目前,对重金属所采用的修复手段包括:物理修复,化学修复,农业修复及生物修复。物理修复技术主要包括客土、换土、去表土、深耕翻土及热脱附。这些修复技术虽然具有彻底、稳定的优点,但工程量大、成本较高,易破坏土体结构并导致土壤肥力下降,易发生二次污染。因此,只适用于小面积严重污染土壤的修复,并不适用于大面积农田污染土壤的修复。论文网
化学修复就是向土壤中加入改良剂,通过对重金属的吸附、沉淀、共沉淀及氧化还原等作用,改变重金属在土壤中存在的状态,降低重金属的迁移性。但重金属仍存在于土壤中并且当条件变化时容易再度活化产生二次污染。
农业生态修复主要包括两个方面:一是农艺修复措施。包括改变耕作制度,多种植物组合间作、轮作,增施能与重金属结合形成有机络合物的有机肥等措施,来降低土壤重金属污染[6]。二是生态修复。生态修复通过调节诸如土壤中水分及养分含量、pH值及气温、湿度等生态因子,对污染物所处环境介质进行调控,实现生物多样性并保持相对稳定的生态平衡。该技术成熟、成本较低、能够保持土壤的肥力,但修复周期较长,效果并不显著[7]。
生物修复技术是指利用特定的生物(植物、动物或微生物)将土壤中重金属吸收、分解或转化为低毒化物质的过程,即可分为动物修复、植物修复、微生物修复等。该方法因具有来源广、成本低、土壤扰动小、无二次污染、处理效果明显且能大面积推广应用等优点[8],具有极高的研究及应用价值。动物修复就是利用土壤中的某些低等动物(如蚯蚓、鼠类等)来吸收重金属,达到降低土壤中的重金属含量的目的。例如:Ramseier 等研究发现蚯蚓具有极高的镉富集能力,当土壤中镉浓度为3mg/kg时,蚯蚓的镉富集量可达120 mg/kg [9]。植物修复技术主要是通过植物的根系来吸收、分解、固定土壤中的重金属达到去除污染物的目的。植物修复技术包括植物提取、植物挥发、植物稳定以及植物促进等技术。植物提取是指一些特殊植物,其根系对重金属具有极强的富集能力能从土壤中吸附有害的重金属并转移至植物地上部,通过收割地上部以清除土壤中的污染物。目前已发现有700多种超积累重金属植物,周青等[10]发现木本植物例如黄杨、杉木、冬青及香樟均具有较强的抗镉污染能力。植物挥发是指利用植物根系分泌的一些特殊物质或微生物使土壤中的重金属转化为气态物质释放到大气中从而去除重金属的污染。如烟草能使毒性很强的Hg2+ 转化为毒性小,易挥发的单质汞Hg(O)[11]。植物稳定技术指通过植物根系的吸收、沉淀或还原作用,使土壤中重金属活性降低转化为相对无毒的状态,从而固定于根际土壤中,降低重金属的移动性减少对环境和人类健康的危害。植物促进技术是指某些植物本身并不能吸收重金属,但能通过其根系分泌物(氨基酸、糖、酶等)促进根系周围环境中徽生物的活性和生化反应,利于土壤中重金属的释放和微生物的吸收[12]。微生物修复技术是利用土壤中某些微生物对重金属的吸收、沉淀及氧化还原等作用,改变重金属的物理或化学特性进而影响重金属在土壤中的迁移与转化,从而修复土壤。微生物修复技术具有成本低、效果明显、易于操作与管理等优点,因此其在重金属污染处理中的应用前景较为广阔[13-14]。用于修复镉污染土壤的微生物主要包括:细菌(假单胞菌、柠檬酸杆菌、芽孢杆菌等)、真菌(木霉菌、青霉菌、根霉菌等)和某些小型藻类(马尾藻、小球藻等)[15-16]。如Urrutia[17]发现,Cu,Cd,Pb能以硅酸盐或氢氧化物形式结合在芽孢杆菌(Bacillus subtilis)细胞的表面。柠檬酸菌能分解有机质产生的HPO42-与Cd形成CdHPO4沉淀[18]。文献综述