微生物治理土壤重金属污染
微生物对土壤中的重金属污染的修复

微生物对土壤中的重金属污染的修复重金属污染是当代环境问题之一,它对土壤和生态系统带来严重的影响。
然而,微生物具有独特的能力,可以修复土壤中的重金属污染。
本文将探讨微生物在土壤修复中的作用和应用。
一、微生物的重金属耐受性微生物是一类极小的生物体,其中包括细菌、真菌、放线菌等。
它们能够耐受和富集土壤中的重金属物质,这是由于它们的特殊代谢途径和生理机制。
例如,一些微生物能够通过降低细胞膜渗透性、产生金属离子螯合剂和金属还原等方式将重金属离子固定或转化为无毒或较少毒性的形式。
二、微生物的重金属移除作用微生物在重金属修复中起着重要的作用。
首先,它们能够将土壤中的重金属物质与土壤颗粒结合,从而减少其可溶性和可迁移性。
其次,微生物还可以通过吸附、螯合和沉淀等方式将重金属离子从土壤中移除。
这些机制能够显著降低土壤中的重金属浓度,从而减少对生态系统的毒害。
三、微生物的重金属还原和转化作用微生物在重金属修复中还能够发挥还原和转化作用。
一些微生物能够通过代谢活动,将重金属离子还原为金属元素或相对无毒的形式。
同时,微生物还能够将重金属离子转化为难溶性的氧化物、碳酸盐和磷酸盐等,从而减少其可迁移性。
这些转化过程有助于修复受重金属污染的土壤,并降低对环境的危害。
四、微生物修复的应用技术微生物修复技术是一种有效的重金属修复方法。
以下是几种常用的微生物修复技术:1. 微生物植物共生技术:利用植物根系与根际微生物的协同作用,修复受重金属污染的土壤。
植物通过根系分泌物质吸附和沉淀重金属离子,同时根际微生物通过降解重金属物质来修复土壤。
2. 微生物菌剂技术:选用具有重金属耐受性和转化能力的微生物制备菌剂,通过施加菌剂来修复受重金属污染的土壤。
这种方法具有操作简单、扩大应用范围的优点。
3. 微生物原位修复技术:将具有修复能力的微生物定向引入受重金属污染的土壤中,利用其对重金属的吸附、转化和还原等作用来修复土壤污染。
五、微生物修复技术的优势和挑战微生物修复技术具有许多优势,例如操作相对简单、环境友好、成本较低等。
利用微生物菌株的生物修复技术处理土壤重金属污染

利用微生物菌株的生物修复技术处理土壤重金属污染随着工业化进程的加快,土壤重金属污染问题日益严重。
传统的土壤修复方法如物理方法和化学方法存在着成本高、操作复杂、对环境造成二次污染等问题。
而利用微生物菌株的生物修复技术成为一种有效和环保的处理土壤重金属污染的方法。
一、微生物菌株的选择在微生物菌株的选择上,需要考虑到其对重金属的耐受性和抗性能力。
有些微生物菌株能够耐受高浓度的重金属,并能够通过吸附、沉淀、还原等方式将重金属固定于菌体上或转化成无毒的形态。
此外,选择具有细胞表面富含胞外聚合物的菌株也可以增强对重金属的吸附能力。
二、微生物菌株的应用在利用微生物菌株进行生物修复时,需要将菌株添加到受污染的土壤中,并提供适宜的环境条件来促进微生物的生长和活性。
常见的环境因素包括温度、pH值、氧气浓度等。
通过调节这些因素,可以最大限度地提高微生物菌株对重金属的降解效率。
三、微生物菌株的作用机制微生物菌株在生物修复过程中起到了重要的作用。
它们可以通过多种途径去除土壤中的重金属,如生物吸附、生物还原、生物沉淀等。
其中,生物吸附是微生物菌株最常见的降解重金属的方式,通过其细胞表面的胞外聚合物吸附重金属离子使其固定在菌体表面。
另外,一些菌株还可以利用自身酶的活性,将重金属从有机化合物中解离出来,使其转化为无毒或微毒的形态。
四、微生物菌株的优势与挑战利用微生物菌株进行生物修复具有以下优势:环境友好,不会产生二次污染;修复效果可持续,不易产生抗性;操作简单,成本低。
然而,微生物菌株的生物修复技术也面临一些挑战,如菌株选择的合理性、修复过程的可控性以及修复效果的实际性等问题,需要进一步研究和改进。
总结起来,利用微生物菌株的生物修复技术是一种有效和环保的处理土壤重金属污染的方法。
