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環境中的氟及其環境效應與污染治理

2024-02-15 11:16張宇琦徐惠風文波龍路鑫雨羅那那
農業資源與環境學報 2024年1期
關鍵詞:氟化物污染植物

張宇琦,徐惠風,文波龍,路鑫雨,羅那那

(1.吉林農業大學農學院,長春 130102;2.中國科學院東北地理與農業生態研究所,長春 130102)

氟(F)是自然界中最活躍的非金屬元素,可與除氦(He)、氖(Ne)和氬(Ar)外的所有元素形成氟化物[1],自1886 年氟元素首次被證明客觀存在后,人類開始對氟及其化合物進行研究,有機化合物和無機化合物是氟化物的兩種類型,氟化物作為新型材料應用于工業鍛造、航天材料[2]、農業生產中,并添加在藥物及飲用水中用于治療疾病,還可促進人的正常生長發育[3]。氟化工行業多以無機氟化物為基礎原料加工制作產品,隨著科學技術的不斷發展與進步,非自然衍生氟化物持續進入環境。氟隨食物鏈傳遞并逐級積累,對所在區域生物及人類健康產生范圍更廣的不確定性威脅。研究表明,平均每個成人每日氟攝入量不應高于4 mg,每日攝入超過6 mg的氟就會導致氟中毒[4],人體含氟量達到32~64 mg·kg-1會導致死亡[5]。因此,自20世紀70年代以來,國內外針對不同的人類活動過程對氟毒害效應進行了相關的研究,我國環境科學、土壤學和醫學工作者的研究主要集中于氟的賦存形態、各形態的遷移轉化規律、氟對生態環境及人類健康影響等方面[6]。

氟主要存在于巖石和土壤中,植物體內可積累少量氟,動物中的氟主要存在于富磷部位[7]。氟作為維持生物正常生理活動的微量元素之一,其在生物體內不斷遷移轉化并逐級積累且不易被生物體本身降解,可能導致生物的某些缺陷[8]。目前,國內外已有以環境和生物為研究對象,對自然界中氟的遷移轉化機理及污染物對植物影響等方面開展廣泛研究[9],氟在環境中的生態效應、污染修復技術以及風險評估應該成為人們關注的重點。鑒于此,本研究系統地對氟在環境中的含量及分布進行概述,解析氟在不同環境介質中的賦存形態及生物、非生物影響因素,同時,對土-植物系統中氟的遷移轉化規律進行分析,并探討氟污染的治理措施,為氟的環境危害風險評估、氟在生態系統中的循環以及氟污染治理提供參考。

1 環境中的氟

1.1 空氣中的氟

空氣中氟主要有3 個來源:火山噴發、徑流的蒸發和人類生產生活的衍生氟化物?;鹕綆r漿噴發時,含氟氣體隨之噴出,維蘇威火山和夏威夷火山空氣中含有2.5%的氟化氫(HF)氣體,據統計,火山活動每年排放1×106~7×106mg 的氟化物到空氣中。工業生產過程中燃燒冰晶石(Na3AlF6)、螢石(CaF2)、磷灰石(Ca5F(PO4)3)和HF 的工廠會排放含氟“三廢”到環境中,造成工業過程氟污染[10]。HF、氟氣(F2)、氣態四氟化硅(SiF4)及粉塵等是氟在空氣中的主要存在形式[11],大部分植物通過葉片氣孔吸收大氣中的氟化物,一些植物也可以通過滲透作用和吸附作用從表皮和莖部氣孔吸收大氣氟化物。由于植物孔徑較小,氣態氟化物比粉塵態氟化物更容易進入到植物體內,其中,氣態SiF4含量較少且對植物產生的毒性效應較小,HF相對密度輕,易擴散且毒性效應強,因此HF是大氣中危害植物健康的主要物質[12]。

1.2 土壤中的氟

土壤中的天然氟化物主要來源于礦石的碎片,地殼中氟的平均含量為270~800 mg·kg-1,世界土壤含氟量為20~700 mg·kg-1,我國表層土壤氟范圍在50~3 467 mg·kg-1之間,95%在191~1 012 mg·kg-1之間[13]。

土壤中的氟通常劃分為水溶態(Ws-F)、鐵錳氧化態(Fe/Mn-F)、交換態(Ex-F)、有機束縛態(O.MF)和殘余態(Res-F)[14]。其中,Ws-F 和Ex-F 的生物有效利用率較高,易被植物吸收[15]。不同區域各形態氟占比情況差異較大,研究表明大部分土壤中Res-F含量占土壤全氟含量的90%~95%以上,是土壤氟的主要存在形態,對部分地區各形態氟含量進行分析發現,除殘余態氟以外,不同地區各形態氟占比情況存在差異(圖1)。

