Toka është një nga burimet mbi të cilat njerëzit mbështeten për mbijetesë dhe është themeli i komponentëve të rëndësishëm të mjedisit ekologjik. Në procesin e transformimit të natyrës, veçanërisht me zhvillimin e shpejtë të industrisë dhe zgjerimin e tregtisë globale, industria kimike ka arritur një zhvillim të shpejtë. Më pas, dëmi mjedisor i shkaktuar nga ndotja kimike është bërë gjithnjë e më i rëndë. Problemi i ndotjes me metale të rënda në tokë është bërë veçanërisht i theksuar. Në vendet e huaja, dhimbja e kockave e shkaktuar nga nivelet e tepërta të kadmiumit dhe sëmundja Minamata e shkaktuar nga nivelet e tepërta të merkurit kërcënojnë drejtpërdrejt jetën e njerëzve dhe sigurinë shëndetësore. “Incidenti i orizit me kadmium të Hunanit” që ndodhi rreth vitit 2013 në Guangdong të Kinës dha gjithashtu një alarm për njerëzit. Më 28 maj 2016, Këshilli i Shtetit zbatoi “Planin e Veprimit për Parandalimin dhe Kontrollin e Ndotjes së Tokës” (neni 10), i cili parashikonte shprehimisht se kontrolli i ndotjes dhe sanimi duhet të kryhej për të përmirësuar cilësinë e mjedisit tokësor rajonal. Sidomos në zonat me ndotje të tokës me metale të rënda, si qyteti Taizhou në Provincën Zhejiang, Qyteti Huangshi në Provincën Hubei, Qyteti Changde në Provincën Hunan, Qyteti Shaoguan në Provincën Guangdong, Qyteti Hechi në Rajonin Autonom Guangxi Zhuang dhe Qyteti Tongren në Provincën Guizhou. duhet të krijohen fushat prioritare. T'i jepet plotësisht roli drejtues i qeverisë, të krijohen fonde të posaçme për parandalimin dhe kontrollin e ndotjes së tokës nga pushteti qendror dhe vendor në të gjitha nivelet dhe të rritet mbështetja për punën e parandalimit dhe kontrollit të ndotjes së tokës. Që nga vitet 1990, kimikatet e gjelbra dhe teknologjitë e lidhura me to kanë bërë përparim të madh në trajtimin e ndotjes nga metalet e rënda në tokë, me kërkime të spikatura në lidhje me derivatet e acidit aspartik, acidit poliaspartik (PASP) dhe acidit iminodisukcinik (IDHA).

1. Kimikatet sintetike biomimetike - PASP

PASP është një proteinë sintetike e tretshme në ujë që ekziston natyrshëm në mukozën e butakëve detarë si gocat e detit. Struktura PASP është pa grupe të shumta karboksil dhe amino, me dy konfigurime asimetrike α、β, një material biopolimer multifunksional i gjithanshëm dhe miqësor ndaj mjedisit me një gamë të gjerë aplikimesh. Përdoret gjerësisht për plotësimin e ushqimit të bimëve, rritjen e efikasitetit të plehrave, frenimin e shkallës së shpërndarë në industrinë e trajtimit të ujit, trajtimin e metaleve të rënda të tokës, etj. Në fusha të shumta aplikimi, PASP promovon rritjen e të korrave. Me e rendesishmja. Duke pasur parasysh funksionin unik të kelimit dhe shpërndarjes së joneve metalike të PASP, përdorimi i kripërave të acidit poliaspartik në trajtimin e ndotjes së tokës me metale të rënda vlerësohet gjithnjë e më shumë nga shumë studiues. Aktualisht, kërkimi mbi kripërat e acidit poliaspartik në këtë fushë fokusohet kryesisht në metodat e trajtimit kimik dhe biologjik.

