身份证号:51060219820903XXXX
摘要:由于重工业的发展、金属制品的广泛使用和生活垃圾的大量排放,我国部分地区的土壤环境受到污染,加之治理不及时、治理效率低,严重污染土壤周边的生态系统。若土壤受到重金属污染,会直接导致耕地面积减少,食品安全性降低,最终影响人体健康,因此,对于污染土壤的治理,尤其是对重金属污染地区的土壤修复,人们需要采取科学有效的治理技术,实现土壤资源的可持续利用。
关键词:土壤污染治理;植物修复技术;环保;运用
1当前的土壤修复技术
1.1生物修复技术
生物修复技术是通过微生物、动物、植物的联合作用,对土壤中的污染物进行转化、降解、吸收等,使土壤中的污染物达到正常水平。其中,动物修复技术是通过甲螨、蚯蚓等土壤动物,对土壤中的污染物进行吸收、分解,改善土壤理化性质,提高土壤肥力,十分环保,但缺陷也比较明显,蚯蚓、甲螨等土壤动物活动面积较大,受光照等因素的影响。生物修复技术只能改变土壤中重金属的形式,而不能彻底清除,治理效果取决于土壤污染区的水分、温度、pH等环境因素,应用限制较大。相比其他两种修复技术,植物修复技术优势较为明显。
1.2物理修复技术
物理修复技术是通过分析废弃物与环境的物理特性,找出其中的差异,然后分离和稀释土壤中的重金属,有效降低重金属对土壤的危害,其主要有玻璃化、热处理、去表土和客土等方法。但是,物理修复技术缺陷也较为明显,其对重金属的清除不彻底,对大面积的重金属污染区没有明显效果,容易破坏生态系统,不能从根本上解决土壤污染问题。物理修复技术资金投入较大,只适用于土壤污染的早期阶段。
1.3物理-化学修复技术
物理-化学修复技术通过物理电解、萃取、使用化学试剂等方式,使重金属的化学行为与化合价变化,降低土壤中重金属的生物有效性、毒害性、溶解性等,一般包括两种方式,即钝化和淋洗。该技术缺陷明显,其中,钝化只能使土壤中重金属的形式发生变化,而达不到彻底清除的效果,随着时间的推移,土壤中的重金属可能重新活化,另外,钝化会减少土壤中微量元素的含量,降低土壤肥力,投入资金较大,却达不到理想的效果;淋洗过程要加入大量化学药品,这些药品很难消除,若渗透到地下,可能会造成二次污染,不仅降低土壤肥力,也破坏土壤生态平衡,土壤中的污染物存在于多个介质中,淋洗达不到很好的清除效果,需要联合其他修复技术。
3植物修复技术的方式
3.1根部过滤
在根系部位,植物与微生物相互影响,达到联合治理污染的效果。其中,内生菌在吸收重金属的同时,能够辅助植物吸收重金属,低重金属对植物的威胁。根系部位的微生物能够促进植物生根,使植物充分吸收养料、无机盐、水分,促进植物茁壮生长,同时提高重金属富集能力。
3.2植物稳固
耐重金属植物能够有效吸收重金属,抑制重金属的扩散,减少其地下渗透量,避免出现大范围污染。例如,香根草能将铅转化为残渣态,大大降低土壤中铅的毒性。该技术有两大主要功能,一是通过根系富集并固定重金属,二是减少重金属继续向土壤扩散。
3.3植物挥发
部分植物可以吸收、转化四氯化碳、汞、砷等污染物,然后将其排放到大气中。研究显示,酢浆草对汞有高达280%的转移率,因此在治理汞污染的土壤时,可以种植酢浆草。当然,植物挥发方法要求排放后的物质毒性远远低于之前,若处理不当,容易污染空气。
3.4植物萃取
