Jarðvegur er ein af þeim auðlindum sem menn treysta á til að lifa af, og það er grunnur vistfræðilegs umhverfis mikilvægra þátta. Í því ferli að umbreyta náttúrunni, sérstaklega með hraðri þróun iðnaðar og stækkun alþjóðaviðskipta, hefur efnaiðnaðurinn náð hraðri þróun. Í kjölfarið hefur umhverfisspjöll af völdum efnamengunar orðið sífellt alvarlegri. Vandamálið vegna þungmálmamengunar í jarðvegi er orðið sérstaklega áberandi. Í erlendum löndum ógna beinverkir af völdum of mikils kadmíummagns og Minamata-sjúkdóms af völdum of mikils kvikasilfurs beint lífi fólks og heilsuöryggi. „Hunan kadmíum hrísgrjónatvikið“ sem átti sér stað í kringum 2013 í Guangdong í Kína var líka viðvörun fyrir fólk. Þann 28. maí 2016 innleiddi ríkisráð „Aðgerðaáætlun um varnir og varnir gegn mengun jarðvegs“ (10. gr.), þar sem beinlínis var kveðið á um að mengunarvarnir og úrbætur skyldi fara fram til að bæta gæði svæðisbundins jarðvegsumhverfis. Sérstaklega á svæðum með þungmálma jarðvegsmengun, eins og Taizhou borg í Zhejiang héraði, Huangshi borg í Hubei héraði, Changde borg í Hunan héraði, Shaoguan borg í Guangdong héraði, Hechi borg í Guangxi Zhuang sjálfstjórnarsvæðinu og Tongren borg í Guizhou héraði, koma á forgangssviðum. Gefðu forustuhlutverki stjórnvalda að fullu, stofna sérstaka sjóði til varnar og varnir jarðvegsmengunar af hálfu ríkis og sveitarfélaga á öllum stigum og auka stuðning við jarðvegsvarnar- og mengunarvarnastarf. Frá því á tíunda áratugnum hafa græn efni og tengd tækni náð miklum framförum í meðhöndlun þungmálmamengunar í jarðvegi, með áberandi rannsóknum sem tengjast afleiðum aspartínsýru, pólýasparasýru (PASP) og imínósúrsteinssýru (IDHA).

1. Lífeftirlíkandi gerviefni - PASP

PASP er vatnsleysanlegt tilbúið prótein sem er náttúrulega til í slími sjávarskeldýra eins og ostrur. PASP uppbyggingin er laus við fjölmarga karboxýl- og amínóhópa, með ósamhverfum α、β Tvær stillingar, fjölhæft og umhverfisvænt fjölvirkt líffjölliða efni með margvíslegum notkunarsviðum. Mikið notað fyrir plöntunæringaruppbót, aukningu áburðarnýtingar, hömlun á dreifðum mælikvarða í vatnsmeðferðariðnaði, jarðvegs meðhöndlun þungmálma osfrv. Á fjölmörgum notkunarsviðum stuðlar PASP að vexti uppskeru. Mikilvægast af öllu. Í ljósi einstakrar klómyndunar og dreifingar málmjónavirkni PASP, er notkun pólýasparatínsýrusölta við meðhöndlun á þungmálmamengun jarðvegs í auknum mæli metin af mörgum vísindamönnum. Á þessari stundu beinast rannsóknir á pólýasparatínsýrusöltum á þessu sviði aðallega að efnafræðilegum og líffræðilegum meðferðaraðferðum.

