微生物治理土壤重金屬污染

1、生物技術(shù)修復(fù)土壤重金屬污染任課教師：XXX姓 名：XXX學(xué) 號：XXX專 業(yè)：生物科學(xué)基地班年 級：XXX學(xué) 院：生命科學(xué)學(xué)院成 績 _ 土壤重金屬污染摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)特別是重工業(yè)的發(fā)展，土壤重金屬污染的形勢也越來越嚴(yán)峻。污染治理已成備受關(guān)注的焦點(diǎn)。已有許多物理工程、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)等技術(shù)相繼涌現(xiàn)。本文就土壤重金屬污染的現(xiàn)狀、現(xiàn)有生物修復(fù)技術(shù)做綜述。關(guān)鍵詞： 重金屬污染現(xiàn)狀 修復(fù)技術(shù)Abstract ：With the development of social economy especially heavy industry, the situation of soil heavy m

2、etal pollution is becoming more and more serious.Pollution control has become the focus of the attention.There are many physics engineering, chemical remediation, bioremediation technology have emerged.This article reviews the current situation, the existing soil heavy metal pollution bioremediation

3、 technology.Keyword ：Heavy metal pollution status quo Technology to repair前言：隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，土壤重金屬污染問題日益嚴(yán)重，土壤中過量的重金屬會被植物吸收到體內(nèi)，通過食物鏈和生物富集作用對人體健康造成巨大危害。治理土壤環(huán)境重金屬污染問題已成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)，而物理化學(xué)修復(fù)手段顯然不能快速高效地解決這一難題，生物修復(fù)因其廉價(jià)、環(huán)境友好而備受青睞。11. 現(xiàn)狀1.1國內(nèi)重金屬污染現(xiàn)狀重金屬資源是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)和重要組成部分, 一方面重金屬資源的開發(fā)為我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn), 另一方面大量的重金屬資源開發(fā)

4、活動(dòng)勢必造成嚴(yán)重的重金屬污染, 尤其是鄉(xiāng)鎮(zhèn)、個(gè)體礦山的開發(fā), 由于其各方面的技術(shù)、設(shè)備簡陋, 環(huán)保意識缺乏等原因?qū)Νh(huán)境的破壞和污染是特別嚴(yán)重, 甚至引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染事件, 直接威脅到人類的生命安全. 中國的土壤重金屬污染已較為嚴(yán)重和普遍，污染源主要是污灌、金屬礦開采、冶煉與加工，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的不和諧發(fā)展等。2作為國土資源大調(diào)查重要成果及全國土壤污染狀況調(diào)查專項(xiàng)，全國多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查項(xiàng)目也已發(fā)現(xiàn)局部地區(qū)土壤污染嚴(yán)重。如長江中下游某些區(qū)域普遍存在鎘、汞、鉛、砷等異常。城市及其周邊普遍存在汞鉛異常，部分城市明顯存在放射性異常。湖泊有害元素富集，土壤酸化嚴(yán)重。研究證實(shí)，鎘、汞等重金屬元素與人類污染

5、存在密切關(guān)系。重金屬元素在土壤表層明顯富集并與人口密集區(qū)、工礦業(yè)區(qū)存在密切相關(guān)性。與19941995年采樣相比，土壤重金屬污染分布面積顯著擴(kuò)大并向東部人口密集區(qū)擴(kuò)散。而且地質(zhì)學(xué)家研究表明，我國土壤正出現(xiàn)越來越多本來沒有或微不足道的危險(xiǎn)元素。對浙北、浙東和浙中的236.5萬公頃農(nóng)用地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不適合種農(nóng)作物的農(nóng)用地面積為47.2萬公頃，占20%；浙北、浙中、浙東沿海三個(gè)區(qū)域中，屬輕度、中度與重度重金屬污染的面積分別占38.12%、9.04%、1.61%，城郊傳統(tǒng)的蔬菜基地、部分基本農(nóng)田都受到了較嚴(yán)重的影響。1994年開始，中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所等機(jī)構(gòu)就對全國土壤51個(gè)化學(xué)元素進(jìn)

6、行監(jiān)測，1999年開始對中國東部農(nóng)田區(qū)54個(gè)化學(xué)元素進(jìn)行填圖，2008年又開始建立覆蓋全國的地球化學(xué)基準(zhǔn)網(wǎng)，對含78種元素的土壤81個(gè)化學(xué)指標(biāo)進(jìn)行探測。數(shù)據(jù)顯示，重金屬等污染物指標(biāo)在大的流域及局部工礦業(yè)和農(nóng)業(yè)區(qū)上升較快。1.2國外重金屬污染現(xiàn)狀英國早期開采煤炭、鐵礦、銅礦遺留下的土壤重金屬污染經(jīng)過300年依然存在。1996到1999年間，英格蘭和威爾士嘗試挖出污染土壤并移至別處，但并未根本解決問題。從20世紀(jì)中葉開始，英國陸續(xù)制定相關(guān)的污染控制和管理的法律法規(guī)，并進(jìn)行土壤改良劑和場地污染修復(fù)研究。日本的土地重金屬污染在上世紀(jì)六七十年代非常嚴(yán)重。其經(jīng)濟(jì)的快速增長導(dǎo)致了全國各地出現(xiàn)許多嚴(yán)重環(huán)境污染

