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污染的土地如何做生態修復?

文章來源:自然資源之聲碳交易網2020-07-20 07:10

土地有機物污染的生態修復

 
(一)土地化學農藥污染的生態修復
人類從20世紀40年代起開始使用農藥除蟲除草,每年挽回農業總產量15%左右的損失。世界上化學農藥年產量已達數百萬噸,品種超過1000種,常用的有250種左右。最早使用的農藥為無機化合物。在1940年前后開始使用DDT和六六六等有機氯化合物農藥,由于它們價格便宜,并具有長效殺蟲能力,因而很快推廣,成為最主要的農藥品種。有機氯農藥有積累性,不易降解,從60年代起許多國家開始禁止或限制使用,逐漸為50年代出現的有機磷農藥所取代。但有些學者認為有機氯農藥的毒性尚不能定論,有機氯除草劑還有應用。有機農藥可分為有機磷農藥、有機氯農藥、有機氮農藥、有機硫農藥、有機金屬農藥,以及含硝基、酰胺、腈基、均三氮苯等基團的有機農藥。在上述幾大類有機農藥中,論應用歷史以有機氯農藥為最長,論品種則以有機磷農藥為最多。據統計,中國每年農藥使用面積達1.8億公頃,20世紀50年代以來使用的六六六達到400萬噸、DDT達50多萬噸,受污染的農田1330萬公頃。農田耕作層中六六六、DDT的殘留量分別為0.72×10-6和0.42×10-6;土壤中累積的DDT總量約為8萬噸。糧食中有機氯的檢出率為100%,小麥中六六六含量超標率為95%。20世紀80年代禁止生產和使用有機氯農藥后,代之以有機磷、氨基甲酸酯類農藥,但其中一些品種比有機氯的毒性大10倍甚至100倍,農藥對環境的排毒系數比1983年還高,而且,這些農藥雖然低殘留,但有一部分與土壤形成結合殘留物,雖然可暫時避免分解或礦化,但一旦由于微生物或土壤動物活動而釋放,仍將產生難以估計的危害(杜蕙,2010)。
土地的化學農藥污染,其生態修復技術主要包括物理修復技術、化學修復技術和生物修復技術。物理修復技術是指通過溫度、電動力或者其他物理因素將農藥污染物從土地中分離出來的修復技術,常用的有熱脫附、蒸汽浸提、通風、固化和填埋等。化學修復技術主要包括化學淋洗技術、還原脫氯修復技術、氧化還原修復技術以及溶劑浸提等技術(鞠曉璇等,2016)。雖然物理和化學修復技術可以達到一定的效果,但其存在能耗大、環境不友好等問題。相對而言生物修復技術具有操作簡單、處理費用低、效果良好、可以就地進行處理等優點,得到越來越多的廣泛采用。生物修復技術主要包括微生物修復技術、植物修復技術和動物修復技術,前二者得到更廣泛的采用。微生物修復主要是通過微生物的酶促反應,直接對農藥產生降解作用;同時微生物還通過礦化作用、共代謝作用和種間協同代謝改變土壤的理化性質,而間接起到降解農藥的作用。植物修復主要是利用植物積累、代謝、轉化功能并與根際微生物協同作用,去除、轉移或降解化學農藥污染物。例如,頂孢霉菌和芽孢桿菌可降解有機磷農藥,尖孢鐮刀菌和白耙齒菌可降解有機氯農藥,甘薯、芋頭、豇豆、蘆葦可修復被有機氯農藥污染的土地,番茄、美人蕉、鳳眼蓮可修復被有機磷農藥污染的土地(王新等,2016)。
(二)土地其他有機污染的生態修復
其他有機污染物主要是石油烴類污染,以及天然有機污染物和人工合成有毒有機物。天然有機污染物主要來自纖維工業,如紙漿廠、造紙廠、木材加工廠、紡織印染廠等工業廢水,以及制糖工業、淀粉加工工業、發酵工業(如酒精廠、啤酒廠、味精廠、發酵法制藥廠)等工業廢水、廢醪;人工合成有毒有機物,除有機農藥以外,主要是:酚類物質、氧化物、多氯聯苯、稠環芳烴、有機合成洗滌劑,以及含增塑劑、添加劑的廢塑料和廢橡膠等。這些有機物主要來自有機化工廠、煉油、煉焦等工業廢水、廢氣、污泥;而城市垃圾、污水、污泥中既含有天然有機物,又含有人工合成有機物,成分復雜多變。其他有機污染物的生態修復技術,包括微生物修復技術、植物修復技術、植物-微生物聯合修復技術、物理化學-生物耦合修復技術等,以及最新方法,如分子生物學技術中的變性梯度凝膠電泳和降解基因等。
物理方法主要包括熱處理法、隔離法、換土法、焚燒法、空氣吹脫法等。化學方法主要包括萃取法、土壤洗滌法、化學氧化法、光催化法、CSP法等。物理和化學方法通常被認為修復效果有限,費用高,且容易造成二次污染。相比較而言,生物修復方法依托生物對污染物的富集、吸收以及降解能力,可以避免物理和化學修復方法的上述缺陷,具有更廣闊的應用前景。微生物原位修復技術,主要是通過投加營養物質促進某些微生物大量繁殖,投加表面活性劑和生物膨脹劑促進微生物對石油等有機污染物的降解,以及引入特異性微生物來吸收降解石油等有機污染物,去除其他土地有機污染物。微生物異位修復技術,主要是通過預制床法、堆肥法、生物反應器法等,對土地中其他有機污染物的去除過程在異地進行。植物修復技術的原理主要包括3個方面:植物對于有機物的直接吸收;植物的分泌物,如硝酸鹽還原酶可以還原TNT等成分;植物通過提高根系微生物的數量和活性去除有機污染物。其中,植物能夠直接吸收的組分主要為二甲苯、含氯有機溶劑和短鏈脂肪族化合物(張樹才等,2009)。在各類生態修復技術中,物理、化學和生物方法通常應當結合使用,會大大提高修復功效。 夲呅內傛萊源亍:ф啯碳*排*放^鮫*易-網 τā ńpāīfāńɡ.cōm
 
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