土壤重金属治理方法

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重金属污染土壤修复技术与效果评价研究

重金属污染土壤修复技术与效果评价研究

重金属污染土壤修复技术与效果评价研究重金属污染的危害已经成为了全球性的环境问题。

重金属的积累在土壤中会对农作物生长和人类健康造成潜在的风险。

因此,研究和探索有效的土壤修复技术对于解决这一问题至关重要。

一、重金属污染土壤修复技术1. 生物修复技术:利用植物、微生物和土壤动物等生物资源,通过生物吸附、生物浸泡、生物交换等方式减少土壤中重金属的含量。

根据生物修复的特点,可以进一步细分为植物修复、微生物修复和动物修复等技术。

植物修复技术:适用于轻污染和中度污染土壤。

通过选择耐重金属的植物,使其吸收并富集土壤中的重金属,将其转移到植物体内的地下部分,使土壤中的重金属含量减少。

常见的植物修复技术有植物吸附、植物蓄积和植物菌根等。

微生物修复技术:通过应用适合的微生物处理土壤,使微生物对重金属进行固定或转化,从而减少土壤中重金属的含量。

常见的微生物修复技术有菌株修复、生物酶修复和微生物育苗等。

动物修复技术:通过引入适宜的土壤寄生动物,如蚯蚓,促进土壤中重金属的迁移和转化,降低土壤中重金属的毒性。

这种技术通常应用于有机废物处理,以提高土壤生态系统的稳定性和土壤质量。

2. 物理修复技术:通过物理方法处理土壤,改善土壤结构和环境,从而减少土壤中重金属的迁移和积累。

常见的物理修复技术有土壤剖面改良、土壤诱导透析和土壤覆盖等。

土壤剖面改良:通过改变土壤的物理结构,防止重金属的垂直迁移,减少其对地下水的污染。

这包括深耕、多翻耕、插秧、开沟等操作。

土壤诱导透析:利用电场、渗滤和透析等功能,通过透析草酸、螯合剂等溶解土壤中的重金属,降低重金属的含量。

这种技术通常应用于中度至重度污染的土壤。

土壤覆盖:通过覆盖物,如膜、草坪、植物固定剂等,隔离土壤和大气、水等环境,减少土壤中重金属的积累。

这种技术通常应用于轻度至中度污染的土壤。

二、重金属污染土壤修复效果评价方法正确的评价方法可以客观地反映土壤修复的实际效果,为进一步的修复工作提供科学依据。

土壤重金属污染治理与修复方法

土壤重金属污染治理与修复方法

土壤重金属污染治理与修复方法1. 引言1.1 土壤重金属污染现状土壤重金属污染是指土壤中重金属元素超过自然界背景值,对环境和人体健康造成危害的现象。

在工业化和城市化进程中,大量的工业废水、废气和固体废物中含有重金属元素,进入土壤后会长期积累,导致土壤重金属污染日益严重。

我国土壤重金属污染主要集中在工业园区、矿区、农田和城市居住区等地。

工业园区和矿区因为生产活动和矿藏开采过程中大量排放废物和废水,土壤中重金属含量普遍超标。

农田中,农药、化肥和畜禽粪便中的重金属也是污染源之一。

而城市居住区由于车辆尾气、工厂排放和垃圾填埋等活动,使得土壤重金属污染问题日益严重。

土壤重金属污染不仅影响作物生长和土壤生态系统,还可能通过食物链传递给人体,危害人体健康。

加强土壤重金属污染防治意识,采取有效措施治理土壤重金属污染显得尤为重要。

1.2 土壤重金属污染的危害土壤重金属污染对环境和人类健康造成了严重的危害。

土壤重金属污染会影响农作物的生长和质量。

重金属在土壤中积累会导致作物吸收过多的重金属,进而影响作物的生长发育和品质。

在受重金属污染的土壤中种植蔬菜和水果,可能会导致这些作物富集大量的重金属,对人体健康造成潜在威胁。

土壤重金属污染还会影响土壤生态系统的稳定性。

重金属对土壤微生物、土壤动物和植物的生长和繁殖都有一定程度的危害,影响土壤的生态平衡。