1.1Lög um efnameðferð

Efnafræðilega meðhöndlunaraðferðin fyrir þungmálmmengun í PASP jarðvegi vísar til aðferðarinnar við að nýta eiginleika PASP klóbindandi málmjóna, sameina þær þungmálmjónum og nota síðan útskolun eða útdráttaraðferðir til að aðskilja PASP þungmálm klóöt úr jarðveginum, og þar með að fjarlægja þungmálma úr jarðveginum. Þegar PASP er notað til að verjast þungmálmamengun í jarðvegi er það minna fyrir áhrifum af pH í umhverfinu. Rannsóknir Cao Zhenyu sýna að þegar PASP er beitt til sveifluskolunarmeðferðar á menguðum jarðvegi er flutningshraði þungmálma með pólýasparaginsýrusalti meiri í lægra pH umhverfi, sérstaklega við pH 1. Í rannsókn á þungmálmum í seyru frá Taopu skólphreinsistöð í Shanghai, vísindamenn komust að því að PASP hefur góða útdráttarafköst fyrir ýmsa þungmálma í seyru við miðlungs sýrustig. Hins vegar hafa vísindamenn mismunandi skoðanir á tegundum þungmálma sem hægt er að virkja með PASP, en þeir geta sýnt fram á ríkidæmi klóbundinna þungmálmategunda frá hliðarsjónarhorni. Zhang Hua komst að því að með því að vinna saman með vetnisperoxíði getur PASP í raun unnið Zn, Ni, Cu, auk nokkurs Cd og Cr úr seyru. Fang Yifeng o.fl. komst að því með rannsóknum að PASP hefur góð útdráttaráhrif á þungmálmjónir Cd, með útdráttarhraða yfir 50%, og því meira magn af PASP sem notað er, því betri útdráttaráhrif. Wen Dongdong telur að PASP geti í raun fjarlægt Pb úr jarðvegi, en aukaáhrif þess á Cu og Cr flutning eru ekki marktæk; Meginástæða þessarar niðurstöðu er sú að PASP stuðlar að umbreytingu á þungmálma Cu og Cr formi í jarðvegi, sem leiðir til lélegrar hreyfanleika og hefur áhrif á skilvirkni útdráttar hans.

1.2Líffræðileg stjórnsýslulög

Líffræðileg meðhöndlunaraðferð fyrir þungmálmmengun í PASP jarðvegi vísar til þess að nota PASP sem hjálparaðferð við líffræðilega meðhöndlun þungmálmmengunar í jarðvegi. Með því að nýta stjórnunaráhrif PASP á líffræðileg ensím í ræktuninni eða bætandi áhrif PASP á jarðveg, getur PASP sameinast málmjónum eins og Fe, Zn, Mn í jarðveginum til að mynda utanaðkomandi líffræðileg ensím fyrir ræktun og stuðlað þannig að framförum. af uppskeru og gæðum og efla frásog þungmálma af ræktun, Þannig er það aðferð til að stjórna þungmálma í jarðvegi. Sem mikið notað samverkandi efni í Kína hefur PASP ótvíræð áhrif á vöxt ræktunar, sem veitir innblástur fyrir vísindamenn í rannsóknum á þungmálmameðferð.

Rannsóknir Xu Li sýna að PASP getur stuðlað að vexti vetiver grass, aukið blaðgrænuinnihald vetiver grass, styrkt ljóstillífun plantna, sérstaklega við lágstyrk Cu aðstæður. PASP getur stuðlað að vetiver grasvexti og að einhverju leyti dregið úr skemmdum Cu á vetiver grasvef. Zhang Xin o.fl. komst að því að innan ákveðins styrkleikabils eykst virkjunargeta PASP fyrir Pb og Cd með aukningu á PASP styrk; Jafnframt kom í ljós í pottatilraunum að PASP hefur veruleg styrkjandi áhrif á hreinsun á þungmálmsmenguðum jarðvegi með maís. Xu Weiwei o.fl. telja að samnýting PASP og FeCl3 hafi góð áhrif á Cd-mengun og ólíkt öðrum efnafræðilegum efnum getur notkun PASP-meðferðar bætt lífmassavöxt ræktunar verulega. Dou Qiaohui komst að því að undir Cu og Cd streitu getur notkun pólýasparatínsýrusalts í tómötum ekki aðeins jafnvægi á næringu plantna, bætt ensímvirkni í lífverum, stuðlað að uppskeruvexti, heldur einnig bætt gæði tómata, dregið úr frásoganlegu innihaldi Cu og Cd, sem er gagnlegt fyrir stjórnun þungmálmamengunar í jarðvegi. 