通过选择适宜的微生物菌株,提供适宜的生长环境,发挥微生物菌株的作用机制,可以实现对土壤重金属的生物修复。
然而,微生物菌株的生物修复技术还需要进一步完善和应用,以提高修复效率和可行性。
微生物吸附技术在重金属污染治理中的应用

微生物吸附技术在重金属污染治理中的应用重金属污染是目前全球环境领域的一个严重问题,由于其在环境中的积累和毒性效应,对人类健康和生态系统产生了巨大的威胁。
因此,研究和应用高效、环境友好的治理技术对于减轻重金属污染的影响具有重要意义。
微生物吸附技术作为一种生物修复的方法,因其具有高效、经济可行、具备环境容忍性等优点,在重金属污染治理中得到了广泛的应用。
一、微生物吸附技术的原理微生物吸附技术是通过微生物体或其代谢产物与重金属离子间的物理、化学作用,将重金属从溶液中转移至微生物体表面或内部,实现对重金属的吸附和去除。
其原理主要包括两个方面:一是微生物表面的功能基团参与重金属离子的吸附,如羧基、羟基、磷酸基等与重金属形成络合物;二是微生物体内的生物反应参与了重金属的还原、氧化、沉淀等过程。
二、微生物吸附技术的优势1. 高效性:微生物具有较大的比表面积和生物吸附能力,能够迅速将重金属吸附到自身表面,从而加速重金属的去除速度。
2. 经济可行性:微生物吸附技术相对于传统的物理化学方法具有成本更低的优势,微生物可以利用廉价的废弃物作为培养基,且操作简便。
3. 环境友好:微生物吸附是一种无二次污染的处理方法,对环境没有进一步的负面影响,而且微生物可以在合适的条件下自行降解或转化。
4. 广泛适用性:微生物吸附技术对于各种重金属污染物有较好的适应性,能够同时处理多种重金属离子的混合污染。
三、微生物吸附技术的应用案例1. 微生物修复土壤重金属污染:通过培养适宜的微生物菌种,可以利用植物根系与微生物协同作用的方式,达到修复土壤重金属污染的目的。
菌根真菌和一些细菌可以与植物根系共生,使根系更具吸附重金属离子的能力。
2. 微生物吸附水体重金属污染:在水处理中,通过培养适宜的微生物菌群,在水体中引入微生物体系进行“自净”过程,以实现水体中重金属离子的吸附和去除。
此外,一些微生物也可以生产出特殊的胞外多聚物质,具有较强的重金属吸附能力。
土壤微生物对重金属污染的修复作用

土壤微生物对重金属污染的修复作用重金属是一种污染物,它们会进入土壤,对环境和健康造成危害。
重金属的主要来源包括电子垃圾、矿山开采、废水排放等。
在这些污染源的背景下,重金属污染已经成为全球环境保护和可持续发展的一个主要难题。
土壤是环境中最基础的组成部分之一,土壤中的微生物是修复重金属污染的重要因素之一。
接下来,本文将探讨土壤微生物对重金属污染的修复作用。
一、土壤微生物的种类和功能土壤微生物是生态系统的主要组成部分之一。
微生物包括细菌、真菌、放线菌、原生动物和线虫等。
细菌是最主要的微生物类型之一,它们数量巨大,同时也具有多样的代谢途径。
例如,许多细菌可以将重金属离子还原成金属粒子,从而使重金属离子从土壤中去除。
许多菌株可以利用重金属离子作为感应诱导物而生长。
这些细菌能够利用重金属离子作为能量和碳源,从而促进其生长和扩张。
利用生物技术进行土壤修复的最大优势就在于微生物种类的丰富和多样性。
这种多样性可以完全理解为一种基于微生物代谢途径的生物适应性。
现在,土壤修复技术中除了关注细菌以外,真菌的应用也越来越广泛。
真菌是土壤生态系统中重要的组分,能够促进重金属离子的结合和去除。
例如降解土壤中的有毒化合物,如苯并芘、多氯联苯等。
因此,微生物种类的多样性为修复工作带来了巨大的可能性。
二、土壤微生物的修复作用土壤微生物遍布在整个土壤生态系统中,不仅包括土壤表层,还包括土壤内部。
这使得土壤微生物能够发挥多种利用重金属污染的角色,这些角色包括但不限于地质转化、化学分解、有机物降解、化学还原等。
地质转化一些微生物能够促进土壤物质循环,此外,这些微生物还能够降低土壤中重金属含量。
这些细菌能够代谢重金属离子,有机物降解产物和有机物。
