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污染土壤生态修复基本原理及研究进展

文章来源:【德轩环保科技】 发布日期:2020-12-10 15:57:04


    生态修复技术对于我国治理污染土地、恢复受污染生态环境以及创建健康可持续的土地发展体系都有着重要的促进作用,是国家提倡科学发展观的根本体现。可以预见,随着我国生态修复技术体系的逐渐成熟,国家土地土壤环境将会因此得到质的提升,真正实现人与自然和谐共存,提升国家公民的生活质量和水平。本文探讨了污染土壤生态修复基本原理及研究进展。
污染土壤生态修复是一种综合治理体系,能够有效弥补现代土壤修复方法中的不足,提升土壤质量。污染土壤生态修复方法具有良好的发展前景,研究人员应不断充实该系统内容,建立相应的修复理论框架,为未来土壤修复工作提供科学依据。
1、污染土壤生态修复基本原理
污染土壤的修复是指实现土壤中有毒有害污染物的转移或转化,消除或减弱污染物毒性,恢复或部分恢复土壤的生态服务功能,主要有物理修复、化学修复和生态修复三大类。其中,污染土壤生态修复是以受污染的土壤生态系统为修复对象,采取生物修复技术,并结合物理、化学等理论与方法,最大限度的激活土壤生态系统的自净功能,从而实现将土壤中的有毒有害物质予以转移、消除或消减,从而达到恢复或者部分恢复土壤的服务功能。污染土壤生态修复的创新性不在于各种修复方法和技术,而在于因地制宜对各种修复方法的优化组合、各修复环节的最优化衔接,以及重视生物和环节影响因子的调控作用。
2、污染土壤生态修复基本技术的研究进展
2.1生物修复
(1)原位生物修复。原位生物修复技术通常适用于亚表层土壤的生态修复,其工作原理主要是通过在被污染的土壤中加入一些有机营养或者通过控制污染土壤中氧含量的供给等方法,来加快污染土壤中的微生物对于土壤中有害毒物的分解。土壤的污染通常都是大面积的污染,取土修复的方法无论是在工程量上还是经济方面都不是很科学,因此通常都是采用土耕法、投菌法以及生物通气法等来进行污染土壤的原微生物修复。其中土耕法最为经济的修复方法,而且其操作简单,没有污染,见效快。但是其要求所要修复的土壤必须具备一定的松散性,而且也存在一定的缺陷,例如工期较长而且污染毒物会在土壤中进行各种方式的分散和传播。通过研究显示在被污染的土壤中提高土壤中原有微生物的活力比外加微生物的效果更好。
(2)异位生物修复。异位生物修复方法与原位生物修复方法最主要的不同点在于异位生物修复方法需要将被污染的土壤搬运到其他地方来进行污染土壤的生态修复,此方法的具体操作包括土地耕作、堆肥方法以及生物反应器法等。其中土地耕作法具有费用低,使用范圍广等优点,但是其存在的明显缺点在于土壤中的有害毒物会经过挥发融入到大气中,给大气环境造成破坏。另外土壤中也会存在一些比较难降解的有害毒物,长期积累后会大大增加污染土壤的毒性。
生物反应器对于土壤中微生物降解的条件通常情况下是可以满足的,而且该方法对于污染土壤的修复效率都要高于其他的修复方法,但是该方法成本过高,导致无法广泛的应用。用于污染土壤修复的微生物主要包括了土著微生物和外来微生物以及基因工程菌,这些生物已经被广泛应用于各大原油储蓄基地的土壤修复以及含有化学污染毒物的土壤修复当中。但是使用微生物修复只能对于土壤中能够被微生物降解的有害毒物的清理,对于一些难降解的物质却无法实现彻底的清除,所以要想真正实现污染土壤的修复处理还需要在微生物修复的基础上加上物理和化学的相关方法。
2.2物理化学修复
(1)物理修复。最常见的物理修复方法是将被污染的土壤迁移到固定的地点进行填埋,然后将没有被污染的新土壤填补到空缺处实现正常的耕种;还有一种方法是清洁法,就是在被重污染的土壤表面灌溉清洁水,通过清洁水的冲洗将土壤中重金属毒物带到土壤深层,再在土壤深层开井将含有重金属毒物的冲洗水抽出进行清洁处理,反复操作降低土壤内有毒物质的含量,达到净化土壤的目的;三是土壤通风法,这种方法比较适用于土壤中含有大量易挥发的有毒物质,通过通风法可以进行快速有效的挥发,这种方法成本非常低,是前两种方法的10%左右。以外物理修复还包括了热处理以及磁分离等修复方法。
(2)化学修复。化学修复的方法主要是通过向土壤中添加改良剂来实现,通过改良剂的添加可以让土壤的氧化还原条件以及离子的组成情况发生不同程度的改变,从而能够最大程度地影响土壤中重金属毒物的吸附以及拮抗或者沉淀,减轻土壤的重金属污染程度。最常见的化学修复改良剂包括石灰以及硫化物等。
2.3植物修复
(1)植物提取。植物提取修复技术主要是通过在被重金属污染的土壤表面种植重金属超积素植物,并利用该植物的生长从土壤中吸收大量的金属污染毒物,然后收割该植物,并反复种植直至达到污染土壤中重金属污染毒物被清除。这种植物是具备超级强的重金属吸收能力,在目前具备这种重金属吸收能力的植物已经有700多种了,都可以不同程度的吸收铜、汞等,而且一般的吸收率都可以达到1%以上。
(2)植物挥发。这种植物修复技术主要是借用在土壤中生长的植物根部对污染土壤中的有害毒物进行吸收,并通过植物体内的反应作用将这些有毒物质转化为气态形式挥发到空气中,从而降低土壤的污染程度。例如具备较强的硒吸收能力的印度芥菜,通过种植试验表明,第一年印度芥菜便可以将污染土壤中的硒减少48%,这个效果已经是非常明显。对于其他的作物也不同程度的对污染土壤中的污染度有一定的吸收和挥发功能。
(3)植物降解。植物降解的修复技术对于一些结构比较简单的土壤污染有毒物质的清除具有明显的效果,而对于一些结构性对比较复杂的污染毒物则起不到太大作用。植物降解修复方法实际上就是植物和微生物进行有效的合作,从而实现污染土壤的修复,但是植物降解修复技术是比较天然的技术,其修复周期非常的漫长,通常情况下需要几年的时间才能将污染土壤修复到理想状态。
结语:
总之,生态修复技术通过调控生态因子修复污染土壤,作为一种强效修复污染土壤的手段,具有十分可观的协调性、高效性和稳定性等优点。


 

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