这将导致土壤贫瘠化、生态系统失衡,进而影响地球生态环境的健康。

土壤重金属污染还会通过食物链传递给人类,对人体健康产生潜在威胁。

长期食用受重金属污染的农产品,会导致人体内重金属超标,引发多种健康问题,如免疫系统紊乱、神经系统疾病等。

土壤重金属污染的危害不可忽视,必须采取有效的治理和修复措施,保护环境和人类健康。

1.3 土壤重金属污染治理的重要性土壤重金属污染是当今环境领域的重要问题之一,这种污染对环境和人类健康都构成了严重威胁。

治理土壤重金属污染具有极其重要的意义。

治理土壤重金属污染可以保护生态环境。

重金属污染土壤的处理修复方法

重金属污染土壤的处理修复方法

重金属污染土壤的处理修复方法重金属污染是指土壤中一些重金属元素因人类活动或自然原因超过环境负荷能力而导致其浓度异常增加的现象。

重金属污染土壤不仅会威胁人类健康,还会对生态环境造成巨大影响。

因此,处理和修复重金属污染土壤是非常重要的。

处理和修复重金属污染土壤的方法有多种,可以根据具体的情况选择合适的方法,下面将介绍几种常用的方法。

1.物理方法物理方法主要通过物理措施改善重金属污染土壤的质地和结构,减少重金属的迁移和积累。

常用的物理方法有:-土壤改良:使用有机质或黏土对土壤进行改良,使其具有更好的保水和保肥能力,从而减少重金属的迁移。

-土壤覆盖:通过在重金属污染土壤表层覆盖一层覆盖材料,如塑料薄膜或植物秸秆等,减少重金属的接触和迁移。

-土壤加固:使用水泥或其他胶结材料对重金属污染土壤进行加固,减少其扩散和迁移。

2.化学方法化学方法主要通过添加化学物质改变土壤中重金属元素的形态和溶解性,降低其毒性。

常用的化学方法有:-添加吸附剂:如活性炭、氧化铁等可以吸附重金属离子,在土壤中形成稳定的复合物,尽量减少重金属的迁移和积累。

-酸碱调节:调节土壤的酸碱度可以改变重金属的形态和溶解度,使其转化成为较为稳定的形态,减少毒性。

-配位剂处理:添加一定量的配位剂,如EDTA(乙二胺四乙酸)或EDTA钠盐等,可以与重金属形成稳定的络合物,从而降低其毒性。

3.生物方法生物方法主要利用植物和微生物等生物体对重金属的吸收、转化和解毒作用,降低土壤中的重金属含量。

常用的生物方法有:-植物修复:一些具有较强重金属耐受性和积累能力的植物,如拟南芥、大豆等,可以通过自身的生长和代谢过程吸收土壤中的重金属元素,从而修复土壤。

-微生物修复:一些特定的微生物,如细菌、真菌等,可以通过菌根和菌丝的形成,在土壤中吸附和富集重金属元素,达到修复土壤的目的。

综上所述,处理和修复重金属污染土壤可以采用物理、化学和生物方法相结合的方式,根据具体情况选择合适的方法进行处理。

土壤重金属污染的现状及其治理

土壤重金属污染的现状及其治理

土壤重金属污染的现状及其治理随着工业化的发展,人类的生产与生活日益依赖化学工业,电子工业等高新技术的发展。

但是高新技术的发展也伴随着环境污染,其中之一便是土壤重金属污染。

重金属污染是全球性的环境问题之一,严重危害了土壤的质量和人类的健康,对于农业、生态和城市发展也产生了重大影响。

重金属是指相对密度大于4.5的元素,其主要来源有矿藏、燃料化石胚、工业物质的生产、生活垃圾等。

重金属污染对环境、生态和人类健康造成几大影响:1. 污染土壤:任务果园、菜地、地下泉水等都可能受到重金属污染,因为植物吸收土壤中的重金属,这些有毒物质进入食物链,threatening human health。

2. 水生态影响:重金属经过河流、湖泊等水系的输入导致污染,会对内陆水域的生态系统和水质造成严重影响,使得其中的物种失去栖息和繁殖的条件,最终引起整个水生态系统的崩溃。

