土壤修复技术在土地工程中的应用

土壤修复技术在土地工程中的应用

林法树

广西连翔土地规划设计有限公司 广西 南宁 530000

摘要：土地利用率在我国现代化进程的推动下越来越高。同时土壤受损率也在大幅度升高。受损的土壤中可能含有各种有害物质，对动植物的生存环境造成极大的影响。因此，土壤修复再利用就显得尤为重要。本文就围绕这一论题，对土壤的修复技术进行一个简单的分析。

关键词：土壤修复技术；土地工程；应用；微生物；　　　　　　

土壤是动植物生存的基础，为确保用于生产的土壤健康，就必须考虑土壤中的微生物 、矿物质、水和空气的质量是否达标。将土壤所需的营养成分浇灌到非健康的土壤中，保证土壤中的微量元素能够维持动植物的需求，加大土壤的肥力。另外，在土壤修复技术中，工作人员对土壤的生态结构进行规划是十分必要的，结合土地条件，综合考量土壤修复技术措施。植物修复技术、动物修复技术、微生物修复技术是我国目前所掌握的土壤修复主要技术形式。

1.土壤修复技术的含义

土壤污染的修复技术是提高土壤使用率最直接的方式。所谓的修复技术主要是指将已经受到土壤通过一定的技术形式恢复正常的一种措施。在我国土地工程发展下，目前已经了解的土壤修复技术就已经多达100种，并且国内土地工程建设中最常用的技术形式也有10多种。随着土地工程行业的创新发展，土壤修复技术也更趋于完善化。在我国当前的土壤修复技术中，主要以物、化、生技术为主要形式。

2.土壤现状

在我国工业化进程不断加快的现代化建设中，企业对矿产资源无节制的开采、冶炼以及工业生产中大量的污水排放，使土壤长期受到污水的灌溉和污泥施用，造成土壤内微生物结构的受损，降低土壤的健康指数^[1]。同时，人为活动导致的大气沉降、化肥和农药的大量使用等因素，都严重地破坏了土壤的生态平衡。近几年我国土壤污染率居高不下，在国家环保总局局长周生贤对全国土壤污染状况调查及污染防治的专项工作视频会议中不难看出，土壤污染问题的解决迫在眉睫。在会议中指出，目前全国约有1.8亿亩的土地受到不同程度的污染，有4250万亩的耕地受到污水灌溉污染，并且生活垃圾等固体废弃物占用和毁坏田地达260万亩，从数据来看，全国受污染影响的土壤面积达全国土地总面积的十分之一。同时根据对全国土壤的调研发现，越是经济发展迅猛、经济发达的地区，土壤的污染受损率越大。据不完全的数据统计，全国每年光因土壤问题而遭受污染的农作物就高达1200万吨，直接造成的经济损失高达200亿元。

另外，目前我国土壤受重金属污染率逐年上涨，并且无论是污染程度还是污染范围都处在日趋恶化的状态下^[2]。据数据统计，目前我国有六分之一的农田正在遭受重金属的损害和污染。我国作为土地使用率高且人口密集的大国，土壤的污染对人们的健康有着极大的影响。

3.土壤污染的危害

土壤的受损危害着方方面面。虽然土壤自身有着一定的修复净化能力，但当土壤最大容合度远无法满足有害污染物对土壤环境的侵害时，土壤自身就无法对超出部分的有害物质进行分解，从而造成土壤的污染，土壤污染不仅对其自身的生态环境产生一定的影响，同时还会通过食物链进入人体中，影响人体的健康。归纳起来，土壤污染造成的危害主要分为以下几个方面：

