《“生物技术修复重金属污染的土壤”听课报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《“生物技术修复重金属污染的土壤”听课报告（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、“生物技术修复重金属污染的土壤生物技术修复重金属污染的土壤”听课报告听课报告生科生科 生态学生态学 2010 级级 1042041109 方文静方文静一、 土壤重金属污染及其现状：土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量有害元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染。污染土壤的重金属主要包括汞（Hg） 、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等，如汞主要来自含汞废水，镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降，砷则被大量用作杀虫剂、
2、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调，镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高，即使超过食品卫生标准，也不影响作物生长、发育和产量，此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小，不易随水淋滤，不为微生物降解，通过食物链进入人体后，潜在危害极大，故而应特别注意防止重金属对土壤污染。而近年来，我国土壤重金属污染事件频繁发生。其中，面积最大的是镉污染。近年来发生的镉污染事件，有 2005 年的广东北江镉污染、2006 年湖南湘江株洲段镉污染、2009 年湖南浏阳镉污染以及今年初广西龙江镉污染等。中国环境监测总站的资料也显示，我
3、国重金属污染中，最严重的是镉污染、汞污染、血铅污染和砷污染。据我国农业部进行的全国污灌区调查，在约 140 万公顷的污水灌区中，遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的 64.8%，其中轻度污染的占 46.7%，中度污染的占 9.7%，严重污染的占 8.4%。主要污染物为镉、砷等，尤以镉的污染最为严重，土壤镉的超标率高达 64%。有关权威材料表明，全国每年受重金属污染的粮食高达1200 万吨，直接经济损失超过 200 亿元，这些粮食可养活 4000 多万人。又因为土壤重金属污染具有污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解的特点，并可经水、植物等介质最终影响人类健康。因此，治理和恢复
4、的难度很大。二、 拔出土壤重金属主要技术：1. 物理修复：11 客土、换土法客土法是在被污染的土壤上覆盖上非污染土壤；换土法是部分或全部挖除污染土壤而换上非污染土壤。实践证明，这是治理农田重金属严重污染的切实有效的方法。在一般情况下，换土厚度愈大，降低作物中重金属含量的效果愈显著。但是采用这种方法必须注意两点：(1)用做客土的非污染土壤的 pH 等性质最好与原污染土壤相一致，以免由于环境因子的改变而引起污染土壤中重金属活性的增大；(2)应妥善处理被挖出的污染土壤，使其不致引起二次污染 。在有些情况下也可不挖除污染土壤，而将其深翻至耕层以下，这对于防止作物受害也有一定效果，但效果不如换土法。客土
5、法和换土法的不足之处是需要花费大量的人力与财力，因此，只适用于小面积严重污染土壤的治理。12 固化技术固化技术是将重金属污染的土壤按一定比例与固化剂混合，经熟化最终形成渗透性很低的固体混合物。固化剂的种类繁多，主要有卜特兰水泥、硅酸盐、高炉矿渣、石灰、窑灰、飘尘、沥青等。固化技术的处理效果与固化剂的组成、比例、土壤重金属的总浓度以及土壤中一些干扰固化的物质的存在有关。13 电动力学法电动力学法是在土壤中插入一些电极，把低强度直流电导人土壤以清除污染物，把电流接通后，阳极附近的酸就会向土壤毛细孔移动，并把污染物释放在毛细孔的液体中，大量的水以电渗透方式开始在土中流动，这样，土壤毛细孔中流体就可移
