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土壤修复范文1
随着我国城市化和工业化进程的加快,越来越多的土壤污染问题不断暴露出来,“毒地”报道屡见不鲜,土壤污染已经成为继大气污染和水污染之后另一个必须要面对的环境污染难题。
2012年,农业部已经对耕地中的部分重金属污染做了初步的调查,根据媒体报道镉、铅、砷三种重金属的污染范围已相当广,几乎覆盖全国各个区域。2013年,国家环保部一份文件引发了国内公众对土壤污染的强烈关注。这份文件指出:我国有3.6万公顷耕地土壤重金属超标,由此每年造成的“粮食污染高达1200万吨,直接经济损失超过200亿元”。
据媒体报道,我国严重土壤污染区有320个,约为548万公顷,与此同时,城市中出现大量遗留、遗弃场地。据保守估计,这样的场地将超过20万块,随着城镇化进程的推进,这类场地的修复需求仍在不断上升,且治理十分紧迫。从目前政策来看,这类土地中仅有污染最严重、最紧急的场地有望得到修复,假设这类场地占到总量的5%,那么未来土壤修复市场规模将超过5000亿元。同时矿区修复市场也在逐渐释放,预计投资规模超过2000亿元。也就说,土壤修复行业的投资规模至少高达7000亿元。
土壤污染的危害严重,涉及食品安全、直接致病、耕地质量、以及对其他的环境要素的侵害等各个方面,不但经济损失严重,而且危机人们健康与生命安全,土壤修复刻不容缓。
多方抢滩万亿市场
土壤污染又被称为“看不见的污染”,曾一度被忽视。但近年来,随着各地区、各部门积极开展土壤污染状况调查,实施综合整治,土壤环境保护取得积极进展。积累已久的土壤污染问题,已越发受到政策的关注,万亿市场或渐进打开。
2012年3月份出台的《“十二五”规划纲要》将节能环保列为七大战略性新兴产业之首。其中,土壤修复是在环保产业的重点发展之列并明确提出要强化土壤污染防治监督管理。
在环境产业发达的国家,土壤修复产业占整个环保产业的市场份额高达30%至50%。我国土壤修复行业正处发展初期,竞争较不充分,利润空间较大,有的项目利润率可达40-50%。受高额回报的吸引,许多企业纷纷进入土壤修复行业。
2010-2011年以农银租赁、国泰租赁为代表的融资租赁公司竞相拓展节能环保市场;私募基金投资者也已经将视野移向以土壤修复为代表的环保领域。据不完全统计,仅2012年就有50多家新土壤修复公司在中国注册成立。国内的一些科研机构包括清华大学以及中科院等纷纷开始研究土壤修复项目。
事实上,国内土壤修复市场正被国内外看好。国外的一些土壤修复咨询机构,如荷兰DHV集团等也纷纷进入国内,带动了国内修复产业的意识、技术和市场的发展。在北京、上海、南京等经济相对发达且污染场地较多的区域,也迅速涌现了一批土壤修复工程类企业。
“谁付费”成发展瓶颈
土壤修复市场高达万亿的市场规模可谓“钱途”光明,但同时我们也应注意到存在制约其发展的瓶颈。
中国人民大学环境学院教授蓝虹在接受媒体采访时表示,国内土壤修复市场刚刚起步,吸引市场投资的重要因素在于该产业是否可以将实际需求转化为市场需求,而这一转化的关键并不在于“钱”景有多好,而是由谁来付费。
目前土壤修复项目主要包括由政府付费的景观整治,以及房地产开发商为了满足居住用地环境标准所开展的场地修复。后者所需修复的土地多为直接购买化工石油等产业的工业用地。
土壤修复范文2
关键词:污染场地 土壤修复 修复技术
中图分类号: X53 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)01(b)-0-01
1 我国污染场地的产生原因分析
