土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)及修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀分析

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前言

近些年來(lái)，我國(guó)土壤環(huán)境的污染問(wèn)題已愈發(fā)嚴(yán)重，現(xiàn)階段我國(guó)環(huán)境保護(hù)工作中的一項(xiàng)重要內(nèi)容就是做好我國(guó)土壤環(huán)境的監(jiān)測(cè)與修復(fù)工作。我國(guó)目前針對(duì)土壤環(huán)境的保護(hù)工作已經(jīng)出臺(tái)了相關(guān)的具體政策，全面的監(jiān)測(cè)土壤環(huán)境，實(shí)時(shí)的掌握土壤中的污染元素和污染情況，對(duì)于土壤的監(jiān)測(cè)采樣、分析、修復(fù)和再利用等過(guò)程進(jìn)行全面的保護(hù)，對(duì)于維護(hù)我國(guó)的生態(tài)平衡是有著重要的意義的。本文從我國(guó)土壤環(huán)境的監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀、我國(guó)土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)存在的主要問(wèn)題及我國(guó)土壤環(huán)境的修復(fù)技術(shù)研究三個(gè)方面探討了如何做好我國(guó)土壤環(huán)境的監(jiān)測(cè)與修復(fù)工作。

我國(guó)土壤環(huán)境的監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，我國(guó)還無(wú)法做到科學(xué)有效的處理一些種類(lèi)的污染物，這就會(huì)導(dǎo)致大面積的水體和土壤都受到了不同程度的污染。污染問(wèn)題最為嚴(yán)重的就是土壤重金屬污染了，鎘和鉛等重金屬元素對(duì)我國(guó)土壤造成的影響是十分嚴(yán)重的。如果土壤中的重金屬含量已經(jīng)明顯超過(guò)了土壤的自?xún)裟芰α?，想要短時(shí)間內(nèi)將污染物清除是非常困難的，那么土壤的肥力就會(huì)大幅度的降低，作物無(wú)法正常的發(fā)育和生長(zhǎng)，作物中含量較好的這些重金屬污染物還可能會(huì)通過(guò)食物鏈進(jìn)入到人體中，對(duì)人體的生命健康也會(huì)產(chǎn)生威脅。

我國(guó)的土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)工作

發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，但也在積極的學(xué)習(xí)國(guó)家的先進(jìn)工作經(jīng)驗(yàn)和監(jiān)測(cè)技術(shù)，目前，應(yīng)用最廣泛的兩種技術(shù)時(shí)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和高光譜遙感技術(shù)。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

通常情況下，如果需要監(jiān)測(cè)的土壤參數(shù)差異比較大并且穩(wěn)定性不佳，那么建議選擇這種監(jiān)測(cè)技術(shù)，我國(guó)目前普遍采用的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是在引入了外國(guó)先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上同時(shí)結(jié)合了我國(guó)的自身特點(diǎn)和實(shí)際情況所研發(fā)出來(lái)的，在實(shí)踐的過(guò)程中也取得了良好的成果。在我國(guó)的農(nóng)田土壤信息收集等工作中已經(jīng)能夠普遍的應(yīng)用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)了，最近我國(guó)又新研發(fā)成功了微型無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)技術(shù)，監(jiān)測(cè)農(nóng)田土壤時(shí)應(yīng)用這一新技術(shù)有著更低的耗電，并且抗干擾能力強(qiáng)，同時(shí)還能夠長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作?，F(xiàn)階段無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)行業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛認(rèn)可，在惡劣環(huán)境、偏遠(yuǎn)地區(qū)以及農(nóng)田科學(xué)施肥管理等土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中都得到了良好的應(yīng)用。

高光譜遙感技術(shù)

