淺談在環(huán)境修復中生態(tài)修復的應用.doc

淺談在環(huán)境修復中生態(tài)修復的應用 隨著工農業(yè)生產的迅速發(fā)展,人類對自然資源需求水平的不斷提高,特別是進入21世紀以來,人類對環(huán)境污染的方式發(fā)生著重大變化,有毒、有害污染物以各種形式不斷輸入環(huán)境,環(huán)境污染進一步加劇。目前,人們在污染環(huán)境的物理修復、化學修復以及生物修復上取得了一定成功。為了更有效地解決人類面臨的重大污染問題,研究者進一步提出了生態(tài)修復的理念,并對其概念、內涵、原理、產業(yè)化途徑等方面進行了理論上的探討和實踐上應用的探索,試圖以生態(tài)學的原理和方法修復與治理污染環(huán)境,實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展,從而達到環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。如何運用生態(tài)修復方法和技術，控制水土流失，改善生態(tài)環(huán)境，減輕自然災害，受到全球的關注。1.生態(tài)修復的定義生態(tài)修復是以生態(tài)學原理為指導，以物理修復、化學修復及技術工程為手段，通過一定的優(yōu)化組合，使之達到最佳效果和最低耗費的一種綜合污染環(huán)境修復方法，是一個具有自我維持能力的健康的生態(tài)系統(tǒng)。 污染環(huán)境的生態(tài)修復是根據(jù)生態(tài)學原理對多種修復方式進行優(yōu)化綜合。其首要特點是嚴格遵循了循環(huán)再生、和諧共存、整體優(yōu)化、區(qū)域分異等生態(tài)學原理;其次,生態(tài)修復主要是通過微生物和植物等的生命活動來完成的,影響生物生活的各種因素也將成為影響生態(tài)修復的重要因素,因此,生態(tài)修復還具有影響因素多而復雜的特點;再次,生態(tài)修復的順利施行,需要物理學、化學、植物學、微生物學、栽培學和環(huán)境工程等多學科的參與,多學科交叉也是生態(tài)修復的特點 生態(tài)修復包括自然修復系統(tǒng)和人工修復系統(tǒng)，正確把握生態(tài)的自然與人工修復的辯證關系，是控制生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調的有效依據(jù)。2.生態(tài)修復的應用2.1 土壤的生態(tài)修復土壤是環(huán)境系統(tǒng)的重要組成部分,是人類賴以生存的重要資源。近年來，我國的經濟飛速發(fā)展，但是對資源的保護工作做得卻比較差，使得生態(tài)問題越來越嚴重。長期以來,大規(guī)模的礦產資源開發(fā)和電力、石油、交通、水利、建筑等生產建設活動,破壞了大量的土地資源,土壤的復合污染問題也日益嚴重。另外水土流失問題同樣較為嚴重，而且土地流失的面積非常廣，流失量較大，這也給水土保持工作帶來了較大困難?，F(xiàn)在,人們已經開始合理利用植物、微生物及動物的自然修復能力,注重生物之間的和諧共生關系,進行土壤的生態(tài)修復。2.1.1土壤污染修復 植物修復是一類重要的生態(tài)修復方式,它主要利用植物本身的提取、吸收和固定作用以及植物根際微生物的分解和轉化作用來清除土壤、沉積物、污泥或地表、地下水中的有毒有害污染物。根據(jù)機理的不同,污染土壤的植物修復技術有植物提取、植物固定、植物揮發(fā)和植物降解等基本形式。其中，植物提取修復是目前研究最多且最有發(fā)展前景的植物修復方式,特別是通過種植對重金屬耐性較強且積累能力較強的超積累植物,利用其根系吸收污染土壤中的重金屬并運移至植物的地上部分,收割植物地上部后即可去除土壤中的重金屬。植物固定修復是指利用植物活動來降低污染物的生物有效性,減少污染物質的毒害作用。植物揮發(fā)修復是指利用植物將一些可揮發(fā)性污染物吸收到體內,然后將其轉化為氣態(tài)物質并釋放到大氣中,它只適用于易揮發(fā)性的污染物。植物降解修復是利用植物及其根際微生物的降解作用去除土壤中的有機污染物。例如：北美車前、北美鬼針草、北美獨行菜、一年蓬、裸柱菊、細葉芹6種雜草對Cu、Pb、Cd和Cr都有較強的耐受和富集能力;東南景天對Zn具有超積累特性,;商陸對Mn具有明顯的富集特性,葉片內Mn的含量可高達19 299g/g,可用于受Mn污染土壤的植物修復.2.1.2 水土保持生態(tài)修復 修復按照可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想。切實遵循自然生態(tài)經濟規(guī)律,充分利用當?shù)氐乃?、土、光、熱、生物等自然資源,依靠大自然的循環(huán)再生能力和人為干涉快速恢復植被,控制水土流失,實現(xiàn)人與自然和諧相處。其技術方法概括起來主要有“封”、“退”、“造”、“建”、“綜合治理”、“結構調整、生態(tài)移民”、“突出小流域治理,以小促大”等?！胺狻奔词恰胺馍浇?