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植物修复重金属污染土壤的研究现状及其水肥调控技术展望

北极星环保网  来源:《生态环境学报》2015年第6期  作者:杨启良等  2017/3/17 11:45:20  我要投稿  
所属频道: 环境修复  关键词:重金属污染 植物修复 汞污染

北极星环保网讯:构建生态文明建设和经济社会的可持续发展,重金属污染土壤的治理刻不容缓....

文章在系统分析中国土壤重金属污染状况和植物修复重金属污染土壤的现状及存在的主要问题基础上,提出了水肥调控技术是现阶段解决植物修复重金属污染土壤过程中生物量较小和生长缓慢等问题的重要措施。

如何通过水肥调控技术提高植物修复重金属污染土壤的效果成为当前需要迫切解决的关键科学问题

文章重点

文章综合考虑重金属污染土壤中主要污染物的实时动态变化过程和植物生长的特点及根区土壤微环境(水、肥、气、热和微生物)效应机制,分析了重金属污染土壤与植物生长和根区土壤微环境之间的互作效应关系。以水肥调控技术为手段,以提高植物的生物量为目标,制定有利于植物修复重金属污染土壤的最佳水肥调控利用模式。展望了基于水肥调控技术的植物修复重金属污染土壤的重要研究内容,分析了重金属污染土壤植物修复过程中的水肥调控技术研究的难点和创新点以及进一步研究的方向。

背景

全球正面临着粮食安全、水资源短缺和环境污染等诸多问题,这些问题的出现均与水土资源密切相关。随着矿产资源的不合理开发与利用、污水灌溉、化肥、农药的大量施用、工业化和城镇化的迅速发展,土壤污染日益严重(Marques等,2011)。

近年来,世界各国都非常重视污染环境的治理,特别是,中国政府为了人与自然的和谐相处,在党的十八大报告中将生态文明建设提到前所未有的战略高度,而水土环境的治理是生态文明建设的核心,为了落实政策,2014年由环保部牵头制定了《土壤污染防治行动计划》,从而为土壤污染的防治和治理指明了方向。

根据环境保护部公布的2014年中国土壤污染数据表明,在约6.30×106km2调查面积中,全国土壤总的点位超标率为16.1%。中国已有19.4%耕地土壤被污染,按照1.2×108hm2耕地计算,污染面积约达0.23×108hm2,而上世纪90年代仅有10%耕地土壤被污染,污染面积约达0.12×108hm2,可见,耕地土壤污染以惊人的速度跃升;

通过调查数据发现,耕地的轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别达13.7%、2.8%、1.8%和1.1%;

从污染类型看,无机型最多,有机型和复合型污染比重较小,其中无机污染物超标点位数高达82.8%,8种无机污染物如镉、镍、砷、铜、、铅、铬和锌的点位超标率分别达7.0%、4.8%、2.7%、2.1%、1.6%、1.5%、1.1%和0.9%;调查也发现,矿区中超标点位高达33.4%,55个污水灌区中71%的土壤被污染。

可见,工矿业和农业生产是导致土壤被污染的主要原因。由于污染物进入土壤使农田遭受不同程度的污染,污染物通过在作物体内的富集进人食物链,对人畜健康和生态环境构成很大威胁。

中国的土壤污染是在社会和经济发展过程中经过长期的累积形成的,因此,为了实现人与自然和谐发展,构建资源节约型和环境友好型社会目标,被污染水土的治理已刻不容缓。

目前,世界各国都面临着土壤重金属污染严重阻碍农业生产和生态环境修复及改善的重大现实问题。国内外众多学者围绕重金属污染物在作物-土壤系统内的迁移、富集及对重金属污染土壤的治理和植物修复技术等问题进行了大量的研究和探索(顾继光等,2005)。

重金属污染土壤的过程具有隐蔽性、长期性、表聚性和不可逆性(Puschenreiter等,2001)及土壤-植物系统的复杂性等特点,严重影响着植物的正常生长、产量和品质及人类健康(Finzgar和Lestan,2008),因此,重金属污染土壤研究一直是全球环境的热点和难点问题之一。

植物修复技术属于原位修复技术,这种技术被认为是重金属污染土壤修复的最有效方法(陈英旭,2008;Rascio和Navari-izzo,2011),不仅可用于重度污染区(如矿山)的复垦、还可用于轻度污染土壤的改良,是一种清洁的、绿色环保型重金属污染土壤处理技术;相比其他方法而言,植物修复引起次生环境问题的可能性小,并且可以回收污染物,带来经济效益(顾继光等,2003)。可见,重金属污染土壤的植物修复技术具有重要的研究价值和广阔的应用前景。

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