大多数情况下,污染场地都是在工业或是矿业等活动过程中产生出来的。就我国而言,污染场地的种类非常繁杂,这种情况的形成与工业和矿业的建设时间以及生产历史有着非常密切的关系。目前,在我国现有的污染场地当中,有一些是历史遗留问题,也有一些新近产生的,有些是国企生产造成的,有些则是乡镇企业及合资企业造成的。大部分的污染场地通常都分布在城区当中,也有一些分布在生态敏感区内,工业和矿业生产是导致场地污染最主要的原因之一。正因如此,矿区以及一些重污染行业是污染场地分布最为集中的区域,如有色金属矿区、黑色金属矿区、石化、冶金、电镀、机械加工制造、印染以及制造等等行业。除此之外,污染场地还包括垃圾填埋场、加油站、金属矿渣堆场、电子垃圾处置场、废旧物资回收加工区等等。
工业和矿业生产的类型不同,所产生出来有毒有害的污染物也均不相同,较为常见的有无机类污染物、有机类污染物、有机与无机类混合的污染物。在我国污染场地中的典型污染物包括以下几大类:其一,重金属污染物。如铅、汞、镍、镉、砷、锌、铬、铜等等;其二,农药污染物。如DDT(滴滴涕)、六六六(六氯环已烷)、开乐散(三氯杀螨醇);其三,石油烃。具体分为两类,一类是持久性有机污染物,如多环芳烃、多氯联苯等。另一类是挥发性或溶剂类有机污染物,如EDC、四氯化碳、三氯乙酸、苯系物等等;其四,有机-金属类污染物,如有机锡、有机胂、代森锰锌等。除此之外,有些污染场地中还存在酸碱污染,还有一些场地处于复合型和混合型污染状态。以上种种全部属于化学性污染,而还有一些场地存在物理性污染和生物性污染。正是因为污染场地的种类过于繁杂,给场地修复和治理工作增添了一定的难度。
2 污染场地土壤修复技术的应用研究
在以往污染土壤修复技术并不成熟也没有大范围推广应用时,对污染场地土壤的处理,一般采用的都是换填法,即将被污染的土壤挖除并置换成干净的土壤,这种方法虽然可以解决某一个场地的污染问题,但是却仅能起到治标不治本的效果,污染土壤从一个地方被转移到另一个,便会在另一个地方形成新的污染场地。近些年来,随着技术的不断发展和完善,污染场地土壤修复处理的方法也日渐成熟,并且还涌现出一些新的修复处理技术,经过大量的试验研究表明,很多方法都对污染土壤处理有着显著的成效。下面本文简要介绍几种较为常用的污染场地土壤修复技术。
2.1 微生物修复技术
所谓的微生物修复技术实质上就是利用各类微生物对污染土壤中的有机物进行降解,在这一过程中,微生物会将土壤的有机物当做食物源,处理的最终产物主要是CO2和H2O。该技术按照处理方式的不同,又可分为以下两种:
(1)异地微生物修复技术。简单来讲就是先将污染土壤挖除并转移到其它地方进行处理。该技术较为常用的处理方法有以下几种:①泥浆态土的微生物处理。即将污染土壤与H2O进行混合使其形成泥浆状态。其既可以单独应用,也可与生物、化学以及物理等方法综合应用。在实际处理过程中,土壤当中含有的有毒的有机污染物会被微生物转化为无毒化合物。经过大量的试验表明,该方法对于含有半挥发性及非挥发性有机物、燃料、PCP、杂芬油、PCBs等物质的土壤均能达到良好的处理效果。②固态微生物处理。即污染土壤置放于容器或是盒子当中,而后将水以及微生物所需的营养物质拌合到土壤当中,这样微生物便会将污染土壤当中的有机物全部降解。
(2)就地微生物修复技术。该技术主要是利用压力将氧气或是一些营养物质通过井孔压入到污染土壤当中,也可以将营养物质直接平铺在污染土壤之上,待其自行深入到土壤内部。该技术在处理含有各种油类污染物的土壤时效果较好。
2.2 化学方法