7、事件，被稱為四大公害的痛痛病、水俁病、第二水俁病、四日市病，就有三起和重金屬污染有關(guān)。荷蘭在工業(yè)化初期土地污染問題嚴(yán)重。從20世紀(jì)80年代中期開始，加強(qiáng)土壤的環(huán)境管理，完善了土壤環(huán)境管理的法律及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。國土面積4.15萬平方公里的荷蘭每年要花費(fèi)4億歐元修復(fù)15002000個(gè)場地，預(yù)計(jì)到2015年基本能修復(fù)全部污染土壤。2. 土壤重金屬來源在自然過程(大氣沉降、地表徑流等 和人為作用(農(nóng)田灌溉等 下, 重金屬污染 物在不同環(huán)境介質(zhì)中不斷進(jìn)行著遷移轉(zhuǎn)化, 從而造成嚴(yán)重的二次污染(如圖1 .32.1 隨著大氣沉降進(jìn)入土壤的重金屬大氣中的重金屬主要來源于能源、運(yùn)輸、冶金和建筑材料生產(chǎn)產(chǎn)生的氣體和粉塵

8、。除汞以外, 重金屬基本上是以氣溶膠的形態(tài)進(jìn)入大氣, 經(jīng)過自然沉降和降水進(jìn)入土壤。煤含Ce 、Cr 、Pb 、Hg 、Ti 等金屬，石油中含有相當(dāng)量的Hg(O.0230mg/kg，這類燃料在燃燒時(shí)，部分懸浮顆粒和揮發(fā)金屬隨煙塵進(jìn)入大氣，其中1O%30%沉降在距排放源十幾公里的范圍內(nèi)，4 據(jù)估計(jì)全世界每年約有1600噸的汞通過化石燃料燃燒排放到大氣中。含鉛汽油的燃燒和汽車輪胎磨損產(chǎn)生的粉塵對大氣和土壤造成Pb 、Zn 、Cd 、Cr 、Cu 等污染。經(jīng)自然沉降和雨淋沉降進(jìn)入土壤的重金屬污染，與重工業(yè)發(fā)達(dá)程度、城市的人口密度、土地利用率、交通發(fā)達(dá)程度有直接關(guān)系，距城市越近污染的程度就越重，污染強(qiáng)弱

9、順序?yàn)椋撼鞘薪紖^(qū)農(nóng)村。2.2隨污水進(jìn)入土壤的重金屬利用污水灌溉是灌區(qū)農(nóng)業(yè)的一項(xiàng)古老的技術(shù)，主要是把污水作為灌溉水源來利用。污水按來源和數(shù)量可分為城市生活污水、石油化工污水、工業(yè)礦山污水和城市混合污水等。生活污水中重金屬含量很少，但是，由于我國工業(yè)迅速發(fā)展，工礦企業(yè)污水未經(jīng)分流處理而排人下水道與生活污水混合排放，從而造成污灌區(qū)土壤重金屬Hg 、Cd 、Cr 、Pb 、Cd 等含量逐年增加。4據(jù)我國農(nóng)業(yè)部調(diào)查數(shù)據(jù)，在全國約140萬公頃的污灌區(qū)中，受重金屬污染的土地面積占污灌區(qū)面積的64.8%，其中輕度污染46.7%，中度污染9.7%，嚴(yán)重污染8.4%。華南部分城 市50%的耕地遭受鎘、砷、汞等有毒

10、重金屬污染；長三角地區(qū)有些城市大片農(nóng)田受多種重金屬污染， 10%的土壤基本喪失生產(chǎn)力。2.3 隨固體廢棄物進(jìn)入土壤的重金屬固體廢棄物種類繁多，成分復(fù)雜，不同種類其危害方式和污染程度不同。其中礦業(yè)和工業(yè)固體廢棄物污染最為嚴(yán)重。這類廢棄物在堆放或處理過程中，由于日曬、雨淋、水洗重金屬極易移動(dòng)，以輻射狀、漏斗狀向周圍土壤、水體擴(kuò)散。對武漢市垃圾堆放場，杭州鉻渣堆放區(qū)附近土壤中重金屬含量的研究發(fā)現(xiàn)，這些區(qū)域土壤中有一些固體廢棄物被直接或通過加工作為肥料施入土壤，造成土壤重金屬污染。固體廢棄物也可以通過風(fēng)的傳播而使污染范圍擴(kuò)大，土壤中重金屬的含量隨距污染源的距離增大而降低。42.4 隨農(nóng)用物資進(jìn)入土壤的

