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| 生物修復(fù)技術(shù)在重金屬污染土壤中的應(yīng)用及發(fā)展 |
| （時(shí)間:2019-11-1 10:36:19） |
摘要：近些年，因?yàn)楦鞣矫嬖驅(qū)е挛覈芏嗟貐^(qū)的土地重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)，其不僅給人民群眾的生命安全造成了嚴(yán)重的影響，還會干擾到農(nóng)村發(fā)展的進(jìn)程，這些情況都在說明解決重金屬污染問題已經(jīng)迫在眉睫。據(jù)此，本文將從生物修復(fù)技術(shù)在重金屬污染土壤治理的實(shí)際應(yīng)用入手研究，并對其未來的發(fā)展方向進(jìn)行展望，以期能夠?yàn)槿缃竦南嚓P(guān)研究部門的生物修復(fù)技術(shù)的開發(fā)和研究提供一些理論基礎(chǔ)，進(jìn)而促進(jìn)我國重金屬污染土壤的治理工作。
前言：隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，如今的社會對于各方面地需求也在日趨上升，但同人們地需求一同上升的卻是如今的環(huán)境污染問題也在日趨嚴(yán)重，大量的工業(yè)“三廢”的排放、農(nóng)藥化肥的不合理使用等等問題，都導(dǎo)致了如今土地環(huán)境中各方面重金屬的含量嚴(yán)重超標(biāo)。其不僅會對人們的身體健康造成嚴(yán)重的影響，還會導(dǎo)致可耕種的土地范圍也在日漸縮小，所以對土地重金屬含量超標(biāo)這一問題進(jìn)行治理已經(jīng)是如今迫在眉睫的一個(gè)嚴(yán)峻問題。
一、重金屬污染土壤的現(xiàn)狀：
現(xiàn)如今，很多地區(qū)土壤的重金屬污染都是由于人類的日常生產(chǎn)活動做造成的。過去人類所造成的重金屬污染沒有超過自然界的自我凈化能力，所以沒有顯現(xiàn)出太多的問題，但隨著社會的不斷發(fā)展，人們對于各方面的需求也在不斷的上升，而有需求就會有生產(chǎn)，需求量越大，生產(chǎn)量也就越多，但人類的生產(chǎn)與生活常常都是伴隨著污染產(chǎn)生的，隨著需求量越來越多，造成的污染也就越來越多，最終超過了自然界的自我凈化能力，致使出現(xiàn)土壤污染問題，最終對人們的生命健康和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了極大的負(fù)面影響。而且相對于其他污染來說，重金屬污染更加普遍和隱蔽，其在污染初期并不容易被人們所發(fā)現(xiàn)，只有在污染問題積累到一定程度以后，才能夠被人們所發(fā)現(xiàn)，但這個(gè)時(shí)候已經(jīng)有些為時(shí)已晚，自然界已經(jīng)無法對其進(jìn)行自我凈化作用，只能通過人類自身的各種方法來對其進(jìn)行治理工作。據(jù)有關(guān)部門研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前我國被污染的土壤面積已經(jīng)超過了5000萬畝，這些被污染的土壤中超標(biāo)的重金屬元素主要有汞、鎘、鉛、鉻、鋅、銅等，并且隨著時(shí)間的推移，土壤重金屬污染的情況還在不斷的加劇，如不及時(shí)對這些已經(jīng)被重金屬污染的土壤進(jìn)行治理工作，那么就會對我國的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害，進(jìn)而危害到人們的生命健康[1]。
二、生物修復(fù)技術(shù)在重金屬污染土壤中的應(yīng)用：
