生態(tài)修復(fù)論文

重金屬污染土壤生態(tài)修復(fù)研究進(jìn)展摘要：土壤重金屬污染不會(huì)被微生物降解、遷移性小、很難被清除、易在土壤中富集，一直備受國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注。研究土壤重金屬污染規(guī)律，積極探索更有效、經(jīng)濟(jì)的污染修復(fù)新技術(shù)具有重要意義。目前重金屬污染土壤的修復(fù)主要采用物理化學(xué)技術(shù)和植物修復(fù)技術(shù)。根據(jù)其作用過程和機(jī)理，物理化學(xué)技術(shù)主要包括化學(xué)固化、土壤淋洗和動(dòng)電修復(fù)；植物修復(fù)技術(shù)包括植物穩(wěn)定、植物揮發(fā)和植物提取。本文就各種修復(fù)技術(shù)的原理、優(yōu)缺點(diǎn)、實(shí)用性及其國際研究與發(fā)展動(dòng)態(tài)作一簡述。關(guān)鍵詞：土壤污染，重金屬，修復(fù)措施，植物修復(fù)ProgressinResearchofEcologicalRestorationofHeavyMetalsPollutionofSoilYifeiLiu(The2thclassofBiotechnology,CollegeofLifeScience,HeilongjiangUniversity,Harbin,150080)Abstract：Thesoilpollutionofheavymetalisdifficulttobedecomposedbythemicrobe,andisdifficulttomoveandbeeliminated.Theheavymetaliseasytoenrichmentinthesoil.Soitisconcernedbymanyscholarinbothathomeandabroadalways.Toresearchtheregulationofsoilpollutionofheavymetalandmoreeffectiveandeconomicalmeasureofprothetictechniqueisquitesignificative.Physio-chemicaltechniquesandphytoremediationaretheimportantmethodsforsolvingheavymetalpollutionofenvironment.Accordingtotheprocessesandmechanismsofreactions,physio-chemicaltechniquescanbedividedintochemicalimmobilization,soilwashingandelectrokineticremediation,whilephytoremediationincludesphyto-stabilization,phyto-volatilizationandphyto-extraction.Theprinciples,advantages,disadvantages,feasibilityandfutureresearchtrendsoftechniqueswerereviewed.Keywords：Soilpollution，Heavymetal，Repairmeasures，Phytoremediation1前言隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和人類的活動(dòng)，重金屬對生態(tài)環(huán)境的污染越來越嚴(yán)重。土壤重屬污染和有機(jī)污染物污染有著很大的區(qū)別，絕大多數(shù)重金屬在土壤環(huán)境中并不經(jīng)歷微生物或化學(xué)降解的過程，殘留在土壤中的重金屬元素將發(fā)生滲漏進(jìn)入地下水，或者是通過不同途徑進(jìn)入食物鏈，在食物鏈不同營養(yǎng)級中累積放大，這些重金屬元素不但對土壤環(huán)境本身和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生威脅，也將極大地影響人類和動(dòng)物的健康。[1]大多數(shù)重金屬在土壤中相對穩(wěn)定且難以遷出土體，對土壤理化性質(zhì)及土壤生物學(xué)特性(尤其是土壤微生物)和微生物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯不良影響，對土壤肥力起關(guān)鍵控制作用的過程如生物固氮、植物殘?jiān)纸狻B(yǎng)料循環(huán)等破壞嚴(yán)重，從而降低土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性。迄今對土壤重金屬污染修復(fù)的研究方法繁多，本文針對各種土壤重金屬污染修復(fù)的新近方法作綜合評述，進(jìn)以探究對土壤重金屬污染修復(fù)的意義。[2]2土壤重金屬污染現(xiàn)狀及來源2.1土壤重金屬污染現(xiàn)狀主壤既是人類生存與發(fā)展的重要自然資源和整個(gè)陸地生態(tài)系統(tǒng)賴以存在憋基礁，又是人類生態(tài)環(huán)境的重要組成部分之一，對環(huán)境變化其有高度的敏感性，“健康”的土壤對于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和入類的生存非常重要。但是，隨著世界社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)、城市污染的加劇和農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)的大量使用，全球范圍內(nèi)的土壤重金屬污染問題日益嚴(yán)重，污染程度也在不斷加深。[3]據(jù)資料報(bào)告，目前全世界平均每年排放Hg約1.5萬t、Cu340萬t、Pb500萬t、Mnl500萬t、Ni100萬t，其中櫻當(dāng)部分進(jìn)入土壤環(huán)境。作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，我國的土壤重金屬污染非常嚴(yán)重。