Почвата е еден од ресурсите на кои луѓето се потпираат за опстанок и таа е основата на еколошката средина важни компоненти. Во процесот на трансформирање на природата, особено со брзиот развој на индустријата и проширувањето на глобалната трговија, хемиската индустрија постигна брз развој. Последователно, еколошката штета предизвикана од хемиското загадување станува сè потешка. Проблемот со загадувањето со тешки метали во почвата стана особено значаен. Во странските земји, болките во коските предизвикани од прекумерно ниво на кадмиум и болеста Минамата предизвикана од прекумерно ниво на жива директно ги загрозуваат животите на луѓето и безбедноста на здравјето. „Инцидентот на оризот со кадмиум во Хунан“ што се случи околу 2013 година во Гуангдонг, Кина, исто така, вклучи аларм за луѓето. На 28 мај 2016 година, Државниот совет го спроведе „Акциониот план за спречување и контрола на загадувањето на почвите“ (член 10), кој експлицитно предвидуваше дека треба да се спроведе контрола на загадувањето и санација за да се подобри квалитетот на регионалната почвена средина. Особено во областите со загадување на почвата со тешки метали, како што се градот Таижу во провинцијата Жеџијанг, градот Хуангши во провинцијата Хубеи, градот Чангде во провинцијата Хунан, градот Шаогуан во провинцијата Гуангдонг, градот Хечи во автономниот регион Гуангкси Жуанг и градот Тонгрен во провинцијата Гуижоу. треба да се утврдат приоритетните области. Да се ​​даде целосна игра на водечката улога на владата, да се формираат посебни фондови за спречување и контрола на загадувањето на почвата од централната и локалната власт на сите нивоа и да се зголеми поддршката за работата за спречување и контрола на загадувањето на почвата. Од 1990-тите, зелените хемикалии и сродните технологии постигнаа голем напредок во третманот на загадувањето со тешки метали во почвата, со истакнати истражувања поврзани со дериватите на аспарагинската киселина, полиаспарагинската киселина (PASP) и иминодисуцинската киселина (IDHA).

1. Биомиметични синтетички хемикалии - PASP

PASP е синтетички протеин растворлив во вода кој природно постои во слузта на морските школки како што се остригите. Структурата на PASP е ослободена од бројни карбоксилни и амино групи, со асиметрични α、β две конфигурации, разновиден и еколошки мултифункционален биополимерен материјал со широк опсег на примени. Широко се користи за дополнување на исхраната на растенијата, подобрување на ефикасноста на ѓубривата, инхибиција на дисперзирана скала во индустријата за третман на вода, третман на почви со тешки метали итн. Во бројни полиња на примена, PASP промовира раст на културите. Најважно. Со оглед на уникатната функција на хелирање и дисперзирање на метални јони на PASP, употребата на соли на полиаспартинска киселина во третманот на загадувањето на почвата со тешки метали се повеќе се цени од многу истражувачи. Во моментов, истражувањето на солите на полиаспарагинската киселина во оваа област главно се фокусира на методите на хемиски и биолошки третман.

1.1 Закон за хемиски третман

Методот на хемиски третман за загадување со тешки метали во PASP почвата се однесува на методот на искористување на карактеристиките на PASP хелатни метални јони, комбинирање со јони на тешки метали, а потоа користење на методи на лужење или екстракција за одвојување на хелатите на тешки метали PASP од почвата, со што отстранување на тешки метали од почвата. Кога PASP се користи за контрола на загадувањето на почвата со тешки метали, тоа е помалку под влијание на pH на животната средина. Истражувањето на Cao Zhenyu покажува дека кога PASP се применува на третман со осцилаторно лужење на контаминирана почва, стапката на отстранување на тешки метали со сол на полиаспартинска киселина е поголема во средина со пониска pH вредност, особено при pH 1. Во студија за тешки метали во тиња од Во фабриката за третман на отпадни води Таопу во Шангај, истражувачите открија дека PASP има добри перформанси за екстракција на различни тешки метали во тиња со умерена киселост. Сепак, истражувачите имаат различни мислења за типовите на тешки метали што може да се активираат од PASP, но тие можат да го покажат богатството на нивните хелирани типови на тешки метали од странична перспектива. Џанг Хуа откри дека со работа заедно со водород пероксид, PASP може ефикасно да извлече Zn, Ni, Cu, како и малку Cd и Cr од тињата. Фанг Јифенг и сор. откриле преку истражување дека PASP има добар ефект на екстракција на јоните на тешки метали Cd, со стапки на екстракција што надминуваат 50%, и колку е поголема количината на PASP што се користи, толку е подобар ефектот на екстракција. Вен Донгдонг верува дека PASP може ефикасно да го отстрани Pb од почвата, но неговиот ефект на подобрување на отстранувањето на Cu и Cr не е значаен; Главната причина за овој заклучок е дека PASP промовира трансформација на формите на тешки метали Cu и Cr во почвата, што резултира со слаба подвижност и влијае на неговата ефикасност на екстракција.

