土壤環(huán)境監(jiān)測及修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀分析

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前言

近些年來，我國土壤環(huán)境的污染問題已愈發(fā)嚴(yán)重，現(xiàn)階段我國環(huán)境保護工作中的一項重要內(nèi)容就是做好我國土壤環(huán)境的監(jiān)測與修復(fù)工作。我國目前針對土壤環(huán)境的保護工作已經(jīng)出臺了相關(guān)的具體政策，全面的監(jiān)測土壤環(huán)境，實時的掌握土壤中的污染元素和污染情況，對于土壤的監(jiān)測采樣、分析、修復(fù)和再利用等過程進行全面的保護，對于維護我國的生態(tài)平衡是有著重要的意義的。本文從我國土壤環(huán)境的監(jiān)測現(xiàn)狀、我國土壤環(huán)境監(jiān)測存在的主要問題及我國土壤環(huán)境的修復(fù)技術(shù)研究三個方面探討了如何做好我國土壤環(huán)境的監(jiān)測與修復(fù)工作。

我國土壤環(huán)境的監(jiān)測現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，我國還無法做到科學(xué)有效的處理一些種類的污染物，這就會導(dǎo)致大面積的水體和土壤都受到了不同程度的污染。污染問題最為嚴(yán)重的就是土壤重金屬污染了，鎘和鉛等重金屬元素對我國土壤造成的影響是十分嚴(yán)重的。如果土壤中的重金屬含量已經(jīng)明顯超過了土壤的自凈能力了，想要短時間內(nèi)將污染物清除是非常困難的，那么土壤的肥力就會大幅度的降低，作物無法正常的發(fā)育和生長，作物中含量較好的這些重金屬污染物還可能會通過食物鏈進入到人體中，對人體的生命健康也會產(chǎn)生威脅。

我國的土壤環(huán)境監(jiān)測工作

發(fā)展時間不長，但也在積極的學(xué)習(xí)國家的先進工作經(jīng)驗和監(jiān)測技術(shù)，目前，應(yīng)用最廣泛的兩種技術(shù)時無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和高光譜遙感技術(shù)。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

通常情況下，如果需要監(jiān)測的土壤參數(shù)差異比較大并且穩(wěn)定性不佳，那么建議選擇這種監(jiān)測技術(shù)，我國目前普遍采用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是在引入了外國先進技術(shù)的基礎(chǔ)上同時結(jié)合了我國的自身特點和實際情況所研發(fā)出來的，在實踐的過程中也取得了良好的成果。在我國的農(nóng)田土壤信息收集等工作中已經(jīng)能夠普遍的應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)了，最近我國又新研發(fā)成功了微型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點監(jiān)測技術(shù)，監(jiān)測農(nóng)田土壤時應(yīng)用這一新技術(shù)有著更低的耗電，并且抗干擾能力強，同時還能夠長時間的連續(xù)進行監(jiān)測工作?，F(xiàn)階段無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我國的環(huán)境監(jiān)測行業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛認(rèn)可，在惡劣環(huán)境、偏遠(yuǎn)地區(qū)以及農(nóng)田科學(xué)施肥管理等土壤環(huán)境監(jiān)測工作中都得到了良好的應(yīng)用。

高光譜遙感技術(shù)

從上個世紀(jì)的八十年代開始，在土壤的監(jiān)測工作中就已經(jīng)開始逐步的應(yīng)用成像光譜技術(shù)了，隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，這一技術(shù)也逐步得到了更新和發(fā)展，同時也得到了更為廣泛的應(yīng)用。在土壤特性、土壤運動過程以及土壤成分等分析工作中都能夠看到高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用，這一技術(shù)在土壤環(huán)境監(jiān)測、土壤學(xué)研究、土地資源考察、精確土壤施肥以及土壤質(zhì)量評價等工作所發(fā)揮的作用都是十分重要的。舉例來說，在2005年的時候，我國的國家科學(xué)院在推算和分析青藏高原的表層土壤水分工作中就采用了這一技術(shù)，其分析結(jié)果也為當(dāng)?shù)氐耐寥拉h(huán)境監(jiān)測和生態(tài)區(qū)保護等工作提供了重要的數(shù)據(jù)支持。借助于科學(xué)的光譜分析法，高光譜感光技術(shù)能夠?qū)⑼寥拦庾V中的具體特征和很小的差別準(zhǔn)確的反映出來，將土壤的實際成分和性質(zhì)準(zhǔn)確的分辨出來。現(xiàn)階段，高光譜遙感技術(shù)在我國的土壤監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛，卻也存在著一定的技術(shù)難點，我們應(yīng)盡快的研發(fā)出更加準(zhǔn)確的土壤環(huán)境監(jiān)測設(shè)備。

我國土壤環(huán)境監(jiān)測存在的主要問題

缺乏先進的配套設(shè)備要想真正的做好土壤環(huán)境的監(jiān)測工作，不斷提升實際監(jiān)測的技術(shù)水平，那么就必須具備水平更加先進的儀器設(shè)備作為支撐。而現(xiàn)階段我國主要都是由中國科學(xué)院或是我國各地的一些高等院校的相關(guān)課題研究部門來負(fù)責(zé)當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境的監(jiān)測工作，這些部門要想及時采購技術(shù)水平更加先進的土壤監(jiān)測設(shè)備是非常困難的，只有中國科學(xué)院和那些有土壤監(jiān)測專門學(xué)科的并且有財政實力的高等院校才具備這一條件，大部分院校的條件都是不夠的，因此，從整體上來看我國土壤監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展水平還是比較緩慢的。

