मिट्टी उन संसाधनों में से एक है जिन पर मनुष्य जीवित रहने के लिए भरोसा करते हैं, और यह पारिस्थितिक पर्यावरण के महत्वपूर्ण घटकों की नींव है। प्रकृति को बदलने की प्रक्रिया में, विशेष रूप से उद्योग के तेजी से विकास और वैश्विक व्यापार के विस्तार के साथ, रासायनिक उद्योग ने तेजी से विकास हासिल किया है। इसके बाद, रासायनिक प्रदूषण से होने वाली पर्यावरणीय क्षति तेजी से गंभीर हो गई है। मिट्टी में भारी धातु प्रदूषण की समस्या विशेष रूप से प्रमुख हो गई है। विदेशों में, अत्यधिक कैडमियम स्तर के कारण हड्डियों में दर्द और अत्यधिक पारा स्तर के कारण होने वाली मिनामाटा बीमारी सीधे तौर पर लोगों के जीवन और स्वास्थ्य सुरक्षा को खतरे में डालती है। 2013 के आसपास चीन के गुआंग्डोंग में हुई "हुनान कैडमियम चावल घटना" ने भी लोगों के लिए खतरे की घंटी बजा दी। 28 मई 2016 को, राज्य परिषद ने "मृदा प्रदूषण रोकथाम और नियंत्रण कार्य योजना" (अनुच्छेद 10) लागू की, जिसमें स्पष्ट रूप से निर्धारित किया गया था कि क्षेत्रीय मृदा पर्यावरण की गुणवत्ता में सुधार के लिए प्रदूषण नियंत्रण और उपचार किया जाना चाहिए। विशेष रूप से भारी धातु मिट्टी प्रदूषण वाले क्षेत्रों में, जैसे झेजियांग प्रांत में ताइझोउ शहर, हुबेई प्रांत में हुआंगशी शहर, हुनान प्रांत में चांगदे शहर, गुआंग्डोंग प्रांत में शोगुआन शहर, गुआंग्शी ज़ुआंग स्वायत्त क्षेत्र में हेची शहर और गुइझोउ प्रांत में टोंगरेन शहर। प्राथमिकता वाले क्षेत्रों की स्थापना की जानी चाहिए। सरकार की अग्रणी भूमिका को पूरा करें, सभी स्तरों पर केंद्रीय और स्थानीय सरकारों द्वारा मृदा प्रदूषण की रोकथाम और नियंत्रण के लिए विशेष कोष स्थापित करें, और मृदा प्रदूषण की रोकथाम और नियंत्रण कार्य के लिए समर्थन बढ़ाएँ। 1990 के दशक से, हरित रसायनों और संबंधित प्रौद्योगिकियों ने मिट्टी में भारी धातु प्रदूषण के उपचार में काफी प्रगति की है, जिसमें एसपारटिक एसिड, पॉलीस्पार्टिक एसिड (पीएएसपी) और इमिनोडिसुसिनिक एसिड (आईडीएचए) के डेरिवेटिव से संबंधित प्रमुख शोध शामिल हैं।

1. बायोमिमेटिक सिंथेटिक रसायन - पीएएसपी

पीएएसपी एक पानी में घुलनशील सिंथेटिक प्रोटीन है जो प्राकृतिक रूप से सीप जैसी समुद्री शेलफिश के बलगम में मौजूद होता है। पीएएसपी संरचना कई कार्बोक्सिल और अमीनो समूहों से मुक्त है, असममित α、β दो कॉन्फ़िगरेशन के साथ, अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ एक बहुमुखी और पर्यावरण के अनुकूल बहुक्रियाशील बायोपॉलिमर सामग्री। व्यापक रूप से पौधों के पोषण अनुपूरण, उर्वरक दक्षता में वृद्धि, जल उपचार उद्योग में बिखरे पैमाने पर अवरोध, मिट्टी भारी धातु उपचार आदि के लिए उपयोग किया जाता है। कई अनुप्रयोग क्षेत्रों में, पीएएसपी फसल वृद्धि को बढ़ावा देता है। सबसे महत्वपूर्ण बात। पीएएसपी के अनूठे चेलेटिंग और धातु आयनों को फैलाने के कार्य को देखते हुए, मिट्टी के भारी धातु प्रदूषण के उपचार में पॉलीस्पार्टिक एसिड लवण के उपयोग को कई शोधकर्ताओं द्वारा तेजी से महत्व दिया जा रहा है। वर्तमान में, इस क्षेत्र में पॉलीस्पार्टिक एसिड लवण पर अनुसंधान मुख्य रूप से रासायनिक और जैविक उपचार विधियों पर केंद्रित है।