3. 对人体健康的危害:吸入或摄入某些重金属对人体健康造成危害,如鉛、汞可以直接损害血液、神经系统和肝脏等器官,并引起贫血、免疫力下降、甚至是癌症等。

如今,重金属污染已经成为全球性的环境危机,研究显示已有45%的耕地遭到铅、汞、镉等重金属污染,严重威胁着农作物的生长和人类健康。

同时,工业、交通和城市发展等新的经济发展模式也导致了严重的重金属污染。

所以,重金属污染治理显得尤为重要。

二、重金属治理的方法治理重金属污染的方法多种多样,包括:1. 物理方法:通过土壤修复来摆脱土壤中的重金属,随后再通过土地利用来达到治理的目的。

2. 化学方法:化学方法可采用化学萃取、离子交换、化学稳定化等方式处理土壤中的重金属,并有利于提高土壤的肥力和水分保持度。

3. 生物方法:生物方法包括微生物处理、植物修复等,通过植物吸收土壤中的重金属,达到净化和修复土壤的目的。

4. 综合方法:多种治理方法组合使用,同时评估治理的效果,以适应不同的环境和污染程度。

需要加强国际合作,利用国际经验和技术来应对重金属污染问题,同时加强技术储备和基础研究,促进环保产业的发展,加快环境法规的完善和配套措施的建设,从根源上治理重金属污染问题。

重金属污染土壤的治理

重金属污染土壤的治理

重金属污染土壤的治理随着工业化和城市化的不断发展,土壤污染已经成为了全球性的难题。

其中,重金属污染是我们最为关注和担忧的问题之一。

重金属在自然界中存在,但是因为人类活动的不当和污染源的不断增加,重金属在土壤中的浓度已经达到了令人难以想象的高度。

重金属污染不仅危害人类的健康和环境的生态平衡,还影响了农业生产和食品安全。

因此,解决重金属污染已经成为我们面临的紧迫任务之一。

重金属污染土壤的来源重金属污染主要来自两个方面:人类活动以及自然因素。

人类活动是造成重金属污染最主要的原因。

工业生产、废弃物的垃圾填埋、动植物的使用、城市污水处理、交通运输以及矿区和粮田的开采等都是造成土壤重金属污染的因素。

这些活动都会使得自然界中的重金属进入人工环境,并被土壤吸附。

然而,由于重金属的毒性极强,它对生态和人类健康的影响也极其明显。

在自然后遗症的影响下,重金属也会进一步在土壤中原地积累,造成更大的危害风险。

重金属污染土壤的危害重金属污染土壤的危害是极其严重的。

首先,土壤重金属的污染对减缓或遏制全球变暖产生了负面影响;其次,重金属污染的土壤使得农作物品质向更低的方向发展,对食品安全带来了严重的威胁;此外,人类的身体也受到了严重的危害,会导致血清病、急性中毒、慢性中毒等患病风险的增加。