2. Grænt klóbindiefni - IDHA

Klóbindandi efni eru eitt mest notaða efnið, sem nær til næstum allra atvinnugreina eins og lyfja, efna, vefnaðarvöru, daglegra efna, pappírsgerðar, matvæla, leðurs, gúmmí, landbúnaðar, olíusviða, námuvinnslu, jarðvegsmeðferðar osfrv. Hefðbundin klóbindiefni aðallega innihalda etýlendíamíntetraediksýra og sölt hennar (EDTA), hypoamínótríediksýra og sölt hennar (NTA), díetýlentríamínpentaediksýra og sölt hennar (DTPA), sítrónusýra, vínsýru, osfrv; Meðal þeirra er EDTA orðið mest notaða klóbindarefnið vegna frábærrar klómyndunargetu og framúrskarandi hagkvæmni. Hins vegar er EDTA framleiðsluferlið mjög mengað og erfitt að brjóta niður í náttúrulegu umhverfi, sem getur valdið alvarlegri umhverfismengun og getur valdið útskolun þungmálmaefna í grunnvatnskerfið eftir notkun og þar með skapað ákveðin hætta fyrir heilsu manna. Að auki mun skólpvatn sem inniheldur EDTA flytja skaðlega málma úr neðansjávarleðju inn í vatnshlotið eftir losun, sem veldur nýjum hættum fyrir heilsu manna og vistfræðilegra; Þess vegna hefur Evrópusambandið gefið út viðeigandi reglugerðir sem krefjast þess að styrkur EDTA í ám sé á milli 10 og 100 μ G/L, með styrk 1-10 í vatninu μ G/L er ströngasta krafan meðal allra gerviefnasambanda . Með eflingu umhverfisvitundar er fólk smám saman farið að grípa til aðgerða í þessum efnum. Tilskipun ESB 1999/476/ECL187/52 bannar beinlínis notkun EDTA í mörgum atvinnugreinum eins og matvælum, lyfjum og vefnaðarvöru. Á sama tíma takmarkar það notkun þess í þvottaiðnaðinum og styrkir smám saman rannsóknir á grænum efnum. Á örfáum árum hafa margar nýjar tegundir efna með klóbindandi eiginleika komið fram um allan heim, þar sem IDHA er fulltrúi þeirra. IDHA hefur tiltölulega stöðuga efnafræðilega eiginleika og getur viðhaldið góðum stöðugleika í sterkum sýru- og basamiðlum. Í samanburði við EDTA hefur það tvo áberandi eiginleika: (1) það hefur tetrakarboxýlsýru bindil uppbyggingu, miðlungs klómyndunargetu og auðvelt er að ná klómyndun og klómyndun málmjóna. Klóunarfasti fyrir almennar málmjónir er aðeins lægri en EDTA, en sumar jónir eins og Cu2+ hafa hærri klótengingarfasta en EDTA; (2) Óeitrað, skaðlaust, hreint framleiðsluferli, auðveldlega niðurbrjótanlegt og hægt að brjóta niður að fullu í lífbrjótanlegar amínósýrur og súrsteinssýru. Sem stendur hefur þetta efni smám saman verið beitt á ýmsum sviðum eins og landbúnaði, prentun og litun, pappírsframleiðslu, daglegum efnum, vatnsmeðferð og þungmálmamengun. Í skýrslunum um úrbætur á þungmálmamengun í jarðvegi af IDHA er einkum fjallað um líffræðilegar og efnafræðilegar meðhöndlunaraðferðir.

2.1Líffræðileg stjórnunarlög

Liu Xiaona telur að IDHA (salt) meðferð á maísplöntum eykur Cd styrkinn í ofanjarðarhlutunum verulega samanborið við eyðustýringu og EDTA meðferð, og bætir einnig verulega Cu styrk í ofanjarðar og rótarhlutum samanborið við eyðustjórnunina og EDTA. meðferð, sem hjálpar til við að flýta fyrir meðhöndlun þungmálma í jarðvegi. Tian Haoqi hefur sýnt með tilraunum að IDHA (salt) getur virkjað fast As og Cd í jarðvegi, sem stuðlar að frásog plantna þungmálma.

2.2Lög um efnameðferð

Efnameðferðaraðferðin hefur þann eiginleika að fjarlægja þungmálma fljótt úr menguðum jarðvegi, sem er mikið notaður og getur leyst vandamál algjörlega. Hins vegar er áskorun hvernig á að aðskilja klóbindandi efni frá þungmálmum og endurvinna þá.

