生态修复论文

重金属污染土壤生态修复研究进展摘要：土壤重金属污染不会被微生物降解、迁移性小、很难被清除、易在土壤中富集，一直备受国内外学者关注。研究土壤重金属污染规律，积极探索更有效、经济的污染修复新技术具有重要意义。目前重金属污染土壤的修复主要采用物理化学技术和植物修复技术。根据其作用过程和机理，物理化学技术主要包括化学固化、土壤淋洗和动电修复；植物修复技术包括植物稳定、植物挥发和植物提取。本文就各种修复技术的原理、优缺点、实用性及其国际研究与发展动态作一简述。关键词：土壤污染，重金属，修复措施，植物修复ProgressinResearchofEcologicalRestorationofHeavyMetalsPollutionofSoilYifeiLiu(The2thclassofBiotechnology,CollegeofLifeScience,HeilongjiangUniversity,Harbin,150080)Abstract：Thesoilpollutionofheavymetalisdifficulttobedecomposedbythemicrobe,andisdifficulttomoveandbeeliminated.Theheavymetaliseasytoenrichmentinthesoil.Soitisconcernedbymanyscholarinbothathomeandabroadalways.Toresearchtheregulationofsoilpollutionofheavymetalandmoreeffectiveandeconomicalmeasureofprothetictechniqueisquitesignificative.Physio-chemicaltechniquesandphytoremediationaretheimportantmethodsforsolvingheavymetalpollutionofenvironment.Accordingtotheprocessesandmechanismsofreactions,physio-chemicaltechniquescanbedividedintochemicalimmobilization,soilwashingandelectrokineticremediation,whilephytoremediationincludesphyto-stabilization,phyto-volatilizationandphyto-extraction.Theprinciples,advantages,disadvantages,feasibilityandfutureresearchtrendsoftechniqueswerereviewed.Keywords：Soilpollution，Heavymetal，Repairmeasures，Phytoremediation1前言随着现代工业的发展和人类的活动，重金属对生态环境的污染越来越严重。土壤重属污染和有机污染物污染有着很大的区别，绝大多数重金属在土壤环境中并不经历微生物或化学降解的过程，残留在土壤中的重金属元素将发生渗漏进入地下水，或者是通过不同途径进入食物链，在食物链不同营养级中累积放大，这些重金属元素不但对土壤环境本身和农产品质量产生威胁，也将极大地影响人类和动物的健康。[1]大多数重金属在土壤中相对稳定且难以迁出土体，对土壤理化性质及土壤生物学特性(尤其是土壤微生物)和微生物群落结构产生明显不良影响，对土壤肥力起关键控制作用的过程如生物固氮、植物残渣分解、养料循环等破坏严重，从而降低土壤生态结构和功能的稳定性。迄今对土壤重金属污染修复的研究方法繁多，本文针对各种土壤重金属污染修复的新近方法作综合评述，进以探究对土壤重金属污染修复的意义。[2]2土壤重金属污染现状及来源2.1土壤重金属污染现状主壤既是人类生存与发展的重要自然资源和整个陆地生态系统赖以存在憋基礁，又是人类生态环境的重要组成部分之一，对环境变化其有高度的敏感性，“健康”的土壤对于农业可持续发展和入类的生存非常重要。但是，随着世界社会经济的发展，工业、城市污染的加剧和农用化学物质的大量使用，全球范围内的土壤重金属污染问题日益严重，污染程度也在不断加深。[3]据资料报告，目前全世界平均每年排放Hg约1.5万t、Cu340万t、Pb500万t、Mnl500万t、Ni100万t，其中樱当部分进入土壤环境。作为农业生产大国，我国的土壤重金属污染非常严重。根据调查资料初步统计，全国每年因土壤重金属污染而造成减产粮食1000万t，被重金属污染的粮食多达1200万t，合计经济损失至少200亿元。[4]2.2土壤重金属污染来源土壤中重金属污染物主要是来自电镀、选矿和制革等许多工业排放的废水、废气和废渣，以及煤灰尾砂，冶炼和其它更小的污染源。它们通过大气沉降、污水灌溉等形式污染土壤，其次还有农药化肥和塑料薄膜的使用、污泥施肥、重金属的废弃物的堆积、金属矿山的酸性废水污染也是造成土壤重金属污染的主要来受。此外，修复重金属污染的过程也是土壤有机质含量和土壤肥力增加的过程，修复过的十净土壤更适合多种农作物的生长。