1.1रासायनिक उपचार कानून

पीएएसपी मिट्टी में भारी धातु प्रदूषण के लिए रासायनिक उपचार विधि पीएएसपी चेलेटिंग धातु आयनों की विशेषताओं का उपयोग करने, उन्हें भारी धातु आयनों के साथ संयोजित करने और फिर मिट्टी से पीएएसपी भारी धातु केलेट्स को अलग करने के लिए लीचिंग या निष्कर्षण विधियों का उपयोग करने की विधि को संदर्भित करती है, जिससे मिट्टी से भारी धातुओं को हटाना। जब पीएएसपी का उपयोग मिट्टी के भारी धातु प्रदूषण नियंत्रण के लिए किया जाता है, तो यह पर्यावरणीय पीएच से कम प्रभावित होता है। काओ झेन्यू के शोध से पता चलता है कि जब पीएएसपी को दूषित मिट्टी के ऑसिलेटरी लीचिंग उपचार के लिए लागू किया जाता है, तो पॉलीस्पार्टिक एसिड नमक द्वारा भारी धातुओं को हटाने की दर कम पीएच वातावरण में अधिक होती है, खासकर पीएच 1 पर। कीचड़ में भारी धातुओं पर एक अध्ययन में शंघाई में ताओपू सीवेज ट्रीटमेंट प्लांट में शोधकर्ताओं ने पाया कि पीएएसपी में मध्यम अम्लता पर कीचड़ में विभिन्न भारी धातुओं के लिए अच्छा निष्कर्षण प्रदर्शन है। हालाँकि, पीएएसपी द्वारा सक्रिय किए जा सकने वाले भारी धातुओं के प्रकारों पर शोधकर्ताओं की अलग-अलग राय है, लेकिन वे एक साइड परिप्रेक्ष्य से अपने केलेटेड भारी धातु प्रकारों की समृद्धि का प्रदर्शन कर सकते हैं। झांग हुआ ने पाया कि हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ मिलकर काम करके, PASP कीचड़ से Zn, Ni, Cu, साथ ही कुछ Cd और Cr को प्रभावी ढंग से निकाल सकता है। फैंग यिफ़ेंग एट अल। अनुसंधान के माध्यम से पाया गया कि पीएएसपी का भारी धातु आयनों सीडी पर अच्छा निष्कर्षण प्रभाव है, निष्कर्षण दर 50% से अधिक है, और पीएएसपी की मात्रा जितनी अधिक होगी, निष्कर्षण प्रभाव उतना ही बेहतर होगा। वेन डोंगडोंग का मानना ​​है कि पीएएसपी मिट्टी से पीबी को प्रभावी ढंग से हटा सकता है, लेकिन Cu और Cr हटाने पर इसका वृद्धि प्रभाव महत्वपूर्ण नहीं है; इस निष्कर्ष का मुख्य कारण यह है कि पीएएसपी मिट्टी में भारी धातु Cu और Cr रूपों के परिवर्तन को बढ़ावा देता है, जिसके परिणामस्वरूप खराब गतिशीलता होती है और इसकी निष्कर्षण दक्षता प्रभावित होती है।

