北极星环境修复网讯:摘要:我国土壤氟污染问题严峻,给部分地区人体健康和生态安全造成严重威胁,但土壤氟污染与防治问题仍没有受到人们的广泛关注。本文概述了土壤中氟的存在形态以及发生的 主要化学反应,综述了近年来国内外有关氟污染土壤修复的研究进展,提出了今后氟污染土 壤修复的研究方向,以期为氟污染土壤的修复提供借鉴和参考。土壤中氟主要分为 5 种形态, 其中 90%以上以残渣态存在,土壤溶液中的氟主要发生沉淀-溶解、络合-解离和吸附-解吸等 反应来维持水-土系统中的氟平衡。目前,氟污染土壤修复技术研究主要集中在化学固定修复技术、化学淋洗技术、电动修复技术以及植物修复技术。今后需要重点研究氟在土壤中的赋存形态及其影响因子,筛选功能微生物和植物,开发联合修复技术以修复氟污染土壤。
氟是人体必需的微量元素,摄入适量的氟有助 于牙 齿 的 发 育; 但摄入过量的氟则会造成氟中 毒[1-2],对植物和动物造成毒害作用[3-4].电解铝、燃 煤、钢铁加工和磷肥生产过程中会产生大量含氟废物进入环境,并可能通过各种途径进入人体,亚洲、 欧洲、美洲、非洲和澳洲等多地均曾发生地方性氟中毒流行病.中国是地方性氟中毒重度流行的国家之 一,病例数约占世界病例总数的 60%[5].2014 年我 国卫生和计划生育事业发展统计公报显示,我国地 方性氟中毒病区县数共 1219 个,氟斑牙患者 3268.2 万人,氟骨症病人 315.3 万人[6].饮用水和食物是人 体摄入氟的主要来源,通常,地下水、饮用水和食物中的氟均来自土壤[7]。土壤氟安全对生态环境健康 和人体健康具有重要意义。因此,对氟污染土壤的修复已成为一个急需解决的环境问题。土壤中氟的存在量、存在形态及生物有效性决 定其对生物和环境的危害程度,土壤水溶性氟含量 是土壤-水-植物、动物( 食物链) 氟环境风险的枢纽, 也是控制和治理氟污染的重要因素[8]。客土、深埋等 常规土壤修复方法可用于氟污染土壤修复[9],化学钝化技术、化学淋洗技术、电动修复技术以及植物修 复技术也可用于氟污染土壤治理.本文首先对土壤氟的存在形态进行分析,并介绍国内外近年来氟污染土壤修复技术的研究现状,并对氟污染土壤修复 的发展趋势和研究重点进行展望,为今后开展相关 研究提供借鉴和参考。
土壤中氟的存在形态极为复杂[10].一般可将土壤中的氟分为: 水溶态、可交换态、铁锰氧化物态、有机束缚态和残余固定态等( 图 1)。大量调查研究表 明,土壤氟主要以残渣态为主,占全氟含量 90%以 上,在不同地区各形态氟含量占比不同[11-12]。其中, 水溶态氟和可交换态氟对植物、动物、微生物及人类 有较高的有效性,易被作物根系吸收并进入食物 链[13-14]。土壤水溶态氟含量与土壤有机质、成土母 质、土 壤 质 地、土 壤 pH 值及气候条件等密切相 关[15-16],其中,土壤 pH 值对氟的存在形式具有显著 影响[17-18]。有研究表明,土壤 pH 为 6.0 ~ 6.5 时,氟 的溶解性最小,pH 小于 6 或 pH 大于 6.5 时,土壤中 可溶态氟的含量会增加[19]。目前,对铁锰氧化物态 和有机束缚态氟的研究较少,有研究认为,铁锰结合 态氟与 pH 值、交换性钙和全磷呈显著正相关,与无 定形 Al 和游离 Al 呈显著负相关; 有机结合态氟与 交换性钙和全磷呈显著正相关[20]。然而,由于不同 土壤性质不同,影响铁锰氧化物态和有机束缚态氟 含量的因素也会存在差异。
在水-土系统中,氟离子主要发生沉淀-溶解、络 合-解离、吸附-解析等反应来维持系统氟平衡( 图 2、 表 1)。存在于土壤溶液中的氟离子会与土壤中的 Ca2+、Fe3+、Al3+、Mg2+ 等离子发生反应,形成沉淀,在 土壤中积累,但是这些反应过程是可逆的,一旦土壤 条件发生变化,它就会溶解出来,重新转化为氟离 子[21]。在 pH 小于 6 的土壤条件下,土壤溶液中容易 形成 Al-F 络合物( AlF3、AlF4 -、AlF2 +、AlF2+ ) ,只有 极少部分的氟以自由氟离子的形式存在; 在极酸性 土壤中,土壤溶液中存在大量游离态铁离子,因此可 溶性氟主要以 Fe-F 络合物( FeF2 +、FeF2+、FeF3 ) 的 形式存在[22],此外,可溶性氟还可与锰、锌等离子形 成络合物.