土壤环境监测及修复技术现状分析

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前言

近些年来，我国土壤环境的污染问题已愈发严重，现阶段我国环境保护工作中的一项重要内容就是做好我国土壤环境的监测与修复工作。我国目前针对土壤环境的保护工作已经出台了相关的具体政策，全面的监测土壤环境，实时的掌握土壤中的污染元素和污染情况，对于土壤的监测采样、分析、修复和再利用等过程进行全面的保护，对于维护我国的生态平衡是有着重要的意义的。本文从我国土壤环境的监测现状、我国土壤环境监测存在的主要问题及我国土壤环境的修复技术研究三个方面探讨了如何做好我国土壤环境的监测与修复工作。

我国土壤环境的监测现状

现阶段，我国还无法做到科学有效的处理一些种类的污染物，这就会导致大面积的水体和土壤都受到了不同程度的污染。污染问题最为严重的就是土壤重金属污染了，镉和铅等重金属元素对我国土壤造成的影响是十分严重的。如果土壤中的重金属含量已经明显超过了土壤的自净能力了，想要短时间内将污染物清除是非常困难的，那么土壤的肥力就会大幅度的降低，作物无法正常的发育和生长，作物中含量较好的这些重金属污染物还可能会通过食物链进入到人体中，对人体的生命健康也会产生威胁。

我国的土壤环境监测工作

发展时间不长，但也在积极的学习国家的先进工作经验和监测技术，目前，应用最广泛的两种技术时无线传感器网络技术和高光谱遥感技术。

无线传感器网络技术

通常情况下，如果需要监测的土壤参数差异比较大并且稳定性不佳，那么建议选择这种监测技术，我国目前普遍采用的无线传感器网络技术是在引入了外国先进技术的基础上同时结合了我国的自身特点和实际情况所研发出来的，在实践的过程中也取得了良好的成果。在我国的农田土壤信息收集等工作中已经能够普遍的应用无线传感器网络技术了，最近我国又新研发成功了微型无线传感器网络节点监测技术，监测农田土壤时应用这一新技术有着更低的耗电，并且抗干扰能力强，同时还能够长时间的连续进行监测工作。现阶段无线传感器网络技术在我国的环境监测行业中已经得到了广泛认可，在恶劣环境、偏远地区以及农田科学施肥管理等土壤环境监测工作中都得到了良好的应用。

高光谱遥感技术

从上个世纪的八十年代开始，在土壤的监测工作中就已经开始逐步的应用成像光谱技术了，随着我国科学技术水平的不断提升，这一技术也逐步得到了更新和发展，同时也得到了更为广泛的应用。在土壤特性、土壤运动过程以及土壤成分等分析工作中都能够看到高光谱遥感技术的应用，这一技术在土壤环境监测、土壤学研究、土地资源考察、精确土壤施肥以及土壤质量评价等工作所发挥的作用都是十分重要的。举例来说，在2005年的时候，我国的国家科学院在推算和分析青藏高原的表层土壤水分工作中就采用了这一技术，其分析结果也为当地的土壤环境监测和生态区保护等工作提供了重要的数据支持。借助于科学的光谱分析法，高光谱感光技术能够将土壤光谱中的具体特征和很小的差别准确的反映出来，将土壤的实际成分和性质准确的分辨出来。现阶段，高光谱遥感技术在我国的土壤监测领域的应用较为广泛，却也存在着一定的技术难点，我们应尽快的研发出更加准确的土壤环境监测设备。

我国土壤环境监测存在的主要问题

缺乏先进的配套设备要想真正的做好土壤环境的监测工作，不断提升实际监测的技术水平，那么就必须具备水平更加先进的仪器设备作为支撑。而现阶段我国主要都是由中国科学院或是我国各地的一些高等院校的相关课题研究部门来负责当地土壤环境的监测工作，这些部门要想及时采购技术水平更加先进的土壤监测设备是非常困难的，只有中国科学院和那些有土壤监测专门学科的并且有财政实力的高等院校才具备这一条件，大部分院校的条件都是不够的，因此，从整体上来看我国土壤监测技术的发展水平还是比较缓慢的。