1.2जैविक शासन कानून

पीएएसपी मिट्टी में भारी धातु प्रदूषण के लिए जैविक उपचार विधि मिट्टी में भारी धातु प्रदूषण के जैविक उपचार के लिए सहायक साधन के रूप में पीएएसपी का उपयोग करने को संदर्भित करती है। फसल में जैविक एंजाइमों पर पीएएसपी के नियामक प्रभाव या मिट्टी पर पीएएसपी के सुधार प्रभाव का उपयोग करके, पीएएसपी मिट्टी में Fe, Zn, Mn जैसे धातु आयनों के साथ मिलकर फसलों के लिए बहिर्जात जैविक एंजाइम बना सकता है, जिससे सुधार को बढ़ावा मिलता है। फसल की उपज और गुणवत्ता, और फसलों द्वारा भारी धातुओं के अवशोषण को बढ़ाना, इस प्रकार, यह मिट्टी में भारी धातुओं को नियंत्रित करने की एक विधि है। चीन में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सहक्रियात्मक एजेंट के रूप में, पीएएसपी का फसल वृद्धि पर निर्विवाद प्रभाव पड़ता है, जो भारी धातु उपचार अनुसंधान में शोधकर्ताओं के लिए प्रेरणा प्रदान करता है।

जू ली के शोध से पता चलता है कि पीएएसपी वेटिवर घास के विकास को बढ़ावा दे सकता है, वेटिवर घास की क्लोरोफिल सामग्री को बढ़ा सकता है, पौधों के प्रकाश संश्लेषण को मजबूत कर सकता है, विशेष रूप से कम सांद्रता वाली Cu स्थितियों में। पीएएसपी वेटिवर घास के विकास को बढ़ावा दे सकता है और कुछ हद तक वेटिवर घास के ऊतकों को Cu की क्षति को कम कर सकता है। झांग शिन एट अल. पाया गया कि एक निश्चित एकाग्रता सीमा के भीतर, पीएएसपी एकाग्रता में वृद्धि के साथ पीबी और सीडी के लिए पीएएसपी की सक्रियण क्षमता बढ़ जाती है; साथ ही, पॉट प्रयोगों में यह पाया गया कि मकई द्वारा भारी धातु से दूषित मिट्टी के उपचार पर पीएएसपी का महत्वपूर्ण मजबूत प्रभाव पड़ता है। जू वेईवेई एट अल। विश्वास है कि PASP और FeCl3 के बंटवारे का Cd प्रदूषण पर अच्छा प्रभाव पड़ता है, और अन्य रासायनिक एजेंटों के विपरीत, PASP उपचार के उपयोग से फसल बायोमास विकास में काफी सुधार हो सकता है। डू क़ियाओहुई ने पाया कि Cu और Cd तनाव के तहत, टमाटर में पॉलीस्पार्टिक एसिड नमक का उपयोग न केवल पौधों के पोषण को संतुलित कर सकता है, जीवों में एंजाइम गतिविधि में सुधार कर सकता है, फसल के विकास को बढ़ावा दे सकता है, बल्कि टमाटर की गुणवत्ता में भी सुधार कर सकता है, Cu और Cd की अवशोषित सामग्री को कम कर सकता है। जो मृदा भारी धातु प्रदूषण के प्रबंधन के लिए फायदेमंद है। 

