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浅谈土壤污染的生态修复方法

北极星环保网来源:大陆桥视野·下2017/1/22 10:56:12我要投稿

北极星环保网讯:【摘要】科学技术的进步,推动了城市化以及工业化的进步,提高了人们的生活水平。但与此同时,社会飞速发展的背后,是以自然资源的浪费与自然环境的污染、破坏为代价的,尤其是土壤。本文首先叙述了土壤污染修复的内涵,同时,简单介绍了关于土壤污染的生物修复的原理以及原则,并进一步对生态修复方法进行了探讨。

一、引言

科学技术是一把双刃剑,它一方面给人们带来了高质量的生活,另一方面,不合理的利用方式,也给环境造成了巨大的破坏。目前,我国土壤污染的现象十分严重。据相关资料显示,我国受有机物以及重金属污染的土壤面积约占耕地总面积的五分之一,这也间接导致了每年生产有一千多万吨的粮食受到了重金属污染,粮食的有机农药含量超标的概率达到了百分之十五,粮食生态安全问题的治理,即土壤污染的修复刻不容缓。

二、土壤污染修复的相关介绍

土壤污染修复是指为了转移或者消除土壤中的有害污染物,而采取一定的措施降低或者消除土壤中污染物的毒性,帮助土壤恢复其生态功能。土壤污染主要从三方面进行修复,分别为物理、化学以及生物修复,其中,物理修复是指从物理角度出发,依据土壤与土壤污染物以及土壤污染物之间的物理性质,在土壤中加入其它物质将污染物分离,促使污染物的转移或者消除;化学修复是指通过一些化学方法,将土壤中的有毒以及有害的物质进行转化,从而实现土壤的毒性的降低或者消除;生物修复是指根据生态系统循环的原理,利用生物圈中的植物、动物以及微生物,通过其吸收或者转化土壤中的污染物,从而将污染物的含量降低到能够接受的范围内或者彻底消除。本文将从生物修复的角度出发,探讨污染土壤修复技术。

生物修复与其它两种方法相比,其具有极为明显的优势,例如:首先,生物修复不会改变土壤原有的物理、化学性质,能够最大限度的保护农作物生长的所必需的土壤;其次,它通过特定的方法能够实现有机污染物的矿化;同时,其处理成本低,操作方式简单;最后,生物修复方法应用范围很广,能够修复不同污染类型、污染程度的土壤。但与此同时,生物修复技术也具有一定的局限性。例如:通常情况下,微生物与有害污染物之间的降解关系呈现一一对应关系,对于一些混合的污染物,其降解微生物的选取比较困难;而且有的污染物还可能对微生物产生危害,致使微生物难以发挥作用;同时,对于一些长久性的有机物很难被消除等。

三、土壤污染的生态修复的原理与原则

(一)生态修复三原理

1.物理、化学、生物修复三种方法相结合。

一般情况下,土壤污染为混合污染型,一种修复方法很难对土壤进行全面的修复,因此,多种方法相结合符合土壤修复的实际需要。在传统的土壤修复中,通常是以生物修复手段为主,而将物理以及化学修复当作生物修复的辅助手段。在修复过程中,生物修复发挥了极大的作用,但由于其自身的局限性,仍需要物理以及化学修复手段的配合。化学与生物相结合的修复方法是最有效率的组合方式。例如,有机物污染严重超标的土壤,使用表面活性剂能够加快生物对有机物的吸收速度点,提高生物修复的效率。

2.激活土壤生态系统自身的净化能力。

一定条件下,土壤生态系统对于污染土壤有一定的净化作用,当该系统的生物越多时,其过滤作用越明显,净化能力就越强。土壤生态系统利用其自身种类丰富的微生物,能够降解或者消除污染物,达到自净的目的。但是,当土壤中的有机物与重金属含量超过土壤所能包含的容量时,其自净能力的作用就会削弱甚至消失。人为的激活、强化土壤的净化作用,将其与物理、化学等外部净化作用相结合,能够大大提高生态修复的速度。激活土壤生态系统的净化能力的手段有:首先,能够在土壤中添加营养物质,改善微生物生存条件;其次,调节周边环境,创造良好的修复条件;最后,采用一定的办法将污染物的毒性去掉,减轻其对微生物的危害。