研发能力薄弱，专业人才匮乏

目前从实际的情况来看，针对土壤环境的监测工作，我们几乎还没有形成专业的研发团队，大部分的研发力量都是靠一些科研院所和高等院校的相关部门作为支持的，而负责土壤监测工作的具体人员也都是高校的导师带领自己的学生，其整体的实践经验都是偏少的，行业内的有效交流也相对缺乏，所以实际的研究工作也大都是在纯学术角度上建立起来的。实际工作的中心内容几乎都是导师自己的研究课题，土壤环境监测工作的持续性和连贯性是很差的，高端的研发人才很少。起步较晚，还没有形成完善的监测体系与国外一些发达的国家相比，我国的环境污染监测工作起步还是很晚的，技术水平也存在着一定差距，进入到新世纪之后，国家的相关部门才开始越来越重视对土壤环境的监测工作。长久以来，我国的土壤环境监测工作几乎都是在对原始土壤的元素进行化学分析工作，稍好一些的也就是通过引入国外的先进设备进行更精确的分析工作，而对于整体的监测和分析治理工作一直都没有形成完善的体系。

我国土壤环境的修复技术研究

微生物修复技术

这种技术就是指利用自然环境中的微生物的生命代谢活动对土壤中的重金属进行降解或转化处理，从而降低污染物的毒性，从而取得理想的修复效果，所选择的微生物可以是自然界中现有的，也可以是人为培养并具有特殊功效的微生物。在生物修复工作中微生物修复技术起着明显的主导作用，其能够借助于生物的新陈代谢来转化各类物质，土壤中存在着的大量的降解有机污染物在这种作用下就能够被有效的消除。现阶段，在我国的石油和农药污染的土壤中经常会选择微生物修复技术，将具有降解作用的有机肥加入到受到污染的农田土壤中，污染物能够被有效分解，土壤的活性大大提升，从而将土壤有效修复。微生物修复技术具有很多方面的明显优势，如设备简单、投入成本低、操作方便、针对性强和见效快等。

植物修复技术

作为一类新型的修复技术，植物修复技术的原理就是利用绿色植物和与它共存的微生物系统来吸收、富集环境的污染物，植物是会受到重金属很大的毒害作用的，其具体表现为植物的萌芽、光合作用、生长发育、生理代谢以及植物体内化学物质的含量等方面都会受到不同程度的影响。从实际的情况来看，植物修复技术的实际效果很好，并且应用成本也更低，目前利用超富集植物修复重金属污染土壤主要有三种类型的技术，即植物吸收、植物稳定和植物挥发。其中，植物吸收技术就是指在超富集植物根系的作用下将重金属从土壤中吸收出来，并将其送到植物的地上部，从而将重金属污染物有效去除；而植物稳定技术就是借助植物的特性来降低重金属的活性，生物的有效性也能够随之降低，重金属的毒性会被消除或是变为低毒状态；植物挥发技术则是将自身能够积累和吸收的重金属元素转化成可挥发的状态，并促使逐步挥发，从而将重金属污染物有效去除。

动物修复技术

这一技术与植物修复技术的原理类似，就是借助于土壤中本来就存在的动物和它肠道内的存在的微生物对污染物进行修复，可以是人为对微生物进行优化也可以是自然条件下，在其繁殖和生长等代谢活动中来有效的分解、富集和去除土壤中的各类污染物，从而取得土壤中污染物去除并且改善生态环境的效果。

结束语

土壤环境的污染问题已经越来越引起社会的广泛重视了，为了更好的优化并改良土壤环境，我们就必须对土壤进行精确监测，同时采用更具针对性的修复技术，对土壤的污染程度以及具体的土壤类型进行科学的分析，采用合理的修复技术来逐步缓解我国的土壤污染问题，促进我国资源可持续发展战略的逐步实现。

作者：吴清玉 单位：山东省临沂生态环境监测中心