土壤中的铁细菌可以帮助还原土壤中的二价铁和三价铁之间的络合物来加速污染物的去除。
微生物的一部分部分能够促进腐殖质的分解,从而提高土壤的吸附能力,以进一步降低土壤中重金属污染的危害。
细菌、真菌和酵母等也能通过降解土壤微生物中存在的有机物来减轻土壤中重金属的污染。
微生物对土壤中重金属污染物的影响研究

微生物对土壤中重金属污染物的影响研究重金属污染是当今环境问题中的一个重要方面。
许多废水和废气中含有大量的重金属,它们会进入土壤并影响生物的生长和发展。
然而,微生物在土壤中具有重要的生物地球化学作用,可以对土壤中的重金属进行转化和去除,从而减轻土壤污染的程度。
本文将探讨微生物对土壤中重金属污染物的影响,并介绍其作用机制和应用前景。
一、微生物对重金属的转化作用微生物可将土壤中的重金属离子转化成可溶性有机络合物或不溶性沉淀物,从而减少其毒性和迁移性。
一些微生物具有还原、氧化、沉淀和吸附等特性,可以转化土壤中的重金属形态。
举例来说,硫酸还原菌可以将重金属离子还原成金属沉淀物,硫醇基功能化微生物可以通过产生硫醇将重金属离子络合成沉淀物。
这些微生物的作用有助于将重金属离子固定在土壤中,减少其对生物体的毒性影响。
二、微生物对重金属的去除作用微生物可通过吸附、螯合、沉淀和矿化等途径将重金属离子从土壤中去除。
一些细菌和真菌可以通过草酸、胞外多糖和胞内蛋白质等物质与重金属离子螯合,从而减少其毒性。
此外,微生物还可通过沉淀作用使重金属离子形成不溶性沉淀物,进而进行去除。
一些微生物还具有矿化功能,可以将重金属转化为无毒的无机形态,从而完全去除其对环境的污染。
三、微生物的应用前景由于微生物在土壤中处理重金属污染中具有独特的优势,因此其应用前景广泛。
一方面,微生物修复可以在原地进行,不需要对土壤进行大规模开挖和运输,因此具有较低的成本和环境风险。
另一方面,微生物修复对土壤生态环境的破坏相对较小,能够保持土壤的水、肥结构,并且不会产生二次污染。
此外,微生物修复适用于不同类型的土壤和不同程度的污染,具有较高的适应性和灵活性。
然而,微生物修复技术在实际应用中还存在一些问题和挑战。
首先,不同微生物对不同重金属的转化和去除效果存在差异,因此需要针对具体的重金属污染物选择适宜的微生物种类。
其次,微生物修复过程需要一定的时间和环境条件,无法实现即时修复。
微生物对土壤重金属污染的修复效果评估

微生物对土壤重金属污染的修复效果评估一、引言土壤重金属污染是当前全球环境面临的严重问题之一。
重金属的积累不仅对土壤生态系统和农田作物产量构成威胁,还可能对人类健康造成潜在风险。
因此,针对土壤重金属污染进行修复和治理具有重要意义。
近年来,微生物修复技术成为研究的热点之一,本文旨在评估微生物对土壤重金属污染的修复效果。
二、微生物修复技术的原理及机制微生物修复技术是利用微生物的代谢特性,通过生物地球化学过程降解和转化土壤中的重金属污染物,从而恢复土壤的生态功能。
其主要机制包括菌根菌的解毒作用、微生物代谢活性对重金属的转化以及土壤微生物群落调节等。
三、微生物修复技术的应用案例1. 菌根菌的应用菌根菌是与植物根部共生的微生物,其与植物根系形成的菌根结构可以增加植物对重金属的耐受性,并通过吸附、螯合、沉积等机制降低土壤中重金属的有效性。
案例:研究表明,与菌根菌接种的植物相比,单独种植的植物在重金属污染土壤中生长较差,叶绿素含量和根系活力显著降低,而菌根菌接种植物的生长状况明显改善,重金属积累量也显著降低。
2. 重金属还原菌的应用重金属还原菌是一类具有还原重金属能力的微生物,在教育土壤环境中起着重要的作用。
它们通过还原重金属离子形成稳定的金属硫化物或金属沉淀,从而将重金属形态转化为难溶于水的形式,减少了重金属对土壤和生物的毒性。
案例:研究发现,重金属还原菌接种后,土壤中重金属浓度明显下降,土壤酶活性恢复正常水平,植物的生长状况得到改善。
3. 微生物群落调节作用微生物群落的组成和多样性对土壤重金属修复具有重要影响。