圖1 不同區域各形態氟占比情況分析Figure 1 Analysis of the proportion of each form of fluorine in different regions

土壤是生物圈氟的主要來源,也是大氣沉積氟的歸宿[22]。土壤會逐層過濾大氣沉降帶來的氟,因此氟含量沿土壤剖面由上至下逐漸增多[23]。土壤中的自然氟大部分不溶于水或與土壤顆粒緊密結合,通常在氣候干燥且地形低洼的鹽堿土、黏性土地區,土壤中氟的積累量偏高[24-25]。氟在土壤剖面中的含量分布除與自然因素有關以外,也與人類活動有關,工業含氟“三廢”的非正規處理,農事生產過程中使用的磷酸鹽肥料和含氟除草、殺蟲劑等都會使土壤氟含量升高,引起氟污染[26]。在我國不同氟污染耕作區,氟在土壤垂直方向的分布存在顯著性差異,旱作區的土壤蒸發作用大于淋溶作用,受水分向表土層轉移趨勢的影響,表層土壤的氟化物不易向深土層遷移(農事擾動除外),土壤氟含量隨土層深度增加而逐漸降低,其中裸地最為明顯[27]。水田的淋溶作用較強,表層土壤中的氟化物隨水逐漸向底層土壤遷移,土壤含氟量自上而下逐漸增加,大量氟化物在深度較深且滲透性較差的潛育層富集,減少了土壤氟對作物生長的不良影響,但深層水氟污染潛在風險增大[28]。

1.3 水體中的氟

氟是地下水中常見的一種化學元素,水體氟污染分為人為污染和自然污染。隨著含氟污水的排放,氟隨之遷移到地表水和地下水中,引起飲用水的污染。世界衛生組織規定飲用水中氟含量不能超過1.5 mg·L-1,然而北非一些地區的地下水氟含量達到20 mg·L-1[29],印度部分可飲用水中氟含量達到30 mg·L-1[30]。美國17個州的150個地區存在飲用水氟含量超標的現象,南加州湖區的飲用水中氟化物含量約為5 mg·L-1[31]。我國高氟水主要分布在華北、西北、東北和黃淮平原等地區,我國《生活飲用水衛生標準》(GB 5749—2002)中飲用水氟化物濃度限值為1 mg·L-1,《污水綜合排放標準》(GB 08978—1996)中工業廢水氟規定限值小于10 mg·L-1。

自然水體中的氟更多來自自然環境,含量范圍波動很大,在0.012~100.0 mg·L-1之間。水中氟濃度的影響因素主要有3 個:一是高氟區的分布存在一定的地域性[32],不同的環境類型會對氟的時空分布特征產生影響;二是氣候條件,在氣溫較高且濕潤的地區,巖石風化和土壤強烈淋溶作用導致淺層水中氟的遷移[33];三是水的化學特性,氟含量受含氟礦石溶解度和水中Ca2+含量的影響較大[34]。此外,pH 值能控制水中Ca2+和因此堿性環境有利于水中氟的富集[35]。

1.4 植物中的氟

氟廣泛存在于自然環境中的大部分植物中,植物通過呼吸、滲透等生命活動,將環境中的氟吸收、轉化和積累。影響植物吸收氟的因素有很多,土壤性質、植物種類、植物部位和氟的濃度等都會影響吸收過程。土壤氟的生物利用度在pH 5.5~6.5 的土壤中較低,土壤pH 值的變化影響氟在植物體內的含量[36];植物種類是吸收氟能力差異的主要因素,當植物組織中的氟含量大于50 mg·kg-1時,耐氟性弱的植物表現出氟迫害癥狀,耐氟性較強的植物正常生長。山茶科植物的吸氟臨界值大于百合科和薔薇科植物[37];茶樹被認為是一種富氟植物,老葉中的氟含量可在2 000 mg·kg-1以上[38],是土壤中總氟的2~7倍[39-40];蔬菜和糧食相對茶樹來說富集氟的能力較弱,玉米、水稻等糧食作物,蔬菜中的韭菜、大蔥,水果中的桃、葡萄等都屬于氟化物敏感種,而小麥、芹菜、茄子屬于氟化物非敏感種[41]。同一種植物不同品種體內氟含量也存在差異,高粱中的DelalbC44C 品種對氟的抗性較強,RS671 則為敏感品種[15]。氟多積累在植物新陳代謝較旺盛的器官中,如在茶樹和菠菜、小蔥、芹菜等植物體內,氟含量呈現出的老葉>新葉>根的分布規律[42]。根中氟濃度與土壤中氟含量呈正相關關系,含氟污水灌溉下的作物調查顯示,水稻、大豆和玉米植株中各部位的氟含量規律表現為根>葉>殼>籽粒[43]。

