的地球上存在各種農(nóng)作物,而且各種植物自然生長,為人類帶來的無數(shù)的益處。但是,自工業(yè)革命開始以來,人類的生產(chǎn)活動(dòng)已開始對自然產(chǎn)生重大影響[1]。同時(shí),它已造成對水、空氣和土壤的破壞,而水,空氣和土壤是植物生長最重要的組成部分。 因此,如何使人與自然和諧相處,減輕土壤的污染受到廣泛關(guān)注。利用各種技術(shù)修復(fù)被污染的土壤越來越被各個(gè)國家所重視。
三、修復(fù)與安全利用技術(shù)
(一)客土法
客土法是為了減少重金屬污染物質(zhì)和植物的根接觸。操作方法是將土壤的表面用新土覆蓋,或用沒有被污染的土壤替代,兩種方法都能有效地減少重金屬污染。但缺點(diǎn)是費(fèi)用高。對于有毒物質(zhì)濃度高的重金屬污染土壤沒有多大效果。
(二)深耕土壤層法
這種方法是將污染過的土壤埋在土壤的底部,使污染過的土壤和沒有被污染過的土壤充分混合起來[2],以降低土壤表層的重金屬含量。所進(jìn)行的工作量不大,效果不明顯,對控制重度污染和長期污染的區(qū)域沒有太大作用。
(三)工程去除法
此方法的順序是先清除約15 cm的表層土壤,換上新的土,再連續(xù)澆水。最后進(jìn)行耕種??梢允怪亟饘俸繙p少,達(dá)到符合要求的標(biāo)準(zhǔn)。
(四)化學(xué)固化法
土壤所具有的某種土壤特性,可以使化學(xué)物質(zhì)加入之后對其產(chǎn)生很大的影響,采用化學(xué)固化法的最大優(yōu)點(diǎn)是土壤結(jié)構(gòu)不改變,周期較短,操作容易恢復(fù),在面對大面積需要處理的污染農(nóng)田也可以完美解決。前提條件是穩(wěn)定劑和固化劑的用量以及單位成本要科學(xué)、合理的控制。
(五)土壤性能改良法
這種方法改變了重金屬的化學(xué)形式,有效地降低了重金屬物質(zhì)的水溶性和分散性,并降低了生物的有效性。缺點(diǎn)是農(nóng)田的生態(tài)會(huì)被破壞 [4],只可以在面積較小的農(nóng)田中使用。
(六)電動(dòng)修復(fù)法
這種方法的過程是在受污染的農(nóng)田中將電極插入受污染的土壤中并施加電流,之后形成電場,利用電滲、電泳等的作用以驅(qū)動(dòng)土壤污染物,并將其移至電極區(qū)域進(jìn)行處理。該方法具有修復(fù)成本低,效率高,處理方便等優(yōu)點(diǎn),對于粘性較高的土壤更加容易產(chǎn)生效果。
(七)生物修復(fù)技術(shù)
動(dòng)植物的生命代謝活動(dòng)可以把土壤里的重金屬聚集起來,之后將其分離出去,可以改變土壤中重金屬生物學(xué)的形態(tài),減少重金屬的危害。這種方法主要是利用低等動(dòng)物具有收集重金屬的功能的特點(diǎn),利用植物的積累功能收集重金屬、利用土壤中的各種微生物吸附重金屬,可以降低土壤重金屬的比例。動(dòng)物的活動(dòng)具有增加土壤透氣性、透水性和土壤肥沃度的優(yōu)點(diǎn),對恢復(fù)已被污染的土壤生態(tài)系統(tǒng)有幫助。植物有效地促進(jìn)了土壤中重金屬的流動(dòng)性,降低了有毒物質(zhì)的生物利用度。
(八)農(nóng)藝調(diào)控措施
這種方法是控制植物生長的自然環(huán)境,和對基因表達(dá)過程采取某種方法和措施。例如:通過調(diào)節(jié)土壤的pH值、調(diào)節(jié)土壤的水含量等方法。農(nóng)藝調(diào)控措施的特點(diǎn)是成本低廉,在實(shí)施期間不影響土壤生產(chǎn)功能。但是簡單的農(nóng)藝調(diào)整措施是無法處理污染嚴(yán)重的農(nóng)田的,對于部分污染嚴(yán)重的農(nóng)田處理起來比較困難。主要是通過調(diào)整土壤PH值,在土壤中蓄積重金屬離子,可達(dá)到降低重金屬含量的目的,但由于土壤環(huán)境的變化,重金屬可再混入土壤。從整體上看,用于農(nóng)業(yè)技術(shù)控制措施的復(fù)原技術(shù)相對成熟,成本低,對土壤環(huán)境影響小,但只適合處理污染較輕的土壤。
四、結(jié)束語
我們國家的耕種面積十分的廣闊,對于農(nóng)產(chǎn)品的需求量也十分的大。因此為了保證農(nóng)產(chǎn)品的綠色、無污染,就需要保護(hù)好農(nóng)田,減少農(nóng)田中的重金屬含量,進(jìn)而使農(nóng)田上生長出的農(nóng)作物所含的各種元素符合要求。在受到重金屬污染的農(nóng)田上生長出來的農(nóng)作物不能滿足人們的營養(yǎng)需求,還會(huì)含有有毒物質(zhì)。含有有毒物質(zhì)的農(nóng)作物被人類食用后,對人體的傷害很大。要充分利用各種修復(fù)污染農(nóng)田的方法,在實(shí)施的過程中遵守操作規(guī)范,對不同污染程度的農(nóng)田采用不同的修復(fù)方法,以實(shí)現(xiàn)低成本、高效率的去除污染。
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