一些微生物通过产生螯合物质、酶解解毒物质等参与重金属解毒过程。
此外,微生物还能调控土壤pH值、有机质含量等环境因素,进一步影响土壤重金属的迁移和转化行为。
案例:研究表明,通过调整土壤微生物群落结构,如增加产酸细菌和金属耐受菌的比例,可以显著提高土壤中重金属的去除效果,并保持土壤的生态系统功能。
四、微生物修复技术的优势与不足微生物修复技术相比传统物理和化学方法具有诸多优势,如修复效果稳定、成本低廉、对土壤环境影响小等。
重金属与土壤微生物的相互作用及污染土壤修复

重金属对土壤生态系统的影响
重金属对土壤生态系统的影响
重金属进入土壤后,会对土壤微生物的多样性、群落结构和功能产生影响。 首先,重金属会降低土壤微生物的多样性,导致土壤生态系统的稳定性下降。其 次,重金属会改变土壤微生物的群落结构,导致某些微生物种群数量增加,而另 一些微生物种群数量减少。此外,重金属还会影响土壤微生物的功能,如降低土 壤微生物的酶活性,从而影响土壤生态系统的物质循环和能量流动。
重金属与土壤微生物的相互作用
其次,重金属会影响土壤微生物的基因表达。研究发现,重金属可诱导某些 微生物基因的表达,这些基因与重金属的抗性、富集和解毒有关。然而,过量的 重金属也会导致某些基因的表达受抑制,从而影响微生物的正常生长和代谢。
重金属与土壤微生物的相互作用
再者,重金属对土壤微生物的代谢功能也有一定的影响。例如,重金属可改 变土壤微生物的碳源利用和氮源利用能力,从而影响其代谢功能。此外,重金属 还会影响土壤微生物对有机物的降解和转化,进而影响土壤生态系统的物质循环。
内容摘要
在过去的几十年里,微生物修复技术得到了广泛。尤其是近年来,随着基因 组学、生物信息学和生物工程学的快速发展,微生物修复技术取得了显著进展。 其中,基因工程、生物传感器、植物修复和微生物联合应用等方面是研究的前沿 和热点。然而,这些技术在应用过程中仍存在一定的问题和局限性。例如,基因 工程菌的稳定性、生物传感器的灵敏度、植物修复的效率以及微生物联合应用的 效果等都需要进一步优化和提升。
结论
研究利用土壤微生物促进污染物降解和转化的新方法和新技术;(3)结合现 代生物技术手段(如基因组学、代谢组学和蛋白质组学等),解析土壤微生物在 污染土壤修复中的关键作用和调控机制;(4)加强研发具有高效、环保和可持 续性的污染土壤修复技术。通过这些研究工作,我们有望为解决重金属污染问题 提供更科学、有效的策略和技术手段。
微生物在重金属污染土壤修复中的作用分析

微生物在重金属污染土壤修复中的作用分析重金属污染土壤是指土壤中重金属超标的情况,重金属对土壤和环境造成了严重的危害。
传统的土壤修复方法通常包括物理和化学手段,但这些方法往往昂贵且效果有限,因此需要寻找更为经济有效的修复方法。
微生物在重金属污染土壤修复中的作用备受关注,因为它们可以通过各种途径将重金属从土壤中去除或转化成为不具有毒性的形式,从而修复受污染的土壤。
本文将对微生物在重金属污染土壤修复中的作用进行详细的分析。
一、微生物对重金属的去除作用1. 菌根真菌菌根真菌是一种对重金属具有很强抗性的微生物,它们具有能力将土壤中的重金属离子吸附到菌丝体表面,从而有效减少重金属在土壤中的浓度。
菌根真菌还能够分泌一些有机物质,这些有机物质可以与土壤中的重金属发生络合反应,形成不溶性的沉淀物,从而将重金属转化成为不易被植物吸收的形式。
2. 硫酸还原菌硫酸还原菌是一类能够利用硫酸盐将重金属还原成为硫化物的微生物。
重金属在形成硫化物后,就会从土壤中沉积下来,从而减少其在土壤中的活性和毒性。
硫酸还原菌在重金属污染土壤修复中起着非常重要的作用。
3. 吸附剂菌二、微生物对土壤环境的改善作用除了直接去除土壤中的重金属外,微生物还可以通过改善土壤环境来减少重金属的毒性。
1. pH值调节许多微生物具有调节土壤pH值的能力,它们可以通过分泌有机酸或碱性物质来调节土壤的pH值,从而降低重金属的活性和毒性。
