胡玲君
(中節(jié)能大地(杭州)環(huán)境修復有限公司,浙江 杭州 310000)
近年來,我國土壤污染日益嚴重,土壤中重金屬積累量呈上升趨勢,使土壤質量明顯下降。同時,對于農作物來說,也造成了許多不利影響,若這些被污染的農作物進入人體內,會嚴重威脅人類的身體健康。因此,治理土壤污染已經成為目前迫切需要解決的重要問題之一。近年來,植物修復作為一種環(huán)境治理技術,具有投資少、不會造成土壤結構發(fā)生變化、不會引起二次污染等優(yōu)勢,使其在土壤污染治理過程中成為重點研究的對象。
鉛、鎘的主要來源分為人為因素與自然因素。一般情況下,自然因素產生的鎘主要是來源于火山爆發(fā)、巖石風化以及森林火災等;自然因素產生的鉛主要來源于鉛礦石的風化。若是在自然條件下造成的鉛、鎘污染土壤,這對于人類的正常生活不會產生太大的影響。人為因素造成的鎘污染主要來源于礦石的開采,污水的排放以及含鎘化肥的使用等方面;人為因素造成的鉛污染主要來源于對土地不合理的利用、汽車尾氣排放以及金屬加工、生產等方面的影響,
1.2.1 鉛污染的危害
一般情況下,當鉛進入到土壤后,會嚴重影響土壤的生態(tài)環(huán)境以及理化形狀,如果其所含鉛的濃度比較高,還會對植物的生長造成一定的威脅,比如抑制植物的光合作用、細胞代謝以及根系生長等,嚴重的還會造成植物枯萎、死亡[1]。同時,當含鉛的食物進入人體后,對于人體造成的危害也是非常大的,比如貧血、損壞腎臟、破壞神經系統(tǒng);等等。
1.2.2 鎘污染的危害
在土壤中,鎘存在的形式主要是依據(jù)土壤中的酸堿度,當土壤中的pH值較低時,鎘就非常容易溶解,反之,如果土壤中的pH值非常高,鎘就會很難得到溶解。若鎘在土壤中長期存在,不僅會對土壤酶活性帶來一定的抑制,還會使土壤微生物群落發(fā)生改變,對土壤的理化狀態(tài)有很大的負面影響[2]。此外,如果鎘通過食物鏈進入人體,還會影響人體的肝臟、生殖系統(tǒng)、胃腸以及脾臟等多個器官,并且鎘還能夠抑制免疫細胞和體液產生,有著非常強的致癌性。
利用植物修復技術來治理土壤鉛、鎘重金屬污染,相比其他治理技術,治理會更加徹底,并且植物修復技術具有成本低、操作簡單等優(yōu)點。利用植物修復技術能夠將鉛、鎘轉移到地面上,可以對其進行回收利用,達到改善土壤生態(tài)環(huán)境的效果。這種修復技術不會使土壤結構發(fā)生變化,安全性較高,主要適用于土壤污染面積較大的區(qū)域治理。
在植物修復技術中利用植物穩(wěn)定方式能夠有效減少重金屬鉛、鎘的積累量,其主要方法是利用特定植物根部與分泌物對鉛鎘的活性進行穩(wěn)固,從而保證污染物不會進入食物鏈或地下水,以免危害到人類的身體健康[3]。一般情況下,只有滿足以下三個要求才能夠作為修復植物:第一,植物根部生物量必須要高;第二,植物能夠接受較高水平的污染物;第三,植物根部能夠達到穩(wěn)固污染物的能力。通過植物穩(wěn)定方式治理土壤鉛鎘污染,其與化學試劑固化方式有一定的相似,但這兩種方法都不能徹底解決土壤鉛鎘污染。
目前,植物提取方式是治理土壤重金屬污染最有效的一種方法,治理后不會引起二次污染,相比于其他方式,這種治理方式更加徹底,因此,受到了人們的廣泛關注。植物提取主要是利用植物富集能力把土壤中的鉛、鎘污染物轉移到植物的莖葉上面,然后利用收割方式,把莖葉收割掉,以此對土壤中的鉛、鎘污染物進行有效收集?,F(xiàn)在,如何使用更加高效、經濟的輔助手段提高植物提取效率,是目前技術人員研究的重點[4]。其中被稱之為最有效的一種輔助手段就是添加土壤改良劑,但是這種改良劑必須是環(huán)境友好型的,不會對環(huán)境造成不利影響。在實際生活中,這種土壤改良劑是非常見的,比如食品加工過程中所產生的醋糟,或者是酒精加工廠中的酒糟等。因這類土壤改良劑是工廠要丟掉的廢棄物,所以可以將土壤治理與相關企業(yè)之間建立長期合作關系,實現(xiàn)治理土壤重金屬污染的目的。
施肥作為一種傳統(tǒng)的農藝措施,能夠有利于提高植物的產量與質量。一般情況下,重金屬污染經常會出現(xiàn)在礦山區(qū)域或是土壤養(yǎng)分貧瘠的地區(qū),因此,在修復過程中,應根據(jù)土壤中的養(yǎng)分狀況進行選擇合適的施肥材料。此外,超富集植物在生長階段,需要大量的營養(yǎng),施肥量應該在一個合適的范圍內,這樣才能夠保證土壤重金屬污染物的有效去除,并且科學有效施肥還可以提高植物的修復效率。通過對修復植物的研究發(fā)現(xiàn),將磷肥應用于鉛、鎘污染的土壤中,能夠有效降低這兩種重金屬的生物有效性[5]。同時,利用高生物量的重金屬耐性植物香草根在修復土壤鉛污染時,施加緩釋肥進行治理,其效果要遠遠大于N、P、K肥料。
在利用超富集植物進行治理土壤污染物鉛、鎘的過程中,通過調節(jié)植物種植的密度、間作與輪作等多種方式,既可以使土壤的理化性質發(fā)生改變,還可以提高植物的成活率。通過研究發(fā)現(xiàn),利用科學合理的栽培密度,能夠使植物充分吸收陽光以及土壤中的營養(yǎng)成分,使修復植物的成活率大大提升,促進了植物對重金屬的吸收。同時,利用不同修復植物之間的相互作用,可以將喬、灌、草三者之間構建出一個穩(wěn)定的修復部落,從而達到修復多種重金屬污染的效果。比如,在土壤鉛、鎘污染比較嚴重的地區(qū),可以采用種植野菊花、五節(jié)芒與旋鱗莎草,利用根系微生物、土壤酶等,以此來提高植物的修復效率。
植物修復技術本身就是利用修復植物根系進行吸收水分與養(yǎng)分的一個過程,采用科學合理的水分能夠有效促進修復植物的生長,達到提高修復效率的的目標。對于一些超富集植物,雖然其具有很強的耐旱性,但過度的缺水也會造成修復功能減弱,所以做好修復植物的水分管理工作是非常必要的。除此之外,我們也可以利用植物蒸騰作用將土壤中的水分充分蒸發(fā),阻止重金屬污染物向更深層次的土壤轉移。需要注意的是,植物體本身應具有富集重金屬能力,對污染物起到固定的用。
綜上所述,植物修復技術具有安全性高、成本低、對重金屬治理效果好的優(yōu)勢,其未來的發(fā)展前景比較廣闊。但在治理土壤鉛、鎘污染時,這種技術還尚未成熟,因涉及的領域較廣,所以還有很多技術問題有待我們完善。土壤污染治理是一個非常漫長的過程中,我們需要不斷汲取經驗,不斷分析與總結植物修復技術的優(yōu)缺點等,從而達到改善土壤環(huán)境、維持生態(tài)平衡的目的。