Tuproq insoniyat omon qolish uchun tayanadigan resurslardan biri bo'lib, u ekologik muhitning muhim tarkibiy qismlarining asosidir. Tabiatni o'zgartirish jarayonida, ayniqsa sanoatning jadal rivojlanishi va jahon savdosining kengayishi bilan kimyo sanoati jadal rivojlanishga erishdi. Keyinchalik kimyoviy ifloslanish natijasida atrof-muhitga etkazilgan zarar tobora kuchayib bordi. Tuproqdagi og'ir metallar bilan ifloslanish muammosi ayniqsa dolzarb bo'lib qoldi. Xorijiy mamlakatlarda ortiqcha kadmiy darajasidan kelib chiqqan suyak og'rig'i va simob miqdori haddan tashqari ko'p bo'lgan Minamata kasalligi odamlar hayoti va sog'lig'iga bevosita tahdid soladi. Taxminan 2013 yilda Xitoyning Guangdong shahrida sodir bo'lgan "Xunan kadmiyli guruch hodisasi" ham odamlar uchun xavotir uyg'otdi. 2016 yil 28 mayda Davlat kengashi "Tuproq ifloslanishining oldini olish va nazorat qilish bo'yicha harakatlar rejasi" ni (10-modda) amalga oshirdi, unda mintaqaviy tuproq muhitining sifatini yaxshilash uchun ifloslanishni nazorat qilish va qayta tiklashni amalga oshirish kerakligi aniq belgilab qo'yilgan. Ayniqsa, Chjejiang provinsiyasidagi Taychjou shahri, Xubey provinsiyasidagi Xuanshi shahri, Hunan provinsiyasidagi Changde shahri, Guangdong provinsiyasidagi Shaoguan shahri, Guangsi Chjuan avtonom tumanidagi Xechi shahri va Guychjou provinsiyasidagi Tongren shahri kabi tuproq og‘ir metallar bilan ifloslangan hududlarda, ustuvor sohalar belgilanishi kerak. Hukumatning etakchi rolini to'liq bajarish, barcha darajadagi markaziy va mahalliy hokimiyat organlari tomonidan tuproq ifloslanishining oldini olish va nazorat qilish uchun maxsus jamg'armalar tashkil etish, tuproq ifloslanishining oldini olish va nazorat qilish ishlarini qo'llab-quvvatlashni kuchaytirish. 1990-yillardan beri yashil kimyoviy moddalar va tegishli texnologiyalar tuproqdagi og'ir metallarning ifloslanishini davolashda katta yutuqlarga erishdi, aspartik kislota, poliaspartik kislota (PASP) va iminodisuksinik kislota (IDHA) hosilalari bilan bog'liq mashhur tadqiqotlar.

1. Biomimetik sintetik kimyoviy moddalar - PASP

PASP suvda eriydigan sintetik oqsil bo'lib, tabiiy ravishda istiridye kabi dengiz chig'anoqlarining shilliq qavatida mavjud. PASP tuzilmasi ko'p sonli karboksil va aminokislotalardan xoli bo'lib, assimetrik a、b ikkita konfiguratsiyaga ega, keng ko'lamli ilovalarga ega ko'p qirrali va ekologik toza ko'p funksiyali biopolimer materialdir. O'simliklarni oziqlantirishda, o'g'it samaradorligini oshirishda, suvni tozalash sanoatida dispers shkalani inhibe qilishda, tuproqni og'ir metallarni qayta ishlashda va hokazolarda keng qo'llaniladi. Ko'p qo'llash sohalarida PASP ekinlarning o'sishiga yordam beradi. Eng muhimi. PASP ning noyob xelatlash va tarqatuvchi metall ionlari funktsiyasini hisobga olgan holda, tuproqning og'ir metallar ifloslanishini davolashda poliaspartik kislota tuzlaridan foydalanish ko'plab tadqiqotchilar tomonidan tobora ko'proq qadrlanadi. Hozirgi vaqtda ushbu sohada poliaspartik kislota tuzlari bo'yicha tadqiqotlar asosan kimyoviy va biologik tozalash usullariga qaratilgan.

