土壤是地球表面的一層疏松物質(zhì),由各種顆粒狀礦物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)、水分、空氣、微生物等組成,能生長(zhǎng)植物。土壤對(duì)植物的生長(zhǎng)有舉足輕重的作用,對(duì)于已破壞的土壤該如何修復(fù)呢?
土壤污染物的來(lái)源
土壤污染是指進(jìn)入土壤中的有害、有毒物質(zhì)超出土壤的自?xún)裟芰?,?dǎo)致土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變,降低農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量,并對(duì)人體健康造成危害。土壤污染物主要來(lái)源:
(1)生活性污染源,主要是人、畜的糞尿,生活污水和垃圾等。
(2)生產(chǎn)性污染源,主要是工業(yè)生產(chǎn)中排放的“三廢”、交通運(yùn)輸工具排放的廢棄物、農(nóng)田施用的農(nóng)藥和過(guò)量的化肥。
(3)放射性污染源,主要是工業(yè)、科研和醫(yī)療機(jī)構(gòu)排放的液體或固體放射性廢棄物。
在土壤環(huán)境化學(xué)研究中,最早受到關(guān)注的化學(xué)污染物有Hg和Cd等有毒重金屬以及滴滴涕、六六六、氯丹和甲氧滴滴涕等有機(jī)氯農(nóng)藥,以及三氯乙醛等有機(jī)中間體。進(jìn)入80年代以來(lái),有關(guān)土壤重金屬污染被進(jìn)一步擴(kuò)展到Pb、Cu、Zn、Ni、Sn和Al等其它重金屬元素,As、Se和F等非金屬元素氰化物以及甲基汞、四乙基鉛、丁基錫等等有機(jī)金屬化合物;有機(jī)污染物也進(jìn)一步擴(kuò)展到苯酚類(lèi)化合物,以及艾氏劑、狄氏劑、敵敵畏、硫丹、2,4-D和五氯苯酚等其它化學(xué)農(nóng)藥。80年代末,90年代初以來(lái),由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展以及大氣污染、水體富營(yíng)養(yǎng)化的惡化,關(guān)注的土壤無(wú)機(jī)污染物轉(zhuǎn)變到過(guò)量的N和P等植物營(yíng)養(yǎng)元素,以及氧化物和硫化物,包括SO2和NO等有害氣體經(jīng)過(guò)反應(yīng)形成的酸雨和金屬氧化物粉塵等降水和降塵進(jìn)入土壤。
土壤化學(xué)性狀?lèi)夯憩F(xiàn)
1.土壤酸化
正常土壤pH值大概在7左右,而我們使用化肥大部分是酸性的,尤其是一些小廠(chǎng)家生產(chǎn)的化肥質(zhì)量不過(guò)關(guān),酸性程度更嚴(yán)重。土壤過(guò)酸或過(guò)堿作物都無(wú)法健康生長(zhǎng)。本來(lái)化肥就是一個(gè)強(qiáng)酸弱堿鹽,長(zhǎng)期大量使用,會(huì)造成土壤酸化,ph值降低。
2.土壤鹽漬化
化肥本身就是一個(gè)無(wú)機(jī)鹽,由鹽離子構(gòu)成,過(guò)多的離子殘存到土壤之后,導(dǎo)致土壤含鹽量過(guò)高。表現(xiàn)在:根系不能正常吸水,影響蔬菜植株生長(zhǎng),嚴(yán)重的時(shí)候可以說(shuō)作物就像種在鹽水里,出現(xiàn)淹根、死棵。鹽離子之間會(huì)產(chǎn)生拮抗,影響蔬菜對(duì)各種元素的吸收利用。
3.土壤生物性狀的惡化
土壤中富含微生物,各種微生物之間互相作用、互相影響。健康的土壤生物性狀是比較好的,有害菌群和有益菌群處于一個(gè)平衡的狀態(tài)。當(dāng)我們不斷種植,不斷加入化學(xué)肥料,土壤中微生物菌群開(kāi)始慢慢失調(diào),即有害菌的數(shù)量越積累越多,有益菌的數(shù)量越來(lái)越少。
4.土壤板結(jié)
土壤板結(jié)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是土壤變硬,根系扎不下去了。根系壞死,根系越來(lái)越淺,影響作物吸收水肥能力。
幾種修復(fù)技術(shù)的適用途徑
目前我國(guó)主要應(yīng)用兩種方法進(jìn)行土壤修復(fù),一是物理化學(xué)技術(shù)(包括化學(xué)穩(wěn)定化、土壤淋起、動(dòng)電復(fù)法),二是植物修復(fù)法。另外,微生物修復(fù)也逐漸的得到了業(yè)內(nèi)人士的重視。
最早運(yùn)用的土壤污染修復(fù)技術(shù)是物理技術(shù),這種技術(shù)主要包括:客土、翻土、換土、去表土法;電化學(xué)法;淋洗法;熱處理法等。
化學(xué)修復(fù)就是向土壤中施加改良劑,通過(guò)對(duì)重金屬的吸附、氧化還原,拮抗或沉淀作用,以降低重金屬的生物有效性。該技術(shù)的關(guān)鍵在于選擇經(jīng)濟(jì)有效的改良劑,常用的改良劑主要有碳酸鈣(包括:石灰石、碳酸鈣鎂)、磷酸鹽(包括:磷酸、羥基磷灰石、氟磷灰石、磷酸二氫鈣、磷酸氫鈣、磷酸氫二氨、重過(guò)磷酸鈣、過(guò)磷酸鈣、鈣鎂磷肥及含磷污泥等)、硅酸鹽(包括:硅酸鈉、硅酸鈣、硅肥、含硅污泥、硅酸鹽類(lèi)粘土礦物:沸石、海泡石、坡婁石、膨潤(rùn)土)和促進(jìn)還原作用的有機(jī)物質(zhì),不同改良劑對(duì)重金屬的作用機(jī)理不同。
生物修復(fù)技術(shù)主要包括植物修復(fù)和微生物修復(fù)。植物修復(fù)是指利用植物忍耐和超量積累某種或某些化學(xué)元素的特性,或利用植物及其根系微生物與環(huán)境之間的相互作用,對(duì)污染物進(jìn)行吸附、吸收、轉(zhuǎn)移、降解、揮發(fā),將有毒有害的污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的物質(zhì),最終使土壤功能得到恢復(fù)。
微生物在修復(fù)重金屬污染土壤中也起著不可忽視的作用,其主要的作用原理:微生物可以改變根際微環(huán)境,從而提高植物對(duì)重金屬的吸收,揮發(fā)或固定效率。如動(dòng)膠菌、藍(lán)細(xì)菌、硫酸還原菌種及某些藻類(lèi),能夠產(chǎn)生胞外聚合物與重金屬離子形成絡(luò)合物。利用微生物修復(fù)污染土壤技術(shù)的核心是借助于高效降解菌對(duì)污染物的降解作用。