研發(fā)能力薄弱，專業(yè)人才匱乏

目前從實際的情況來看，針對土壤環(huán)境的監(jiān)測工作，我們幾乎還沒有形成專業(yè)的研發(fā)團隊，大部分的研發(fā)力量都是靠一些科研院所和高等院校的相關(guān)部門作為支持的，而負(fù)責(zé)土壤監(jiān)測工作的具體人員也都是高校的導(dǎo)師帶領(lǐng)自己的學(xué)生，其整體的實踐經(jīng)驗都是偏少的，行業(yè)內(nèi)的有效交流也相對缺乏，所以實際的研究工作也大都是在純學(xué)術(shù)角度上建立起來的。實際工作的中心內(nèi)容幾乎都是導(dǎo)師自己的研究課題，土壤環(huán)境監(jiān)測工作的持續(xù)性和連貫性是很差的，高端的研發(fā)人才很少。起步較晚，還沒有形成完善的監(jiān)測體系與國外一些發(fā)達的國家相比，我國的環(huán)境污染監(jiān)測工作起步還是很晚的，技術(shù)水平也存在著一定差距，進入到新世紀(jì)之后，國家的相關(guān)部門才開始越來越重視對土壤環(huán)境的監(jiān)測工作。長久以來，我國的土壤環(huán)境監(jiān)測工作幾乎都是在對原始土壤的元素進行化學(xué)分析工作，稍好一些的也就是通過引入國外的先進設(shè)備進行更精確的分析工作，而對于整體的監(jiān)測和分析治理工作一直都沒有形成完善的體系。

我國土壤環(huán)境的修復(fù)技術(shù)研究

微生物修復(fù)技術(shù)

這種技術(shù)就是指利用自然環(huán)境中的微生物的生命代謝活動對土壤中的重金屬進行降解或轉(zhuǎn)化處理，從而降低污染物的毒性，從而取得理想的修復(fù)效果，所選擇的微生物可以是自然界中現(xiàn)有的，也可以是人為培養(yǎng)并具有特殊功效的微生物。在生物修復(fù)工作中微生物修復(fù)技術(shù)起著明顯的主導(dǎo)作用，其能夠借助于生物的新陳代謝來轉(zhuǎn)化各類物質(zhì)，土壤中存在著的大量的降解有機污染物在這種作用下就能夠被有效的消除。現(xiàn)階段，在我國的石油和農(nóng)藥污染的土壤中經(jīng)常會選擇微生物修復(fù)技術(shù)，將具有降解作用的有機肥加入到受到污染的農(nóng)田土壤中，污染物能夠被有效分解，土壤的活性大大提升，從而將土壤有效修復(fù)。微生物修復(fù)技術(shù)具有很多方面的明顯優(yōu)勢，如設(shè)備簡單、投入成本低、操作方便、針對性強和見效快等。

植物修復(fù)技術(shù)

作為一類新型的修復(fù)技術(shù)，植物修復(fù)技術(shù)的原理就是利用綠色植物和與它共存的微生物系統(tǒng)來吸收、富集環(huán)境的污染物，植物是會受到重金屬很大的毒害作用的，其具體表現(xiàn)為植物的萌芽、光合作用、生長發(fā)育、生理代謝以及植物體內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的含量等方面都會受到不同程度的影響。從實際的情況來看，植物修復(fù)技術(shù)的實際效果很好，并且應(yīng)用成本也更低，目前利用超富集植物修復(fù)重金屬污染土壤主要有三種類型的技術(shù)，即植物吸收、植物穩(wěn)定和植物揮發(fā)。其中，植物吸收技術(shù)就是指在超富集植物根系的作用下將重金屬從土壤中吸收出來，并將其送到植物的地上部，從而將重金屬污染物有效去除；而植物穩(wěn)定技術(shù)就是借助植物的特性來降低重金屬的活性，生物的有效性也能夠隨之降低，重金屬的毒性會被消除或是變?yōu)榈投緺顟B(tài)；植物揮發(fā)技術(shù)則是將自身能夠積累和吸收的重金屬元素轉(zhuǎn)化成可揮發(fā)的狀態(tài)，并促使逐步揮發(fā)，從而將重金屬污染物有效去除。

動物修復(fù)技術(shù)

這一技術(shù)與植物修復(fù)技術(shù)的原理類似，就是借助于土壤中本來就存在的動物和它腸道內(nèi)的存在的微生物對污染物進行修復(fù)，可以是人為對微生物進行優(yōu)化也可以是自然條件下，在其繁殖和生長等代謝活動中來有效的分解、富集和去除土壤中的各類污染物，從而取得土壤中污染物去除并且改善生態(tài)環(huán)境的效果。

結(jié)束語

土壤環(huán)境的污染問題已經(jīng)越來越引起社會的廣泛重視了，為了更好的優(yōu)化并改良土壤環(huán)境，我們就必須對土壤進行精確監(jiān)測，同時采用更具針對性的修復(fù)技術(shù)，對土壤的污染程度以及具體的土壤類型進行科學(xué)的分析，采用合理的修復(fù)技術(shù)來逐步緩解我國的土壤污染問題，促進我國資源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的逐步實現(xiàn)。

作者：吳清玉 單位：山東省臨沂生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心