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生物修复技术在重金属污染土壤中的应用及发展

北极星环境修复网  来源:《城镇建设》  作者:汪中宇  2019/10/31 15:42:41  我要投稿  

北极星环境修复网讯:摘要:近些年,因为各方面原因导致我国很多地区的土地重金属含量严重超标,其不仅给人民群众的生命安全造成了严重的影响,还会干扰到农村发展的进程,这些情况都在说明解决重金属污染问题已经迫在眉睫。据此,本文将从生物修复技术重金属污染土壤治理的实际应用入手研究,并对其未来的发展方向进行展望,以期能够为如今的相关研究部门的生物修复技术的开发和研究提供一些理论基础,进而促进我国重金属污染土壤的治理工作。

关键词:生物修复技术;重金属污染;应用;发展

前言:随着社会经济的不断发展,如今的社会对于各方面地需求也在日趋上升,但同人们地需求一同上升的却是如今的环境污染问题也在日趋严重,大量的工业“三废”的排放、农药化肥的不合理使用等等问题,都导致了如今土地环境中各方面重金属的含量严重超标。其不仅会对人们的身体健康造成严重的影响,还会导致可耕种的土地范围也在日渐缩小,所以对土地重金属含量超标这一问题进行治理已经是如今迫在眉睫的一个严峻问题。

一、重金属污染土壤的现状:

现如今,很多地区土壤的重金属污染都是由于人类的日常生产活动做造成的。过去人类所造成的重金属污染没有超过自然界的自我净化能力,所以没有显现出太多的问题,但随着社会的不断发展,人们对于各方面的需求也在不断的上升,而有需求就会有生产,需求量越大,生产量也就越多,但人类的生产与生活常常都是伴随着污染产生的,随着需求量越来越多,造成的污染也就越来越多,最终超过了自然界的自我净化能力,致使出现土壤污染问题,最终对人们的生命健康和农业生产造成了极大的负面影响。而且相对于其他污染来说,重金属污染更加普遍和隐蔽,其在污染初期并不容易被人们所发现,只有在污染问题积累到一定程度以后,才能够被人们所发现,但这个时候已经有些为时已晚,自然界已经无法对其进行自我净化作用,只能通过人类自身的各种方法来对其进行治理工作。据有关部门研究发现,当前我国被污染的土壤面积已经超过了5000万亩,这些被污染的土壤中超标的重金属元素主要有汞、镉、铅、铬、锌、铜等,并且随着时间的推移,土壤重金属污染的情况还在不断的加剧,如不及时对这些已经被重金属污染的土壤进行治理工作,那么就会对我国的生态环境造成严重的危害,进而危害到人们的生命健康[1]。

二、生物修复技术在重金属污染土壤中的应用:

所谓的生物修复技术,就是指那些利用生物的生命代谢活动来将土壤中所蕴含的各种有毒有害物质进行消除或者是进行无害化处理的技术。而现如今,生物修复技术主要分为植物修复技术、微生物修复技术、动物修复技术三大类。相对于其他的重金属污染治理技术来说,生物修复技术有着修复时间短、对周围环境不会造成太大的干扰,修复效果比较明显等优点,所以在如今被广泛的应用于各种重金属污染污染的治理之中。

(一)植物修复技术:

所谓的植物修复技术,就是直接利用其各种绿色植物及其共生的微生物系统来对已经被重金属污染的土壤进行吸收、富集作用,进而有效改变土壤重金属污染的一种新兴环境治理技术。在实际应用过程中,用超富集作用植物修复技术主要分为植物吸收、植物挥发以及植物稳定三大类:其中植物吸收就是植物利用自身的根部来发挥出超富集作用,进而对各种重金属元素通过根部进行吸收,再从根部进行转移,转移到植物的地上部分,最终达到消除、降低土壤内部重金属元素含量的目的;而植物会发则是指植物在生长生存过程中,通过自身的转化作用,将土壤中所积累的各种重金属元素转化成为可挥发的形态,最后从植物的地上部分将其进行挥发,以此来起到降低和消除土壤中的重金属元素含量的目的;至于植物稳定则是指利用植物来降低土壤中的各种重金属元素的活性,进而实现降低重金属的危害性的目的[2]。如今植物修复技术已经被广泛的应用于如今的重金属污染土壤治理过程中,并取得了很多喜人的效果。例如水生植物凤眼莲可以对土壤中的汞、铅、镉、铜、砷都有着良好的富集效果。