1.1 Ligji për trajtimin kimik

Metoda e trajtimit kimik për ndotjen e metaleve të rënda në tokën PASP i referohet metodës së përdorimit të karakteristikave të joneve metalike keluese PASP, duke i kombinuar ato me jonet e metaleve të rënda, dhe më pas duke përdorur metoda të shpëlarjes ose të nxjerrjes për të ndarë kelatet e metaleve të rënda PASP nga toka, në këtë mënyrë. heqja e metaleve të rënda nga toka. Kur PASP përdoret për kontrollin e ndotjes së tokës nga metalet e rënda, ai ndikohet më pak nga pH mjedisor. Hulumtimi i Cao Zhenyu tregon se kur PASP aplikohet në trajtimin e kullimit oscilues të tokës së kontaminuar, shkalla e largimit të metaleve të rënda nga kripa e acidit poliaspartik është më e lartë në një mjedis me pH më të ulët, veçanërisht në pH 1. Në një studim mbi metalet e rënda në llum nga Uzina e trajtimit të ujërave të zeza Taopu në Shangai, studiuesit zbuluan se PASP ka performancë të mirë nxjerrjeje për metale të ndryshme të rënda në llum me aciditet të moderuar. Sidoqoftë, studiuesit kanë mendime të ndryshme për llojet e metaleve të rënda që mund të aktivizohen nga PASP, por ata mund të demonstrojnë pasurinë e llojeve të tyre të metaleve të rënda të keluara nga një këndvështrim anësor. Zhang Hua zbuloi se duke punuar së bashku me peroksid hidrogjeni, PASP mund të nxjerrë në mënyrë efektive Zn, Ni, Cu, si dhe disa Cd dhe Cr nga llumi. Fang Yifeng et al. përmes hulumtimeve u zbulua se PASP ka një efekt të mirë ekstraktues në jonet e metaleve të rënda Cd, me shkallë ekstraktimi që tejkalon 50%, dhe sa më e lartë të jetë sasia e PASP e përdorur, aq më i mirë është efekti i nxjerrjes. Wen Dongdong beson se PASP mund të heqë në mënyrë efektive Pb nga toka, por efekti i tij i rritjes në heqjen e Cu dhe Cr nuk është i rëndësishëm; Arsyeja kryesore për këtë përfundim është se PASP promovon transformimin e formave të metaleve të rënda Cu dhe Cr në tokë, duke rezultuar në lëvizshmëri të dobët dhe duke ndikuar në efikasitetin e nxjerrjes së tij.

1.2 Ligji për Qeverisjen Biologjike

Metoda e trajtimit biologjik për ndotjen me metale të rënda në tokën PASP i referohet përdorimit të PASP si mjet ndihmës për trajtimin biologjik të ndotjes me metale të rënda në tokë. Duke përdorur efektin rregullues të PASP në enzimat biologjike në kulture ose efektin përmirësues të PASP në tokë, PASP mund të kombinohet me jonet metalike si Fe, Zn, Mn në tokë për të formuar enzima biologjike ekzogjene për të mbjellat, duke nxitur kështu përmirësimin. e rendimentit dhe cilësisë së të korrave, dhe rritja e përthithjes së metaleve të rënda nga kulturat, kështu, është një metodë për kontrollin e metaleve të rënda në tokë. Si një agjent sinergjik i përdorur gjerësisht në Kinë, PASP ka një efekt të padiskutueshëm në rritjen e të korrave, gjë që ofron frymëzim për studiuesit në kërkimin e trajtimit të metaleve të rënda.

Hulumtimi i Xu Li tregon se PASP mund të nxisë rritjen e barit të vetiverit, të rrisë përmbajtjen e klorofilit në barin e vetiverit, të forcojë fotosintezën e bimëve, veçanërisht në kushte të përqendrimit të ulët të Cu. PASP mund të nxisë rritjen e barit të vetiverit dhe në një farë mase të lehtësojë dëmtimin e Cu në indet e barit të vetiverit. Zhang Xin etj. zbuloi se brenda një diapazoni të caktuar përqendrimi, aftësia aktivizuese e PASP për Pb dhe Cd rritet me rritjen e përqendrimit të PASP; Në të njëjtën kohë, në eksperimentet në tenxhere u zbulua se PASP ka një efekt forcues të rëndësishëm në rehabilitimin e tokës së ndotur me metale të rënda nga misri. Xu Weiwei etj. besojnë se ndarja e PASP dhe FeCl3 ka një efekt të mirë në ndotjen e Cd, dhe ndryshe nga agjentët e tjerë kimikë, përdorimi i trajtimit PASP mund të përmirësojë ndjeshëm rritjen e biomasës së të korrave. Dou Qiaohui zbuloi se nën stresin Cu dhe Cd, aplikimi i kripës së acidit poliaspartik në domate jo vetëm që mund të balancojë ushqimin e bimëve, të përmirësojë aktivitetin e enzimës në organizma, të nxisë rritjen e të korrave, por gjithashtu të përmirësojë cilësinë e domates, të zvogëlojë përmbajtjen e absorbueshme të Cu dhe Cd. e cila është e dobishme për menaxhimin e ndotjes së tokës me metale të rënda. 

