淺談在環(huán)境修復(fù)中生態(tài)修復(fù)的應(yīng)用.doc

淺談在環(huán)境修復(fù)中生態(tài)修復(fù)的應(yīng)用 隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(fù)、化學(xué)修復(fù)以及生物修復(fù)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(fù)的理念,并對其概念、內(nèi)涵、原理、產(chǎn)業(yè)化途徑等方面進行了理論上的探討和實踐上應(yīng)用的探索,試圖以生態(tài)學(xué)的原理和方法修復(fù)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(fù)方法和技術(shù)，控制水土流失，改善生態(tài)環(huán)境，減輕自然災(zāi)害，受到全球的關(guān)注。1.生態(tài)修復(fù)的定義生態(tài)修復(fù)是以生態(tài)學(xué)原理為指導(dǎo)，以物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)及技術(shù)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(fù)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(fù)是根據(jù)生態(tài)學(xué)原理對多種修復(fù)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(xué)原理;其次,生態(tài)修復(fù)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(fù)的重要因素,因此,生態(tài)修復(fù)還具有影響因素多而復(fù)雜的特點;再次,生態(tài)修復(fù)的順利施行,需要物理學(xué)、化學(xué)、植物學(xué)、微生物學(xué)、栽培學(xué)和環(huán)境工程等多學(xué)科的參與,多學(xué)科交叉也是生態(tài)修復(fù)的特點 生態(tài)修復(fù)包括自然修復(fù)系統(tǒng)和人工修復(fù)系統(tǒng)，正確把握生態(tài)的自然與人工修復(fù)的辯證關(guān)系，是控制生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)的有效依據(jù)。2.生態(tài)修復(fù)的應(yīng)用2.1 土壤的生態(tài)修復(fù)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(jīng)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(chǎn)資源開發(fā)和電力、石油、交通、水利、建筑等生產(chǎn)建設(shè)活動,破壞了大量的土地資源,土壤的復(fù)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。現(xiàn)在,人們已經(jīng)開始合理利用植物、微生物及動物的自然修復(fù)能力,注重生物之間的和諧共生關(guān)系,進行土壤的生態(tài)修復(fù)。2.1.1土壤污染修復(fù) 植物修復(fù)是一類重要的生態(tài)修復(fù)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(zhuǎn)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(fù)技術(shù)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(fù)是目前研究最多且最有發(fā)展前景的植物修復(fù)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(fù)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(zhì)的毒害作用。植物揮發(fā)修復(fù)是指利用植物將一些可揮發(fā)性污染物吸收到體內(nèi),然后將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)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(fù)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(nèi)Mn的含量可高達19 299g/g,可用于受Mn污染土壤的植物修復(fù).2.1.2 水土保持生態(tài)修復(fù) 修復(fù)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(jīng)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(fù)植被,控制水土流失,實現(xiàn)人與自然和諧相處。其技術(shù)方法概括起來主要有“封”、“退”、“造”、“建”、“綜合治理”、“結(jié)構(gòu)調(diào)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(shè)高標準農(nóng)田。2.2水環(huán)境的生態(tài)修復(fù) 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(zhì)惡化,這不僅加重了淡水資源的緊缺,而且給漁業(yè)、農(nóng)業(yè)及沿岸居民的健康帶來危害,嚴重制約我國社會與經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展。我國已經(jīng)開始通過發(fā)展水體污染生態(tài)修復(fù)技術(shù),強化自然界的自凈能力和物質(zhì)循環(huán)規(guī)律治理被污染的水體。2.2.1微生物修復(fù) 微生物在污染水體修復(fù)與凈化中起著至關(guān)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(fù)污水的重要技術(shù)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(fù)污水的目的16。水體植物修復(fù)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(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)凈化污水。經(jīng)過植物的直接吸收、微生物轉(zhuǎn)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(zhì)。常用于水體修復(fù)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(fù) 海洋生態(tài)修復(fù)所要修復(fù)針對的對象是已經(jīng)遭受破壞了的海洋生態(tài)系統(tǒng)，已經(jīng)遭到破壞了的海洋生態(tài)系統(tǒng)在其自身的自我修復(fù)中不能夠使其恢復(fù)到正常狀態(tài)，從而需要人工干預(yù)，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(fù)到其原來的結(jié)構(gòu)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(fù)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(fù)。2.3 大氣環(huán)境生態(tài)修復(fù)利用生態(tài)修復(fù)技術(shù)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(jīng)雨水沖洗后又可恢復(fù)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(zhì)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(guān)系。3. 生物強化技術(shù)的應(yīng)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(fù)就很難實施,這時就要采用物理或化學(xué)修復(fù)的方法,若仍達不到修復(fù)要求,就要考慮采用生態(tài)修復(fù)的方法。而在生態(tài)修復(fù)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(fù)生物進行生態(tài)修復(fù),其修復(fù)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(fù)技術(shù)。強化機制分2個方面:一是提高生物本身的修復(fù)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(zhì)、施加添加劑等。 生物強化技術(shù)是以現(xiàn)代生物科學(xué)為基礎(chǔ)，并結(jié)合生物工程的相關(guān)原理而開發(fā)的一項現(xiàn)代技術(shù)二該技術(shù)所依托的工程原理包括酶、微生物工程等內(nèi)容。所以，有專家認為生物強化技術(shù)領(lǐng)域包括酶工程、基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程這四項內(nèi)容。利用基因工程來培育高產(chǎn)、高效和可富集多種污染物的超積累植物,已經(jīng)成為人工誘導(dǎo)植物修復(fù)技術(shù)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(fù)工程的需要。4總結(jié) 我國已把生態(tài)建設(shè)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(nóng)村進行了全面的改革。同時,積極開展了循環(huán)經(jīng)濟和建設(shè)節(jié)約型社會方面的研究工作,實現(xiàn)資源的