（1）土壤污染对农作物的危害。土壤是农作物生长的根基，当土壤受到农药的污染时，污染源就会通过植物的根系活动至植物体中，加大农作物中农药的残留量，不仅会对农作物的品质有一定的影响，还会大大降低农作物的产量，导致农民的经济收益下降。（2）对土壤中生物的危害。土壤中存活的许多生物对土壤的健康十分有利，但农药的使用会大幅度毒杀掉这些有益的生物。例如：蚯蚓就是一种对土壤十分有利的生物，它能够使土壤保持疏松状态，并且能够增加土壤的肥力，但目前大量的农药使用毒杀了蚯蚓，导致土壤的健康度和肥力值下降。（3）对土壤中微生物的危害。由于重金属及农药、污水的破坏，导致土壤中的微生物平衡结构受到很大影响。另外，土壤中的微生物对不同种类的农药所造成的损害也是不同的，同理，不同的微生物结构对同一种类农药所遭受的侵害也是不同的。但无论哪种农药的使用都将会影响土壤微生物的种群和种群数量。另外，不管是有益微生物还是有害微生物，杀菌剂都是微生物存活的天敌。因为只要在土壤中加入杀菌剂，微生物都将没有生长或生存的可能。例如：硝化细菌和氨化细菌对微生物的杀伤力就特别大。除此之外，土壤中微生物数量的降低还与土壤中残留的农药有直接的关系。农作物受到大量污染物、农药和重金属的侵害，会影响其生长状态，导致农作物的产量和品质大大下降。（4）对人畜健康的危害。土壤中残留农药通过植物的根系被粮食及蔬菜作物吸收，使粮食及蔬菜作物受到污染，人们在食用此类农作物时，污染源被人体吸收，对人类的健康影响特别大。另外，人或动物通过饮用受污染土壤表层的水分使污染源进入人或动物体内，可能对身体造成极大的损害，甚至还会因此影响人们正常的生活。（5）其它影响。大量的污染物残留还会改变土壤内部的物理形态，造成农作物的减产，降低农作物生产品质。同时，当土壤长期受到污染时，会使土壤中的碱性物质下降，土壤呈酸化，影响农作物的生长。同时，酸化的土壤还会受到重金属的污染，破坏土壤的生态结构。除此之外，土壤受到污染不仅影响植物的生长，还会直接破坏食物链的生态平衡，例如：由于土壤污染使稻穗的产量大大减少，而稻穗产量的降低会使鸟类数量大减，从而使田鼠数量剧增，使当地的植物受到大面积侵害。

4、土壤修复技术在土地工程中的应用

我国作为土地占有面积较大的国家，土壤的污染会大大降低土地的使用率。随着国家对土地资源的重视，土壤污染问题也得到了进一步的改善^[3]。首先，土壤作为陆地生态系统中不可或缺的重要组成部分，是人类与动植物生存不可替代的因素，同时也是食物安全与健康的最基本保障，因此土壤修复技术在保护生态环境和维持平衡中有着至关重要的影响。目前我国土壤修复技术主要采用的是植物修复技术、动物修复技术和微生物修复技术，并在土地工程中得到广泛的应用。

4.1、植物修复技术在土地工程中的应用

植物修复技术将分解能力强的植物植入受损的土壤中，通过植物自身的降解功能净化土壤，使其达结构均衡。植物修复技术包括茎叶切割技术、降解重金属技术，利用高浓度植物的根茎部位对土壤中的重金属元素进行吸收，并将其储存在土壤中。高浓度植物修复技术是土地工程中最常用的一种技术措施。其在技术实施中主要有以下三大特征：其一，高浓度植物对污染物及重金属的吸收能力是普通植物吸收能力的100倍；其二，高浓度植物地下部分的重金属含量高于植物根部；其三，高浓度植物能够抵抗重金属对其自身的侵害，不会出现中毒问题。另外，高浓度植物对铬（Cr）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）、铅（Pb）、锰（Mn）、锌（Zn）等含重金属元素较多的化学元素，有很强的吸收能力，且吸收量大于1.0g/KG，同时对重金属元素镉（Cd）的吸收量超过100.0mg/kg。其次，高浓度植物所积累的植物吸收重金属量大于根部吸收的量。即重金属被转移的系数（吸收量/根吸收量以上）大于1.0，且重金属浓度系数大于1.0，达到重金属污染的土壤修复目的。

另外，截至目前，全国乃至世界已发现可修复土壤的高浓度植物种类达500多，并根据科学家们的研究发现，这些高浓度的植物对国内重金属土壤的修复能力极强。同时，植物修复技术成本低，对土壤造成的二次污染小，是目前改善土地形态，提高土壤利用最有效的措施。待高浓度植物对土壤修复成功后，对其进行包括可采用焚化、压缩填充、堆肥、热解、灰分及液体提取等方式对高浓度植物进行处理，处理过程中不会出现有害物质，对土壤没有影响。除此之外，高浓度植物修复技术还能够检测土壤中多种金属含量、高生物量和广泛应用的新型超富集植物，提高农作物的生长速度。