1.1 Kimyoviy tozalash qonuni

PASP tuproqdagi og'ir metallarning ifloslanishini kimyoviy tozalash usuli PASP xelatlovchi metall ionlarining xususiyatlaridan foydalanish, ularni og'ir metal ionlari bilan birlashtirish va keyin PASP og'ir metall xelatlarini tuproqdan ajratish uchun yuvish yoki ekstraksiya usullaridan foydalanish usulini anglatadi. tuproqdan og'ir metallarni olib tashlash. PASP tuproqning og'ir metallar ifloslanishini nazorat qilish uchun ishlatilsa, u atrof-muhitning pH darajasidan kamroq ta'sirlanadi. Cao Zhenyuning tadqiqotlari shuni ko'rsatadiki, PASP ifloslangan tuproqni tebranuvchi yuvish usulida qo'llanilganda, og'ir metallarni poliaspartik kislota tuzi bilan olib tashlash darajasi pastroq pH muhitida, ayniqsa pH 1 da yuqori bo'ladi. Shanxaydagi Taopu kanalizatsiya tozalash zavodida tadqiqotchilar PASP o'rtacha kislotalilikdagi loydagi turli og'ir metallar uchun yaxshi ekstraksiya ko'rsatkichlariga ega ekanligini aniqladilar. Biroq, tadqiqotchilar PASP tomonidan faollashtirilishi mumkin bo'lgan og'ir metallarning turlari bo'yicha turli fikrlarga ega, ammo ular xelatlangan og'ir metal turlarining boyligini yon tomondan ko'rsatishi mumkin. Chjan Xua vodorod periks bilan birgalikda ishlash orqali PASP loydan Zn, Ni, Cu, shuningdek, ba'zi Cd va Cr ni samarali ravishda ajratib olishini aniqladi. Fang Yifeng va boshqalar. Tadqiqotlar natijasida PASP ning og'ir metal ionlari Cd ga yaxshi ekstraktsiya ta'siri borligini aniqladi, ekstraksiya tezligi 50% dan oshadi va ishlatiladigan PASP miqdori qanchalik yuqori bo'lsa, ekstraksiya ta'siri shunchalik yaxshi bo'ladi. Wen Dongdong, PASP ning Pb ni tuproqdan samarali ravishda olib tashlashi mumkinligiga ishonadi, ammo uning Cu va Cr ni yo'qotishga ta'siri sezilarli emas; Ushbu xulosaning asosiy sababi shundaki, PASP tuproqdagi og'ir metallar Cu va Cr shakllarini o'zgartirishga yordam beradi, natijada harakatchanlik yomonlashadi va uning qazib olish samaradorligiga ta'sir qiladi.

1.2 Biologik boshqaruv qonuni

PASP tuproqdagi og'ir metallarning ifloslanishini biologik tozalash usuli PASP dan tuproqdagi og'ir metallarning ifloslanishini biologik tozalash uchun yordamchi vosita sifatida foydalanishni anglatadi. PASP ning hosildagi biologik fermentlarga tartibga soluvchi ta'siridan yoki PASP ning tuproqqa ta'sirini yaxshilashdan foydalangan holda, PASP tuproqdagi Fe, Zn, Mn kabi metall ionlari bilan birlashib, ekinlar uchun ekzogen biologik fermentlarni hosil qiladi va shu bilan yaxshilanishga yordam beradi. ekinlar hosildorligi va sifati, shuningdek, og'ir metallarning ekinlar tomonidan so'rilishini kuchaytirish, Shunday qilib, bu tuproqdagi og'ir metallarni nazorat qilish usulidir. Xitoyda keng qo'llaniladigan sinergetik agent sifatida PASP ekinlarning o'sishiga shubhasiz ta'sir ko'rsatadi, bu esa og'ir metallarni qayta ishlash bo'yicha tadqiqotchilar uchun ilhom beradi.