化学方法就是利用氧化与还原反应将土壤当中含有的危害性污染物转化成为低毒和无毒的化合物,或是使其形成化学稳定性更高、迁移性更弱的新的化合物。目前,常用的化学修复处理方法主要有以下两种种:氯化物处理和脱氯作用。
2.3 物理技术分离
具体是指通过物理方式将污染土壤中的污染物从土壤当中转移出去,以达到修复土壤的目的。常用的方法有以下几种:就地水溶液冲洗法、异地水溶液冲洗法、土壤中蒸气提取法、热气注入法、热解吸法以及电动力学技术等等。
2.4 植物修复技术
这是一种借助植物对土壤当中的污染物进行吸收、转移、降解的方法。植物本身能够将有毒的有机化合物矿化,也可以将一些无机物和重金属元素从土壤中吸收并富集到地面上。这种修复处理技术通常适用于土壤污染程度相对较低、面积广的场地,它的优点是成本低廉,易于实现,缺点是植物的落叶会形成二次污染。
2.5 高温处理法
焚烧法是目前最为常用的一种高温处理方法,该方法又分为就地焚烧和异地焚烧两种,全部都是通过1000 ℃左右的高温将污染物中的卤代化合物以及其它一些难以溶解的有机物进行热解焚毁并挥发
出去。
采用该方法对污染土壤进行处理,对操作工艺的要求相对较高,而只要操作得当,土壤当中污染物的去除率可达到99.99%,是一种较为理想的污染土壤处理技术。
参考文献
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土壤修复范文3
关键词:城市土壤;污染;重金属;植物修复
收稿日期:2012-02-02
作者简介:周凤蓉(1976―),女,四川彭州人,农艺师,主要从事农产品检测工作。
中图分类号:X703.1
文献标识码:A
文章编号:1674-9944(2012)02-0129-03
1 引言
随着城市化进程的加快,城市环境正经历着巨大的考验。交通工具排放的废气、工矿企业的污染、居民的生活垃圾,都成为了城市环境恶化的直接或间接的原因。尤其是城市土壤,遭到不可逆转的生态破坏,因此如何有效地修复和利用被污染土壤是城市建设中不可回避的现实问题。
2 城市土壤污染现状
2.1 城市土壤污染的主要成分
土壤污染物降低了土壤的可利用性,当土壤中的有毒污染物浓度超过一定界限,就会造成植物的死亡或生命的强度降低。20世纪中期以来,人们开始对城市土壤的污染物来源、主要成分等进行研究。土壤污染物包括了有机污染物和无机污染物,无机污染物的主要种类是重金属、硝酸盐类、磷酸盐类、酸、碱、盐类、卤化物等。
交通污染对城市的表层土壤,尤其是干道两侧土壤的有机污染和重金属污染是显著的。Fe、Co两种元素的含量主要受成土母质的影响,而无论公园还是道路两侧,土壤中锌(Zn)、镉(Cd)、汞(Hg)、铅(Pb)、铜(Cu)、铬(Cr)的量除了受到交通污染的影响外,还受城市工业粉尘等其它污染的影响。
2.2 重金属污染研究进展
重金属是指比重在4.0~5.0以上约45种金属元素,如Cu、Pb、Zn、Hg、Cd等。由于As和Se的毒性和某些性质与重金属相似,所以将As、Se也列入重金属范围内。城市中的交通、工矿业、燃煤、生活垃圾等一系列因素构成了城市土壤污染物的主要来源,就无机污染物的重金属而言,主要集中于Cu、Pb、Zn、Hg、Cd等。