植物的氟污染來自大氣時,葉中的氟含量大于根中氟含量;氟污染來自土壤或灌溉水時,與其他器官相比,根中的氟含量較高[44]。氟多積累在新陳代謝旺盛的器官,如根、葉、花的含氟量明顯大于莖和籽粒;富氟植物體內的氟多富集在葉片,而非富氟植物由于氟很難通過根的內皮層,植物根部的氟含量較高[45]。除此之外,植物生長階段不同,對氟的吸收和累積程度也有所不同。

2 氟的生態環境效應

2.1 氟對土壤的影響

土壤環境質量受氟的存在量、存在形態及污染程度制約。不同濃度的氟對土壤的生化代謝過程的影響研究,揭示了氟能抑制土壤酸性磷酸酯酶的活性和土壤纖維素的分解、干擾土壤呼吸、影響土壤的硝化作用[46]。用外源氟對潮土和黃棕壤進行處理,結果表明氟改變了土壤的理化性質,使土壤板結,容重增加、孔隙度變小,pH 升高,過氧化氫酶受到的抑制作用增大[47]。幾種不同濃度的氟溶液以流量4 mL·h-1的速度淋溶土壤后,5 種不同土壤中的Al、Fe 和有機物均發生變化,鈣質土變化最為顯著[48]。向石灰性土壤中加入氟試劑,土壤中的水溶性鈣含量和土壤放線菌數量都顯著降低[49]。重金屬也是土壤的組成成分之一,隨著科技、工業化的發展,土壤重金屬污染與其他污染物之間的相互作用研究為土壤污染物的綜合治理提供支持。土壤中鐵與氟溶液試劑的緊密度較高,易被氟溶液從土壤固態解吸為游離態,可溶性鐵含量增加[50]。鉛鋅礦區土壤氟污染研究表明,氟對土壤鉛含量存在負效應,未發現氟與土壤鋅存在顯著相關性[51]。鉛氟復合污染條件下,土壤微生物受到影響,微生物多樣性降低[52]。

2.2 氟對植物的影響

植物作為生態系統中的生產者,為人體和動物提供能量,氟被植物吸收積累的過程中可能對植物生長造成威脅,植物氟污染不容忽視[53-54]。土壤是植物吸收氟的主要途徑,氟通過改變植物結構、生理生化過程等影響植物正常的生長發育,其持續積累會導致細胞死亡。大氣中氟對植物的毒害則是急性且明顯的,比其他常見污染物(O3、SO2、PAN、Cl2或HCl)濃度高出1~3 個數量級的無機氣態氟(HF 和SiF4)可通過葉片從大氣中進入植物體內[55]。

過剩的氟元素不利于作物的生長,不同植物種類對氟含量的響應也不盡相同,主要反映在作物生理功能、營養學及產量上。氟通過與鎂、鋁、溴離子形成磷酸鹽復合氟化物,干擾植物生理行為,抑制酶活性[56],甚至終止轉錄、阻斷翻譯和選擇性剪接[57]。氟化物能干擾藻類植物核苷酸,使細胞分裂受阻,抑制藻類生長的毒性核酸代謝[58]。此外,氟對SOD 酶活性具有抑制作用,進而影響葉綠素的含量,并促進生成大量乙烯致使葉片脫落,降低大豆結實率[59]。氟化物影響佛手碳代謝循環及花粉的正常發育,使佛手葉中葉綠素含量下降、光合作用受到限制,且佛手花粉畸形率與氟濃度呈正相關[60]。

2.3 氟對人體及動物的影響

氟具有雙閾性,適量攝取氟有利于骨骼發育、預防齲齒以及其他生理功能的代謝,但由于其不能被人體降解,過量積累會產生負面毒害作用[61],主要表現在對骨骼及牙齒的損害,如氟斑牙(>1.5 mg·L-1)、氟骨癥(>4.0 mg·L-1)、關節炎、脆骨癥[62]。另外,氟通過抑制細胞酶活性和蛋白質的合成來影響機體的甲狀腺等免疫功能,進而損害機體各器官的功能并導致代謝紊亂,甚至影響人的神經系統(>10.0 mg·L-1)。聯合國兒童基金會列出的高氟區國家高達27 個[63],其中,有超過2億人患有氟骨癥[64]。