、舍飼養(yǎng)畜”;“退”即是“退耕還林還草、以糧代賑”;“造”即是“造林”;“建”即是建設高標準農田。2.2水環(huán)境的生態(tài)修復 隨著城市化和工業(yè)化進程的不斷加快,水體的功能和作用不斷被弱化。目前,我國大部分城市和地區(qū)的淡水資源已受到污染物污染,水質惡化,這不僅加重了淡水資源的緊缺,而且給漁業(yè)、農業(yè)及沿岸居民的健康帶來危害,嚴重制約我國社會與經濟持續(xù)健康發(fā)展。我國已經開始通過發(fā)展水體污染生態(tài)修復技術,強化自然界的自凈能力和物質循環(huán)規(guī)律治理被污染的水體。2.2.1微生物修復 微生物在污染水體修復與凈化中起著至關重要的作用。它們可以在獲取自身生長所需養(yǎng)分的同時,分解水中的有機污染物及其他生物的排泄物及尸體,促進水生生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)。如果水體中污染物的降解菌很少,在現(xiàn)場富集培養(yǎng)降解菌存在一定難度,可以向水環(huán)境中引入菌種。投入微生物按來源可分為土著微生物、外來微生物和基因工程菌。 2.2.2人工濕地 人工濕地是生態(tài)修復污水的重要技術之一,其基本原理是利用濕地水體中的微生物和濕地植物降解、吸收和截流污水中的污染物,從而達到修復污水的目的16。水體植物修復的特點是以大型水生植物為主體,利用植物和根區(qū)微生物所產生的協(xié)同效應凈化污水。經過植物的直接吸收、微生物轉化、物理吸附和沉降作用除去氮磷、懸浮顆粒以及其他有毒有害物質。常用于水體修復的植物有蘆葦Phragmites communis、香蒲Typhalatifolia、喜旱蓮子草Alternantheraphi-loxeroides、浮萍Lemna minor、燈心草MedullaJunci和空心菜Ipomoea aquatica等。2.2.3 海洋生態(tài)修復 海洋生態(tài)修復所要修復針對的對象是已經遭受破壞了的海洋生態(tài)系統(tǒng)，已經遭到破壞了的海洋生態(tài)系統(tǒng)在其自身的自我修復中不能夠使其恢復到正常狀態(tài)，從而需要人工干預，在人工措施幫助下，原本遭到破壞了的海洋生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)能夠恢復到其原來的結構狀態(tài)，并同樣發(fā)揮原來所具有的生態(tài)功效。我國海洋生態(tài)修復一般主要針對紅樹林、海水水體、濱海濕地以及沿海沙灘的幾個生態(tài)系統(tǒng)方面的修復。2.3 大氣環(huán)境生態(tài)修復利用生態(tài)修復技術來治理大氣污染是近年來國際上正在加強研究和迅速發(fā)展的前沿性課題。一些綠色植物對煙塵、粉塵有阻擋、過濾和吸附作用,城市綠地、草坪都可減少大氣中粉塵量。林木的減塵作用表現(xiàn)在兩方面,林木樹冠茂密,能夠降低風速,從而使空氣中攜帶的煙塵和粉塵迅速降落;樹葉表面多絨毛,能分泌粘性油脂及汁液,吸附大量粉塵,經雨水沖洗后又可恢復滯塵作用。研究表明,一些綠色植物可以吸收大氣中的多種污染物,包括SO2、Cl2、HF、重金屬、氟化物和某些芳烴等14。同時,樹木對大氣中CO2和O2的平衡起到重要作用。此外,植物還有減弱噪音、減少熱污染和吸滯放射性物質的作用,但這與植物的種類和林帶的寬度、高度、位置及配置方式有密切的關系。3. 生物強化技術的應用 對于污染程度較高且不適于生物生存的污染環(huán)境來說,生物修復就很難實施,這時就要采用物理或化學修復的方法,若仍達不到修復要求,就要考慮采用生態(tài)修復的方法。而在生態(tài)修復施行之前,先要將環(huán)境條件控制在能夠利于生物生長的狀態(tài)。但一般來說,簡單地直接利用修復生物進行生態(tài)修復,其修復效率還是很低,這就需要采用一些強化措施,進而形成整套的修復技術。強化機制分2個方面:一是提高生物本身的修復能力,二是提高環(huán)境中污染物可生物利用性,如深層曝氣、投入營養(yǎng)物質、施加添加劑等。 生物強化技術是以現(xiàn)代生物科學為基礎，并結合生物工程的相關原理而開發(fā)的一項現(xiàn)代技術二該技術所依托的工程原理包括酶、微生物工程等內容。所以，有專家認為生物強化技術領域包括酶工程、基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程這四項內容。利用基因工程來培育高產、高效和可富集多種污染物的超積累植物,已經成為人工誘導植物修復技術的一個新思路。同時,人們開始在分子水平上研究通過基因工程促進細菌的遺傳進化,以滿足生物修復工程的需要。4總結 我國已把生態(tài)建設和環(huán)境保護列為必須著重研究和解決的一個重大戰(zhàn)略性問題,明確提出要遏制生態(tài)惡化,加大環(huán)境保護和治理力度,在廣大城市和農村進行了全面的改革。同時,積極開展了循環(huán)經濟和建設節(jié)約型社會方面的研究工作,實現(xiàn)資源的