2. ग्रीन चेलेटिंग एजेंट - आईडीएचए

चेलेटिंग एजेंट सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले रसायनों में से एक हैं, जो लगभग सभी उद्योगों जैसे फार्मास्यूटिकल्स, रसायन, कपड़ा, दैनिक रसायन, कागज निर्माण, भोजन, चमड़ा, रबर, कृषि, तेल क्षेत्र, खनन, मिट्टी उपचार आदि को कवर करते हैं। पारंपरिक चेलेटिंग एजेंट मुख्य रूप से एथिलीनडायमिनेटेट्राएसिटिक एसिड और उसके लवण (ईडीटीए), हाइपोएमिनोट्राएसेटिक एसिड और उसके लवण (एनटीए), डायथाइलेनेट्रायमीनपेंटैसेटिक एसिड और उसके लवण (डीटीपीए), साइट्रिक एसिड, टार्टरिक एसिड, आदि शामिल हैं; उनमें से, EDTA अपनी उत्कृष्ट चेलेटिंग क्षमता और उत्कृष्ट लागत-प्रभावशीलता के कारण सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला चेलेटिंग एजेंट बन गया है। हालाँकि, EDTA उत्पादन प्रक्रिया गंभीर रूप से प्रदूषित है और प्राकृतिक वातावरण में इसे नष्ट करना मुश्किल है, जो गंभीर पर्यावरणीय प्रदूषण का कारण बन सकता है और आवेदन के बाद भूजल प्रणाली में भारी धातु पदार्थों के रिसाव का कारण बन सकता है, जिससे मानव स्वास्थ्य के लिए एक निश्चित खतरा पैदा हो सकता है। इसके अलावा, EDTA युक्त अपशिष्ट जल निर्वहन के बाद पानी के नीचे कीचड़ से हानिकारक धातुओं को जल निकाय में ले जाएगा, जिससे मानव और पारिस्थितिक स्वास्थ्य के लिए नए खतरे पैदा होंगे; इसलिए, यूरोपीय संघ ने प्रासंगिक नियम जारी किए हैं जिनके अनुसार नदियों में EDTA की सांद्रता 10 और 100 μ G/L के बीच होनी चाहिए, झील में 1-10 की सांद्रता के साथ μ G/L सभी कृत्रिम यौगिकों के बीच सबसे कठोर आवश्यकता है। . पर्यावरण के प्रति जागरूकता बढ़ने से लोग धीरे-धीरे इस पर कार्रवाई करने लगे हैं। EU निर्देश 1999/476/ECL187/52 खाद्य, चिकित्सा और कपड़ा जैसे कई उद्योगों में EDTA के उपयोग को स्पष्ट रूप से प्रतिबंधित करता है। साथ ही, यह धुलाई उद्योग में इसके उपयोग को प्रतिबंधित करता है और धीरे-धीरे हरित रसायनों पर अनुसंधान को मजबूत करता है। कुछ ही वर्षों में, दुनिया भर में चेलेटिंग गुणों वाले कई नए प्रकार के रसायन सामने आए हैं, जिनमें आईडीएचए उनका प्रतिनिधि है। आईडीएचए में अपेक्षाकृत स्थिर रासायनिक गुण हैं और यह मजबूत एसिड और क्षार मीडिया में अच्छी स्थिरता बनाए रख सकता है। ईडीटीए की तुलना में, इसकी दो प्रमुख विशेषताएं हैं: (1) इसमें टेट्राकार्बोक्सिलिक एसिड लिगैंड संरचना, मध्यम चेलेटिंग क्षमता है, और धातु आयनों के केलेशन और डी केलेशन को प्राप्त करना आसान है। सामान्य धातु आयनों के लिए केलेशन स्थिरांक EDTA से थोड़ा कम होता है, लेकिन कुछ आयनों जैसे Cu2+ में EDTA की तुलना में अधिक केलेशन स्थिरांक होते हैं; (2) गैर विषैले, हानिरहित, स्वच्छ उत्पादन प्रक्रिया, आसानी से बायोडिग्रेडेबल, और पूरी तरह से बायोडिग्रेडेबल अमीनो एसिड और स्यूसिनिक एसिड में विघटित किया जा सकता है। वर्तमान में, इस रसायन को धीरे-धीरे कृषि, छपाई और रंगाई, कागज निर्माण, दैनिक रसायन, जल उपचार और भारी धातु प्रदूषण जैसे विभिन्न क्षेत्रों में लागू किया गया है। आईडीएचए द्वारा मिट्टी में भारी धातु प्रदूषण के निवारण पर रिपोर्ट मुख्य रूप से जैविक और रासायनिक उपचार विधियों पर केंद्रित है।