Xu Lining tadqiqotlari shuni ko'rsatadiki, PASP vetiver o'tining o'sishiga yordam beradi, vetiver o'tining xlorofill tarkibini oshiradi, o'simlik fotosintezini kuchaytiradi, ayniqsa past konsentratsiyali Cu sharoitida. PASP vetiver o'tlarining o'sishini rag'batlantirishi va Cu ning vetiver o'ti to'qimalariga zararini ma'lum darajada engillashtirishi mumkin. Chjan Xin va boshqalar. ma'lum bir konsentratsiya oralig'ida Pb va Cd uchun PASP ning faollashuv qobiliyati PASP kontsentratsiyasining ortishi bilan ortadi; Shu bilan birga, qozon tajribalarida PASP og'ir metallar bilan ifloslangan tuproqni makkajo'xori bilan tozalashda sezilarli mustahkamlovchi ta'sirga ega ekanligi aniqlandi. Xu Weiwei va boshqalar. PASP va FeCl3 ning almashishi Cd ifloslanishiga yaxshi ta'sir ko'rsatadi va boshqa kimyoviy vositalardan farqli o'laroq, PASP bilan davolashdan foydalanish ekin biomassasining o'sishini sezilarli darajada yaxshilaydi. Dou Qiaohui Cu va Cd stressi ostida pomidorda poliaspartik kislota tuzini qo'llash nafaqat o'simliklarning oziqlanishini muvozanatlashi, organizmlardagi ferment faolligini yaxshilash, ekinlarning o'sishini rag'batlantirish, balki pomidor sifatini yaxshilash, Cu va Cd ning so'rilishini kamaytirishi mumkinligini aniqladi. tuproqning og'ir metallar bilan ifloslanishini boshqarish uchun foydalidir. 

2. Yashil xelatlash agenti - IDHA

Chelating agentlari farmatsevtika, kimyo, to'qimachilik, kundalik kimyoviy moddalar, qog'oz ishlab chiqarish, oziq-ovqat, charm, kauchuk, qishloq xo'jaligi, neft konlari, tog'-kon sanoati, tuproqni qayta ishlash va boshqalar kabi deyarli barcha sohalarni qamrab oluvchi eng keng tarqalgan kimyoviy moddalardan biri hisoblanadi. etilendiamintetraasetik kislota va uning tuzlari (EDTA), gipoaminotriasetik kislota va uning tuzlari (NTA), dietilentriaminpentaasetik kislota va uning tuzlari (DTPA), limon kislotasi, tartarik kislota va boshqalarni o'z ichiga oladi; Ular orasida EDTA mukammal xelatlash qobiliyati va mukammal iqtisodiy samaradorligi tufayli eng ko'p ishlatiladigan xelatlash agentiga aylandi. Shu bilan birga, EDTA ishlab chiqarish jarayoni jiddiy ifloslangan va tabiiy muhitda buzilishi qiyin, bu jiddiy atrof-muhit ifloslanishiga olib kelishi mumkin va qo'llashdan keyin er osti suvlari tizimiga og'ir metall moddalarining yuvilishiga olib kelishi mumkin va shu bilan inson salomatligi uchun ma'lum bir xavf tug'diradi. Bundan tashqari, EDTA ni o'z ichiga olgan oqava suvlar suv ostidagi loydan zararli metallarni oqizishdan so'ng suv havzasiga olib boradi, bu esa inson va ekologik sog'liq uchun yangi xavflarni keltirib chiqaradi; Shuning uchun Evropa Ittifoqi daryolarda EDTA kontsentratsiyasini 10 dan 100 mk G / L gacha bo'lishini talab qiluvchi tegishli qoidalarni chiqardi, ko'lda 1-10 kontsentratsiyasi m G / L barcha sun'iy birikmalar orasida eng qat'iy talabdir. . Ekologik ongning kuchayishi bilan odamlar asta-sekin bu borada harakat qila boshlaydilar. Evropa Ittifoqining 1999/476/ECL187/52 direktivasi oziq-ovqat, tibbiyot va to'qimachilik kabi ko'plab sohalarda EDTA dan foydalanishni aniq taqiqlaydi. Shu bilan birga, u kir yuvish sanoatida foydalanishni cheklaydi va asta-sekin yashil kimyoviy moddalar bo'yicha tadqiqotlarni kuchaytiradi. Bir necha yil ichida butun dunyo bo'ylab xelatlash xususiyatiga ega kimyoviy moddalarning ko'plab yangi turlari paydo bo'ldi, IDHA ularning vakili. IDHA nisbatan barqaror kimyoviy xususiyatlarga ega va kuchli kislota va gidroksidi muhitda yaxshi barqarorlikni saqlab turishi mumkin. EDTA bilan solishtirganda, u ikkita muhim xususiyatga ega: (1) u tetrakarboksilik kislota ligand tuzilishiga ega, o'rtacha xelatlash qobiliyatiga ega va metall ionlarining xelatlanishi va dexelyatsiyasiga erishish oson. Umumiy metall ionlari uchun xelyatsiya konstantasi EDTA dan bir oz pastroq, lekin Cu2+ kabi ba'zi ionlar EDTA dan yuqori xelyatsiya konstantalariga ega; (2) Toksik bo'lmagan, zararsiz, toza ishlab chiqarish jarayoni, osongina biologik parchalanadi va biologik parchalanadigan aminokislotalar va süksin kislotasiga butunlay parchalanishi mumkin. Hozirgi vaqtda bu kimyoviy asta-sekin qishloq xo'jaligi, matbaa va bo'yash, qog'oz ishlab chiqarish, kundalik kimyoviy moddalar, suvni tozalash va og'ir metallarning ifloslanishi kabi turli sohalarda qo'llanilmoqda. IDHA tomonidan tuproqdagi og'ir metallarning ifloslanishini bartaraf etish bo'yicha hisobotlar asosan biologik va kimyoviy tozalash usullariga qaratilgan.