重金属污染不仅危害到我们的健康和安全,还会对环境产生深远的影响。

如废弃土壤的填埋,这也是可能导致污染传播、土地资源的浪费、生态破坏等问题的发生。

重金属土壤的治理方法治理重金属污染土壤是一个非常复杂和漫长的过程,需要很多专业的技术和人力财力的支持。

下面几种方法可以用于治理重金属污染土壤:1.生物修复法生物修复法通过调节土壤的菌群和发育环境来消除重金属污染。

其主要原理是将具有吸收和转化重金属能力的微生物和某些植物,加入到土壤中,使重金属能够被吸附和蓄积,达到净化土壤的效果。

这种修复方法成本较低,但需要较长时间。

不适用于重污染的土壤。

2.物理化学法物理化学法是利用物理化学手段对土壤进行处理。

土壤重金属修复方法

土壤重金属修复方法

土壤重金属修复方法一、引言随着工业化和城市化的快速发展,重金属污染成为当今世界面临的严重环境问题之一。

重金属在土壤中的积累和富集不仅对农作物生长和人体健康造成威胁,还会对生态系统造成严重破坏。

因此,寻找有效的土壤重金属修复方法显得尤为重要。

二、物理修复方法1.土壤剥离法土壤剥离法是一种通过剥离污染土壤表层来减少重金属含量的方法。

该方法适用于重金属浓度较高的土壤,通过剥离表层土壤,可以将重金属含量较高的土壤去除,从而降低土壤的重金属污染程度。

2.土壤盖覆法土壤盖覆法是一种通过在重金属污染土壤表面覆盖一层清洁土壤或隔离层来减少重金属迁移的方法。

这种方法可以有效地减少重金属的接触和迁移,降低其对植物和地下水的污染风险。

三、化学修复方法1.石灰调整法石灰调整法是一种通过加入石灰或石灰石等物质来调整土壤pH值的方法。

重金属在土壤中的活动性与pH值密切相关,通过调整土壤pH值可以改变重金属的形态和迁移能力,从而减少其对植物和环境的影响。

2.螯合剂修复法螯合剂修复法是一种通过添加螯合剂来与土壤中的重金属形成稳定的络合物,使重金属离子转化为难溶于水的沉淀物的方法。

螯合剂可以与重金属离子发生化学反应,形成难溶性的络合物,从而减少重金属的毒性和迁移能力。

四、生物修复方法1.植物修复法植物修复法是一种通过植物的吸收、富集和转运作用来减少土壤中重金属含量的方法。

某些植物具有较强的重金属耐受性和吸收能力,可以通过植物的根系吸收土壤中的重金属,并将其富集在地上部分或根际区,从而减少土壤中的重金属含量。

2.微生物修复法微生物修复法是一种通过微生物的代谢作用来降解或转化土壤中的重金属的方法。

某些微生物具有降解重金属的能力,可以将重金属离子还原为难溶性的沉淀物,或将其转化为较低毒性的形态,从而减少其对土壤和生态系统的影响。

五、综合修复方法综合修复方法是指将多种修复技术综合应用于土壤重金属修复的方法。

通过综合使用物理、化学和生物修复方法,可以更加全面、高效地修复土壤重金属污染。

最新土壤重金属污染来源及治理措施

最新土壤重金属污染来源及治理措施
积极参与国际土壤重金属污染治理合作项目,学习借鉴国外先进的治理经验和技术,推动国际间的交 流与合作。
国内交流
加强国内各地区之间的交流与合作,促进经验和技术共享,推动全国范围内的土壤重金属污染治理工 作。
05
结语:保护土壤环境,共建美 好家园
重视土壤重金属污染问题
土壤重金属污染对生态环境和人 体健康构成严重威胁,需要引起
土壤。
02
土壤重金属污染的治理措施
物理治理
客土法
将污染土壤挖出,用非污 染土壤进行覆盖,减少污 染物与植物的接触机会。
换土法
用非污染土壤替换污染土 壤,以降低土壤中的重金 属含量。
深耕翻土
通过深耕翻土,让污染土 壤与非污染土壤混合,降 低表层土壤的污染程度。
化学治理
化学固定
离子拮抗
向污染土壤中添加化学物质,使重金 属元素转化为不易被植物吸收的形态 ,降低其生物有效性。
治理措施
采用生态修复技术,如植被恢复、微生物修复和生态工程等,以及物理修复技 术,如电动修复和电热修复等。
04
未来土壤重金属污染治理的趋 势与展望
强化政策支持与技术研发
政策支持
政府应加大对土壤重金属污染治理的支持力度,制定更加严格的法律法规和标准 ,明确责任和义务,强化监管和执法力度。
技术研发
鼓励科研机构和企业加强技术研发,推广先进的土壤重金属污染治理技术和设备 ,推动科技创新在土壤重金属污染治理领域的应用。
经济发展
对农业生产和生态环境造 成负面影响,影响经济发 展和社会稳定。
土壤重金属污染的来源
工业排放
采矿、冶炼、化工等工 业生产过程中产生的废
水、废气、废渣等。
农业投入品
农药、化肥、农用薄膜 等农业投入品的不合理

重金属土壤修复方法

重金属土壤修复方法

重金属土壤修复方法土壤重金属污染的修复方法主要包括以下几种:1. 客土和换土法:主要分为深耕翻土、换土和客土。

土壤仅受轻度污染时采用深耕翻土的方法,而治理重污染区时则采用异地客土的方法,即客土或者换土的方法。

客土、换土对于修复土壤的重金属污染有很好的效果,它的优点在于方法成熟和修复全面,主要缺点为工程量较大、投资高,并且容易造成土壤肥力下降等问题。

2. 分离修复法:土壤分离修复是指将粒径分离(筛分)、水力学分离、密度(重力)分离、脱水分离、泡沫浮选分离和磁分离等技术应用在污染土壤中无机污染物的修复技术,它最适合用来处理小范围内受重金属污染的土壤,从土壤、沉积物、废渣中分离重金属,清洁土壤,恢复土壤正常功能。