在例如印度芥菜也同样可以应用于重金属污染土壤的治理当中,其对于各种重金属的富集效果也非常良好,由此可见在如今的重金属污染土壤中应用植物修复技术进行重金属治理是一种非常好的方法。

(二)微生物修复技术:

微生物修复技术,就是选择那些自然界已有的或者人工培育后的有着各方面特性的微生物,然后利用其生命代谢活动,对土壤中所蕴含的各种重金属元素进行转化、降解,进而起到降低重金属元素活性或者进行消除的作用。据科学研究发现,微生物对于重金属污染土壤治理主要是通过两种机理来进行的。其一是微生物通过生物代谢活动来对重金属元素的形态进行改变,以此来降低重金属元素的毒性的作用;其二则是微生物通过自身的生物代谢活动来对土壤中所蕴含的各种重金属元素的价态进行改变,将重金属元素转变成为一种易溶物,进而可以轻易的将其从土壤中进行滤除工作,以此来实现降低土壤中重金属元素含量,改善土壤生态环境的目的[3]。如今,世界上对于微生物修复技术的研究也同样取得了很大的成效。例如在国外,有很多学生都曾经利用微生物修复技术的第二种机理来将重金属元素从土壤中进行分离工作,由此可见微生物修复技术在却是可以在实际重金属污染土壤治理过程中进行应用。而在我国,也同样有很多专家学者在进行相关的微生物修复技术的研究工作。例如牛旭等人曾经研究过微生物能耗改变矿区的的特性,进而将矿区改变成为种植区进行过相关的研究工作。而对于矿区的土壤来说,其中蕴含着很多难以通过自然界的净化作用来进行降解的腐殖质,这些腐殖质的存在不仅会影响到土壤的整体结构,还会对土壤的疏松度造成一定的干扰,这些都矿区转化成为种植区的阻碍坐在。但通过对微生物修复技术的研究发现,微生物修复技术不仅可以对这些腐殖质进行降解作用,还能够积累土壤中所蕴含的有机质,进而起到改善土壤整体结构的同时,实现积累土壤肥力的作用。

(三)动物修复技术:

所谓的动物修复技术,就是利用土壤中本身便存在的各种动物及其肠道中现有的微生物,在自然条件下或者人工条件下、促使其这些动物及其体内的微生物的生长与繁殖,然后令其在生命代谢过程中,对土壤中所蕴含的各类重金属进行去除、分解、富集等作用。一般在使用动物修复技术的时候,通常都会选择诸如蚯蚓、蜘蛛等常见的动物,其不仅有着很强的重金属富集能力,还能够改善土壤的结构,提升土壤的肥力,所以在如今的重金属生物修复技术当中,动物修复技术应用之处也很多。

三、生物修复技术在重金属污染土壤中的发展展望:

目前,我国对于生物修复技术的研究还是处于起步阶段,所以主要研究方向还是几种与植物修复技术与微生物修复技术两类生物修复技术之上,对于动物修复技术的研究却不是很多。也正是因为我国对于生物修复技术的研究还处于起步阶段,所以还存在着诸如用于修复的生物和被修复地区的本土生物之间存在的竞争、生物修复效果容易受到外界因素影响等问题。根据这些问题,本文将对未来生物修复技术的发展方向进行展望:(1)做好用于修复的生物与被修复地区本土生物之间的竞争协同关系;(2)建立完善的生物修复体系,很多土壤中所蕴含的重金属还有着极大的回收再利用的价值,未来如果在完善生物修复技术的同时,还应该方便重金属元素在分离受的回收作用,进而缓解我矿产资源缺乏的现状。

总结:综上所述,鉴于我国如今土壤重金属污染现象越来越严重的问题,使得越来越多的人们关注起重金属污染土壤的治理问题。虽然生物修复技术有着各种各样的优点,但因为我国相关的生物修复技术起步时间比较晚,还有很多不足之处,所以在进行具体应用过程中肯定会有着很多的局限之处,但作者相信,随着生物修复技术而不断研究发展,未来肯定会全面的应用于各种污染修复之中,进而为我国人民群众创造出一个更加优美的生态环境。

原标题:生物修复技术在重金属污染土壤中的应用及发展

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