城市土壤铅污染的成因,可以分为两部分,一部分来源于成土母质,另一部分则为外源的人为输入。成土母质是城市土壤中铅含量的重要来源,是决定城市土壤中铅含量与分布特征的重要因素之一。通常条件下,自然土壤(受人为活动影响较小的土壤) 中铅的浓度较低,外源人为输入才是城市土壤铅污染的主要成因。Pb污染主要来自汽车废气、冶炼、制造及使用铅制品的工矿企业。汽车使用的含铅汽油中常加入四乙基铅作为防爆剂,在汽油燃烧中四乙基铅绝大部分分解成无机铅盐及铅的氧化物,随汽车尾气排出。城市的交通污染因此也成为城市表层土壤中铅污染的主要来源。汽车尾气中的Pb在距离道路边缘320m附近的地方还能够在表层土壤中被检测到,相关数据显示Pb在表层土壤中的含量高于Cd,并且Pb与Hg在城市表层土壤中含量具有一定的相关性。从重金属在土壤中的赋存形态来看,有研究发现,南京市城市表层土壤Pb以残渣态和铁锰氧化物结合态为主,各形态所占比例为残渣态>铁锰氧化物结合态>有机结合态>碳酸盐结合态>交换态。铅是有害元素,人体铅中毒可以引起多种症状,主要累及造血系统、消化道,晚期则累及神经系统,以致脑受到损害,即使低浓度吸收,对儿童智力也有潜在的不良影响。
镉(Cd2+)是一种生物毒性极强的重金属元素,在自然界中以化合物的形式存在。主要矿物为硫镉矿(CdS),与锌矿、铅锌矿、铜铅锌矿共生。土壤中镉的来源主要有两个方面:一是来源于土壤的母质,而镉在石灰岩中的含量最高,在河湖冲击物中次之,其他的母质中居中,而且质量分数变化不大;二是人为污染导致环境中Cd的富集,如有色金属矿产开发和冶炼排出的废气、废水和废渣;煤和石油燃烧排出的烟气也是Cd污染源之一。此外,含Cd肥料、杀虫剂、塑料、电池等都可能引起Cd污染。镉非人体的必需元素,其对人体健康的危害主要来源于工农业生产所造成的环境污染。镉对肾、肺、肝、、脑、骨骼及血液系统均可产生毒性,被美国毒物管理委员会(ATSDR)列为第6位危害人体健康的有毒物质。20世纪60年代初期,日本富山神通川流域发生了“骨痛病”公害事件,其患病原因就是由于当地居民长期食用了含Cd废水污染土壤所生产的“镉米”所致。Cd是植物生长的非必需元素,环境中Cd含量过高会影响植物的生长发育,对植物产生毒害作用。在许多植物中已经发现,Cd影响植物对大量元素K、P吸收和利用,如干扰冰花(Mesembry anthemum crystallinum)对K吸收和利用。Cd等重金属降低了椰子(Cocos nucifera)叶P含量,也会引起植物对Zn、Mn、Cu和Fe等矿质微量元素吸收的紊乱。
重金属污染的严重性及重金属在土壤中的环境行为并不完全取决于其总量,而是取决于其化学形态,而且,在不同土壤条件下,其毒性有一定差别。在对城市土壤饱和离心液的研究发现,59%以上的溶解态Cd是以自由离子形式存在,溶解态的Pb则主要以有机结合态的形式存在。此外,有研究表明,重金属污染胁迫下,植物体内的保护酶(如SOD、POD、CAT)的活性可能表现为低浓度水平下的上升和高浓度水平的抑制现象,同时也会影响可溶性蛋白、糖及脯氨酸的含量,导致膜脂过氧化物(MDA)的累积。
3 植物在土壤修复中的应用
1983年美国科学家Chaney首次提出了植物修复技术的概念。 广义的植物修复技术包括利用植物修复重金属污染土壤,利用植物净化水体和空气,利用植物清除放射性核素和利用植物及其根际微生物共存体系净化环境中有机污染物等。通常所说的植物修复是指将某种特定植物种植在重金属污染的土壤上,而该种植物对土壤中污染元素具有特殊的吸收富集能力,将植物收获并进行妥善处理后即可将该种金属移出土体,达到污染治理与生态修复的目的。
对于重金属污染的土壤,现行的修复技术有气提法、生物修复法、淋洗法、客土法等,但这些技术容易造成二次污染、破坏自然生境,而且成本也较高。通过绿色植物对重金属的富集来进行污染土壤的修复理论上是可行的,利用积聚、络合、挥发、降解、去除、转化或者固定等机制来处理污染物,相对于常规微生物修复,除了可以通过植物过程固定积聚污染物,阻止污染物随水流和风尘而扩散外,植物本身作为天然自养系统,也能够向根际微生物提供营养,保证微生物生长和一定的微生物群落,从而能够进一步使污染物脱毒。欧美等一些国家通过柳树短轮伐矮林化栽培模式修复Cd等重金属污染,生物质用作生物能源,把可再生能源生产和植物修复结合起来,取得显著的生态效益与经济效益。