2. 有机物质代谢一些微生物具有分解和代谢土壤中的有机物质的能力,这些有机物质可能会与重金属发生化学反应,影响重金属的行为和毒性。
通过代谢土壤中的有机物质,微生物可以间接影响重金属的毒性程度。
3. 土壤结构改善一些微生物具有分解土壤有机质和改善土壤结构的能力,它们可以促进土壤通风和水分渗透,从而减少重金属在土壤中的积累。
考虑到微生物在重金属污染土壤修复中的作用,目前已有不少研究证实了微生物修复技术的有效性。
现阶段微生物修复技术仍然存在一些问题和挑战。
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生物技术修复土壤重金属污染任课教师:XXX姓名:XXX学号:XXX专业:生物科学基地班年级:XXX学院:生命科学学院成绩______________________土壤重金属污染摘要:随着社会经济特别是重工业的发展,土壤重金属污染的形势也越来越严峻。
污染治理已成备受关注的焦点。
已有许多物理工程、化学修复、生物修复等技术相继涌现。
本文就土壤重金属污染的现状、现有生物修复技术做综述。
关键词:重金属污染现状修复技术Abstract:With the development of social economy especially heavy industry, the situation of soil heavy metal pollution is becoming more and more control has become the focus of the are many physics engineering, chemical remediation, bioremediation technology have article reviews the current situation, the existing soil heavy metal pollution bioremediation technology. Keyword:Heavy metal pollution status quo Technology to repair前言:随着工农业的发展,土壤重金属污染问题日益严重,土壤中过量的重金属会被植物吸收到体内,通过食物链和生物富集作用对人体健康造成巨大危害。
治理土壤环境重金属污染问题已成为当今的研究热点,而物理化学修复手段显然不能快速高效地解决这一难题,生物修复因其廉价、环境友好而备受青睐。
[1]1.现状国内重金属污染现状重金属资源是国民经济发展的基础和重要组成部分,一方面重金属资源的开发为我国社会经济的快速发展做出了巨大的贡献,另一方面大量的重金属资源开发活动势必造成严重的重金属污染,尤其是乡镇、个体矿山的开发,由于其各方面的技术、设备简陋,环保意识缺乏等原因对环境的破坏和污染是特别严重,甚至引发严重的环境污染事件,直接威胁到人类的生命安全. 中国的土壤重金属污染已较为严重和普遍,污染源主要是污灌、金属矿开采、冶炼与加工,乡镇企业的不和谐发展等。
[2]作为国土资源大调查重要成果及全国土壤污染状况调查专项,全国多目标区域地球化学调查项目也已发现局部地区土壤污染严重。
如长江中下游某些区域普遍存在镉、汞、铅、砷等异常。
城市及其周边普遍存在汞铅异常,部分城市明显存在放射性异常。
湖泊有害元素富集,土壤酸化严重。
研究证实,镉、汞等重金属元素与人类污染存在密切关系。
重金属元素在土壤表层明显富集并与人口密集区、工矿业区存在密切相关性。
与1994~1995年采样相比,土壤重金属污染分布面积显著扩大并向东部人口密集区扩散。
而且地质学家研究表明,我国土壤正出现越来越多本来没有或微不足道的危险元素。
对浙北、浙东和浙中的万公顷农用地调查发现,不适合种农作物的农用地面积为万公顷,占20%;浙北、浙中、浙东沿海三个区域中,属轻度、中度与重度重金属污染的面积分别占%、%、%,城郊传统的蔬菜基地、部分基本农田都受到了较严重的影响。