2.1जैविक शासन कानून

लियू ज़ियाओना का मानना ​​है कि मकई के पौधों का आईडीएचए (नमक) उपचार रिक्त नियंत्रण और ईडीटीए उपचार की तुलना में जमीन के ऊपर के हिस्सों में सीडी एकाग्रता में काफी वृद्धि करता है, और खाली नियंत्रण और ईडीटीए की तुलना में जमीन के ऊपर और जड़ भागों में सीयू एकाग्रता में भी काफी सुधार करता है। उपचार, जो मिट्टी में भारी धातुओं के प्रबंधन में तेजी लाने में मदद करता है। तियान हाओकी ने प्रयोगों के माध्यम से प्रदर्शित किया है कि आईडीएचए (नमक) मिट्टी में स्थिर एएस और सीडी को सक्रिय कर सकता है, जिससे पौधों में भारी धातुओं के अवशोषण को बढ़ावा मिलता है।

2.2रासायनिक उपचार कानून

रासायनिक उपचार विधि में दूषित मिट्टी से भारी धातुओं को शीघ्रता से हटाने की विशेषता होती है, जिसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और यह समस्याओं को पूरी तरह से हल कर सकता है। हालाँकि, भारी धातुओं से चेलेटिंग एजेंटों को प्रभावी ढंग से कैसे अलग किया जाए और उनका पुनर्चक्रण कैसे किया जाए, यह एक चुनौती है।

निरंतर अनुसंधान के माध्यम से, शोधकर्ताओं ने पाया है कि नए आईडीएचए में उपरोक्त समस्याओं को हल करने की क्षमता है: (1) आईडीएचए में उच्च केलेशन दक्षता है। शोध के अनुसार, कुछ शर्तों के तहत बिजली संयंत्र कीचड़ में सीडी के लिए आईडीएचए (नमक) की निष्कर्षण दक्षता 68% है। साथ ही, 1.2% फॉस्फोरिक एसिड जोड़ने की स्थिति में, कीचड़ में Cu और Ni के लिए IDHA की निष्कर्षण दक्षता में काफी सुधार हुआ है, जिसमें निष्कर्षण दर 90% से अधिक है। डुआन गाओकी ने अनुसंधान के माध्यम से पाया कि आईडीएचए का बिजली संयंत्र कीचड़ में भारी धातुओं पर अच्छा हटाने का प्रभाव है, खासकर जब भारी धातुओं के लिए आईडीएचए का कुल दाढ़ अनुपात 8: 1 है और एच 3 पीओ 4 की थोड़ी मात्रा जोड़ा जाता है, तो हटाने का प्रभाव सबसे अच्छा होता है . (2) आईडीएचए को स्पष्ट करना और अलगाव हासिल करना आसान है। हू जियाओजुन आईडीएचए को पर्यावरण के अनुकूल लीचिंग समाधान का मुख्य घटक मानते हैं। तटस्थ मिट्टी की अम्लता स्थितियों के तहत, आईडीएचए में मिट्टी में भारी धातुओं के लिए अच्छी निक्षालन क्षमता होती है, जिसमें एकल लीचिंग हटाने की दर 90% से अधिक होती है। यह मिट्टी में भारी धातुओं को कुशलता से खत्म कर सकता है, और पाया गया कि आईडीएचए को प्रदूषण पैदा किए बिना पर्यावरण में सूक्ष्मजीवों द्वारा पूरी तरह से नष्ट किया जा सकता है। यह एक आदर्श पर्यावरण अनुकूल भारी धातु मृदा निवारण निक्षालन पदार्थ है। (3) आईडीएचए भारी धातुओं के मौजूदा स्वरूप को बदल सकता है और इसमें भारी धातुओं के प्रदूषण को मौलिक रूप से हल करने की क्षमता है। वांग गुइयिन एट अल। अनुसंधान के माध्यम से पाया गया कि आईडीएचए दूषित मिट्टी से भारी धातुओं को प्रभावी ढंग से हटा सकता है और अवशिष्ट भारी धातुओं के पर्यावरणीय जोखिम को कम कर सकता है। यह मिट्टी में पानी में घुलनशील, विनिमेय और कार्बोनेट से बंधे सीडी, पीबी और जेडएन की अवशिष्ट मात्रा को कम कर सकता है। चेन चुनले एट अल। भी इसी प्रकार के परिणाम प्राप्त हुए।

3. पूर्वेक्षण
4.  