1.2 Закон за биолошко управување

Методот на биолошки третман за загадување со тешки метали во PASP почвата се однесува на користење на PASP како помошно средство за биолошки третман на загадување со тешки метали во почвата. Со користење на регулаторниот ефект на PASP врз биолошките ензими во културата или ефектот на подобрување на PASP на почвата, PASP може да се комбинира со метални јони како Fe, Zn, Mn во почвата за да формира егзогени биолошки ензими за земјоделските култури, а со тоа да го промовира подобрувањето. на приносот и квалитетот на културите, како и подобрување на апсорпцијата на тешки метали од страна на културите, Така, тоа е метод за контрола на тешките метали во почвата. Како широко користен синергетски агенс во Кина, PASP има несомнено влијание врз растот на културите, што обезбедува инспирација за истражувачите во истражувањето за третман на тешки метали.

Истражувањето на Ксу Ли покажува дека PASP може да го промовира растот на ветиверската трева, да ја зголеми содржината на хлорофил во тревата на ветиверот, да ја зајакне фотосинтезата на растенијата, особено во услови на ниска концентрација на Cu. PASP може да го промовира растот на ветиверската трева и до одреден степен да ја ублажи штетата на Cu на ткивото на ветиверот трева. Џанг Син и сор. откриле дека во одреден опсег на концентрација, способноста за активирање на PASP за Pb и Cd се зголемува со зголемувањето на концентрацијата на PASP; Во исто време, во експериментите со саксии беше откриено дека PASP има значително зајакнувачки ефект врз санирањето на почвата контаминирана со тешки метали со пченка. Ксу Веивеи и сор. веруваат дека споделувањето на PASP и FeCl3 има добар ефект врз загадувањето со Cd и за разлика од другите хемиски агенси, употребата на третманот PASP може значително да го подобри растот на биомасата на културите. Dou Qiaohui открил дека под стрес на Cu и Cd, примената на сол од полиаспарагинска киселина во доматите не само што може да ја балансира исхраната на растенијата, да ја подобри ензимската активност во организмите, да го промовира растот на културите, туку и да го подобри квалитетот на доматите, да ја намали апсорпционата содржина на Cu и Cd, што е корисно за управување со загадувањето на почвата со тешки метали. 

2. Зелен хелатен агенс - IDHA

Хелатните агенси се едни од најкористените хемикалии, кои ги покриваат речиси сите индустрии како што се фармацевтски производи, хемикалии, текстил, дневни хемикалии, производство на хартија, храна, кожа, гума, земјоделство, нафтени полиња, рударство, третман на почва итн. вклучуваат етилендиамин тетраоцетна киселина и нејзините соли (EDTA), хипоаминотриоцетна киселина и нејзините соли (NTA), диетилентриаминпентаоцетна киселина и нејзините соли (DTPA), лимонска киселина, винска киселина, итн; Меѓу нив, EDTA стана најшироко користен хелатен агенс поради неговата одлична способност за хелирање и одличната исплатливост. Сепак, процесот на производство на EDTA е сериозно загаден и тешко се деградира во природната средина, што може да предизвика сериозно загадување на животната средина и може да предизвика истекување на супстанции од тешки метали во системот на подземните води по примената, а со тоа претставува одреден ризик за здравјето на луѓето. Дополнително, отпадните води кои содржат EDTA ќе носат штетни метали од подводниот талог во водното тело по испуштањето, предизвикувајќи нови опасности за здравјето на луѓето и еколошкото; Затоа, Европската унија издаде релевантни регулативи со кои се бара концентрацијата на EDTA во реките да биде помеѓу 10 и 100 μ G/L, со концентрација од 1-10 во езерото μ G/L е најстрогиот услов меѓу сите вештачки соединенија. . Со зајакнувањето на еколошката свест, луѓето постепено почнуваат да преземаат активности за ова. Директивата на ЕУ 1999/476/ECL187/52 експлицитно ја забранува употребата на EDTA во повеќе индустрии како што се храната, медицината и текстилот. Во исто време, ја ограничува неговата употреба во индустријата за перење и постепено го зајакнува истражувањето за зелените хемикалии. За само неколку години, ширум светот се појавија многу нови видови хемикалии со хелатни својства, а нивен претставник е IDHA. IDHA има релативно стабилни хемиски својства и може да одржува добра стабилност во силни киселински и алкални медиуми. Во споредба со EDTA, има две истакнати карактеристики: (1) има структура на лиганд на тетракарбоксилна киселина, умерена хелатна способност и лесно се постигнува хелација и дехелација на металните јони. Константата на хелација за општите метални јони е малку пониска од EDTA, но некои јони како Cu2+ имаат повисоки константи на хелација од EDTA; (2) Нетоксичен, безопасен, чист производствен процес, лесно биоразградлив и може целосно да се разложи на биоразградливи амино киселини и килибарна киселина. Во моментов, оваа хемикалија постепено се применува во различни области како што се земјоделството, печатењето и боењето, производството на хартија, секојдневните хемикалии, третманот на водата и загадувањето со тешки метали. Извештаите за санација на загадувањето со тешки метали во почвата од IDHA главно се фокусираат на биолошките и хемиските методи на третман.

