土壤修复

2016年5月28日,《土壤污染防治行动计划》又被称为“土十条”,由国务院印发,自2016年5月28日起实施。

土壤重金属污染是指土壤中重金属过量累积引起的污染。污染土壤的重金属包括生物毒性显著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As,以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。这类污染范围广、持续时间长、污染隐蔽、无法被生物降解,将导致土壤退化,农作物产量和质量下降,并通过径流、淋失作用污染地表水和地下水。过量重金属将对植物生理功能产生不良影响,使其营养失调。汞、砷能抑制土壤中硝化、氨化细菌活动,阻碍氮素供应。重金属可通过食物链富集并生成毒性更强的甲基化合物,毒害食物链生物,最终在人体内积累,危害人类健康。

 1.1物理修复

通过电流使土壤中的重金属离子(如Pb、Cd、Cr、Zn等)和无机离子以电透渗和电迁移的方式向电极运输,再集中收集处理。该方法适用于低渗透的粘土和淤泥土,可以控制污染物的流动方向。在沙土上的实验,土壤中Pb2+、Cr3+等重金属离子的除去率也可达90%以上。电动修复不搅动土层,修复时间短,是一种经济可行的原位修复技术。

1.2化学修复

向土壤投入改良剂,将重金属吸附、氧化还原、拮抗或沉淀,降低重金属的生物有效性。常用改良剂有石灰、沸石、碳酸钙、磷酸盐、硅酸盐和促进还原作用的有机物质,不同改良剂对重金属的作用机理不同。化学修复简单易行,但它只改变了重金属在土壤中的存在形态,金属元素仍保留在土壤中,容易再度活化危害植物。

1.3生物修复

微生物可降低土壤中重金属的毒性;吸附积累重金属;改变根际微环境,达到提高植物对重金属的吸收,挥发或固定效率的目的。如动胶菌、蓝细菌、硫酸还原菌及某些藻类,能够产生胞外聚合物与重金属离子结合成络合物;Macaskie等分离的柠檬酸菌可分解有机质生成HPO2-4与Cd形成 CdHPO4沉淀;国内研究人员发现有些微生物能把剧毒的甲基汞降解为毒性小、可挥发的单质Hg。

1.4农业生态修复

农业生态修复包括农艺修复和生态修复。前者改变耕作制度,调整作物品种,种植不进入食物链的植物,选择能降低土壤重金属污染的化肥,或增施能够固定重金属的有机肥等来降低土壤重金属污染;后者调节土壤水分、养分、pH值和土壤氧化还原状况及气温、湿度等生态因素,调控污染物所处环境介质。