动、植物组织天然降解产生氨基酸、羧酸、 碳水化合物、低级醇和酚类物质等低分子有机配位 体,可与金属氟络合物形成复杂的络合物,这对中间 络合产物具有稳定作用。吸附是土壤积累氟的一种 重要方式,土壤中铁铝氧化物胶体和土壤腐殖质是氟的主要吸附剂,对氟离子的吸附主要是通过与黏 土矿物和土壤腐殖质上的氢氧根离子发生交换实现 吸附,对金属-氟络合物阳离子的吸附则主要通过与 黏土矿物或土壤腐殖质上的阳离子交换实现[13].在 pH 值较高的土壤环境中,吸附于黏粒、有机质颗粒 和水合氧化物的可交换正电荷上的氟阴离子与 OH- 发生交换,更多的氟阴离子被释放出来,土壤对 氟离子的吸附减少,使土壤溶液中氟离子的浓度升 高[12].针对 pH 值的影响,日本学者提出了一个土壤 可溶性氟存在状态的假定图.该假设指出,在 pH 大 于 5 的土壤环境中,无定形铝与氟离子发生络合反 应生成氟铝络合离子,若存在大量的钙离子,大量活 动性氟将被钙离子牢固地固定下来,可使土壤中活 性强的水溶性氟含量降低 2~3 倍[17]。
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(央视财经《正点财经》)土壤污染不仅威胁生态环境安全,还危及人类健康安全。近年来,随着我国对土壤环境监管和治理力度加大,如今,不少曾被破坏和污染的土壤正在逐渐得以修复。
记者 张晏齐:在江西省赣州市的定南县,记者身后的山坡上面已经是长满了草木,但是就在两年前这里还是寸草不生,因为它曾经是一个废弃的稀土矿,就是经过了土壤修复之后,才使得他原本草木不生的土地上重新长出了新芽。
当地环保公司的负责人告诉记者,过去,在江西赣州大量稀土矿被开采后,没有得到及时修复,这使得许多矿山及周边的生态环境遭到严重破坏,而随着近年来国家对环境环保重视程度的不断提升,特别是2019年《土壤污染防治法》实施以来,土壤污染防治工作得以快速推进。
江西威典环保科技有限公司董事长 郭铁成:这几年各个地方政府投入了很多精力,基本上我们原有的废弃矿山目前已经基本上全部修复过了。
眼下,各地的土壤修复工作都在加速推进。在深圳市南山区的一片城市农田间,工作人员告诉记者,原来这里是一片荒地,到处都是沙石和生活垃圾,他们采用土壤改良技术把荒地变成良田,让其重新焕发了生机。
深圳云术创新科技有限公司总经理 付维:我们通过把里面的大块的砂石还有一些农民以前遗留下来农药瓶农药罐清除出去以后,通过我们益生菌发酵的生物有机肥将土壤修复改良。
记者了解到,截至 2021 年 7 月,全国几乎所有的省市,都已出台土壤污染防治相关政策及技术、资金支持方案,与此同时,全国多个省市也提出了土壤修复的发展目标。例如,北京提出到 2025 年,受污染耕地和地块的安全利用率达到 92% 以上。安徽省则提出到 2030 年,受污染耕地和地块的安全利用率达到 95% 以上。
北京大学环境学院E20联合研究院副院长 薛涛:国家也加大了力度在污染场地调查方面,在国家的要求下,各省市基本都对外公布了污染地块名录,这个名录是动态更新的,完成修复了才可以移出。
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(编辑 于丁)
很多朋友喜欢在家里种上几盆或者一小块地的菜,但是自己种菜老是长不好,植株长得不旺、弱小发黄,叶菜长不大,果菜结果少。反观我们棚里种菜,果菜植株高大,结果又多又好,叶菜旺盛、叶色浓绿。这到底是怎么回事儿呢,小面积种植在管理上是非常到位的,浇水施肥及时,病虫害也很少。
我们仔细想了一下,家庭小面积种菜长得不好的主要原因还是土壤不合适,首先家庭种菜的土壤远不如大田土壤肥沃,其次由于种菜面积有限,蔬菜生长所需要的空间以及光温水分热可能都比不上大田。我需要把更多的精力放到土壤改良上,前提我们也要知道什么样的土壤更适合种菜。
一、到底什么样的土壤更适合种菜,或者说什么样的土壤种不好菜
和大田作物的比起来,蔬菜的生长速度很快,在短时间达到一定的生长程度,像茄果类蔬菜和黄瓜会不断开花、不断结果。这就要求蔬菜在短时间内能够吸收到足够的水肥,不仅根系的吸收能力要好,而且土壤中的养分也要充足。
(一)土壤肥沃富含有机质、腐殖质
有机质是评价土壤肥力的一个重要指标,主要来自于各种生命体如各种粪肥、树叶、杂草以及各种昆虫等,经过微生物的作用分解而成。较高的有机质主要是创造良好的土壤环境,但是即使有机质再高氮含量毕竟有限,在种菜时还是要施肥,施入有机肥或者化肥。