植物萃取主要是通过植物的富集能力,将重金属转移到茎、叶上,然后收割茎、叶,有效收集和处理土壤中的重金属。该方法效率较高,资金投入少,不会造成二次污染,可以美化环境,提升土壤肥力。现阶段,已发现超过400种植物有超强的富集效果,例如,蒿莽草对钴元素有超强的富集能力,九节木对镍元素有超强的富集能力,商陆对锰有超强的富集能力。人们可以利用不同植物来富集不同的重金属元素,达到收集和处理土壤中重金属的效果。
4植物修复技术的优势与缺陷
4.1植物修复技术的优势
对比其他土壤治理技术,植物修复技术对土壤中的重金属治理比较彻底,操作简便,成本较低,应用优势较大。其能够有效处理土壤中的重金属,将重金属转移到地面,并能对重金属进行回收利用,改善土壤生态环境,安全性较高,土壤结构不会被破坏,其适用于土壤污染较大的区域。另外,超富集植物能够实现对不同重金属的吸收和富集,有效处理土壤中不同种类的重金属,并且植物具有净化空气、稳固土壤结构、涵养水分等优点,能够较好地应用于土壤污染治理中。
4.2植物修复技术的缺陷
植物修复技术中,超富集植物的应用价值较高,但是缺点也比较明显。超富集植物比较特殊,其对土壤环境的要求较高。超富集植物大多是野生植物,植株矮小,生长周期较长。超富集植物的作用原理是将土壤中的重金属通过吸收转移到茎、叶中,但若其茎、叶断裂落入土壤中,腐烂后又会使重金属重新回到土壤里,造成二次污染,并且植物容易被动物食用,破坏其对重金属的富集。超富集植物根系大多短小,并不能深入深层土壤里,因此对深层土壤中的重金属毫无作用。研究表明,现阶段发现的超富集植物都只能进行单一或几种的重金属富集,人们还没有找到能够同时富集所有重金属的植物。
5植物修复技术的优化方案
一是植物修复技术与物理修复技术、化学修复技术相结合,三者各有优缺点,相互结合,可以弥补各自缺陷,综合治理土壤污染,减少对土壤生态系统的破坏,有效处理土壤污染物。二是基因工程的应用,通过基因工程筛选植物中价值较高的基因,然后对植物进行改良,达到对土壤重金属的多元素吸收富集的目的。三是深化对植物修复技术的实践,创建植物治理重金属污染的示范基地,然后对其数据进行日常检测记录,分析超富集植物的作用原理与机制,并对其进行改良。四是大量培育超富集植物,在全国范围内收集超富集植物,建立超富集植物数据库,了解超富集植物的分布特点、对重金属的富集效果和富集的重金属种类。五是对用于治理土壤污染的植物进行施肥,提高其生物量,改变重金属形式,持续改善土壤生态环境。六是改善植物根系环境,促进植物根系微生物的生长繁殖,通过微生物与植物的相互影响,二者共同生长,微生物可以提高植物对土壤中重金属的富集转化能力,微生物自身也能吸收重金属,改善土壤环境。
6结语
植物修复技术具有成本低、安全性高、重金属吸收彻底等优点,发展潜力巨大,目前该技术尚未不成熟,涉及领域广泛,有待完善。土壤治理是一个漫长的过程,人们需要在土壤治理实践中汲取经验,有效弥补植物修复技术的缺陷,同时将其与其他土壤治理技术相结合,联合应用多种土壤污染治理技术,达到改善土壤环境、维持生态平衡的目的。
参考文献
[1]齐双.土壤重金属植物修复技术研究进展[J].农家参谋,2018,No.576 (05):69-70.
[2]朱继强.基于植物修复的土壤污染治理技术研究[J].资源节约与环保,2018,000(007):14-15.
[3]熊鹏鹏,何池全.植物修复技术于重金属污染场地的应用[J].园林, 2018.
[4]徐艳,师晨迪.有机污染土壤植物修复技术研究[J].世界生态学,2020,9 (1):5.
[5]朱大庆.关于土壤环境污染原因和植物修复技术的研究[J].中国资源综合利用,2018,036(004):127-129.