氟化物可能通過食物鏈危及動物的健康,高氟對動物生殖泌尿、神經及免疫等系統產生影響。家兔氟攝入量增加后,除血液外的其他組織中,鈣、磷、鎂含量也隨之顯著變化,且輸尿管和輸精管的上皮細胞黏膜受到破壞,黏膜微粒明顯減少[65]。過量氟使相關神經遞質和受體異常,影響腦內信息的處理和傳遞,使鼠大腦煙堿乙酰膽堿受體降低,引起反應遲鈍、嗜睡等[66]。長期服用88.5 mg·L-1氟化鈉水溶液的白鼠,其體液免疫反應及細胞免疫反應均被抑制,食用低營養食物的大白鼠受抑制程度更明顯[67]。

環境中氟的來源主要分為自然、人為兩大類,在自然界中,氟以多種形式遷移積累于土壤-水等非生物系統中,一定條件下通過吸附、解吸等方式進入植物體內,并通過食物鏈向更高層次逐級遷移并積累(圖2),氟的生態環境效應在循環遷移過程中產生并逐步增強,氟含量超出一定范圍易對生態環境造成影響,最終威脅人和動物的健康[68]。所以,對自然界中氟的遷移轉化規律進行研究對于降低氟的生物及非生物有效性、減少氟危害意義重大。

圖2 氟在生態環境中的遷移Figure 2 Fluorine transport in the ecological environment

3 氟在土壤-植物系統中的遷移轉化

3.1 土壤對氟的吸附

土壤氟的吸附-解吸是一個相對平衡的動態過程。金屬-氟絡合離子與土壤中的陰離子發生置換反應,生成難溶性氟化物。氟陰離子與OH-半徑相似且電荷數相等,因此其取代土壤表面所吸附的OH-的能力較強。影響土壤氟吸附解吸能力的因素主要有土壤pH 值、黏土比例、土壤類型、總氟和有機物的含量[69]。土壤對氟的等溫吸附實驗發現,影響鋁硅酸鹽黏土氟吸附的主要因素為pH 值、黏土比例和鋁含量[70]。埃特納地區火山土壤氟的吸附研究顯示,區域性土壤吸附能力差異顯著,有些地區還會出現氟從土壤中釋放到溶液里的負吸附現象,氟吸附在酸性(pH 5.2)土壤中是可逆的[71],但在鈣質土壤上是不可逆的[72]。我國開始對土壤氟吸附特性的研究是在20 世紀90 年代以后,室內試驗研究證明,土壤氟的吸附量隨土壤母質的變化而變化,且與初始氟濃度呈正相關關系,土壤中的鐵、鋁氧化物以及草酸等含量是氟吸附的主要正向影響因素之一[73]。

關于土壤中氟的賦存形態和土壤母質對氟吸附影響的研究較多,主要針對土壤的物理性質、土壤pH值等對土壤中氟的吸附影響,但較少考慮土壤中的離子對土壤氟吸附的影響,而土壤中的氟被Cl-、Na+、Ca2+等離子影響,Mg2+能增加氟的吸附量,有利于氟的固定[74]。由于氟與土壤各成分的復雜性和相互作用性,目前還不能明確哪種土壤成分控制氟的吸附[75]。在靜態研究的基礎上,將飽水動態土柱與Langmiur、Frendlich 模型結合[76],用數學模型描述氟在土壤中的動態吸附與解吸特征,探尋氟的反應機制,已經是研究土壤中氟吸附-解吸特征的重要手段之一。

3.2 植物對氟的吸收、積累

目前,國內外對于氟化物在植物各部位的遷移轉化機制以及植物吸收富集氟的方式尚不明晰,利用氟的植物富集系數和轉移系數進行分析有利于更好地理解氟在植物不同部位的遷移轉化規律[83]。

轉移系數(TF)=植物地上部氟含量(mg·kg-1)/植物地下部氟含量(mg·kg-1)

富集系數(BCF)=植物地下部氟含量(mg·kg-1)/土壤中生物可利用態氟含量(mg·kg-1)