所謂的生物修復(fù)技術(shù)，就是指那些利用生物的生命代謝活動來將土壤中所蘊(yùn)含的各種有毒有害物質(zhì)進(jìn)行消除或者是進(jìn)行無害化處理的技術(shù)。而現(xiàn)如今，生物修復(fù)技術(shù)主要分為植物修復(fù)技術(shù)、微生物修復(fù)技術(shù)、動物修復(fù)技術(shù)三大類。相對于其他的重金屬污染治理技術(shù)來說，生物修復(fù)技術(shù)有著修復(fù)時(shí)間短、對周圍環(huán)境不會造成太大的干擾，修復(fù)效果比較明顯等優(yōu)點(diǎn)，所以在如今被廣泛的應(yīng)用于各種重金屬污染污染的治理之中。
（一）植物修復(fù)技術(shù)：
所謂的植物修復(fù)技術(shù)，就是直接利用其各種綠色植物及其共生的微生物系統(tǒng)來對已經(jīng)被重金屬污染的土壤進(jìn)行吸收、富集作用，進(jìn)而有效改變土壤重金屬污染的一種新興環(huán)境治理技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用過程中，用超富集作用植物修復(fù)技術(shù)主要分為植物吸收、植物揮發(fā)以及植物穩(wěn)定三大類：其中植物吸收就是植物利用自身的根部來發(fā)揮出超富集作用，進(jìn)而對各種重金屬元素通過根部進(jìn)行吸收，再從根部進(jìn)行轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移到植物的地上部分，最終達(dá)到消除、降低土壤內(nèi)部重金屬元素含量的目的；而植物會發(fā)則是指植物在生長生存過程中，通過自身的轉(zhuǎn)化作用，將土壤中所積累的各種重金屬元素轉(zhuǎn)化成為可揮發(fā)的形態(tài)，最后從植物的地上部分將其進(jìn)行揮發(fā)，以此來起到降低和消除土壤中的重金屬元素含量的目的；至于植物穩(wěn)定則是指利用植物來降低土壤中的各種重金屬元素的活性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低重金屬的危害性的目的[2]。如今植物修復(fù)技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于如今的重金屬污染土壤治理過程中，并取得了很多喜人的效果。例如水生植物鳳眼蓮可以對土壤中的汞、鉛、鎘、銅、砷都有著良好的富集效果。
在例如印度芥菜也同樣可以應(yīng)用于重金屬污染土壤的治理當(dāng)中，其對于各種重金屬的富集效果也非常良好，由此可見在如今的重金屬污染土壤中應(yīng)用植物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行重金屬治理是一種非常好的方法。
（二）微生物修復(fù)技術(shù)：
微生物修復(fù)技術(shù)，就是選擇那些自然界已有的或者人工培育后的有著各方面特性的微生物，然后利用其生命代謝活動，對土壤中所蘊(yùn)含的各種重金屬元素進(jìn)行轉(zhuǎn)化、降解，進(jìn)而起到降低重金屬元素活性或者進(jìn)行消除的作用。據(jù)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，微生物對于重金屬污染土壤治理主要是通過兩種機(jī)理來進(jìn)行的。其一是微生物通過生物代謝活動來對重金屬元素的形態(tài)進(jìn)行改變，以此來降低重金屬元素的毒性的作用；其二則是微生物通過自身的生物代謝活動來對土壤中所蘊(yùn)含的各種重金屬元素的價(jià)態(tài)進(jìn)行改變，將重金屬元素轉(zhuǎn)變成為一種易溶物，進(jìn)而可以輕易的將其從土壤中進(jìn)行濾除工作，以此來實(shí)現(xiàn)降低土壤中重金屬元素含量，改善土壤生態(tài)環(huán)境的目的[3]。如今，世界上對于微生物修復(fù)技術(shù)的研究也同樣取得了很大的成效。例如在國外，有很多學(xué)生都曾經(jīng)利用微生物修復(fù)技術(shù)的第二種機(jī)理來將重金屬元素從土壤中進(jìn)行分離工作，由此可見微生物修復(fù)技術(shù)在卻是可以在實(shí)際重金屬污染土壤治理過程中進(jìn)行應(yīng)用。而在我國，也同樣有很多專家學(xué)者在進(jìn)行相關(guān)的微生物修復(fù)技術(shù)的研究工作。