2. Agjent chelating jeshil - IDHA

Agjentët kelues janë një nga kimikatet më të përdorura, që mbulojnë pothuajse të gjitha industritë si farmaceutikë, kimikate, tekstile, kimikate të përditshme, prodhim letre, ushqim, lëkurë, gomë, bujqësi, fushat e naftës, miniera, trajtimin e tokës, etj. përfshijnë acidin etilendiaminetraacetik dhe kripërat e tij (EDTA), acidin hipoaminotriacetik dhe kripërat e tij (NTA), acidin dietilentriaminepentaacetik dhe kripërat e tij (DTPA), acidin citrik, acidin tartarik, etj; Midis tyre, EDTA është bërë agjenti kelatues më i përdorur për shkak të aftësisë së tij të shkëlqyer keluese dhe efektivitetit të shkëlqyeshëm të kostos. Megjithatë, procesi i prodhimit të EDTA është shumë i ndotur dhe i vështirë për t'u degraduar në mjedisin natyror, gjë që mund të shkaktojë ndotje serioze mjedisore dhe mund të shkaktojë kullimin e substancave të metaleve të rënda në sistemin e ujërave nëntokësore pas aplikimit, duke paraqitur kështu një rrezik të caktuar për shëndetin e njeriut. Përveç kësaj, ujërat e zeza që përmbajnë EDTA do të bartin metale të dëmshme nga llumrat nënujore në trupin ujor pas shkarkimit, duke shkaktuar rreziqe të reja për shëndetin e njerëzve dhe ekologjik; Prandaj, Bashkimi Evropian ka nxjerrë rregullore përkatëse që kërkojnë që përqendrimi i EDTA në lumenj të jetë midis 10 dhe 100 μ G/L, me një përqendrim 1-10 në liqen μ G/L është kërkesa më e rreptë midis të gjitha përbërjeve artificiale. . Me forcimin e ndërgjegjësimit mjedisor, njerëzit gradualisht kanë filluar të ndërmarrin veprime për këtë. Direktiva e BE-së 1999/476/ECL187/52 ndalon në mënyrë eksplicite përdorimin e EDTA në industri të shumta si ushqimi, mjekësia dhe tekstilet. Në të njëjtën kohë, ai kufizon përdorimin e tij në industrinë e larjes dhe gradualisht forcon kërkimin mbi kimikatet e gjelbra. Në vetëm pak vite, në mbarë botën janë shfaqur shumë lloje të reja kimikatesh me veti kelatuese, ku IDHA është përfaqësuese e tyre. IDHA ka veti kimike relativisht të qëndrueshme dhe mund të ruajë stabilitet të mirë në media të forta acide dhe alkaline. Krahasuar me EDTA, ajo ka dy karakteristika të spikatura: (1) ka një strukturë ligande të acidit tetrakarboksilik, aftësi të moderuar të kelimit dhe është e lehtë të arrihet kelimi dhe dekelimi i joneve metalike. Konstanta e kelimit për jonet e përgjithshme metalike është pak më e ulët se EDTA, por disa jone të tillë si Cu2+ kanë konstante kelimi më të larta se EDTA; (2) Procesi i prodhimit jo toksik, i padëmshëm, i pastër, lehtësisht i biodegradueshëm dhe mund të dekompozohet plotësisht në aminoacide të biodegradueshme dhe acid succinic. Aktualisht, ky kimikat është aplikuar gradualisht në fusha të ndryshme si bujqësia, printimi dhe ngjyrosja, prodhimi i letrës, kimikatet e përditshme, trajtimi i ujit dhe ndotja e metaleve të rënda. Raportet mbi korrigjimin e ndotjes nga metalet e rënda në tokë nga IDHA fokusohen kryesisht në metodat e trajtimit biologjik dhe kimik.

2.1 Ligji për Qeverisjen Biologjike

Liu Xiaona beson se trajtimi IDHA (kripë) i bimëve të misrit rrit ndjeshëm përqendrimin e Cd në pjesët mbitokësore në krahasim me kontrollin bosh dhe trajtimin EDTA, dhe gjithashtu përmirëson ndjeshëm përqendrimin e Cu në pjesët mbitokësore dhe rrënjësore në krahasim me kontrollin bosh dhe EDTA. trajtimi, i cili ndihmon për të përshpejtuar menaxhimin e metaleve të rënda në tokë. Tian Haoqi ka demonstruar përmes eksperimenteve se IDHA (kripa) mund të aktivizojë As dhe Cd fikse në tokë, duke nxitur thithjen e metaleve të rënda nga bimët.

2.2 Ligji për trajtimin kimik

Metoda e trajtimit kimik ka karakteristikën e largimit të shpejtë të metaleve të rënda nga toka e kontaminuar, e cila përdoret gjerësisht dhe mund të zgjidhë plotësisht problemet. Megjithatë, si të ndahen në mënyrë efektive agjentët kelatues nga metalet e rënda dhe t'i riciklohen ato është një sfidë.