土壤是氟循環的重要介質,土壤中氟含量和形態的變化將影響到地下水的含氟量,天然水體中的氟主要來自含氟礦物、巖石及土壤的浸溶,并通過食物鏈的作用影響到植物。自然環境中氟的遷移主要有兩種類型:①在某種介質(土壤、水體或空氣)內部水平或者垂直方向上的位移;②從一種介質向另一種介質的遷移。氟在遷移過程中,其存在形態也會發生改變,即從一種形態的氟轉變為另一種形態的氟。這一過程始終處于某種平衡狀態,氟在水-土-植物中的遷移轉化速率的調節依賴于這類平衡[84]。由于氟的多變和不穩定性,其在自然界中的遷移轉化規律還沒有統一的劃分標準,開展植物不同器官之間氟遷移途徑研究,以及不同土壤類型和不同土層深度下氟的分布等研究,有利于更進一步地了解土壤-植物系統中氟的遷移轉化規律。

4 氟污染治理措施

4.1 大氣氟污染治理

現階段,濕法處理是工業上常用的廢氣凈化方法之一,濕式凈化以堿溶液或水為吸收劑,在液相條件下,洗滌吸收廢氣中易溶于水的HF 和SiF4等氣體氟化物,且濕式裝置產生的一定濃度凈化液經過二次加工處理后,可生成再利用型氟化物,這種回收處理工藝分為酸、堿兩大類[85]。堿法除氟技術多用于處理含氟礦石冶煉工業產生的廢氣,處理技術相對成熟,凈化效率較高,但凈化過程中凈化設備容易堵塞;酸法回收以水為吸附劑,多應用于氟化鹽工業,該技術除氟效率高,凈化成本低,凈化過程不易堵塞,缺點是易腐蝕設備。

利用HF、SiF4的環境化學特性,借助某些吸附劑達到凈化空氣中氟化物的效果,這種方法被稱為干法技術。與傳統濕法處理技術相比,干法技術凈化效率高且操作簡單,選用石灰石粉末等干物質作為吸附劑,進行無水作業,機械損傷較小,運行成本低[86],隨著這項技術的日益完善,干法技術在大部分工業部門中得到了普遍應用。

4.2 土壤氟污染治理

目前土壤氟污染修復技術主要有物理法、化學法、物理化學法、植物修復法(表1)。

表1 氟污染土壤治理措施對比Table 1 Comparison of fluorine contaminated soil treatment

化學措施通過改變土壤中無機污染物的化學賦存形態,降低污染物的生物有效性和遷移性[87]。土壤水溶態氟含量受不同類型的鈣離子化合物的影響,施加CaCl2、CaSO4后,土壤中水溶性氟含量降低,土壤中加入CaCO3、CaO 和Ca3(PO4)2可顯著增加氟含量[88]。除了鈣離子化合物,有機物料也是土壤氟固化的有效物質之一,土壤中水溶態和可交換態氟含量隨木炭和竹炭的添加而顯著降低,鐵錳結合態氟含量明顯增加[89],硅鈣肥、風化煤和石灰均有增加土壤水溶性氟含量的作用[87]。

隨著工會經費的增加和會計工作的日益復雜,工會會計的風險逐漸增加。因此,工會應當根據有關會計準則的進一步研究,建立完善的監督管理機制,進一步規范和完善會計管理,提高會計信息質量,促進有序會計的工作方式。

物理措施基于物理原理和機械作用,有沉淀、過濾、平衡調整等方法。已有研究表明客土、深埋、水洗、改變土地利用方式等物理措施對土壤氟污染治理具有一定的效果[25],但其操作過程耗時費力,大面積污染土壤的修復操作不便且可能產生二次污染,在氟污染土壤治理工作中應用較少。

植物修復被認為是一種安全、高效的生態修復方法,但植物修復技術研究仍需完善?,F有研究主要集中在氟富集植物的篩選[90],植物對一定濃度的氟濃度具有抗性,并在生長期間累積,根據氟在植物中的分布特征,在土壤受氟影響較大的地區,可以種植以地上部分為主要食用部位且氟富集能力較弱的作物,也可以種植氟富集能力較強的非食用性植物,如國槐、刺槐、臭椿、合歡等來降低氟污染[91]。Boukhris 等[92]對過磷酸鈣工業周邊土壤進行研究,發現了黃楊、鋸齒狀蒼術和藍藻3 種可用于干旱地區植物修復的多年生植物,其積累氟的范圍在37~360 mg·kg-1之間。