1994年开始,中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所等机构就对全国土壤51个化学元素进行监测,1999年开始对中国东部农田区54个化学元素进行填图,2008年又开始建立覆盖全国的地球化学基准网,对含78种元素的土壤81个化学指标进行探测。
数据显示,重金属等污染物指标在大的流域及局部工矿业和农业区上升较快。
国外重金属污染现状英国早期开采煤炭、铁矿、铜矿遗留下的土壤重金属污染经过300年依然存在。
1996到1999年间,英格兰和威尔士尝试挖出污染土壤并移至别处,但并未根本解决问题。
从20世纪中叶开始,英国陆续制定相关的污染控制和管理的法律法规,并进行土壤改良剂和场地污染修复研究。
日本的土地重金属污染在上世纪六七十年代非常严重。
其经济的快速增长导致了全国各地出现许多严重环境污染事件,被称为四大公害的痛痛病、水俣病、第二水俣病、四日市病,就有三起和重金属污染有关。
荷兰在工业化初期土地污染问题严重。
从20世纪80年代中期开始,加强土壤的环境管理,完善了土壤环境管理的法律及相关标准。
国土面积万平方公里的荷兰每年要花费4亿欧元修复1500—2000个场地,预计到2015年基本能修复全部污染土壤。
2.土壤重金属来源在自然过程(大气沉降、地表径流等) 和人为作用(农田灌溉等) 下,重金属污染物在不同环境介质中不断进行着迁移转化,从而造成严重的二次污染(如图1) .[3]随着大气沉降进入土壤的重金属大气中的重金属主要来源于能源、运输、冶金和建筑材料生产产生的气体和粉尘。
除汞以外,重金属基本上是以气溶胶的形态进入大气,经过自然沉降和降水进入土壤。
煤含Ce、Cr、Pb、Hg、Ti等金属,石油中含有相当量的Hg~30mg/kg),这类燃料在燃烧时,部分悬浮颗粒和挥发金属随烟尘进入大气,其中1O%~30%沉降在距排放源十几公里的范围内,[4] 据估计全世界每年约有1600吨的汞通过化石燃料燃烧排放到大气中。
含铅汽油的燃烧和汽车轮胎磨损产生的粉尘对大气和土壤造成Pb、Zn、Cd、Cr、Cu等污染。
经自然沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染,与重工业发达程度、城市的人口密度、土地利用率、交通发达程度有直接关系,距城市越近污染的程度就越重,污染强弱顺序为:城市>郊区>农村。
随污水进入土壤的重金属利用污水灌溉是灌区农业的一项古老的技术,主要是把污水作为灌溉水源来利用。
污水按来源和数量可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城市混合污水等。
生活污水中重金属含量很少,但是,由于我国工业迅速发展,工矿企业污水未经分流处理而排人下水道与生活污水混合排放,从而造成污灌区土壤重金属Hg、Cd、Cr、Pb、Cd等含量逐年增加。
[4]据我国农业部调查数据,在全国约140万公顷的污灌区中,受重金属污染的土地面积占污灌区面积的%,其中轻度污染%,中度污染%,严重污染%。
华南部分城市50%的耕地遭受镉、砷、汞等有毒重金属污染;长三角地区有些城市大片农田受多种重金属污染,10%的土壤基本丧失生产力。
随固体废弃物进入土壤的重金属固体废弃物种类繁多,成分复杂,不同种类其危害方式和污染程度不同。
其中矿业和工业固体废弃物污染最为严重。
这类废弃物在堆放或处理过程中,由于日晒、雨淋、水洗重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散。
对武汉市垃圾堆放场,杭州铬渣堆放区附近土壤中重金属含量的研究发现,这些区域土壤中有一些固体废弃物被直接或通过加工作为肥料施入土壤,造成土壤重金属污染。
固体废弃物也可以通过风的传播而使污染范围扩大,土壤中重金属的含量随距污染源的距离增大而降低。
[4]随农用物资进入土壤的重金属农药、化肥和地膜是重要的农用物资,对农业生产的发展起着重大的推动作用,但长期不合理施用,也可以导致土壤重金属污染。
