土壤是大部分動物、植物、微生物等賴以生存的基本物質(zhì),土壤的優(yōu)劣直接影響我們的日常生活、生產(chǎn)以及農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快,礦產(chǎn)資源的不合理開采及其冶煉排放、對土壤進(jìn)行污水灌溉和污泥施用、化肥和農(nóng)藥的不合理施用和人為活動引起的大氣沉降等,均導(dǎo)致土壤污染愈加嚴(yán)重。土壤污染物中以重金屬較為突出,主要原因是重金屬在土壤中不斷積累,很難被降解,對土壤環(huán)境具有長久的毒害作用。
一、土壤重金屬污染的危害
1、對土壤本身的危害:大量重金屬進(jìn)入土壤后,不能降解,很難再從土壤中遷出,越積越多,含量持續(xù)增加,對土壤理化性質(zhì)和土壤生物特性產(chǎn)生不良影響,破壞土壤的生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能。
2、對土壤微生物的影響:重金屬能替代微生物細(xì)胞膜上的重要礦物質(zhì),導(dǎo)致離子不平衡,從而影響微生物的生長和代謝。其次,重金屬能夠抑制酶的活性,導(dǎo)致離子失衡,進(jìn)一步影響微生物的生命活動。此外,重金屬如汞、鎘和鉛等能引發(fā)DNA鏈斷裂,并與含羧基、巰基的蛋白質(zhì)分子結(jié)合,抑制蛋白質(zhì)和核酸的合成,對微生物造成生態(tài)毒性。
3、對作物的危害:土壤重金屬超標(biāo)會對作物帶來直接傷害,導(dǎo)致植物的死亡。同時,土壤重金屬含量超標(biāo)還會影響作物對氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素的吸收,抑制作物生長,導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量下降。另外,土壤重金屬污染可使作物中重金屬含量增加,導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品污染,影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。
4、對人體健康的危害:土壤重金屬等污染物會通過食物鏈,經(jīng)過逐級生物富集最終對人體健康產(chǎn)生危害。同時,土壤中的重金屬還可以通過影響水體和大氣環(huán)境質(zhì)量間接對人類健康造成威脅。
二、土壤重金屬污染的應(yīng)對措施
1、物理修復(fù):物理修復(fù)包括生物炭吸附、客土法、換土法、熱處理、電動修復(fù)和隔離法等,可以有效地去除或減少土壤中的重金屬。物理修復(fù)法是最通用的土壤修復(fù)法,廣泛應(yīng)用于各種污染土壤情況。
2、化學(xué)修復(fù):化學(xué)修復(fù)主要有2種:①添加化學(xué)試劑將重金屬污染土壤中的污染物轉(zhuǎn)化為在土壤中穩(wěn)定的低毒或無毒價態(tài);②添加化學(xué)試劑以提高重金屬在污染土壤中的流動性,去除污染甚至循環(huán)利用?;瘜W(xué)修復(fù)的優(yōu)點是處理效率高,在一定條件下具有持久性。當(dāng)土壤污染情況緊急,需要徹底治理或緊急治理時,優(yōu)先采用化學(xué)法;缺點是藥品投加量較大,成本高,存在二次污染隱患,且長期治理需要反復(fù)投加化學(xué)藥劑。
3、生物修復(fù):生物修復(fù)是利用生物本身的吸收、代謝和分解等作用,將土壤中的重金屬轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì),如植物修復(fù)、動物修復(fù)和微生物修復(fù)等。植物修復(fù)對成本、技術(shù)要求較低,操作也簡便。動物修復(fù)中,最常使用的動物是蚯蚓,蚯蚓對重金屬有耐受性,并能夠吸收土壤中的重金屬,對重金屬有富集作用。微生物修復(fù)是利用天然存在的或者培養(yǎng)的功能微生物群,在適宜環(huán)境條件下(一般指適于微生物生長繁殖的條件),促進(jìn)或者強(qiáng)化微生物代謝功能,從而將污染物的毒性降低或者無害化。
4、聯(lián)合修復(fù):包括微生物-動物-植物聯(lián)合修復(fù)、化學(xué)-生物聯(lián)合修復(fù)、物理-化學(xué)聯(lián)合修復(fù)、微波熱解-活性炭吸附聯(lián)合修復(fù)和溶劑萃取-光降解聯(lián)合修復(fù)等,聯(lián)合修復(fù)技術(shù)不僅可以提高污染土壤的修復(fù)速率與效率,而且可以克服單項修復(fù)技術(shù)的局限性,實現(xiàn)對多種污染物復(fù)合、混合污染土壤的修復(fù)。
在實際應(yīng)用中,應(yīng)根據(jù)污染土壤的類型、污染程度、地理位置和成本等因素進(jìn)行綜合考慮。同時,處理過程中應(yīng)注意防止造成二次污染。例如,在采用物理修復(fù)時,應(yīng)注意防止將污染土壤中的重金屬物質(zhì)帶到非污染土壤中。在采用化學(xué)修復(fù)時,應(yīng)注意選擇合適的化學(xué)物質(zhì),避免引入新的污染物質(zhì)。在采用生物修復(fù)時,應(yīng)注意選擇具有較高修復(fù)效率和安全性的生物種類,防止對環(huán)境造成二次污染。