4.2、动物修复技术在土地工程中的应用　

动物修复技术主要是通过在土壤中放入能够促进土壤修复，稳定土壤自身结构的动物。目前在土地工程中，常用于土壤修复及生物净化的动物有蚂蚁，老鼠和蜘蛛。在土壤修复过程中，主要是通过动物本身所具有的生命活动对土壤的污染物进行分解、消化和浓缩，从而达到减少或消除土壤污染物的目的^[4]。另外，在土壤修复过程中，动物能够通过自身的生命活动分解和捣碎土壤中的有机污染物，它们通过在生命活动中不断地新陈代谢来分解污染物，同时将分解后的有机污染物转化为土壤微生物，以此来减少或消除污染物的浓度。同时，某些土壤动物具有丰富分解重金属土壤的能力，能够对植物浓缩重金属进行快速降解，均衡土壤生态环境，提高土壤的肥力。

4.3、微生物修复技术在土地工程中的应用

微生物土壤修复技术是目前应用最为广泛的一种技术措施，微生物修复技术在我国土地工程建设中已应用几十年，并在不断的技术创新下大规模用于土壤污染的处理上。传统的微生物修复技术在土壤污染物处理中有着一定的局限性。首先，微生物无法完全分解掉土壤里的污染物，同时微生物本身所特有的耐火性、不溶性以及土壤腐殖质使得微生物无法实现再生，从某种意义上来说，传统的微生物对土壤修复是没有任何用处的。其次，微生物在土壤修复前需要对土壤受污染区域的环境及污染源进行检查，尤其在一些低渗透性的土壤中，增加了诸多的工程量。最后，对于微生物修复技术而言，其传统的微生物只能降解某一特定类型的重金属元素，而对于形态结构较为特殊的重金属化学合成元素是无法分解的。经过我国土地工程科研人员断的总结分析，采用细菌高效分解菌株筛选生生物技术对土壤进行修复。针对微生物生长缓慢，代谢活性低的问题，采用细菌高效分解菌株筛选技术可以缩短土壤修复的时间，并大大提高了微生物对土壤污染物的分解能力。

例如：土地工程科研人员在30℃的条件下将每克土壤中渗入106种PCP降解细菌，发现原本需要两周完的土壤层降解工作竟然在1分钟就完成了。大幅度提升了土壤修复的效率。另外，通过近几年来对土壤生物工程的研究，创新发展了更多的微生物修复技术，包括：用多个质粒构建新菌株技术，该技术可以实现质粒DNA的体外重组、分解、质粒子培育和原生质体融合功能。同时，该技术还可将多个分解基因转化到同一个微生物体内，为微生物提供更多的分解功能。如将单胞菌分解基因Peseudomonasputida转化到另一种微生物，就可以实现微生物在0℃度条件下分解甲苯污染源，这种技术的土壤修复效果要远远高于单一的微生物分解技术。

5、土壤修复技术的发展方向

土壤修复是提高我国土地利用率最直接的手段。首先土壤修复技术由研究传统单一的污染物分解技术向新兴复合污染物分解技术转化，同时从单一的物理性、化学性或生物性机制向多介质、多界面、多过程耦合机制发展。其次在对土壤的分析与监测方面，要从单一的检测污染物含量分析转化为多种检测技术并存的分析模式。同时由土壤微观点源分析向宏观多元化、立体智慧化的分析上发展。再次，在风险与管理的理念上要有所突破，从健康风险管理向生态风险管理迈进。在污染源管理方面，从土壤污染源阻隔管理向过程管控、融合遥感、物联网、大数据的智能风险管理方向发展。另外，创新发展多种土壤修复技术，针对不同的土壤环境实行源头控制、过程阻断、净化修复等一系列技术活动，并从安全利用土壤向生态开发集成治理方向发展，提高土壤再利用能力。除此之外，在土壤的修复材料及设备选择上，改变传统的离场异位修复，改用现场原位修复。同时将固定式材料装置向移动式材料装置方向发展。

结语：综上所述可知，土壤修复技术的运用对提高土地利用率有着重要作用。在土壤修复中，要针对土壤情况，采用适宜的修复技术，从根本上解决污染物对土壤的影响，提高土壤再生能力。

参考文献

[1]杜宜春. 浅析土壤修复技术在土地工程中的应用[J]. 农业与技术,2020,40(21):48-50. 

[2]韩靖. 土壤修复技术在土地工程中的应用探析[J]. 现代装饰,2021,476(15):4.

[3]谢光明. 土壤修复技术在土地工程中的应用研究[J]. 租售情报,2021(15):116-117. 

[4]郭朔泽,唐璐. 浅析土壤修复技术在土地工程中的应用[J]. 百科论坛电子杂志,2021(7):453.