植物修复是植物、土壤和根际微生物相互作用的综合效果,涉及土壤化学、植物生理生态学、土壤微生物学和植物化学等多学科研究领域。对于重金属污染土壤和水体的植物修复技术主要包括了植物固定、植物提取、植物挥发和植物过滤4种类型。植物提取是植物修复的主要途径,利用超积累植物将土壤中的有毒金属提取出来,转移并富集到植物地上可收割部位,从而减少土壤中污染物的量,另一方面,改善植物矿质营养状况也可以促进植物对重金属的忍耐和吸收,提高植物修复效率。超富集植物是指那些能够超量富集重金属的植物,也称超积累植物,通常是一些古老的物种,在长期环境胁迫下诱导、驯化的一种适应变突体,生长缓慢,生物量小。同时超富集植物具备以下3个特征:植物地上部分(茎和叶)重金属含量是普通植物在同一生长条件下的100倍;植物地上部分重金属含量大于根部该种重金属含量;植物的生长没有出现明显的受害症状且地上部富集系数(Bioaccumulation factor),即植物体内某种元素含量/土壤中该种元素浓度)大于1。从已报道的修复植物来看,大部分采取野外采样法,即到重金属污染较为严重的矿区及周围地区采集仍能正常生长的植物(耐性较强的植物),并分析其各部位的重金属含量,涉及藻类植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物,既有草本植物,也有木本植物。
植物修复技术也有一定的局限性,主要体现在以下几个方面:超积累植物的生长速度缓慢和生物量小;土壤中重金属的生物有效性低,重金属一旦进入土壤,将通过沉淀、老化、专性吸附等物理、化学过程成为难溶态,而溶解态和易溶态才是植物吸收的主要形态,因此,重金属的生物有效性往往是植物修复效率的限值因素;植物修复具有专一性,一种植物往往只作用于1种或2种特定的重金属元素,对土壤中其他浓度较高的重金属则表现出中毒症状;植物修复具有耗时长和修复范围有限的缺点。
Pb具有较高的负电性,被认为是弱Lewis酸,易与土壤中的有机质和铁锰氧化物等形成共价键,不易被植物吸收,加入到土壤中的螯合物与Pb结合后阻止了Pb的沉淀和吸附,从而提高了Pb的可提取性,但随之带来的潜在环境风险问题也不容忽视。在以野胡萝卜(Daucus carota)和野生高粱(Sorghum bicolor)为试验材料,对Cd污染土壤的植物修复研究表明,不同植物对重金属的耐受能力是不同的,受Cd毒害的程度也是不同的。此外,土壤中Cd有效性与土壤pH有密切关系,随着土壤pH的降低,植物体内的Cd含量也会增加。在盆栽试验Cd污染土壤的研究中认为,低水平Cd处理对油菜的株高、干质量、叶绿素含量等有轻微的促进作用,而高水平Cd则表现出抑制作用。
4 结语
土壤是人类赖以生存、发展的主要自然资源之一,是生态环境的主要组成部分。土壤具有重要的生态、经济及战略意义。然而这些年来随着我国经济建设的迅速发展、农业化进程的加快、化学制品在农业生产中的集约使用,对土壤的开发强度越来越大,向土壤排放污染物也越来越严重。当前,我国的耕地、工矿区、城市都存在较严重的土壤污染问题。土壤污染不但直接导致农作物的污染减产,而且降低了生物品质,危害人畜健康。土壤中的污染物还会在水力和风力的作用下分别进入大气和水体恶化人类的生存环境,引发其他生态环境问题。因此,防治土壤污染,保护有限的土地资源,确保土地安全已成为当务之急。