मौजूदा मिट्टी के भारी धातु आयन चेलेटिंग एजेंटों की तुलना में, पीएएसपी और आईडीएचए की अपनी अनूठी विशेषताएं हैं: (1) इन दो पदार्थों में मध्यम चेलेटिंग क्षमता होती है और बाद के उपचार में भारी धातु आयनों से अलग करना आसान होता है; (2) इन दो पदार्थों को विघटित करना आसान है, और अवक्रमित उत्पाद एसपारटिक एसिड और मैलिक एसिड का मिश्रण है, जिसका उपयोग बिना अवशेषों के फसलों या सूक्ष्मजीवों द्वारा किया जा सकता है और इससे मिट्टी में जैविक प्रदूषण नहीं होगा; (3) इन दो पदार्थों में जैविक संवर्धन प्रभाव होता है और इन्हें मिट्टी के भारी धातु प्रदूषण को नियंत्रित करने के लिए सहायक साधन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है; (4) इन दो पदार्थों में, आईडीएचए का रासायनिक विधि कार्य जैविक विधि कार्य से बेहतर हो सकता है, जबकि पीएएसपी इसके विपरीत है। प्रासंगिक अनुसंधान के माध्यम से, विभिन्न उपचार विधियों का संयोजन भारी धातु प्रदूषण नियंत्रण की दक्षता में प्रभावी ढंग से सुधार कर सकता है, जैसे कि माइक्रोबियल उपचार एजेंट और रासायनिक उपचार एजेंट की मिश्रित उपचार विधि, बायोचार सामग्री बायोरेमेडिएशन विधि (यातुओकाओ), अत्यधिक सक्रिय जिओलाइट माइक्रोबियल उपचार विधि, और माइक्रोबियल (एस्परगिलस फ्लेवस) पौधा (राईग्रास) उपचार विधि।

इसलिए, लेखक का मानना ​​है कि उपरोक्त उत्पादों का संयोजन जैविक और रासायनिक तरीकों को व्यवस्थित रूप से जोड़ सकता है, जो न केवल रासायनिक तरीकों की तेज़ और कुशल प्रकृति को दर्शाता है, बल्कि जैविक तरीकों की सुरक्षा और हरित प्रकृति को भी दर्शाता है, और एक नया निर्माण कर सकता है जैविक रासायनिक विधियों के लिए शासन का स्वरूप। लेखक का मानना ​​है कि मिट्टी में भारी धातु प्रदूषण के उपचार में पीएएसपी और आईडीएचए के अनुप्रयोग को जैव रासायनिक विधि के माध्यम से करने का प्रयास किया जा सकता है, जिसका अर्थ है कि दोनों को एक साथ उपयोग करने के बाद, पीएएसपी की जैविक दक्षता और आईडीएचए की रासायनिक निष्कर्षण दक्षता में सुधार किया जा सकता है। भारी धातु प्रदूषण के उपचार को संयुक्त रूप से बढ़ावा देने के लिए उपयोग किया जाएगा। हालाँकि इस अध्ययन में उल्लिखित कुछ रिपोर्टें अभी भी अनुसंधान चरण में हैं, राष्ट्रीय नीतियों में प्रासंगिक नियमों जैसे "मृदा दस सिद्धांत" के कार्यान्वयन और समर्थन में वृद्धि के साथ, भारी धातु के उपचार के लिए पीएएसपी और आईडीएचए का उपयोग करने की संभावनाएं दूषित मिट्टी बेहतर से बेहतर हो जाएगी।