炸药污染土壤的生物修复:研究进展与挑战
编号:736
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更新:2021-10-17 12:31:53 浏览:310次
特邀报告
摘要
弹药合成、装弹,训练演习,弹药维修和销毁等过程都会产生大量的炸药污染物,造成场地土壤和地下水污染。炸药污染场地往往成分复杂、浓度异质性大、生态毒性强。国内外实验研究和工程修复案例表明,生物修复是炸药污染土壤最经济、最具潜力的修复方式。但目前还没有发现专一性高效降解炸药的微生物或植物,对炸药的降解主要依靠生物的共代谢过程,代谢链短降解不彻底是主要不足。在实际应用中,影响生物修复效果的因素复杂,导致现场与实验室效果差异很大,TNT等炸药也因此被认为是具有持久性的土壤污染物之一。在有机质含量丰富的土壤中,TNT容易通过共价键与胡敏酸等有机质结合形成不易被提取的结合态残留,化学反应性和生物有效性都降低,但在一定条件下可以被持续释放。TNT经微生物/植物转化为有机胺等小分子,生态毒性仍然很强甚至超过TNT本身,这是炸药污染物生物修复过程中需要关注的特征。铅、铜、锑、汞等重金属是火炸药常用的催化剂或助剂,两者在军事场地往往同时存在,一方面重金属及其纳米颗粒在炸药降解微生物作用下会发生形态/价态转化,毒性发生变化;同时重金属及其纳米颗粒也会影响土壤中功能微生物菌群结构及代谢过程,影响炸药污染物的降解,必要时需进行同步生物修复。高浓度炸药污染场地地下水中RDX等炸药污染物、有毒降解中间产物风险高,地下水原位生物还原组合高级氧化风险控制技术取得了初步的效果。转基因植物提高了降解功能植物对TNT的耐受性,降解效率显著提高,具有较好的修复应用前景。新型炸药污染土壤的生态毒性和生物修复可行性是欧美等发达国家军事场地修复关注的热点。针对不同的炸药污染物类型和污染程度,采取生物修复与化学修复相结合的方式,有望实现炸药污染场地修复高效率、低风险、低成本的统一。
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