虽然土壤有机质的含量只是一小部分,但是它含有植物生长的各种营养元素,主要是碳、氮、氢、氧等。腐殖质是由有机质分解转化而来的,既含有养分物质,也能改善土壤团粒结构,使黏土更松散,沙土有粘着性。
有机质少的土壤会表现为又干又硬,土壤贫瘠,且透气性很差,这样的地块不仅养分不足,种菜后根系也很难长好。
(二)土壤透气性要好
想要种菜长得好,所种地块土壤的透气性一定要好。蔬菜生长需要培育强壮的根系,吸收水肥的能力强,浇水施肥后根系能够及时吸收,植株能够及时利用,才会长得好。
根系的发达生长是需要足够的空气的,透气性好的土壤也比较松软,更利于根系生长。我们种菜会发现黏重土壤种菜不太好,由于施化肥过多或者常常大水漫灌导致板结严重的土壤透气不好,也种不好菜。
但是太是透气性太好的沙土也不适合蔬菜生长,种菜的土壤还要具有一定的保水保肥能力。
(三)土壤有一定的保水保肥能力
保水保肥主要说的是浇水施肥后,肥水不会那么快的流失掉,能够在土壤中保持一段时间,让植株能够吸收。黏土的保水保肥力最强,壤土次之,沙土最差。
我们种植需水肥比较多的果菜优先选择壤土或者偏粘的壤土,而叶菜生长时间短、根菜需要透气好的土壤环境可以选择壤土或者偏砂性的壤土。
二、小面积种菜如何让土壤更肥沃,配制营养土,能不能达到大田土壤的效果
大田种菜施有机肥多,最重要的是有大型机械深翻土壤,也会留有土壤的休息熟化时间,只要不滥施化肥、不节制的浇水,还是能够维持不错的土壤环境的。而小面积家庭种菜我们要想土壤更肥沃,我觉得要做到以下几点。
(一)多施有机肥很重要,按需施肥浇水也很重要
这里的有机肥不一定是粪肥,可以是土杂肥或者腐叶肥、草木灰、豆饼、花生饼等,这些肥料的施入都能够改善土壤环境,增加土壤的有机质和孔隙度。让土壤肥力高的同时,透气性也好。
小面积种菜常常会浇水施肥过多,我们前面写过很多关于蔬菜浇水施肥的方法,大家可以尝试的做一下,减少施肥量,按需浇水施肥,能过最大程度的降低对土壤的破坏也能种好菜。
(二)每年最好深翻土壤一到两次,打破犁底层,改善耕层结构
小面积种菜每次种完了,只是用铁锹浅浅的翻翻地,最多土深20cm。还是要用大点的铁锹深翻一下,能用机械的最好用机械。翻地要多翻几遍,让土层相互充分融合,也让土壤和肥料充分融合。
(三)池栽、盆栽蔬菜,可以用配制营养土,也能达到大田土壤的效果
好多农村的朋友盖了新式的庭院,在院子里做几个池子种植蔬菜,又干净,干活也方便。池栽可以说是大点的盆栽,种植空间就更有限。这样的环境中,最好是配制有机基质营养土来种植,既能保证土壤的肥力也能够做好土壤的消毒工作。
有机基质的主要组成部分是草炭、玉米秸秆、稻壳、蘑菇渣、珍珠岩、蛭石等,按照一定比例配置而成,物理性质稳定,碳氮比高,具有一定的养分。实际使用时要再加入有机肥,也可以加入少量的土,来提高保水保肥性。
这种配制好的有机营养土种出的蔬菜比大田的一点都不差,甚至还要更好,很多温室大棚由于受困于土传病害和连着障碍,就改为了有机营养土种植蔬菜,每次茬口结束后,剔除残留的植株,进行消毒和重新配制,种菜长得也非常好。家庭种菜可以考虑一下这个思路。
总得来说,小面积种菜要想种的太好不容易,改良土壤也是一个很漫长的过程,采用有机基质栽培可能要好的多,但是对种植技术的要求比较高,需要我们不断实践,可以说种菜没有教科书,都是在经验中总结出来的。
【歌珊温室】温室大棚降湿的5种措施
温室大棚蔬菜生产是在比较封闭的条件下进行的,其地面蒸发和作物蒸腾产生的水大都在棚内,所以棚内相对湿度显著高于露地。而棚内空气湿度过大又是病害多发危害严重的主要原因之一,因此科学控制棚内湿度是大看法完全一致栽培中重要的一环。
以下介绍几种有效控制棚内湿度的方法。
1 深沟高畦栽培
即棚栽时宜选地势高、排水方便的地块。整地时一定要开好棚四周的排水沟,棚内采取深沟高畦栽培方式,畦高30厘米,以便滤水排渍。
2 覆盖薄膜用无滴膜,即大棚膜用无滴膜,尽量减少大棚内雾滴产生。
3 覆盖地膜,即畦面和沟全用地膜覆盖,可降湿20-30%。
4 自然通风法:即在保证幼苗不受冻害的前提下尽量多通风来排湿。
5 病虫防治无水施药法:即采用药土、烟熏法来防治病虫害。既可有效地防治病虫害,又能控制土壤湿度和空气湿度。
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