從上個(gè)世紀(jì)的八十年代開(kāi)始，在土壤的監(jiān)測(cè)工作中就已經(jīng)開(kāi)始逐步的應(yīng)用成像光譜技術(shù)了，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，這一技術(shù)也逐步得到了更新和發(fā)展，同時(shí)也得到了更為廣泛的應(yīng)用。在土壤特性、土壤運(yùn)動(dòng)過(guò)程以及土壤成分等分析工作中都能夠看到高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用，這一技術(shù)在土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)、土壤學(xué)研究、土地資源考察、精確土壤施肥以及土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)等工作所發(fā)揮的作用都是十分重要的。舉例來(lái)說(shuō)，在2005年的時(shí)候，我國(guó)的國(guó)家科學(xué)院在推算和分析青藏高原的表層土壤水分工作中就采用了這一技術(shù)，其分析結(jié)果也為當(dāng)?shù)氐耐寥拉h(huán)境監(jiān)測(cè)和生態(tài)區(qū)保護(hù)等工作提供了重要的數(shù)據(jù)支持。借助于科學(xué)的光譜分析法，高光譜感光技術(shù)能夠?qū)⑼寥拦庾V中的具體特征和很小的差別準(zhǔn)確的反映出來(lái)，將土壤的實(shí)際成分和性質(zhì)準(zhǔn)確的分辨出來(lái)?，F(xiàn)階段，高光譜遙感技術(shù)在我國(guó)的土壤監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛，卻也存在著一定的技術(shù)難點(diǎn)，我們應(yīng)盡快的研發(fā)出更加準(zhǔn)確的土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備。

我國(guó)土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)存在的主要問(wèn)題

缺乏先進(jìn)的配套設(shè)備要想真正的做好土壤環(huán)境的監(jiān)測(cè)工作，不斷提升實(shí)際監(jiān)測(cè)的技術(shù)水平，那么就必須具備水平更加先進(jìn)的儀器設(shè)備作為支撐。而現(xiàn)階段我國(guó)主要都是由中國(guó)科學(xué)院或是我國(guó)各地的一些高等院校的相關(guān)課題研究部門(mén)來(lái)負(fù)責(zé)當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境的監(jiān)測(cè)工作，這些部門(mén)要想及時(shí)采購(gòu)技術(shù)水平更加先進(jìn)的土壤監(jiān)測(cè)設(shè)備是非常困難的，只有中國(guó)科學(xué)院和那些有土壤監(jiān)測(cè)專(zhuān)門(mén)學(xué)科的并且有財(cái)政實(shí)力的高等院校才具備這一條件，大部分院校的條件都是不夠的，因此，從整體上來(lái)看我國(guó)土壤監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展水平還是比較緩慢的。

研發(fā)能力薄弱，專(zhuān)業(yè)人才匱乏

目前從實(shí)際的情況來(lái)看，針對(duì)土壤環(huán)境的監(jiān)測(cè)工作，我們幾乎還沒(méi)有形成專(zhuān)業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，大部分的研發(fā)力量都是靠一些科研院所和高等院校的相關(guān)部門(mén)作為支持的，而負(fù)責(zé)土壤監(jiān)測(cè)工作的具體人員也都是高校的導(dǎo)師帶領(lǐng)自己的學(xué)生，其整體的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都是偏少的，行業(yè)內(nèi)的有效交流也相對(duì)缺乏，所以實(shí)際的研究工作也大都是在純學(xué)術(shù)角度上建立起來(lái)的。實(shí)際工作的中心內(nèi)容幾乎都是導(dǎo)師自己的研究課題，土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的持續(xù)性和連貫性是很差的，高端的研發(fā)人才很少。起步較晚，還沒(méi)有形成完善的監(jiān)測(cè)體系與國(guó)外一些發(fā)達(dá)的國(guó)家相比，我國(guó)的環(huán)境污染監(jiān)測(cè)工作起步還是很晚的，技術(shù)水平也存在著一定差距，進(jìn)入到新世紀(jì)之后，國(guó)家的相關(guān)部門(mén)才開(kāi)始越來(lái)越重視對(duì)土壤環(huán)境的監(jiān)測(cè)工作。長(zhǎng)久以來(lái)，我國(guó)的土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)工作幾乎都是在對(duì)原始土壤的元素進(jìn)行化學(xué)分析工作，稍好一些的也就是通過(guò)引入國(guó)外的先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行更精確的分析工作，而對(duì)于整體的監(jiān)測(cè)和分析治理工作一直都沒(méi)有形成完善的體系。

我國(guó)土壤環(huán)境的修復(fù)技術(shù)研究

微生物修復(fù)技術(shù)