2.1 Biologik boshqaruv qonuni

Liu Xiaona, makkajo'xori o'simliklarini IDHA (tuz) bilan davolash bo'sh nazorat va EDTA bilan ishlov berish bilan solishtirganda er usti qismlarida Cd kontsentratsiyasini sezilarli darajada oshiradi, shuningdek, bo'sh nazorat va EDTA bilan solishtirganda er usti va ildiz qismlarida Cu kontsentratsiyasini sezilarli darajada yaxshilaydi, deb hisoblaydi. davolash, bu tuproqdagi og'ir metallarni boshqarishni tezlashtirishga yordam beradi. Tyan Xaoqi eksperimentlar orqali IDHA (tuz) tuproqdagi qattiq As va Cd ni faollashtirishi va og'ir metallarning o'simliklarning so'rilishini rag'batlantirishi mumkinligini ko'rsatdi.

2.2 Kimyoviy tozalash qonuni

Kimyoviy tozalash usuli og'ir metallarni ifloslangan tuproqdan tezda olib tashlash xususiyatiga ega, u keng qo'llaniladi va muammolarni to'liq hal qila oladi. Biroq, xelatlovchi moddalarni og'ir metallardan qanday qilib samarali tarzda ajratish va ularni qayta ishlash juda qiyin.

Uzluksiz izlanishlar natijasida tadqiqotchilar yangi IDHA yuqorida qayd etilgan muammolarni hal qilish imkoniyatiga ega ekanligini aniqladilar: (1) IDHA yuqori xelyatsiya samaradorligiga ega. Tadqiqot ma'lumotlariga ko'ra, ma'lum sharoitlarda elektrostantsiya loyidagi Cd uchun IDHA (tuz) ning ekstraktsiya samaradorligi 68% ni tashkil qiladi. Shu bilan birga, 1,2% fosfor kislotasini qo'shish sharti bilan, loydagi Cu va Ni uchun IDHA ning ekstraktsiya samaradorligi sezilarli darajada yaxshilanadi, ekstraksiya darajasi 90% dan oshadi. Duan Gaoqi tadqiqot natijasida IDHA ning elektr stansiyasi loyidagi og'ir metallarga yaxshi olib tashlash ta'siri borligini aniqladi, ayniqsa IDHA ning og'ir metallarga umumiy molyar nisbati 8: 1 bo'lsa va oz miqdorda H3PO4 qo'shilsa, olib tashlash effekti eng yaxshisidir. . (2) IDHAni ajratib olish va ajratish oson. Xu Xiaojun IDHAni ekologik toza yuvish eritmasining asosiy komponenti deb biladi. Neytral tuproq kislotaliligi sharoitida IDHA tuproqdagi og'ir metallar uchun yaxshi elutsiya qobiliyatiga ega, bir marta yuvishda olib tashlash stavkalari 90% dan yuqori. U tuproqdagi og'ir metallarni samarali ravishda yechishi mumkin va IDHA atrof-muhitdagi mikroorganizmlar tomonidan ifloslanishni keltirib chiqarmasdan butunlay parchalanishi mumkinligini aniqladi. Bu ideal ekologik toza og'ir metallar tuproqni tozalash uchun yuvish moddasi. (3) IDHA og'ir metallarning mavjud shakllarini o'zgartirishi mumkin va og'ir metallarning ifloslanishini tubdan hal qilish potentsialiga ega. Vang Guiyin va boshqalar. Tadqiqotlar natijasida IDHA og'ir metallarni ifloslangan tuproqdan samarali ravishda olib tashlashi va qoldiq og'ir metallarning ekologik xavfini kamaytirishi mumkinligini aniqladi. U tuproqdagi suvda eriydigan, almashinadigan va karbonat bilan bog'langan Cd, Pb va Zn qoldiqlarini kamaytirishi mumkin. Chen Chunle va boshqalar. ham xuddi shunday natijalarga erishdi.