3. 淋洗法:将溶剂注入到被重金属污染的土壤中,由于溶剂可以和重金属结合并使之融化,因此可以让重金属转化成液态的形式,以便液相提取分离。

淋洗法主要适合用于砂质的土壤,如果土壤的渗透性较强,则并不适合这一方法,因为很容易破坏土壤结构,严重降低重金属的去除效果。

4. 玻璃化法:玻璃化的修复需要在高温、高压的环境下进行,以达到熔化土壤中重金属的目的。

经过熔化冷却之后,玻璃体会将重金属包裹起来,由此实现了对重金属的清除。

通过玻璃化修复方法,能够从根本上解决重金属污染问题,且清除效果好,相应的操作过程也会相对复杂。

熔化土壤中的重金属,技术要求较高,需要高温高压条件,修复成本高,所以应用范围受到限制。

5. 复合法修复技术:通过结合使用多种修复技术来提高修复效果。

例如,可以先使用客土或换土法来移除受污染的表层土壤,然后使用淋洗法或分离修复法来处理深层土壤中的重金属。

这种复合方法可以更全面地处理土壤中的重金属污染问题。

需要注意的是,每种修复方法都有其优缺点和适用范围。

在实际应用中,应根据具体情况选择最适合的修复方法或采取多种方法的组合来达到最佳的修复效果。

同时,修复工程应在科学评估的基础上进行规划和设计,以确保其对环境和人体健康的安全性。

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土壤重金属治理方法摘要:土壤重金属污染问题是环境和土壤科学研究者关注的热点问题。

根据历年来学者们对湖南省土壤重金属污染的相关研究报道,综述了土壤中重金属的污染现状、主要污染来源、分布和重金属治理的主要方法及相关性研究。

并就存在的问题和今后的研究重点进行了分析研究。

关键词:重金属;土壤;污染1引言近20年来,长沙的土地利用、土地覆盖格局发生了前所未有的快速变化,给城市土壤带来了严重的环境污染问题。

湖南省是有色金属大省,全省受重金属污染土地面积高达13 %。

魏本杰等对湘江流域某冶炼厂周边土壤重金属污染情况研究表明,重金属污染物主要积累在土壤耕作层(0~30),下层土壤污染较轻[1]。

在各种污染因素中,重金属污染范围广、持续时间长,又不易在生物循环和能量交换中分解,受到有关专家们的广泛关注。

湖南土壤重金属的早期污染可追溯至湖南工业初期的作坊,如电镀、化工、印染、皮革、搪瓷、制药、冶炼、仪表厂等,这些作坊对土壤环境造成潜在的重金属污染。

随着改革开放与经济发展,这些企业的生产规模不断扩大,二三十年来的积累效应,显着增加了重金属在土壤中的含量。

随着湖南各城市的都市化迅速发展,郊区乡镇工业兴起,加快了工业“三废”的排放、城市生活垃圾以及汽车尾气等,这些已经逐渐取代农药和污水灌溉,成为现在湖南土壤重金属污染的主要来源。