這種技術(shù)就是指利用自然環(huán)境中的微生物的生命代謝活動(dòng)對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行降解或轉(zhuǎn)化處理，從而降低污染物的毒性，從而取得理想的修復(fù)效果，所選擇的微生物可以是自然界中現(xiàn)有的，也可以是人為培養(yǎng)并具有特殊功效的微生物。在生物修復(fù)工作中微生物修復(fù)技術(shù)起著明顯的主導(dǎo)作用，其能夠借助于生物的新陳代謝來(lái)轉(zhuǎn)化各類(lèi)物質(zhì)，土壤中存在著的大量的降解有機(jī)污染物在這種作用下就能夠被有效的消除?，F(xiàn)階段，在我國(guó)的石油和農(nóng)藥污染的土壤中經(jīng)常會(huì)選擇微生物修復(fù)技術(shù)，將具有降解作用的有機(jī)肥加入到受到污染的農(nóng)田土壤中，污染物能夠被有效分解，土壤的活性大大提升，從而將土壤有效修復(fù)。微生物修復(fù)技術(shù)具有很多方面的明顯優(yōu)勢(shì)，如設(shè)備簡(jiǎn)單、投入成本低、操作方便、針對(duì)性強(qiáng)和見(jiàn)效快等。

植物修復(fù)技術(shù)

作為一類(lèi)新型的修復(fù)技術(shù)，植物修復(fù)技術(shù)的原理就是利用綠色植物和與它共存的微生物系統(tǒng)來(lái)吸收、富集環(huán)境的污染物，植物是會(huì)受到重金屬很大的毒害作用的，其具體表現(xiàn)為植物的萌芽、光合作用、生長(zhǎng)發(fā)育、生理代謝以及植物體內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的含量等方面都會(huì)受到不同程度的影響。從實(shí)際的情況來(lái)看，植物修復(fù)技術(shù)的實(shí)際效果很好，并且應(yīng)用成本也更低，目前利用超富集植物修復(fù)重金屬污染土壤主要有三種類(lèi)型的技術(shù)，即植物吸收、植物穩(wěn)定和植物揮發(fā)。其中，植物吸收技術(shù)就是指在超富集植物根系的作用下將重金屬?gòu)耐寥乐形粘鰜?lái)，并將其送到植物的地上部，從而將重金屬污染物有效去除；而植物穩(wěn)定技術(shù)就是借助植物的特性來(lái)降低重金屬的活性，生物的有效性也能夠隨之降低，重金屬的毒性會(huì)被消除或是變?yōu)榈投緺顟B(tài)；植物揮發(fā)技術(shù)則是將自身能夠積累和吸收的重金屬元素轉(zhuǎn)化成可揮發(fā)的狀態(tài)，并促使逐步揮發(fā)，從而將重金屬污染物有效去除。

動(dòng)物修復(fù)技術(shù)

這一技術(shù)與植物修復(fù)技術(shù)的原理類(lèi)似，就是借助于土壤中本來(lái)就存在的動(dòng)物和它腸道內(nèi)的存在的微生物對(duì)污染物進(jìn)行修復(fù)，可以是人為對(duì)微生物進(jìn)行優(yōu)化也可以是自然條件下，在其繁殖和生長(zhǎng)等代謝活動(dòng)中來(lái)有效的分解、富集和去除土壤中的各類(lèi)污染物，從而取得土壤中污染物去除并且改善生態(tài)環(huán)境的效果。

結(jié)束語(yǔ)

土壤環(huán)境的污染問(wèn)題已經(jīng)越來(lái)越引起社會(huì)的廣泛重視了，為了更好的優(yōu)化并改良土壤環(huán)境，我們就必須對(duì)土壤進(jìn)行精確監(jiān)測(cè)，同時(shí)采用更具針對(duì)性的修復(fù)技術(shù)，對(duì)土壤的污染程度以及具體的土壤類(lèi)型進(jìn)行科學(xué)的分析，采用合理的修復(fù)技術(shù)來(lái)逐步緩解我國(guó)的土壤污染問(wèn)題，促進(jìn)我國(guó)資源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的逐步實(shí)現(xiàn)。

作者：吳清玉 單位：山東省臨沂生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心