Nëpërmjet kërkimeve të vazhdueshme, studiuesit kanë zbuluar se IDHA e re ka potencialin për të zgjidhur problemet e lartpërmendura: (1) IDHA ka efikasitet të lartë të kelimit. Sipas hulumtimeve, efikasiteti i nxjerrjes së IDHA (kripës) për Cd në llumrat e termocentraleve në kushte të caktuara është 68%. Në të njëjtën kohë, me kushtin e shtimit të acidit fosforik 1,2%, efikasiteti i nxjerrjes së IDHA për Cu dhe Ni në llum përmirësohet ndjeshëm, me shkallë ekstraktimi që tejkalon 90%. Duan Gaoqi zbuloi përmes hulumtimit se IDHA ka një efekt të mirë heqës ndaj metaleve të rënda në llumrat e termocentraleve, veçanërisht kur raporti total molar i IDHA-së me metalet e rënda është 8:1 dhe shtohet një sasi e vogël H3PO4, efekti i heqjes është më i miri. . (2) IDHA është e lehtë për t'u elutur dhe për të arritur ndarje. Hu Xiaojun e konsideron IDHA-në si komponentin kryesor të zgjidhjes kulluese miqësore me mjedisin. Në kushte neutrale të aciditetit të tokës, IDHA ka aftësi të mirë elucioni për metalet e rënda në tokë, me shkallë të vetme të largimit të shpëlarjes mbi 90%. Ai mund të eliminojë me efikasitet metalet e rënda në tokë dhe zbuloi se IDHA mund të degradohet plotësisht nga mikroorganizmat në mjedis pa shkaktuar ndotje. Është një substancë ideale miqësore me mjedisin për pastrimin e tokës nga metalet e rënda. (3) IDHA mund të ndryshojë format ekzistuese të metaleve të rënda dhe ka potencialin për të zgjidhur rrënjësisht ndotjen e metaleve të rënda. Wang Guiyin et al. zbuloi përmes hulumtimit se IDHA mund të heqë në mënyrë efektive metalet e rënda nga toka e kontaminuar dhe të zvogëlojë rrezikun mjedisor të metaleve të rënda të mbetura. Mund të zvogëlojë sasitë e mbetura të Cd, Pb dhe Zn të tretshëm në ujë, të shkëmbyeshëm dhe të lidhur me karbonat në tokë. Chen Chunle et al. ka marrë edhe rezultate të ngjashme.

3. Kërkimi
4.  

Krahasuar me agjentët kelues ekzistues të joneve të metaleve të rënda të tokës, PASP dhe IDHA kanë karakteristikat e tyre unike: (1) këto dy substanca kanë aftësi të moderuar të kelimit dhe janë më të lehta për t'u ndarë nga jonet e metaleve të rënda në trajtimin e mëvonshëm; (2) Këto dy substanca janë të lehta për t'u degraduar, dhe produkti i degraduar është një përzierje e acidit aspartik dhe acidit maleik, i cili mund të përdoret nga të mbjellat ose mikroorganizmat pa mbetje dhe nuk do të shkaktojë ndotje organike të tokës; (3) Këto dy substanca kanë një efekt nxitës biologjik dhe mund të përdoren si mjete ndihmëse për kontrollin e ndotjes së tokës nga metalet e rënda; (4) Ndër këto dy substanca, funksioni i metodës kimike të IDHA mund të jetë më i lartë se funksioni i metodës biologjike, ndërsa PASP është e kundërta. Nëpërmjet kërkimeve përkatëse, kombinimi i metodave të ndryshme të rehabilitimit mund të përmirësojë efektivisht efikasitetin e kontrollit të ndotjes nga metalet e rënda, të tilla si metoda e përzier e korrigjimit të agjentit të rikuperimit mikrobial dhe agjentit kimik të rehabilitimit, metoda e bioremediatimit të materialit biokar (Yatuocao), mikrobi zeoliti shumë aktiv. metoda e rehabilitimit dhe metoda e rikuperimit të bimëve mikrobiale (Aspergillus flavus) (Ryegrass).

Prandaj, autori beson se kombinimi i produkteve të mësipërme mund të kombinojë organikisht metodat biologjike dhe kimike, të cilat jo vetëm që pasqyrojnë natyrën e shpejtë dhe efikase të metodave kimike, por gjithashtu pasqyrojnë sigurinë dhe natyrën e gjelbër të metodave biologjike dhe mund të formojnë një të re. forma e qeverisjes për metodat kimike biologjike. Autori beson se aplikimi i PASP dhe IDHA në trajtimin e ndotjes nga metalet e rënda në tokë mund të tentohet përmes një metode biokimike, që do të thotë se pasi të dyja të përdoren së bashku, efikasiteti biologjik i PASP dhe efikasiteti i nxjerrjes kimike të IDHA mund të të përdoren për të promovuar së bashku trajtimin e ndotjes nga metalet e rënda. Megjithëse disa nga raportet e përmendura në këtë studim janë ende në fazën e kërkimit, me zbatimin e rregulloreve përkatëse në politikat kombëtare si "Parimet e Dhjetë Tokës" dhe me rritjen e mbështetjes, perspektivat e përdorimit të PASP dhe IDHA për trajtimin e metaleve të rënda. toka e ndotur do të bëhet gjithnjë e më e mirë.