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浅析农田土壤重金属污染修复技术及可操作性

2019-09-10饶聪

种子科技 2019年10期
关键词:可操作性修复技术农田

饶聪

摘   要:随着我国农业、重工业的发展,农田土壤重金属含量超标问题已经受到广泛关注,土壤重金属污染会严重破坏土壤结构,威胁到农作物及食品的安全。简析了农田土壤重金属污染修复技术的研究现状,并对其可操作性进行了分析,以期为需要进行土壤重金属污染修复的广大种植户提供参考。

关键词:农田;土壤;重金属;污染;修复技术;可操作性

土壤重金属污染是指由于工农业生产或人类活动致使土壤中重金属含量高于背景值,导致潜在的土壤质量下降,影响生态环境[1]。针对土壤重金属污染修复,主要包括物理方法、化学方法和生物方法3类。

1   土壤重金属污染修复物理方法

1.1   隔离或混合被污染的土壤

隔离或混合被污染的土壤,从技术层面上是最容易操作的,具体包括客土法、换土法、深耕翻土法、隔离包埋法等。其中客土法和深耕翻土法,是利用清洁土壤与污染土壤混合,从而降低土壤中重金属含量,使其达到正常值;换土法和隔离包埋法,则是将污染土壤转移或隔离,但这类办法仅适用于轻度污染、污染范围小的区域,对于种植户来说,有一定的操作性。

1.2   借助热力或电力去除土壤中的重金属

借助热力去除土壤中的重金属,是利用专业设备加热受污染的土壤, 使污染物挥发,再收集挥发态的重金属污染物以便消除。此种方法只能去除土壤中熔点较低、易挥发的重金属,尽管目前已有发达国家将其应用在汞污染土壤的现场治理中,但是修复价格较高,还不适于大范围推广。借助电力去除土壤中的重金属,是利用阴阳离子在电压的作用下向正负极移动的原理,使重金属阳离子富集,再进行处理。此法简单易行,但现场实施过程中仍然需要考虑到当地的土壤pH值,从而进行适当改良。这两项技术需要具备专业的设备,还需要具备较强的专业知识,对于种植户来说操作性不强。

2   土壤重金属污染修复化学方法

2.1   钝化土壤中的重金属

钝化土壤中的重金属,是通过添加土壤改良剂或表面活性剂改变土壤重金属的理化性质,从而降低其有效机能和迁移能力[2]。经过钝化后的农田能避免作物重金属超标,但此法并不能消除土壤中的重金属元素,被钝化的重金属随时有再次活化的可能。对于种植户来说,此方法操作性强,但需要随时对作物进行监测,否则无法保证食品安全。

2.2   淋洗土壤,沉降重金属

土壤淋洗修复技术是将水或含有冲洗助剂的水溶液、酸/碱溶液、络合剂或表面活性剂等淋洗液注入污染土壤或沉积物中,洗脱和清洗土壤中污染物的过程。此技术从表面上看并不复杂,但是淋洗液本身是该项技术突破的关键,且该项技术同样并未消除土壤中的重金属,只能暂时缓解顶部土层重金属污染状况[3]。对于种植户来说,该项技术同样无法保证食品安全。

3   土壤重金属污染修复生物方法

3.1   利用生物吸收转化去除土壤中的重金属

用动物、植物、微生物的吸收和转化去除土壤重金属元素,是目前土壤重金属污染修复的热门研究方向。自然界某些生物对重金属耐受性强,而且能进行有效的吸收。

现已发现的超富集植物有700多种,每种植物富集的重金属种类不同,农户可根据土壤的污染情况选择超富集植物,种植后再将超富集植物收割集中处理,这样就能有效地去除土壤中的重金属。对于农户来说,此项技术具有很强的可操作性。

动物与微生物修复技术,其往往与植物修复技术发挥协同作用,动物修复一般采用蚯蚓,微生物修复目前有一种公开的土壤重金属生物降解剂——CN103255078A 专利,其由地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、台湾假单胞菌(Pseudomonas taiwanensis)、细黄链霉菌(Streptomyces microflavus)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)组成[4]。这项技术对于种植户来说是可直接应用的。

3.2   种植重金属低累积作物

在农田重金属污染地区,选择重金属低累积作物进行种植。目前,市场上已有耐镉大米,其他低累积作物选择较少,但是各方面也都在积极研究探索。对于种植户来说,选择低累积作物,既不影响当期效益,又能保证食品安全,可操作性较强。

总之,目前农田土壤重金属污染已经得到各方关注,尽管仍未有可大范围推广的模式供参考,但是土壤重金属污染修复技术的研究是一项热门研究,一些省份也在积极开展土壤重金属污染治理试点项目,政府的高度重视、食品安全的倒逼,必然会促进土壤重金属污染修复技术的发展。

参考文献:

[ 1 ] 陈怀满.环境土壤学[M].北京:科学出版社,2006.

[ 2 ] 林云青,章钢娅.粘土矿物修复重金属污染土壤的研究进展[J].中国农学通报,2009,25(24):422-427.

[ 3 ] 周永兴,曹建,田宗平,等.砷污染土壤治理工艺进展[J].矿产综合利用,2017 (5):13-16.

[ 4 ] 晁文彪.重金屬污染土壤的修复专利技术综述[J].农家参谋,2018(19):241.

(收稿日期:2019-02-15)ED38FE8A-F21C-44D5-AB38-7734EE5A08DF

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