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土壤修复范文4
关键词:壤污染;危害;植物修复;修复机理
1 土壤污染的含义以及危害
土壤污染是指通过多种途径进入土壤的有毒有害污染物的数量和速度超过了土壤的容纳能力和净化速度, 造成土壤的物理、化学和生物学性质、组成及性状等发生变化, 破坏土壤的自然动态平衡, 从而导致土壤自然功能失调、土壤质量恶化、作物的生长发育受到影响、产品的产量和质量下降, 产生一定的环境效应 , 并可通过食物链对生物和人类构成危害。
土壤污染的危害包括隐蔽性和滞后性、累积性和不可逆性、不易治理性和后果严重性。
2 植物修复的研究和机理
2.1 植物修复的研究 植物修复是利用植物修复有毒重金属、有机物、放射性核素污染土壤、沉积物、地表水、地下水的一项绿色技术,它是一项利用太阳能动力的处理系统。石油烃类作为早期有机污染植物修复的研究对象, 其修复机理已有较清楚的认识。
2.2 植物修复机理 植物修复技术是一种绿色的修复技术,引起人们极大兴趣和关注,是污染土壤修复技术中发展最快的领域。土壤污染的植物修复机理包括植物提取作用、根际降解作用、植物挥发等作用。
2.3 植物修复技术的局限性 植物修复不仅是一条绿色的,生态的净化途径,一种符合公众心理需求的新技术 ,而且也是一种经济有效的净化的方案。对环境扰动少,可谓是真正意义上的“绿色修复技术 ”。植物修复技术也具有其局限性, 主要表现在。
1)目前发现的超富集植物所能累积的元素大多较单一,而土壤污染通常是多元素的复合污染。2)超富集植物生产缓慢,生物量低,而且生长周期长,因此从土壤中提取的污染物的总量有限。3)目前发现的超富集植物几乎都是野生植物,人们对其农艺性状、病虫害防治、育种潜力以及生理学等方面的了解有限,难以优化栽培和培育。4)超富集植物的根系比较浅,只能吸收浅层土壤中的污染物,对较深层土壤中的污染物则无能为力。5)异地引种对生物多样性的威胁 , 也是一个不容忽视的问题。6)植物器官往往会通过腐烂、落叶等途径使重金属污染物重返土壤, 因此富集重金属的超富集植物需收割并作为废弃物妥善处理。
3 植物修复技术发展前景
1)植物修复涉及一系列技术,包括不同的植被类型,其作用对象、修复机理和能力各不相同。2)利用放射性同位素标记技术,加强植物体内各种生理生化代谢途径对污染物胁迫下的适应性反应的研究,如光合反应、呼吸代谢、激素应激对污染物胁迫是如何做出适应性改变的,通过这种改变的机制,研究污染物胁迫下植物次生代谢途径反应以及逆境信号传导途径也是理解植物污染物耐性机理的一个重要方面。3)从分子生物水平加强对植物解毒机理等基础理论的研究。植物吸收污染物首先要经过根系, 因此, 应重点围绕根系来探索解毒机制和污染物在植物体内的运输机制, 了解植物、土壤、微生物整个体系下各物质之间的相互作用。4) 植物-微生物联合修复技术可以成为一种很有发展前途的新型生物修复技术, 但由于降解微生物的群落组成和变化动态的了解甚少, 为降解机理的阐明带来了困难, 所以其理论体系、修复机制和修复技术需进一步完善。5)在基础研究方面, 除了筛选耐受性高的植物和高效微生物以外, 如何通过遗传学、分子生物学、基因工程等手段进一步提高生物的活性和环境适应性, 也是今后研究的重点。
4 结论
综上所述土壤污染的植物修复技术发展前景十分宽广,并且与其他修复技术相比有许多优点,根据我国国情,也是十分适用于中国的一项值得开发的新技术。随着全球经济的快速发展, 有毒有害污染物通过各种途径进入土壤, 持久性污染物的危害开始显现, 土壤污染面积扩大。土壤污染不但影响农产品产量与品质, 而且涉及大气和水环境质量, 并可通过食物链危害动物和人类的健康, 影响环境安全和社会稳定。发展植物修复技术能有效解决我国目前和未来面临的严峻的环境保护问题, 对我国经济发展和环境保护都有着重大意义。
