土壤修復(fù)是指利用物理、化學(xué)和生物的方法轉(zhuǎn)移、吸收、降解和轉(zhuǎn)化土壤中的污染物,使其濃度降低到可接受水平,或?qū)⒂卸居泻Φ奈廴疚镛D(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)。
在土壤修復(fù)行業(yè),已有的土壤修復(fù)技術(shù)達(dá)到一百多種,常用技術(shù)也有十多種,大致可分為物理、化學(xué)和生物三種方法。
從根本上說,污染土壤修復(fù)的技術(shù)原理可包括為:(1)改變污染物在土壤中的存在形態(tài)或同土壤的結(jié)合方式,降低其在環(huán)境中的可遷移性與生物可利用性;(2)降低土壤中有害物質(zhì)的濃度。
在農(nóng)業(yè)土壤污染治理、土壤改善過程中,腐殖酸體現(xiàn)出了越來越好的效果。
為什么是腐植酸?腐植酸是自然界中廣泛存在的大分子有機(jī)物質(zhì)。
腐植酸是動(dòng)植物遺骸,主要是植物的遺骸,經(jīng)過微生物的分解和轉(zhuǎn)化,以及地球化學(xué)的一系列過程造成和積累起來的一類有機(jī)物質(zhì)?,F(xiàn)代工業(yè)中一些發(fā)酵工藝也能生產(chǎn)出腐殖酸。
腐植酸的原料來源可以分成兩大類:煤類物質(zhì)和非煤類物質(zhì)。
前者主要包括泥炭、褐煤和風(fēng)化煤;在它們之中,腐植酸含量達(dá)10-80%。我國(guó)煤炭蘊(yùn)藏量是非常豐富的,根據(jù)資料,有泥炭50億噸,褐煤1265億噸,風(fēng)化煤尚沒有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
后者包括土壤、水體、菌類和其他非煤物質(zhì),如含酚、醌、糖類等物質(zhì),它們經(jīng)過生物發(fā)酵、氧化或合成可以生成腐植酸類物質(zhì),如現(xiàn)在市場(chǎng)上糧食發(fā)酵生產(chǎn)味精所產(chǎn)生的腐殖酸。
腐植酸是腐殖質(zhì)的主要組成部分,化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,是一個(gè)含有羧基、酚基、酮基、酚羥基等多種活性功能團(tuán)的混合物,腐植酸的特殊結(jié)構(gòu)和理化特性決定了它在生態(tài)修復(fù)上的重要作用。
腐植酸對(duì)“重金屬和有毒有機(jī)污染物”污染土壤的修復(fù)作用主要包括:腐植酸對(duì)重金屬和有機(jī)物的吸附沉淀作用;氧化還原作用;以及腐植酸能夠促進(jìn)土壤微生物對(duì)有機(jī)污染物的降解等。
實(shí)踐證明,腐殖酸對(duì)于土壤修復(fù)和改良的作用是十分明顯的。
重金屬的累積和富集帶給土壤極大的壓力,其存在于土壤中的形態(tài)多數(shù)都是螯合態(tài)或者絡(luò)合態(tài),腐殖酸富含大量離子,它可以用自身的離子替換掉螯合態(tài)和絡(luò)合態(tài)中的重金屬離子,使重金屬不易被作物吸收,農(nóng)作物不易受到重金屬污染。
輕腐植酸(黃腐酸)分子量較低,有利于重金屬的活化、增容、解吸。例如用含黃腐酸的溶液澆灌“超累積植物”腎蕨(超累積植物就是指對(duì)重金屬或其他污染物有耐受性的植物),可以明顯提高對(duì)各種重金屬的吸收。
重腐植酸(包括棕腐酸、黑腐酸),分子量較大,對(duì)重金屬有還原和吸附固定的作用,可降低重金屬的有效性,如對(duì)鎘、汞、鉛等固定。