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生态修复理论与技术.docx

来源：花匠小妙招时间：2024-09-02 13:20

污染土壤生态修复研究摘要：系统介绍了国内外污染土壤生态修复研究的一些成果，并就污染土壤生态修复技术特点和重金属污染土壤、有机物污染土壤的生态修复研究现状进行了讨论，最后指出了污染土壤生态修复研究的前景。关键词：污染土壤；重金属污染；有机污染；生态修复土壤作为环境系统的核心介质，是沟通大气和水体的枢纽，也是生物体和人类社会的基本载体。大气和水体的污染，最终反映并集中于土壤的污染。只要土壤污染得不到有效解决，大气和水体的污染永远也解决不了。在我国，土壤污染已成为继水污染、大气污染、噪声污染和固体废物污染后倍受社会广泛关注的污染问题之一。近年来，土壤污染的生态修复技术研究在国内外已成为十分活跃的研究热点。在污染土壤的修复技术研究中，与传统的物理修复和化学修复相比，生态修复所具有的高效、无二次污染与操作简便等特点，使其成为最具生命力的污染土壤修复技术之一。[1]1污染土壤生态修复基本原理生态修复(ecological remediation)是指在生态学原理指导下，以广义的生物修复（包括微生物修复、植物修复、动物修复和酶学修复）为基础，结合各种物理修复、化学修复以及工程技术措施，通过优化组合和技术再造，使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合的修复污染环境的方法。也就是说，生态修复是根据生态学原理，利用特异生物（如修复植物或专性降解微生物等）对环境污染物的代谢过程，并借助物理修复与化学修复以及工程技术的某些措施加以强化或条件优化，使污染环境得以修复的综合性环境污染治理技术。[2]目前，尽管污染土壤的物理修复、化学修复以及工程修复技术已取得一定进展并出现了一些实用技术，但这些修复方法往往会破坏污染土壤的理化性质，甚至会造成对环境的二次污染，对于污染面积巨大且污染程度较轻的土壤基本上难以应用。重金属等无机污染的植物修复和有机污染的生物修复虽克服了这些缺点，但由于这些技术本身所固有的一些应用条件的限制，在修复实践中也难以推广，大多只是处于试验阶段甚或是基础研究阶段。在这种情况下，利用生态系统的自我修复能力，从生态学原理的高度解决污染环境特别是污染土壤的修复问题，对于实现人与自然的和谐发展具有重要意义。与传统的物理和化学修复技术相比，污染土壤生态修复技术具有以下优点:土壤的物理、化学和生物学特性基本保持不变，一般不破坏植物生长所需要的土壤环境；在一定的条件下可以实现有机污染物的矿化；处理形式多样，可根据条件分别采用原位和异位修复方式；处理成本通常低于物理和化学方法；应用范围广泛，可处理不同类型、不同程度的污染土壤[3]。由此可见，土壤生态修复技术在污染土壤修复技术研究中具有广阔的发展前景。污染土壤生态修复的最基本的修复方式是以植物修复为主体的植物修复-化学强化或生物化学强化、植物修复-物理化学强化、植物修复-酶学强化或它们之间的联合修复和以微生物修复为主体的微生物修复-化学强化或生物化学强化、微生物修复-物理化学强化、微生物修复-酶学强化或它们之间的联合修复，前者的修复对象主要是镉、砷、锌等重金属污染土壤，其修复方法最主要的方面是利用超积累植物对重金属的超量提取作用从污染土壤中去除重金属；后者的修复对象主要是石油、多环芳烃、有机染料和农药等有机污染土壤，其主要机理为特异降解微生物在利用植物根际环境进行生命活动的同时将根际圈中的有机污染物降解或转化为无毒物质。目前，这两大领域已成为国际环境科学与工程研究的热点问题。随着输入到环境中污染物的种类和数量的增加，环境污染不仅在程度上不断“升级”，而且在“内涵”上日益复杂化，复合污染成为其最主要的和普遍的环境污染形式。有鉴于此，迫切需要发展生态修复的理论和技术，使当前复杂的复合污染得到最为有效的修复和治理。因为，只有实施生态修复，才能克服现有的各种污染环境修复技术存在的这样或那样的缺陷和问题，才能取得该技术领域及其实践上的重大突破。在技术再造的意义上，污染环境的生态修复代表了21世纪环境工程技术发展的方向。2重金属污染土壤的生态修复研究重金属污染土壤的生态修复是以植物修复为核心展开的，主要内容包括修复植物筛选与合理搭配、修复机理和根际圈效应以及修复强化措施与应用。有关超积累植物的筛选，其一是更加注重实际的应用和更有针对性，从以往集中对Ni、Cu、Zn和Mn的超积累植物的筛选，强调的是科学问题的解决，近年来鉴于土壤污染的重金属主要是Cd、Pb和As的问题较大，已经转移到对这些重金属超积累植物的筛选，如Ma等首次报道了As超积累植物。与此相应，是超积累植物标准的衡量问题，在临界含量标准和转移特征标准的基础上，我们还建议了耐性特征标准和富集系数特征标准。也就是说，完整的检验超积累植物，应具有4个基本标准:(1)临界含量特征标准，即植物茎或叶中重金属含量要大于一定的临界值，目前广泛采用的参考值是，Zn、Mn为100