3.合理运用生态因子进行调节控制

对生态因子进行调节控制是进行生态修复的前提条件,它能够强化巩固生态修复的效果,所以,在进行生态修复之前,必须考察土壤污染的具体情况,结合实际数据对生态因子进行调控。通常情况下,将生态因子分为生物因子以及非生物因子。其中,非生物因子是指微生物以及植物等生长所需的营养物质以及生态系统中所包含的各种有害无害物质,例如,水分、营养物质、有害物质浓度、pH值等等。每种生物对于周围的环境都有一定的耐受性,如果生态系统中的某类物质超过了这一限度,就会影响到生物的降解作用。生物因子则指生物之间的合作。许多污染物的降解都需要多种生物进行合作,该合作包括:一种或者多种生物向其他生物提供生长所需物质;分解不能够完全降解的物质,改善其他生物的生存净化条件等等。

(二)生态修复三原则

1.遵循整体协调统一的原则。

在土壤污染的修复过程中,将物理、化学、生物三种方法相结合,激活土壤自身的净化能力与外界的净化相结合,这充分体现了生态修复的整体协调统一的原则。该原则具有较高的效率以及稳定性,便于污染土壤的修复。

2.遵循循环再生的原则。

经济飞速发展的背后是资源的消耗速度的增加,这对一些不可再生资源或者自身更新速度慢的资源来说,并不是一件值得开心的事情。为了保持生态系统的可持续发展,循环再生是其发展的必要且唯一的路径。所以,在对土壤污染进行修复的过程中,降低土壤的有机物以及重金属污染物已经不仅仅是其主要修复目标,还包括对生态系统自我更新功能的恢复。

3.遵循因地制宜的原则。

不同区域的土壤有机物以及重金属污染的种类以及含量不同,其所需的生物修复费生物方法也不尽相同。时间、地点、空间以及环境的变化,需要不同的修复方法,具体表现为:修复的各项参数以及调控方法不同,修复的目标不同。合理的修复方法必须充分结合当地的地质、水文与气候条件,以环境、经济、社会利益相结合为前提,制定多级修复标准。

四、土壤污染生态修复的方法

目前,土壤污染生态修复的方法多以多种方式相组合的形式出现,具体包括:

1.动物与物理或者化学相结合的方法。据研究发现,蚯蚓与混合肥相结合用于污染土壤后,经过八十四天的降解作用后,土壤的微生物代谢作用有了显著提高,而土壤的部分有机物以及重金属含量大大降低,同时,土壤的生态系统的自净能力也有所恢复。

2.植物与动物相组合的方式。例如,接种环毛蚯蚓与黑麦草的结合能够有效的降低Zn含量,且有助于增加土壤的活性,为农作物的生长提供一个良好的环境。

3.植物与动物、微生物的组合方式。例如,将植物与微生物修复为修复的主要手段,并以施肥以及石灰、喷灌系统为辅助手段。该方法首先对土壤污染进行基本的调查,然后通过施肥、石灰等改善土壤环境,最后通过朝阳花等植物进行土壤修复。这一方法有效提高了土壤的服务功能。

五、小结

土壤是人类发展的重要基础,然而,城市化以及工业化的快速发展,每天都会有大量的废水、废渣被排入土壤之中,导致了土壤的有机物以及重金属含量增加,其所生产的粮食也不可避免的重金属含量超标,这间接影响了人们的身体健康。为了降低土壤中的有机物以及重金属含量,必须对污染土壤进行生态修复。在修复过程中,必须遵循整体性、循环再生以及因地制宜的原则,将生物、化学、物理三种方法相结合,积极采用一定的措施激活土壤生态系统自身的净化能力,合理调控生态因子,最终实现污染土壤的生态修复。

延伸阅读:

各种土壤修复技术修复各种土壤

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