2.1 Закон за биолошко управување

Лиу Ксијаона верува дека третманот со IDHA (сол) на растенијата пченка значително ја зголемува концентрацијата на Cd во надземните делови во споредба со бланко-контролата и третманот со EDTA, а исто така значително ја подобрува концентрацијата на Cu во надземните и коренските делови во споредба со празната контрола и EDTA третман, кој помага да се забрза управувањето со тешките метали во почвата. Тиан Хаоки покажа преку експерименти дека IDHA (сол) може да ги активира фиксираните As и Cd во почвата, промовирајќи ја растителната апсорпција на тешки метали.

2.2 Закон за хемиски третман

Методот на хемиски третман има карактеристика на брзо отстранување на тешките метали од контаминираната почва, што е широко користен и може целосно да ги реши проблемите. Сепак, предизвик е како ефективно да се одделат хелатни агенси од тешки метали и да се рециклираат.

Преку континуирано истражување, истражувачите открија дека новата IDHA има потенцијал да ги реши гореспоменатите проблеми: (1) IDHA има висока хелатна ефикасност. Според истражувањата, ефикасноста на екстракција на IDHA (сол) за Cd во тињата на електраните под одредени услови е 68%. Во исто време, под услов да се додаде 1,2% фосфорна киселина, ефикасноста на екстракција на IDHA за Cu и Ni во тињата е значително подобрена, со стапки на екстракција што надминуваат 90%. Дуан Гаоки открил преку истражување дека IDHA има добар ефект на отстранување на тешките метали во тињата од електраните, особено кога вкупниот моларен сооднос на IDHA со тешки метали е 8:1 и се додава мала количина H3PO4, ефектот на отстранување е најдобар . (2) IDHA е лесно да се елуира и да се постигне одвојување. Ху Ксиаоџун го смета IDHA како главна компонента на еколошки раствор за лужење. Во услови на неутрална киселост на почвата, IDHA има добра способност за елуирање на тешки метали во почвата, со стапки на отстранување на единечно лужење над 90%. Може ефикасно да елуира тешки метали во почвата и откри дека IDHA може целосно да се разгради од микроорганизмите во околината без да предизвика загадување. Тоа е идеална еколошка супстанца за истекување на почвата за санација на тешки метали. (3) IDHA може да ги промени постоечките форми на тешки метали и има потенцијал суштински да го реши загадувањето со тешки метали. Ванг Гуиин и сор. откриле преку истражување дека IDHA може ефикасно да ги отстрани тешките метали од контаминираната почва и да го намали еколошкиот ризик од преостанатите тешки метали. Може да ги намали преостанатите количества растворливи во вода, разменливи и карбонат врзани Cd, Pb и Zn во почвата. Чен Чунле и сор. исто така доби слични резултати.

3. Истражување
4.  

Во споредба со постоечките хелатни агенси за јони на тешки метали во почвата, PASP и IDHA имаат свои уникатни карактеристики: (1) овие две супстанции имаат умерена хелатна способност и полесно се одвојуваат од јоните на тешки метали во подоцнежниот третман; (2) Овие две супстанции лесно се разградуваат, а разградениот производ е мешавина од аспарагинска киселина и малеинска киселина, која може да ја користат културите или микроорганизмите без остатоци и нема да предизвика органско загадување на почвата; (3) Овие две супстанции имаат биолошки поттикнувачки ефект и можат да се користат како помошни средства за контрола на загадувањето на почвата со тешки метали; (4) Меѓу овие две супстанции, функцијата на хемискиот метод на IDHA може да биде супериорна во однос на функцијата на биолошкиот метод, додека PASP е спротивна. Преку релевантни истражувања, комбинацијата на различни методи на санација може ефикасно да ја подобри ефикасноста на контролата на загадувањето со тешки метали, како што е методот на мешана ремедијација на средството за санација на микроби и хемискиот агенс за санација, методот на биоремедијација на биочарскиот материјал (Yatuocao), високо активниот микробиолошки зеолит метод на ремедијација и микробиолошки (Aspergillus flavus) растителен (Ryegrass) метод на санација.

Затоа, авторот верува дека комбинацијата на горенаведените производи може органски да ги комбинира биолошките и хемиските методи, што не само што ја одразува брзата и ефикасната природа на хемиските методи, туку ја одразува и безбедноста и зелената природа на биолошките методи и може да формира нова форма на управување за биолошки хемиски методи. Авторот смета дека примената на PASP и IDHA во третманот на загадувањето со тешки метали во почвата може да се обиде преку биохемиски метод, што значи дека откако двете се користат заедно, биолошката ефикасност на PASP и ефикасноста на хемиската екстракција на IDHA може да се искористат за заеднички промовирање на третманот на загадувањето со тешки метали. Иако некои од извештаите споменати во оваа студија сè уште се во фаза на истражување, со имплементацијата на релевантните регулативи во националните политики како што се „Десетте принципи на почвата“ и подобрувањето на поддршката, изгледите за користење на PASP и IDHA за третман на тешки метали контаминираната почва ќе станува се подобра и подобра.