[15]植物固化技术能使地表长期稳定，有利于生态环境改善和野生生物的繁衍，而且维持固化的成本低。植物的蒸腾作用还可以防止污染物向下迁移，可把氧气供应给根际，促进有机污染物的降解。[16]但是，由于这项技术起步时间较晚，理论体系、修复机理和修复技术工艺还不成熟、不完善，因此，在基础理论研究和应用实践方面还有许多工作作要做。主要表现在以下方面：1)寻找更多的野超积累植物应用于矿山复垦、重金属污染土壤改良、污水净化和污染物固化；2)建立更多的示范性基地，获取经验并加以推广；3)深化基础理论研究，包括植物中金属的存在形态、植物积累或超量积累金属的机理、土壤学和土壤化学因子对增加金属的植物可利用性的控制机理；4)研究耐重金属和超累植物及其根际微生物共存体系；5)分子生物学和基因工程技术的应用。[17]3.4农业生态修复农业治理法指采用一些因地制宜的改变耕作管理制度以减轻重金属危害，在污染土壤上种植不进入食物链的植物。农业生态修复是因地制宜的改变某些耕作管理制度或在污染土壤上种植不参与食物链循环的植物，减轻污染危害，通过以下措施实现农业生态修复。[18]控制土壤水分，调节其氧化还原电位(Eh值)，达到降低重金属污染的目的。在不影响供肥的情况下，选择最能降低土壤重金属污染的化肥，利用有机肥能够固定土壤中多种重金属以降低污染的措施。选择抗污染的植物和不在重金属污染的土壤上种植进入食物链的植物。农业治理措施的优点是易操作、费用较低，缺点是周期长、效果不显著。[19]4结语综上所述，重金属污染给环境、经济造成了巨大损失，给人类健康和社会的可持续发展带来严重危害。治理重金属土壤污染修复方法的研究与应用已取得一定进展，但总的来说各种技术都存在自身的优势与缺陷，治理重金属土壤污染时应该结合具体情况因地制宜，并且配合多种修复本法方同时使用。[20]参考文献:[1]孙光闻.重金属污染及治理研究进展[J].南方农业,2007,1(2):41-52[2]郑喜珅,鲁安怀,高翔等.土壤中重金属污染现状与防治方法[J].土壤与环境,2002,11(1):79-84[3]王学锋,朱桂芬.重金属污染研究新进展[J].环境科学与技术,2003,26(1):54-56[4]刘永红,姜冠杰,杨海征等.土壤重金属污染及其修复技术研究进展[5]郑喜珅,鲁安怀,高翔.土壤中重金属污染现状与防治方法[J].土壤与环境,2002,11(1):79-84[6]邵学新,吴明,蒋科毅.土壤重金属污染来源及其解析研究进展[J].广东微量元素科学,200,14(4):1-6[7]MathysW.VergleichendeUntersuchugenderZinkaufnahmeVondieSistentenundSensitivePopulationVonagrostistenuisSibth.Flora2007,16(2):492-499[8]黄兰椿,周永章,李红中等.土壤中重金属污染的修复进展研究[M].中国可持续发展论坛,2008,(4)[9]赖发英,郭成志,李萍.重金属污染土壤生态修复和利用的初步研究[J].江西科学,2003,21(3):180-182[10]龙新宪,杨肖娥,倪吾钟.重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望[J].应用生态学报,2002,13(6):757-762[11]FRYSC.Thegroneingplantcellwall:Chemicalandmetabolicanalysis[M].England：LongmanScientificandTechnical.1nc,2006,17(34):195-200[12]RughCL,GragsonGM.MeagherRB.MerkleSAToxicmercuryreductionandremediationusingtransgenicplantswithamodifiedbacterialgene2007,14（36）:78-109[13]BizilySP,RuchCL.MeagherRBPhytodetoxificationofhazardousorganomercurialsbygeneticallyengineeredplants,2007,24(18):234-256[14]黄铮,徐力刚,徐南军.土壤作物系统中重金属污染的植物修复技术研究现状与前景[J].农业环境科学学报,2007，26(z1):58-62[15]王兆胡,王鸣刚,骆焕涛.植物修复技术在重金属污染土壤治理中的应用[J].甘肃科技,2010,26(5):73-76[16]WangJ.Computer-simulatedevaluationofpossiblemechanismsforquenchingheavymetalionactivityinPlantvacuales.PlantPhysi01.2009.13(97):1154-1160[17]张霓.重金属污染土壤植物修复研究进展[M].科海故事博览•科教创新,2010,(2):103[18]赵冰.重金属污染土壤的植物修复技术[J].广东园林,2008，30(6):79[19