例如牛旭等人曾經(jīng)研究過微生物能耗改變礦區(qū)的的特性，進(jìn)而將礦區(qū)改變成為種植區(qū)進(jìn)行過相關(guān)的研究工作。而對于礦區(qū)的土壤來說，其中蘊(yùn)含著很多難以通過自然界的凈化作用來進(jìn)行降解的腐殖質(zhì)，這些腐殖質(zhì)的存在不僅會影響到土壤的整體結(jié)構(gòu)，還會對土壤的疏松度造成一定的干擾，這些都礦區(qū)轉(zhuǎn)化成為種植區(qū)的阻礙坐在。但通過對微生物修復(fù)技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，微生物修復(fù)技術(shù)不僅可以對這些腐殖質(zhì)進(jìn)行降解作用，還能夠積累土壤中所蘊(yùn)含的有機(jī)質(zhì)，進(jìn)而起到改善土壤整體結(jié)構(gòu)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)積累土壤肥力的作用。
（三）動物修復(fù)技術(shù)：
所謂的動物修復(fù)技術(shù)，就是利用土壤中本身便存在的各種動物及其腸道中現(xiàn)有的微生物，在自然條件下或者人工條件下、促使其這些動物及其體內(nèi)的微生物的生長與繁殖，然后令其在生命代謝過程中，對土壤中所蘊(yùn)含的各類重金屬進(jìn)行去除、分解、富集等作用。一般在使用動物修復(fù)技術(shù)的時(shí)候，通常都會選擇諸如蚯蚓、蜘蛛等常見的動物，其不僅有著很強(qiáng)的重金屬富集能力，還能夠改善土壤的結(jié)構(gòu)，提升土壤的肥力，所以在如今的重金屬生物修復(fù)技術(shù)當(dāng)中，動物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用之處也很多。
三、生物修復(fù)技術(shù)在重金屬污染土壤中的發(fā)展展望：
目前，我國對于生物修復(fù)技術(shù)的研究還是處于起步階段，所以主要研究方向還是幾種與植物修復(fù)技術(shù)與微生物修復(fù)技術(shù)兩類生物修復(fù)技術(shù)之上，對于動物修復(fù)技術(shù)的研究卻不是很多。也正是因?yàn)槲覈鴮τ谏镄迯?fù)技術(shù)的研究還處于起步階段，所以還存在著諸如用于修復(fù)的生物和被修復(fù)地區(qū)的本土生物之間存在的競爭、生物修復(fù)效果容易受到外界因素影響等問題。根據(jù)這些問題，本文將對未來生物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行展望：（1）做好用于修復(fù)的生物與被修復(fù)地區(qū)本土生物之間的競爭協(xié)同關(guān)系；（2）建立完善的生物修復(fù)體系，很多土壤中所蘊(yùn)含的重金屬還有著極大的回收再利用的價(jià)值，未來如果在完善生物修復(fù)技術(shù)的同時(shí)，還應(yīng)該方便重金屬元素在分離受的回收作用，進(jìn)而緩解我礦產(chǎn)資源缺乏的現(xiàn)狀。
總結(jié)：綜上所述，鑒于我國如今土壤重金屬污染現(xiàn)象越來越嚴(yán)重的問題，使得越來越多的人們關(guān)注起重金屬污染土壤的治理問題。雖然生物修復(fù)技術(shù)有著各種各樣的優(yōu)點(diǎn)，但因?yàn)槲覈嚓P(guān)的生物修復(fù)技術(shù)起步時(shí)間比較晚，還有很多不足之處，所以在進(jìn)行具體應(yīng)用過程中肯定會有著很多的局限之處，但作者相信，隨著生物修復(fù)技術(shù)而不斷研究發(fā)展，未來肯定會全面的應(yīng)用于各種污染修復(fù)之中，進(jìn)而為我國人民群眾創(chuàng)造出一個(gè)更加優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境。
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