Með stöðugum rannsóknum hafa vísindamenn komist að því að nýtt IDHA hefur möguleika á að leysa fyrrnefnd vandamál: (1) IDHA hefur mikla klómyndunarvirkni. Samkvæmt rannsóknum er útdráttarhagkvæmni IDHA (salts) fyrir Cd í virkjanaseðju við ákveðnar aðstæður 68%. Á sama tíma, með því skilyrði að bæta við 1,2% fosfórsýru, er útdráttarvirkni IDHA fyrir Cu og Ni í seyru verulega bætt, með útdráttarhraða yfir 90%. Duan Gaoqi komst að því með rannsóknum að IDHA hefur góð eyðingaráhrif á þungmálma í virkjanaseðju, sérstaklega þegar heildar mólhlutfall IDHA og þungmálma er 8:1 og litlu magni af H3PO4 er bætt við, eru flutningsáhrifin best. . (2) Auðvelt er að skola út IDHA og ná aðskilnaði. Hu Xiaojun lítur á IDHA sem aðalþáttinn í umhverfisvænni útskolunarlausn. Við hlutlaus sýrustig jarðvegs hefur IDHA góða skolunargetu fyrir þungmálma í jarðveginum, með útskolunarhlutfalli yfir 90%. Það getur á skilvirkan hátt skolað út þungmálma í jarðveginum og komst að því að IDHA getur brotnað algjörlega niður af örverum í umhverfinu án þess að valda mengun. Það er tilvalið umhverfisvænt jarðvegshreinsunarefni fyrir þungmálma. (3) IDHA getur breytt núverandi gerðum þungmálma og hefur möguleika á að leysa mengun þungmálma í grundvallaratriðum. Wang Guiyin o.fl. komist að með rannsóknum að IDHA getur í raun fjarlægt þungmálma úr menguðum jarðvegi og dregið úr umhverfisáhættu af þungmálmaleifum. Það getur dregið úr afgangsmagni af vatnsleysanlegu, skiptanlegu og karbónatbundnu Cd, Pb og Zn í jarðvegi. Chen Chunle o.fl. fékk líka svipaðar niðurstöður.

3. Leita
4.  

Í samanburði við núverandi jarðvegsþungmálmjóna klóbindandi efni, hafa PASP og IDHA sína einstaka eiginleika: (1) þessi tvö efni hafa miðlungs klómyndunargetu og er auðveldara að skilja frá þungmálmjónum við síðari meðferð; (2) Þessi tvö efni eru auðvelt að brjóta niður og niðurbrotsafurðin er blanda af aspartínsýru og maleinsýru, sem hægt er að nota af ræktun eða örverum án leifa og mun ekki valda lífrænni mengun í jarðvegi; (3) Þessi tvö efni hafa líffræðileg áhrif og hægt er að nota sem hjálpartæki til að stjórna þungmálmamengun í jarðvegi; (4) Meðal þessara tveggja efna getur efnafræðileg aðferðavirkni IDHA verið betri en líffræðileg aðferðavirkni, en PASP er hið gagnstæða. Með viðeigandi rannsóknum getur samsetning mismunandi úrbótaaðferða á áhrifaríkan hátt bætt skilvirkni mengunarvarnar gegn þungmálmum, svo sem blandaða úrbótaaðferð örveruhreinsunarefnis og efnahreinsunarefnis, lífhreinsunaraðferðar lífkolefnis (Yatuocao), mjög virka zeólít örvera. úrbótaaðferð, og úrbótaaðferð örvera (Aspergillus flavus) plantna (rýgresi).

Þess vegna telur höfundur að samsetning ofangreindra vara geti lífrænt sameinað líffræðilegar og efnafræðilegar aðferðir, sem endurspeglar ekki aðeins hraðvirkt og skilvirkt eðli efnafræðilegra aðferða, heldur endurspeglar einnig öryggi og grænt eðli líffræðilegra aðferða, og getur myndað nýja stjórnarform fyrir lífefnafræðilegar aðferðir. Höfundur telur að hægt sé að reyna að nota PASP og IDHA við meðhöndlun þungmálmamengunar í jarðvegi með lífefnafræðilegri aðferð, sem þýðir að eftir að þetta tvennt hefur verið notað saman getur líffræðileg skilvirkni PASP og efnaútdráttarhagkvæmni IDHA verði nýtt til að stuðla sameiginlega að meðhöndlun þungmálmmengunar. Þó að sumar skýrslnanna sem nefndar eru í þessari rannsókn séu enn á rannsóknarstigi, með innleiðingu viðeigandi reglugerða í landsstefnu eins og "Soil Ten Principles" og aukningu á stuðningi, eru horfur á notkun PASP og IDHA til að meðhöndla þungmálma mengaður jarðvegur verður betri og betri.