土壤中主要有机污染物有农药、三氯乙醛、多环芳烃、多氯联苯、石油、甲烷等,其中农药是最主要的有机污染物。由于这些有机污染物直接或间接进入土壤环境,并因脂溶性易被土壤颗粒吸附而长时间残留于土壤中。其中有不少是致癌、致畸或致突变物质,存留于土壤中不仅可以使农作物减产甚至绝收,而且还可以通过植物或动物进入食物链,给人类生存和健康带来严重影响。下面就让我们一起看看生活中常见的有机污染物的来源以及土壤的修复技术。
有机污染物的来源
污水排放 生活污水和工业废水中,含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,所以合理地使用污水灌溉农田,一般有增产效果。但污水中还含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,如果污水没有经过必要的处理而直接用于农田灌溉,会将污水中有毒有害的物质带至农田,污染土壤。例如冶炼、电镀、燃料、汞化物等工业废水能引起镉、汞、铬、铜等重金属污染;石油化工、肥料、农药等工业废水会引起酚、三氯乙醛、农药等有机物的污染。
废气 大气中的有害气体主要是工业中排出的有毒废气,它的污染面大,会对土壤造成严重污染。工业废气的污染大致分为两类:气体污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氢化合物等;气溶胶污染,如粉尘、烟尘等固体粒子及烟雾,雾气等液体粒子,它们通过沉降或降水进入土壤,造成污染。
化肥施用 化肥是农业增产的重要措施,但不合理的使用,也会引起土壤污染。长期大量使用氮肥,会破坏土壤结构,造成土壤板结,生物学性质恶化,影响农作物的产量和质量。过量地使用硝态氮肥,会使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧的输送,使其患病,严重的导致死亡。
农药 农药能防治病、虫、草害,如果使用得当,可保证作物的增产,但它是一类危害性很大的土壤污染物,施用不当,会引起土壤污染。喷施于作物体上的农药(粉剂、水剂、乳液等),除部分被植物吸收或逸入大气外,约有一半左右散落于农田,这一部分农药与直接施用于田间的农药(如拌种消毒剂、地下害虫熏蒸剂和杀虫剂等)构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药,在根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。
固体污染 工业废物和城市垃圾是土壤的固体污染物。例如,各种农用塑料薄膜作为大棚、地膜覆盖物被广泛使用,如果管理、回收不善,大量残膜碎片散落田间,会造成农田“白色污染”。这样的固体污染物既不易蒸发、挥发,也不易被土壤微生物分解,是一种长期滞留土壤的污染物。
土壤修复技术
物理:热处理法
热处理法是通过工程措施将污染土壤移出,采用各种加热方法将挥发性有机污染物赶出土壤,而后对其进行收集并处理的一种异位修复方法。根据这一原理,美国有人开发了一种低温热处理系统,并在伊利诺斯州得到了应用,结果显示对挥发性有机物的有效去除率达到了99.9%。
化学:光化学降解法
由于光化学降解法具有高效和污染物降解完全等传统处理方法没有的优点,日益受到人们的重视。光降解法应用于环境控制领域始于20世纪80年代后期,且主要用于水污染的治理。光降解用于土壤污染的治理主要集中在农药的降解研究上,因为农药中一般含有C-C、C-H、C-O和C-N等键,而这些键的解离正好在太阳光的波长范围内,容易吸收光子而发生光解反应。目前国内这方面的工作主要集中在降解动力学及其影响因素方面的研究上。因此,光化学降解技术在土壤污染的治理方面的应用与研究还不多,有待于进一步的加强。
生物:动物修复法
利用土壤中的一些大型动物如蚯蚓和某些鼠类等对土壤中有机污染物的吸收和富集以及自身的代谢转化,使有机污染物分解为低毒或无毒产物。有关这方面的研究,主要体现在对农药污染的去除方面。此外,土壤中还存在着丰富的小型动物种群,如线虫纲、稗螨属、蜈蚣目、蜘蛛目、土蜂科等,均对土壤中的污染农药有一定的吸附和富集作用,可以从土壤中带走部分农药。