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土壤修复重点解决哪些问题?

2025.05.27 39

随着矿区尾矿堆积、重金属污染与农田结构退化等问题日益凸显,土壤生态功能正在遭受多重打击:

结构破坏:采矿、重度耕地机械化等过程会导致团粒结构崩塌,土壤变得板结、透气性差;

养分流失:有机质含量不足、微量元素缺乏,水肥难以滞留;

污染物累积:重金属(Cd、Pb、As 等)和有机污染物(石油烃、多环芳烃)难以降解,随水土流失扩散;

微生物失衡:长期化学施肥、农药残留或极端 pH,使土壤微生物多样性和活性显著下降,削弱自净能力;

植被难以恢复:贫瘠、毒害、干旱、酸化的多重压力下,新种苗“上不去、活不长”,生态演替停滞。

土壤出了问题,我们该怎么修?

土壤修复,不是简单的“清理污染”,而是通过多种手段恢复其生态功能与使用价值。不同的问题,有不同的表现,需要不同的解法。

重金属污染:如何“稳住”毒素?土壤中的铅、镉、砷等重金属元素一旦超标,不仅阻碍植物根系发育,还可能污染地下水,最终通过食物链危及人类健康。对于这类污染,修复的核心在于降低毒性风险,通常采取稳定化或植物修复等方式,控制重金属的活性,同时提升土壤的通气性与微生物活性,恢复生态系统自我调节能力。

有机污染:怎么“分解”毒物?部分农药残留、石油烃类和有机溶剂等有机污染物难以自然降解,长期滞留在土壤中,带来持久的生态隐患。针对这类污染,倾向采用微生物强化降解、植物修复、热脱附等手段,通过激活土壤微生物系统、优化通气性和水分条件,来加速毒性有机物的转化与去除,帮助土壤重回“生命轨道”。

盐渍化问题:怎么“洗掉”盐分?在一些灌溉不当或地下水位升高的区域,盐分逐渐在土壤中累积,导致地表泛白、板结严重,植物难以扎根。解决这一问题,首要任务是降低盐分含量,通常通过排盐洗盐、改良灌溉系统,配合种植耐盐植物。同时,还需改善土壤结构,提高通透性,为后续植物恢复打下基础。

土壤酸化、碱化:如何“调节酸碱值”?当土壤pH值过低或过高时,都会影响作物对营养的吸收,并放大重金属等有害元素的毒性。酸化土壤常采用石灰、有机肥等调理剂中和酸性;而碱性土壤,多发生在干旱区或盐碱地,则需施用酸性物质如硫酸亚铁,或引入耐碱绿肥作物逐步调节pH值,恢复其生物利用性。

土壤退化:如何“复活”地力?长期高强度耕作、污染或土地覆盖,会破坏土壤团粒结构,降低有机质含量,抑制微生物群落的活性,造成土壤功能性退化。面对这类“慢性病”,修复工作更加复杂,需要系统性地提升有机质含量、构建团粒结构、重建微生态平衡,实现从物理、化学到生物三方面的全面调理。

新趋势:植物–微生物互作技术,构建复合修复

一种越来越受到关注的方法是——植物–微生物互作修复技术。它通过植物根系和微生物的“互惠共生”,实现多重目标。将耐污染植物(超富集植物、耐盐碱植物等)与功能性菌株(菌根真菌、根际促生菌等)配对,以“植-微互惠”的生态链条,协同去除污染和重建生态功能。

▌关键机制

增效降解/富集:

1)微生物先期降解或转化污染物(如将有机污染物分解为可溶性小分子);

2)植物根系利用转化产物或直接吸收重金属,并锁定在根系或地上部;

根际环境优化:

1)植物分泌根茎分泌物(root exudates)为微生物提供碳源;

2)微生物反过来分泌有机酸、螯合剂,调节 pH 并提高污染物可利用性;

结构与功能双恢复:

1)根系穿透土壤、盘根错节,改善土壤团聚体;

2)地上植被覆盖减少侵蚀,下垂叶片回归土壤增加有机质。

▌典型优势

系统性:兼顾重金属固定、有机污染分解和土壤理化性改良;

可持续:一旦建立协同体系,可自发演替,后期管理压力小;

生态价值:不仅去污,还带来生物多样性和景观价值。

▌应用场景

矿区尾矿/废石堆:种植耐重金属木本或灌木,配套根际菌根真菌,3–6 个月即可实现表层覆盖;

城镇化弃耕地:利用牧草+根际固氮菌组合,恢复土壤初级生产力,为后续农林转换做准备;

园林绿化与生态河道:沿河岸带栽种水生/湿生植物,配合分解烃类或固化重金属的功能菌株,双向净化。

实施和注意事项

▌调研与试验

1)先做土壤化验(pH、重金属含量、有机质等),选取适宜植物和菌株;

2)小试—中试—示范段分步推进,监测关键指标(重金属形态转化、酶活性、植被覆盖率)。

▌配套前置技术

1)复杂或高浓度污染地,可先用化学钝化(石灰、磷酸盐)稳定重金属,再开展生物修复;

2)干旱地区需配合灌溉、地膜覆盖等保水措施;酸性土壤可先行中和调节。

▌长期管理与评估

1)定期监测土壤污染物总量与生物可利用性,跟踪植物体内富集情况;

2)关注生态演替与生物多样性变化,评估修复后生态服务功能恢复水平。

植物–微生物互作技术正成为土壤生态修复领域的热点。该方案以重塑微生物群落、优化根际生态、重建土壤功能为核心,提供了一条兼顾效益与可持续性的绿色道路。对于采矿、农田退化或复杂污染场地,因地制宜、工艺整合,才能最大化发挥“生物修复”之效。

(来源:生态修复导航)