11、重金屬農(nóng)藥、化肥和地膜是重要的農(nóng)用物資，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展起著重大的推動(dòng)作用，但長期不合理施用，也可以導(dǎo)致土壤重金屬污染。絕大多數(shù)的農(nóng)藥為有機(jī)化合物，少數(shù)為有機(jī)-無機(jī)化合物或純礦物質(zhì)，個(gè)別農(nóng)藥在其組成中含有Hg 、As 、Cu 、Zn 等重金屬。重金屬元素是肥料中報(bào)道最多的污染物質(zhì)。氮、鉀肥料中重金屬含量較低，磷肥中含有較多的有害重金屬，復(fù)合肥的重金屬主要來源于母料及加工流程所帶入。肥料中重金屬含量一般是磷肥>復(fù)合肥>鉀肥>氮肥。Cd 是土壤環(huán)境中重要的污染元素，隨磷肥進(jìn)入土壤的Cd 一直受到人們的關(guān)注。許多研究表明，隨著磷肥及復(fù)合肥的大量施用，土壤有效Cd 的含量不斷增加，作

12、物吸收Cd 量也相應(yīng)增加。肥料中Cr 、As 元素含量較高，且土壤的環(huán)境含量又較低，能引起土壤中Cr 、As 的較快積累。近年來，地膜的大面積的推廣使用，造成了土壤的白色污染。由于地膜生產(chǎn)過程中加入了含有Cd 、Pb 的熱穩(wěn)定劑，同時(shí)也增加了土壤重金屬污染。43. 土壤修復(fù)技術(shù)3.1 工程物理法工程物理法是指用物理(機(jī)械 、物理化學(xué)原理治理污染土壤的一類方法。常見的方法有：客土法、淋洗法、電動(dòng)力學(xué)法，電熱修復(fù)。3.2 化學(xué)修復(fù)化學(xué)修復(fù)是在土壤原位上進(jìn)行的, 簡單易行。但并不是一種永久的修復(fù)措施, 因?yàn)樗桓?013 年國際課程周生物技術(shù)修復(fù)土壤重金屬污染 最近又提出一些新的修復(fù)技術(shù)， 例如：

13、農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù) （包括是農(nóng)藝修復(fù)措施和生態(tài)修復(fù)） 4.展望 工程措施、 物理修復(fù)和化學(xué)修復(fù)重金屬污染土壤， 缺點(diǎn)多， 大規(guī)模處理污染土壤不現(xiàn)實(shí)， 并且會破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低生物活性，使土壤肥力退化。而農(nóng)業(yè)生態(tài)措施又周期長，效果不 明顯。生物修復(fù)以其高效性，良好的社會、生態(tài)綜合效益而被大眾接受，應(yīng)用前景廣闊。預(yù) 計(jì)以下幾點(diǎn)將成為未來的研究熱點(diǎn)：超累積植物篩選與培育、基因工程技術(shù)的應(yīng)用、生物修 復(fù)綜合技術(shù)的研究等。 土壤是人類賴以生存的資源，土壤一旦被污染，通過自凈能力完全復(fù)原周期長達(dá)千年。 為了人類健康，必須持續(xù)加大對污染行為監(jiān)管和懲治力度。對已被污染土地，要把污染源搞 清楚并加以切斷。土壤污染物不

14、僅有重金屬，還有大量有機(jī)污染物。國土、地質(zhì)、環(huán)境、水 利等部門要通力合作為大地“排毒”。 參考文獻(xiàn)： 1 2 3 4 5 王德勝 陳 蘭 敬小兵 徐 恒 陳懷春 曹 鄭春榮 涂 從 螯合劑和表面活性劑輔助金福菇 修復(fù)重金屬污染土壤 朱永官 中國土壤重金屬污染現(xiàn)狀與防治對策 壤 通 報(bào) Chinese Journal of 斌,何松潔,夏建新 重金屬污染現(xiàn)狀分析及其對策研究 土壤重金屬污染現(xiàn)狀與修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展 土 崔德杰, 張玉龍 Soil Science Vol. 35 ,No. 3 J un. ,2004 WILES S CBioremediation of soil contaminated with ic hydrocarbonsJEnviom Pollut， JIn Vitro Cell 1993，81：229249 6 CHENG S PEffects of heavy metals on plants and resistance mechanimm Dev Bid，1993，29(1：柳一212 7 8 9 10 展 11 12 楊居榮. 北京地區(qū)土壤重金屬容量的研究J . 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),1984 ,4 (2 :76 - 79. 張曉鈺 左曉峰 單龍 茹炳根 轉(zhuǎn)金屬硫蛋白及