本文主要阐述了土壤中重金属的污染现状和主要污染来源以及总结了相关土壤重金属处理方法。

2 重金属污染的治理和修复按照重金属在土壤中的赋存形态不同和土壤的性质不同。

重金属污染土壤的修复和治理方法可分为三大类:土壤农化调控法、工程物理化学法及生物修复法。

工程物理化学法工程物理化学法是指通过机械法、物理化学法等手段治理土壤重金属污染的方法,在土壤重金属污染初期应用该方法效果较好。

主要包括:客土法、淋洗沉淀法等。

客土法客土法是以非污染土壤将污染土壤覆盖或以非污染土壤置换污染土壤,使污染土壤得到恢复的方法。

此法治理效果显着,但是需要大量的人力与财力,同时恢复土壤结构和肥力所需时间较长,而且不能断绝二次污染的可能,仅适合小面积污染的治理。

淋洗沉淀法淋洗沉淀法是用清水或酸性溶液冲洗被污染过的土壤,使重金属溶解或增加重金属的溶解性,然后经过络合或沉淀作用使重金属富集而去除的过程。

清水冲洗可以降低土壤中重金属的浓度,在一定程度上减轻其危害性;另一方面,可以增强重金属在土壤中的溶解度,再冲洗,从而减轻重金属污染。

除此之外,热处理法、电动化学法、污染物固化也属于物理化学法。

它们各有优缺点,应根据实际情况选用适当方法。

农业化学调控法农业化学调控法指通过调节土壤pH、有机质、CEC、土壤水分等因索。

从而改变土壤重金属的水溶性,降低或升高其生物有效性,消减重金属污染危害或净化土壤的方法。

土壤pH值调节土壤液的pH值能显着影响重金属在土壤中的溶解度。

当pH小于 5 时,土壤中重金属的活性提高,生物有效性增大,尤其是部分碳酸盐结合态将变成水溶态。

此时若用碱性物质中和,提高其pH,将大大增强土壤对重金属的吸附。

据研究表明,施用石灰、矿渣等碱性物质,或钙镁磷肥等碱性肥料,能够减少植物对重金属的吸收[2]。

土壤酸碱性对Cd的活性影响较大,通过对Cd污染的土壤施用石灰,重金属有效态含量降低明显,有效地降低了植物对Cd的吸收。

施入硫化钠等含硫物质能使土壤中重金属形成硫化物结合态,生物有效性降低。

总之,该法能够有效降解重金属在土壤中的溶解度,但同时也使土壤中的其他营养物质如微量元素等大量流失,应该衡量其利害关系后再使用。

离子拮抗根据重金属离子之同的相互拮抗作用,增加某些对植物危害小的或有益的重金属,可抑制与之相拮抗的重金属元素,以减少植物对该重金属的吸收。

如根据钙可与Zn、Ni、Cu、Pb、Cd等重金属的拮抗作用,施入Ca2+减轻Zn、Ni、Cu、Pb、Cd的毒害;根据Si和Mn的拮抗作用,在土壤中加入Si,或提高土壤中Si的活性,可以降低植株对Mn的吸收,加入稀土还可降低植物体内重金属离子含量[3]。

人为改变环境中硒含量,可以减少进入食物链中的砷,减轻砷的污染。

Zn能降低凤眼莲中Cd的含量和对植物体的毒害,还有增加活性Fe、Al、Mn能显着地减少土壤对Cd的吸附量,活性Si反之[4]。

此外,施加有机质也可降低土壤中重金属的生物有效性,减少水溶态重金属的含量。

因为有机质比表面积较大,对重金属有吸附作用;而其含有大量的官能团对重金属有络合作用,而且有机质是促还原物,可降低土壤氧化还原电位,使重金属发生钝化反应而形成硫化物等结合态沉淀,减少作物对重金属的吸收作用。

同时,有机质可以改良土壤结构[5]。

生物修复法生物修复是指利用生物的生命代谢活动减小存在于环境中有毒物质的浓度或使其完全无害化,从而使污染了的环境能够部分或完全恢复到原初状态的过程[6,7]。

此技术主要通过两种途径来实现对土壤重金属净化:(1) 生物利用其新陈代谢作用改变重金属化学形态,将土壤中的重金属活性降低,降低其在土壤环境中的活性和生物可利用性;(2)通过生物吸收和代谢作用达到对土壤重金属的吸附、净化与固定作用[8,9]。

广义的生物修复,指一切以利用生物为主体的治理环境污染的技术。

它包括通过动植物和微生物吸收、降解、转化水体和土壤中的有害物质,使其浓度降低直低水平,甚至是直接转化为无害或对生物有益的物质,也包括将污染物矿化,以减少其向周边环境的扩散。