3. Qidiruv
4.  

Mavjud tuproq og'ir metal ionlari xelatlovchi moddalar bilan solishtirganda, PASP va IDHA o'ziga xos xususiyatlarga ega: (1) bu ikki modda o'rtacha xelatlash qobiliyatiga ega va keyinchalik davolashda og'ir metal ionlaridan ajratish osonroq; (2) Bu ikki moddaning parchalanishi oson va degradatsiyaga uchragan mahsulot aspartik kislota va malein kislotasi aralashmasi bo'lib, ekinlar yoki mikroorganizmlar tomonidan qoldiqsiz ishlatilishi mumkin va tuproqning organik ifloslanishiga olib kelmaydi; (3) Bu ikki modda biologik rag'batlantiruvchi ta'sirga ega va tuproq og'ir metallar ifloslanishini nazorat qilish uchun yordamchi vosita sifatida ishlatilishi mumkin; (4) Ushbu ikki modda orasida IDHA ning kimyoviy usul funktsiyasi biologik usul funktsiyasidan ustun bo'lishi mumkin, PASP esa aksincha. Tegishli tadqiqotlar orqali turli remediatsiya usullarining kombinatsiyasi og'ir metallarning ifloslanishini nazorat qilish samaradorligini samarali oshirishi mumkin, masalan, mikrobial remediatsiya agenti va kimyoviy remediatsiya agentining aralash remediatsiya usuli, bioko'mir materialini bioremediatsiya usuli (Yatuocao), yuqori faol zeolit ​​mikrobial. remediatsiya usuli va mikrobial (Aspergillus flavus) o'simlik (Ryegrass) remediatsiya usuli.

Shuning uchun muallifning fikricha, yuqoridagi mahsulotlarning kombinatsiyasi biologik va kimyoviy usullarni organik ravishda birlashtirishi mumkin, bu nafaqat kimyoviy usullarning tez va samarali xususiyatini aks ettiradi, balki biologik usullarning xavfsizligi va yashil tabiatini ham aks ettiradi va yangi shaklni shakllantirishi mumkin. biologik kimyoviy usullar uchun boshqaruv shakli. Muallifning fikricha, PASP va IDHA ni tuproqdagi og'ir metallar ifloslanishini davolashda qo'llash biokimyoviy usul orqali amalga oshirilishi mumkin, ya'ni ikkalasi birgalikda ishlatilgandan so'ng, PASP ning biologik samaradorligi va IDHA ning kimyoviy ekstraktsiya samaradorligi mumkin. og'ir metallarning ifloslanishini davolashni birgalikda rag'batlantirish uchun foydalaniladi. Ushbu tadqiqotda eslatib o'tilgan ba'zi hisobotlar hali ham tadqiqot bosqichida bo'lsa-da, "Tuproqning o'nta printsipi" kabi milliy siyosatlarda tegishli qoidalarni amalga oshirish va qo'llab-quvvatlashni kuchaytirish bilan og'ir metallarni davolash uchun PASP va IDHA dan foydalanish istiqbollari. ifloslangan tuproq yaxshiroq va yaxshi bo'ladi.