物理化學法主要有吸附、電滲析、汽提等方法。物理化學法是一種相對高效的土壤治理方法,對滲透性較低的黏土和淤泥修復效果顯著[93]。研究表明,影響氟去除率的主要因素是電解電壓及電解液濃度,土壤氟化物能在陽極強化電動力學作用下遷移,除氟率達到73.0%[94]。氨強化電動修復-竹炭吸附修復技術能除去高嶺土中75.7%的氟[95]。新型吸附材料的開發利用受到學者的廣泛關注。

土壤氟污染現有修復技術種類有限,已有修復技術中,化學法在應用推廣范圍、修復效率及修復成本方面優勢明顯,但修復后的氟仍然賦存在土壤中,隨著環境的變化,潛在的氟污染風險增大。對適用于大面積修復技術的優缺點進行分析發現,植物修復法與化學法相結合,能夠揚長避短,達到節能高效且二次氟污染風險降低的修復效果。除此之外,物理化學修復方法因其修復效率高等優點成為國內外學者探尋經濟高效土壤氟污染修復技術的主要研究對象。

4.3 高氟水污染治理

目前氟污染水處理研究多針對工業、礦業中產生的含氟廢水,傳統的含氟廢水處理技術有離子交換法、化學沉淀法和混凝沉淀法等。

治理含氟污水可利用離子交換的原理,采用合成的陰、陽離子交換樹脂去除水中的氟[96],在強堿陰離子交換樹脂中,在鹽環境下可以去除氟化物,而在陽離子交換樹脂中加入碳,可使樹脂更加耐用[97],用兩倍含水氧化物(Fe2O3·Al2O3·XH2O)與Cl-、Br-等離子去除F-的效率更高[98]。

化學沉淀法是高氟水預處理的普遍方法之一,通過沉淀法對飲用水進行脫氟處理,采用石灰形成更大更密集的絮凝體,氟化物隨之析出,以污泥的形式被清除,pH在5.5~7.5時去氟率最高[99],沉淀法處理技術的優點:一是原材料便于獲取,二是操作過程簡單且投入低。但此項技術對凈化材料本身的總溶解性固體物質及硬度有一定的要求,并且會產生大量污泥。

混凝沉淀法是利用吸附劑的化學性質吸附水中氟離子,經化學反應形成懸濁化合物,達到脫氟的效果,其脫氟效率高且應用廣泛,主要試劑為鋁鹽吸附劑,包括硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁[100]。除此之外,近年來又出現了絮凝法等新的去氟手段[101],即在懸濁物中加入高分子絮凝劑,加速含氟絮狀物的沉降進程,這項技術除氟效率高,且去除成本低,具有較好的應用前景。

5 總結與展望

明晰氟的環境效應、遷移轉化機制及分布特征,有助于減輕氟污染帶來的環境負效應。氟污染程度與氟化物的種類和作用顯著相關。生物和環境受到的危害程度取決于土壤中氟的賦存含量、形態分布及其生物環境效應。目前氟的易揮發性、易絡合性、水溶性等環境化學特性增大了氟污染的治理難度,需要從遷移途徑和環境化學效應方面深入研究,從而進一步降低氟的生物有效性,減少氟危害,應在以下幾方面進一步探索:

(1)進一步深入開展土壤中氟賦存機制和環境負效應方面的研究,為區域土壤氟的遷移積聚程度提供參考,但是目前相關研究仍不夠全面,主要表現在以下方面:一是土壤氟檢測方法不一,亟需統一檢測方法,準確快速獲取研究數據;二是在影響因素方面,氟與土壤膠體和溶液中OH-、Ca2+、Al3+等離子的反應及作用機制尚不明晰,而OH-、Ca2+等離子在高氟區土壤中普遍存在;三是土壤中微生物與氟的相互作用過程仍不明確,氟對微生物生化代謝的毒性效應、微生物對氟的穩定活化作用等都需系統研究,這對氟的固定和去除意義重大。

(2)強化氟污染治理技術和健康風險體系研究。由于開展區域氟生態風險評估需要基于自然介質中氟含量的基礎研究數據,因此提出以下研究方向建議:一是氟污染植物修復技術體系的構建,需要在當地植物的生理特征與已有篩選技術的基礎上,因地制宜篩選氟低積累植物;二是結合內梅羅(Nemero)綜合污染指數法、潛在生態危害指數法等模型進行不同暴露途徑氟污染物的健康風險評估,按環境分類定量分析,確定不同環境氟毒害的臨界濃度,為環境氟污染風險評估提供參考;三是引入動物、植物、微生物、人體氟中毒的臨界值,多因素綜合分析,提高氟污染物健康風險評估準確率。

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