6、至阳极附近，并在此被吸收到土壤表层而得以去除。钱暑强研究表明使用土壤电修复实验装置，以柠檬酸为清洗液，在适宜的操作条件下土壤中 Cu 的去除率可达 899，所消耗的清洗液仅为被修复土壤的质量的133 倍；设备放大实验结果表明，当采用恒电流操作模式时，在相同的电流密度下，不同规模电渗装置的清洗率一致，未出现“放大效应” ，显示出电修复技术在大规模污染土壤治理中的应用前景引。研究表明，电流能打破所有的金属一土壤键，当电压固定时，去除效率与通电时间成正比。但对于渗透性较高、传导性较差的土壤，电导力学方法所能起的作用较弱，此法不适于对砂性土壤重金属污染的治理。2. 化学修复：21 化学提取化学提取修复
7、是运用试剂和土壤中的重金属作用，形成溶解性的重金属离子或金属一试剂络合物，最后从提取液中回收重金属，并循环利用提取液。本法的关键是试剂的选择。试剂通常分为三种：(1)螯合剂，包括 EDTA、DTPA、EGTA、柠檬酸、草酸等；(2)酸、碱、盐，包括硝酸、盐酸、硫酸、氢氧化钠等；(3)表面活性剂。化学提取的总体效率既与提取剂和污染物之间的作用有关，也与提取剂本身的物理化学性质及土壤对污染物、化学提取剂的吸附作用有关。提取法费用较低，操作人员不直接接触污染物。但仅适用于砂壤等渗透系数大的土壤或轻质土壤的地表污染的修复，且引入的提取剂易造成二次污染，淋溶重金属的同时也会使有益营养元素淋失。应选择生物
8、降解性好、不易造成二次污染的提取剂。如果可能，最好直接使用清水。22 施用改良剂施用改良剂来降低重金属在环境中的迁移能力和生物有效性，减轻它们对生态系统的危害。常用改良剂有石灰、磷酸盐、硅酸盐、沸石、含铁的氧化物材料等，不同的改良剂有不同的修复机理。施用石灰主要通过重金属自身的水解反应及其与碳酸钙的共沉淀反应机制降低重金属的移动性；大多数重金属磷酸盐的溶解度很低，因此羟基磷灰石主要通过沉淀作用实现对重金属的固定；沸石是碱金属或碱土金属的水化铝硅酸盐晶体，含有大量的三维晶体结构、很强的离子交换能力及独特的分子结构(具有骨架状的特殊结构)，从而通过离子交换吸附和专性吸附降低土壤中重金属的有效性。国
9、内外的一些学者研究表明改良剂可显著降低土壤中重金属的迁移能力，减少植物各部分对重金属的吸收。化学改良剂修复能暂时减轻污染土壤中重金属的危害，恢复污染环境的部分功能，且成本低廉，易于推广，但重金属仍保留在土壤中，只是改变了存在形态而已，长期施用改良剂也破坏土壤，而且关于修复后的土壤的长期稳定性和对生态系统(植物动物)的影响的研究还很缺乏。3. 生物修复( bioremediation) 是指利用微生物或植物的生命代谢活动, 将土壤环境中的危害性污染物降解成二氧化碳和水或其他无公害物质的工程技术。目前对于这一措施的修复技术主要有植物修复和微生物修复两种。植物修复是利用植物及其根系微生物对污染壤、沉
10、积物、地下水和地表水中的污染物进行的清除技术, 是一种有效的生物技术。对重金属污染土壤的植物修复, 具有廉价、就地、土壤免遭扰动的优点。重金属超积累植物, 虽然早有发现但是作为一种技术对污染土壤进行修复, 是近 20 年来新兴的研究领域。美国农业部的、英国大学的、新西兰大学的和他们的同事及其他一些科学家开拓和积极倡导的重金属污染土壤的植物修复, 是备受推崇的技术, 并且可望逐步实现商化。例如, 在巴西还有利用镍的超富集植物进行小规模植物冶金, 其效益比种植大豆要好很多。有些微生物具有嗜重金属性, 这种高积累的特性是由于自身的基因类型, 也可能与根际的微植物群落有关。它们利用微生物对重金属污染介
11、质进行净化。在水体污染中被证明是一种很好的方法。如果用于土壤环境的处理, 可能是一种行之有效的方法, 目前已进行了积极研究。据报道, 日本发现一种嗜重金属菌, 能有效的吸收土壤中的重金属, 但存在着土壤与细菌分离的难题。如果得到妥善的解决, 将是一种很有发展前景的处理方法。三、 自己的思考：现在，我们国家的各种污染状况都非常严重，比之于 10 几年前，现在我们所身处的环境真的已经变得非常的可怕了，除去水污染等能明显可以看见的恶性变化以外，还有很多肉眼无法感知的到的危险正在威胁着我们的生存。而，土壤重金属污染就是属于这一类。现如今，想要把污染的环境再恢复，需要的不仅仅是技术上的进步，只有从源头着手，每个人都参与进来共同维护我们生活的环境，才是最根本之法。