土壤修复范文5
当前由于蔬菜大棚高度集约化的封闭管理和化肥的盲目过量投入,土壤退化问题十分突出。
土壤}化和酸化长期过量施肥,不管是化肥还是有机肥都会造成盐分在土壤表层累积,发生次生盐渍化。当土壤盐分含量高于0.3%时就会抑制作物,特别是幼苗根系对养分的吸收利用。土壤酸化主要是大量偏施氮肥造成的。它对作物根系和土壤微生物都有不利影响。
土壤生物多样性被破坏为追求高效益而长期连作,使土壤微生物区系失衡。引发根结线虫、枯萎病、疫病等土传病害。这在“黄瓜村”、“大蒜乡”等单一种植的地区更为常见、更为严重。
土壤中自毒物质累积自毒是指在长期连作条件下,作物根系分泌、分解和淋溶的化学物质对自身、同种或近缘植物产生的抑制作用。它是一种化感作用,大豆、番茄、茄子、西瓜、甜瓜和S瓜等连作时都容易产生自毒作用。
二、综合修复措施
对于这些问题,应采取综合管理措施,进行大棚土壤退化的修复。
1.治理土壤盐渍化和酸化。通过控制施肥量、施肥期及有机肥与无机肥的相互配合,氮磷钾肥平衡施用,合理施用有机肥和化肥:通过适当增施有机肥、秸秆还田和深耕压盐等措施改善土壤质地,增加通透性,降低土壤盐渍化;通过不同种类蔬菜轮作,菜粮轮作和在两季蔬菜休闲季节种植生长期较短的甜玉米、苏丹草、毛叶苕子、苋菜等填闲作物,都有利于改良土壤不良性状。
2.水肥一体化管理。蔬菜根系大多浅而稀疏,茄果、瓜果等又多次采收,水肥要适量多次,实行一体化,进行综合管理。这样做不仅可以提高肥、水利用效率,还能消除或降低因大水大肥而带来的土壤退化和环境污染问题。建议对大棚茄果、瓜果类蔬菜,在肥水同步、少量多次进行的情况下,基肥每亩施有机肥4000-7000千克,每次追施尿素9-11千克,硫酸钾10-12千克;若采用微灌施肥技术,肥水施用量还可进一步减少,一般基肥每亩施有机肥300-400千克,每次追施尿素7-8千克,硫酸钾施用量较尿素可再多一些。
3.秸秆生物反应堆和秸秆还田。秸秆生物反应堆技术就是在定植行下或大棚周边开沟,放入秸秆和发酵复合菌剂,像高温堆肥那样调配好物料C/N比、水分和通气状况,覆膜并打孔,在田间条件下进行秸秆发酵。腐熟秸秆可以改土并作为肥料:释放的二氧化碳是早春温室迫切需要的碳源肥料:发酵热量可提高地温3℃-5℃。此项技术已在山东和我国北方温室推广应用。
4.石灰氮-秸秆消毒。石灰氮肥是一种含有钙素,具有杀虫灭菌作用的迟效性氮肥。可在大棚换茬休闲季节,将每亩60千克石灰氮与600千克秸秆混施入土壤。适当灌水后起垄覆膜,进行闷棚。这样做能在施用氮肥的同时,消除或减轻蔬菜因缺钙、缺镁而产生的生理病害;肥料本身和产生的热量,还可以增加土温和杀灭线虫。提高闷棚效果。
土壤修复范文6
关键词 土壤 重金属污染 植物修复
中图分类号:X53 文献标识码:A
0引言
造成我国土壤重金属污染的原因复杂多样,如生活废物、矿业废物的随意堆放,污水、废水灌溉,农药和化肥的不合理使用等。土壤污染具有普遍性,世界各国都有局部土壤存在不同程度的污染。全世界平均每年排放Hg约1.5万t、Cu约340万t、Pb约500万t、Mn约1500万t、Ni约100万t。数量巨大的重金属进入土壤对生态环境,给人类健康带来严重危害,特别是重金属污染土壤上种植的农作物产品,通过饮食进入人体,使重金属在体内逐渐富集,可能造成人体制畸制癌的风险。因而,人们对重金属污染的土壤采取了一系列修复措施。如易操作的客土、异位等物理修复方法,但其工程量大而且没有真正解决土壤的重金属污染;添加化学物质调节土壤理化性质或pH的化学修复方法,但费用高而且存在二次污染。相比较而言,利用超富集植物吸收土壤中重金属的特性,对重金属污染的土壤进行修复具有更好的应用前景。