绝大多数的农药为有机化合物,少数为有机-无机化合物或纯矿物质,个别农药在其组成中含有Hg、As、Cu、Zn等重金属。
重金属元素是肥料中报道最多的污染物质。
氮、钾肥料中重金属含量较低,磷肥中含有较多的有害重金属,复合肥的重金属主要来源于母料及加工流程所带入。
肥料中重金属含量一般是磷肥>复合肥>钾肥>氮肥。
Cd是土壤环境中重要的污染元素,随磷肥进入土壤的Cd一直受到人们的关注。
许多研究表明,随着磷肥及复合肥的大量施用,土壤有效Cd的含量不断增加,作物吸收Cd量也相应增加。
肥料中Cr、As元素含量较高,且土壤的环境含量又较低,能引起土壤中Cr、As的较快积累。
近年来,地膜的大面积的推广使用,造成了土壤的白色污染。
由于地膜生产过程中加入了含有Cd、Pb的热稳定剂,同时也增加了土壤重金属污染。
[4]3.土壤修复技术工程物理法工程物理法是指用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤的一类方法。
常见的方法有:客土法、淋洗法、电动力学法,电热修复。
化学修复化学修复是在土壤原位上进行的,简单易行。
但并不是一种永久的修复措施,因为它只改变了重金属在土壤中存在的形态,金属元素仍保留在土壤中,容易再度活化危害植物。
[4]常用方法有:施用改良剂、沉淀法、加入吸附剂、拮抗法,种植重金属低富集植物,增施有机肥等。
生物修复生物修复技术是利用生物的生命代谢活动降低环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害,从而使污染的土壤部分地或完全地恢复到原始状态。
生物修复技术包括微生物修复和植物修复技术[5] 生物修复机理是利用生物(主要是微生物、植物和动物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属毒性。
这种技术主要通过2种途径来达到对土壤中重金属的净化作用:①通过生物作用,改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性;②通过生物吸收、代谢,达到对重金属的削减、净化与固定[6—9] 。
所有的修复技术中生物修复是颇具潜力的治理方法,该方法效果好,易于操作,受到人们的重视,日益成为修复污染土壤研究的热点。
植物修复技术植物修复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。
根据其作用过程和机理,重金属污染土壤的植物修复技术可分为植物提取、植物挥发和植物稳定三种类型。
[10]微生物修复技术微生物在修复被重金属污染的土壤方面具有独特的作用。
其主要作用原理是:微生物可以微生物能够改变金属存在的氧化还原状态,降低土壤中重金属的毒性;微许多微生物与重金属具有很强的亲合性,能富集多种重金属;微生物可以改变根际微环境,从而提高植物对重金属的吸收,挥发或固定效率;利用微生物的氧化反应,如在高浓度重金属的污泥中,加入适量的硫,微生物即把硫氧化成硫酸盐,降低污泥的pH,提高重金属的移动性。
利用微生物(如细菌和真菌)使甲基汞和离子态汞(Hg2+)变成毒性较小且易于挥发的单质汞。
[11] 近几年来微生物修复技术飞速发展,例如:四川大学徐恒教授等利用螯合剂和表面活性剂辅助金福菇修复重金属污染土壤,取得了很好的效果,可提高金福菇对Pb、Cu、Cd等重金属的富集量,这一技术有待推广使用。
另外构建一些植物的转基因异变体也对重金属有一定的抗性作用,如构建转金属硫蛋白及其突变体的αα基因烟草,经研究证明此类烟草对重金属均有很好的抗性[12] 最近又提出一些新的修复技术,例如:农业生态修复(包括是农艺修复措施和生态修复)4.展望工程措施、物理修复和化学修复重金属污染土壤,缺点多,大规模处理污染土壤不现实,并且会破坏土壤结构,降低生物活性,使土壤肥力退化。