根據(jù)調(diào)查資料初步統(tǒng)計(jì)，全國每年因土壤重金屬污染而造成減產(chǎn)糧食1000萬t，被重金屬污染的糧食多達(dá)1200萬t，合計(jì)經(jīng)濟(jì)損失至少200億元。[4]2.2土壤重金屬污染來源土壤中重金屬污染物主要是來自電鍍、選礦和制革等許多工業(yè)排放的廢水、廢氣和廢渣，以及煤灰尾砂，冶煉和其它更小的污染源。它們通過大氣沉降、污水灌溉等形式污染土壤，其次還有農(nóng)藥化肥和塑料薄膜的使用、污泥施肥、重金屬的廢棄物的堆積、金屬礦山的酸性廢水污染也是造成土壤重金屬污染的主要來受。此外，修復(fù)重金屬污染的過程也是土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤肥力增加的過程，修復(fù)過的十凈土壤更適合多種農(nóng)作物的生長。[15]植物固化技術(shù)能使地表長期穩(wěn)定，有利于生態(tài)環(huán)境改善和野生生物的繁衍，而且維持固化的成本低。植物的蒸騰作用還可以防止污染物向下遷移，可把氧氣供應(yīng)給根際，促進(jìn)有機(jī)污染物的降解。[16]但是，由于這項(xiàng)技術(shù)起步時(shí)間較晚，理論體系、修復(fù)機(jī)理和修復(fù)技術(shù)工藝還不成熟、不完善，因此，在基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用實(shí)踐方面還有許多工作作要做。主要表現(xiàn)在以下方面：1)尋找更多的野超積累植物應(yīng)用于礦山復(fù)墾、重金屬污染土壤改良、污水凈化和污染物固化；2)建立更多的示范性基地，獲取經(jīng)驗(yàn)并加以推廣；3)深化基礎(chǔ)理論研究，包括植物中金屬的存在形態(tài)、植物積累或超量積累金屬的機(jī)理、土壤學(xué)和土壤化學(xué)因子對增加金屬的植物可利用性的控制機(jī)理；4)研究耐重金屬和超累植物及其根際微生物共存體系；5)分子生物學(xué)和基因工程技術(shù)的應(yīng)用。[17]3.4農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)農(nóng)業(yè)治理法指采用一些因地制宜的改變耕作管理制度以減輕重金屬危害，在污染土壤上種植不進(jìn)入食物鏈的植物。農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)是因地制宜的改變某些耕作管理制度或在污染土壤上種植不參與食物鏈循環(huán)的植物，減輕污染危害，通過以下措施實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)。[18]控制土壤水分，調(diào)節(jié)其氧化還原電位(Eh值)，達(dá)到降低重金屬污染的目的。在不影響供肥的情況下，選擇最能降低土壤重金屬污染的化肥，利用有機(jī)肥能夠固定土壤中多種重金屬以降低污染的措施。選擇抗污染的植物和不在重金屬污染的土壤上種植進(jìn)入食物鏈的植物。農(nóng)業(yè)治理措施的優(yōu)點(diǎn)是易操作、費(fèi)用較低，缺點(diǎn)是周期長、效果不顯著。[19]4結(jié)語綜上所述，重金屬污染給環(huán)境、經(jīng)濟(jì)造成了巨大損失，給人類健康和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展帶來嚴(yán)重危害。治理重金屬土壤污染修復(fù)方法的研究與應(yīng)用已取得一定進(jìn)展，但總的來說各種技術(shù)都存在自身的優(yōu)勢與缺陷，治理重金屬土壤污染時(shí)應(yīng)該結(jié)合具體情況因地制宜，并且配合多種修復(fù)本法方同時(shí)使用。[20]參考文獻(xiàn):[1]孫光聞.重金屬污染及治理研究進(jìn)展[J].南方農(nóng)業(yè),2007,1(2):41-52[2]鄭喜珅,魯安懷,高翔等.土壤中重金屬污染現(xiàn)狀與防治方法[J].土壤與環(huán)境,2002,11(1):79-84[3]王學(xué)鋒,朱桂芬.重金屬污染研究新進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2003,26(1):54-56[4]劉永紅,姜冠杰,楊海征等.土壤重金屬污染及其修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[5]鄭喜珅,魯安懷,高翔.土壤中重金屬污染現(xiàn)狀與防治方法[J].土壤與環(huán)境,2002,11(1):79-84[6]邵學(xué)新,吳明,蔣科毅.土壤重金屬污染來源及其解析研究進(jìn)展[J].廣東微量元素科學(xué),200,14(4):1-6[7]MathysW.VergleichendeUntersuchugenderZinkaufnahmeVondieSistentenundSensitivePopulationVonagrostistenuisSibth.Flora2007,16(2):492-499[8]黃蘭椿,周永章,李紅中等.土壤中重金屬污染的修復(fù)進(jìn)展研究[M].中國可持續(xù)發(fā)展論壇,2008,(4)[9]賴發(fā)英,郭成志,李萍.重金屬污染土壤生態(tài)修復(fù)和利用的初步研究[J].江西科學(xué),2003,21(3):180-182[10]龍新憲,楊肖娥,倪吾鐘.重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)研究的現(xiàn)狀與展望[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2002,13(6):757-762[11]FRYSC.Thegroneingplantcellwall:Chemicalandmetabolicanalysis[M].England：LongmanScientificandTechnical.1nc,2006,17(34):195-200[12]RughCL,GragsonGM.MeagherRB.MerkleSAToxicmercuryreductionandremediationusingtr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