其修复类型一般分为植物、微生物和动物修复以及其中两种或三种的联合修复。

生物修复技术其作为环境科学研究中一个边缘性、多学科交叉的技术,是富有挑战性的前沿领域。

根据污染物的种类不同,它可分为有机污染生物修复、重金属污染的修复和放射性物质的生物修复等。

狭义的生物修复,是指利用微生物的吸附和代谢物的螯合作用清除水体或土壤中的污染物,或是降低污染物的毒性或无害化的过程。

它包括人为控制或自然条件下的污染物降解、矿化或无害化过程。

生物修复技术因其修复效果好、不产生二次污染、易于管理与操作和投资小等优势,而日益受到人们的重视,其将成为重金属污染土壤修复研究的热点。

微生物修复微生物修复是指利用微生物的吸附和代谢物的螯合作用清除水体或土壤中的污染物,或是降低污染物的毒性或无害化的过程。

它包括微生物对重金属的吸附、溶解、矿化等作用。

微生物对重金属的生物富集主要表现在胞外络合、沉淀以及胞内累积。

一些微生物如蓝细菌、假单胞杆菌、硫酸还原菌和某些藻类,能产生胞外聚合物,其含有大量阴性基团的,可以与重金属络合,去除或降低重金属污染[10,11]。

Macaskie等通过实验发现柠檬酸菌体内能产生一种抗Cd的磷酸酯酶,形成镉盐沉淀。

Bargagli在Hg矿区附近土壤中发现一些真菌,干重累积Hg高达100 mg·kg-1[12]。

微生物对重金属的生物转化主要指微生物对重金属进行溶解、生物氧化与还原、矿化、甲基化与去甲基化以及改变重金属的价态达到转化重金属的目的。

烟草头孢酶F2在含Hg量200 mg·L-1 HgCl2的液体培养基中培养16 h,结果发现汞含量比原来减少90 %,进一步研究表明,HgCl2能被还原成汞元素。

经过分析,大概有12 %的汞以气态形式进入大气中,81 %以元素汞的形式沉积在培养液底部,7 %的汞被菌体吸附[13]。

再次,微生物还具有强的氧化还原能力,从而使其吸收的重金属被释放出来[14]。

例如在重金属污染的土壤中加入适量的硫,硫被微生物氧化成硫酸盐形式,从而使土壤pH值下降,而重金属的活性升高,使植物更易吸收,达到土壤净化的效果[15]。

植物修复植物修复就是利用能耐受重金属毒害、能超积累某种或某些重金属的特点,来修复水体、土壤和底泥等介质中污染物的技术。

图1表述了植物修复当中重金属迁移、固定与生物利用度的关系。

植物修复技术主要包含六种类型:根际过滤、植物萃取、根际修复、植物稳定、植物挥发、植物转化等技术。

Baker等人研究发现超积累植物T. carulercens在净化Zn污染土壤方面作用显着[16]。

Meets等发现向日葵、大麻、遏蓝菜、高山萤属类和柳属的一些植物能够高效吸收重金属[17]。

诱导植物积累重金属等污染物的提取修复技术主要包括2个阶段。

第一阶段将土壤中不溶态重金属转化为可溶态;第二阶段重金属被植物根际吸附并向植物可收获的地上部运输。

植物挥发作用是指植物通过吸收污染物,经过在体内的积累和转化,以气体形式释放到大气中的过程。

植物固定修复是指植物根际释放的小分子物质改变根际土壤环境,使重金属活性降低或矿化,其只是一个促进重金属转变为低毒性形态的过程[18]。

植物修复技术,能在原位修复生态环境,不改变生物活性和土壤结构的情况下,通过植物的根系直接将大量的重金属元素吸收,通过植物地上部分的收获来修复被污染土壤。

但是,土壤中重金属的生物有效性低和用于植物修复的超累积植物通常都生物量低、植株矮小、生长缓慢、实际应用价值低是制约植物修复技术发展的瓶颈。

图1 土壤中重金属迁移、固定与生物利用度的关系3 结语控制和治理环境污染是现今世界面临的巨大挑战,特别是重金属污染土壤的治理是当前国际上研究难点和热点。

目前国内外主要采用物理、化学和生物修复方法,通过如下途径对污染土壤进行修复,①用稀释法降低土壤重金属的浓度;②改变重金属的物化形态,使其钝化或活化,从而增加或降低其在环境中的迁移性和生物可利用性;③去除土壤重金属。

其中重金属的植物和微生物联合修复技术是一项新兴的、绿色的、环境友好型的和廉价的修复方式。

此技术,能在原位修复生态环境,不改变生物活性和土壤结构的情况下,通过植物的根系直接将大量的重金属元素吸收,通过植物地上部分的收获来修复被污染土壤。

但是,土壤中重金属的生物有效性低和用于植物修复的超累积植物通常都生物量低、植株矮小、生长缓慢、实际应用价值低是制约植物修复技术发展的瓶颈。

为解决植物修复技术发展的瓶颈,在考查前人所做工作的基础上,利用某些微生物能够影响重金属生物有效性,根际微生物还能促进植物旺盛生长,提高植物抗重金属浓度,生物防治的作用等特点,我们筛选集抗镉、活化重金属、产铁载体的功能菌,同时研究纤维素高降解菌以绿色环保的方式处理高富集重金属植物体,回收重金属,以此寻求突破植物修复技术的发展瓶颈。

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