1植物修复原理
植物修复这个概念的提出距今已有几十年的历史。它在20世纪80年代初发展起来,是一种利用自然生长或遗传培育植物修复重金属污染土壤的技术总称。植物在去除土壤中重金属的过程中发生了复杂的多相反应,其反应机理也十分复杂。学者们经过大量研究发现,植物修复的机理主要依靠植物的萃取作用、根系过滤作用、植物挥发作用和植物固定化作用。而植物修复作用途径有两个:一是改变土壤中重金属的化学状态,使其由有效态转变为固定态;二是通过植物吸收、代谢从而降低土壤中重金属含量。第一个途径通过固定土壤中的重金属从而降低了重金属进入农作物内进而危害人体的潜在风险。第二个途径通过降低土壤中重金属含量从而使其慢慢降低到土壤中重金属的本底值,进而减轻甚至消除其危害。
2 超富集植物
通常认为特定植物积累某种或多种重金属元素含量,如Cr、Co、Ni、Cu、Pb等含量达到1000mg/kg以上,积累的Mn、Zn含量在10000mg/kg以上,积累的Cd含量在100mg/kg以上,我们成称这样的植物为超富集植物。经过多年研究发现了有的植物只能富集一种重金属,而有的能富集两种或多种重金属,如Cd/Zn超富集的东南景天。然而,能够富集多种重金属的超富集植物很少,而土壤污染往往是多种重金属污染,其余重金属的存在会对植物的生长和富集带来不利影响。因此,发现或培育能够富集多种重金属且富集能力强、修复效率高的超富集植物成为了当前植物修复研究的热点。从超富集植物这个概念的提出到超富集植物的陆续发现,乃至进行盆栽试验和实验田的种植经历了漫长的时间,科研工作者做出来大量的努力,取得了一定的成果。然而,超富集植物往往只对一种重金属有吸收能力,且植物的生物量小、生长速度缓慢。此时,强化超富集植物的修复效率就具有必要性。
3植物修复强化
植物修复的缺陷使得它治理重金属污染土壤的修复效果往往并不理想。此时,通过添加外来物质提高其生物量或者吸收能力就显得十分必要。常用的措施有添加螯合剂、添加表面活性剂和调节pH。当螯合剂投加到土壤后,和土壤重金属发生螯合作用,能够形成水溶性的金属-螯合剂络合物,改变重金属在土壤中的赋存形态,提高重金属的生物有效性,进而可以强化植物对目标重金属的吸收。常用的人工合成螯合剂有EDTA,EDDS等,常用的天然螯合剂有小分子酸如柠檬酸等。表面活性剂具有亲水亲脂的特性,表面活性剂经土壤界面吸附和重金属缔合后,通过降低表面张力和增流作用, 解吸被吸附的重金属。从而增加植物对重金属的吸收,增大其吸收能力,提高其修复效率;重金属的溶解浓度与其所处环境的pH密切相关,同时所处环境的pH也会对植物生长带来重大影响。所以,通过人工调控控制其pH在一个适宜范围内亦可以增加其修复效率。除此之外,添加根际促生菌或者进行电动修复也是强化植物修复效果的方法,亦有很多学者做了大量研究并取得了一定成果。
4结论与展望
植物修复在治理重金属污染上具有的优势使得植物修复的研究日趋深入,克服其存在的缺点,具有广阔的应用前景。通过添加外来物质,克服超富集植物具有生物量小、生长慢等缺点。同时,考虑到成本和二次污染的问题,开发出高效价廉且环保的物质,应用于植物修复的过程,培育或者寻找能够富集多种重金属的超富集植物具有十分重要的意义。
参考文献
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