土壤重金屬污染是由于人類(lèi)工業(yè)生產(chǎn)或生活產(chǎn)生的重金屬或其化合物進(jìn)入土壤并積累,當(dāng)超過(guò)其自我凈化能力時(shí),土壤性狀和質(zhì)量就會(huì)發(fā)生改變,從而造成環(huán)境污染,最終對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響和危害。重金屬具有獨(dú)特的特點(diǎn),即隱蔽性、普遍性、積累性、不可逆轉(zhuǎn)性、形態(tài)多變性、遷移轉(zhuǎn)化形式多復(fù)合性和綜合性等。
隨著工農(nóng)業(yè)快速發(fā)展,土壤重金屬污染越來(lái)越嚴(yán)重,現(xiàn)已成為一個(gè)世界性的問(wèn)題。2011年11月,聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織統(tǒng)計(jì)得出,全球耕地嚴(yán)重退化面積達(dá)到25%,其退化原因主要是土壤污染。李國(guó)平調(diào)查表明,全國(guó)目前約有1.3萬(wàn)hm2耕地受到Cd污染,涉及11個(gè)省市25個(gè)地區(qū);而受到Hg污染的耕地約有3.2萬(wàn)hm2,涉及到15個(gè)省市21個(gè)地區(qū)。2011年4月初,針對(duì)防治重金屬污染這一環(huán)境問(wèn)題,我國(guó)提出第1個(gè)“十二五”專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃,并強(qiáng)調(diào)要控制5種重金屬(鉛、汞、鎘、鉻、類(lèi)金屬砷)。統(tǒng)計(jì)資料顯示,目前我國(guó)土壤的污染狀況:耕地大于草地、林地土壤;無(wú)機(jī)型污染重于有機(jī)型,而復(fù)合型污染相對(duì)較輕;南方土壤污染狀況重于北方,而我國(guó)的一些老工業(yè)基地土壤污染問(wèn)題特別嚴(yán)重。因此,修復(fù)與治理受污染的土壤將是我們必須面臨的挑戰(zhàn)。
近年來(lái),隨著工業(yè)的快速發(fā)展,環(huán)境問(wèn)題變得越來(lái)越嚴(yán)重,其中,土壤重金屬污染問(wèn)題尤為突出,嚴(yán)重威脅著我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,因此,研究和治理土壤重金屬污染問(wèn)題變得十分重要。目前,治理方法包括物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù),生物修復(fù)以技術(shù)成本低、處理效果好、無(wú)二次污染等優(yōu)勢(shì)越來(lái)越受到廣泛應(yīng)用。在論述生物修復(fù)技術(shù)的概念、方法、特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,指出了生物修復(fù)技術(shù)存在的不足和今后的發(fā)展方向。
目前,由于生活和工業(yè)生產(chǎn)中一些污染物的不合理處置,使得大面積的土壤和水體受到污染,其中,土壤重金屬污染尤為嚴(yán)重,特別是鎘和鉛污染,當(dāng)重金屬含量超出土壤或水體的自?xún)裟芰r(shí),在短期內(nèi)很難去除,而土壤中過(guò)量的重金屬含量不但會(huì)使土壤肥力下降,影響作物生長(zhǎng)發(fā)育,而且使得作物的重金屬含量較高,并可通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體,為害到人體的健康。此外,重金屬會(huì)通過(guò)降雨等滲入地下水,對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成威脅。在20世紀(jì)80年代中期,一些歐美國(guó)家首次探索用生物技術(shù)來(lái)修復(fù)污染的土壤和水體,結(jié)果發(fā)現(xiàn),其治理效果明顯優(yōu)于物理、化學(xué)修復(fù)技術(shù)。物理、化學(xué)修復(fù)技術(shù)主要是通過(guò)物理、化學(xué)方式來(lái)解析或固定土壤中的重金屬,從而減少重金屬對(duì)環(huán)境的毒害。但這2種技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中,技術(shù)量大,成本高,可能破壞土壤結(jié)構(gòu),導(dǎo)致生物活性下降和土壤肥力退化,這些缺點(diǎn)限制了其發(fā)展。生物修復(fù)技術(shù)以其費(fèi)用低,效果好,不會(huì)或很少造成二次污染的特點(diǎn)吸引著越來(lái)越多的科研人員從事其研究與實(shí)踐,因此,在土壤污染治理中,生物修復(fù)技術(shù)將會(huì)有廣泛的應(yīng)用前景。