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铅锌污染土壤修复治理应用技术探讨

北极星环境修复网  来源:城镇建设  作者:尹子珺  2020/1/2 10:53:38  我要投稿  

北极星环境修复网讯:摘要:近几年,我国城市发展速度加快,但是在城市经济发展的背后,工业生产型企业所遗留的污染问题日益突出,企业对土壤的污染产生很大不良的环境问题。自土壤重金属污染防治被关注开始,土壤污染的修复是很困难的,污染物处理费用非常昂贵,需要快速而有效的技术来加速修复土地的污染区。

关键词:铅锌污染;土壤修复;治理;应用技术

0引言

近年来,随着大规模的矿山开采及工业的发展,我国铅锌等重金属污染不断加剧。土壤铅锌污染来源可分为两个方面,即自然因素及人为原因。自然因素所造成的污染一直存在,但总体来说危害不大。研究表明,人类的活动是造成土壤铅锌污染的主要因素,主要包括以下几个方面:矿山的开采、工业生产及汽车尾气的排放、污水灌溉和污泥施肥、农药及化肥等的使用。这些因素往往造成铅、锌、汞、镉及钴等重金属进入水和土壤,从而引起植物中毒,进而污染水稻、谷物。这些重金属在土壤、水体和大气中长期滞留,可通过消化系统和呼吸系统进入体内,也可通过作物可食部分的富集进入食物链。土壤为人类提供着食物和其他再生资源,是人类生存所必须的条件之一,土壤重金属污染是重金属进入食物链的重要环节,其已成为威胁全球环境和人类生存发展的重要问题,引发了社会的强烈关注。为防止土壤污染加剧,国务院下发《国务院土壤污染防治行动计划》(国发〔2016〕31号),各地政府也相继下发土壤污染防治攻坚文件。因此,土壤重金属污染治理,势在必行。

1铅锌污染土壤修复技术应用途径

治理铅锌污染土壤有两种途径:一是清除土壤中的污染物,二是改变污染土壤中的铅锌形态或将其固定在土壤中,降低生物可利用的铅锌离子量从而减少重金属离子的迁移。目前的治理方法有物理修复、化学修复、生物修复等。其中物理修复又包括客土、土壤淋洗、电动修复技术、固化/稳定化技术、热力学修复技术等。化学修复则是在污染土壤中加入特定的化学试剂使之与金属离子发生反应,从而达到减少或清除污染物的目的,主要包括土壤性能改良、化学淋洗等技术。许多修复方法虽然效果明显,但是往往工程量大,设备复杂,投资量大,因此难以大规模的应用。就铅锌污染土壤修复治理而言,目前应用较多的方法有:含磷物质修复法、电动力学修复、植物修复和微生物修复法。

近年来,污染土壤修复技术及工程发展迅速,尤其是在欧洲和北美等发达国家,有比较成熟的技术和先进的修复工艺,受污染土壤的具体分类和修复技术。因两种处置场地位置不同,分为异位原位修复技术和原位修复处理技术。土壤原位处理处置无需搬运土壤,但处理过程需要较长的时间。因为土壤和含水层的可变性的特点,所以很难证明该方法的有效性,因此没有统一地定义原位处理的物理/化学处理方法。

2铅污染土壤修复的传统工艺

2.1电动修复

电动修复受铅污染的土壤是一种新的土壤修复技术,其修复原理是应用在包含受污染的土壤的两段形成一个直流电场梯度,土壤中重金属离子(如铅,镉,铬,锌等)和无机离子通过电迁移,由于电场能量或其它方式的电泳磁极的流被带到在收集位于上述处理室,并集中收集和处理,以达到减少或清洁污染的样品土地。通过这种技术产生的电效应一般不被土壤中透水性影响,这种方法特别适合于低渗透性粘土和淤泥土,处理土壤中的铅,砷,铬,镉,铜,汞和锌等金属是非常有效的。实验结果表明电动修复法对土地二价铅、三价铬等重金属离子去除率高达百分之九十。但是电动修复土壤的电源技术是最大的问题,研究发现,土壤电导率,杂质,水含量这些指标对结果会产生影响。

2.2铅污染土壤的固化和稳定化

惰性基质通过固定的囊包围污染物称为固定化技术,或加在外部污染物结合低渗透率材料,以减少接触污染物的浸出面积达到污染物减少迁移。还有一种技术使被污染的土壤转化,稳定已经改变了成效污染物,使之成为难以散发的污染物。污染物不再迁移或以毒性较小的形式存在。稳定化技术包括:固化水泥、石灰固化、塑料材料固化、玻璃技术、药剂技术稳定化。

在污染处理方法中药剂稳定化技术通过添加添加剂,改变土壤的物理和化学性质:酸碱度控制技术、氧化还原电位控制技术、絮凝沉淀技术、物理吸附技术、离子交换技术等改变土壤中各种重金属的化学和物理状态,减少重金属状态的变化,控制其其生物毒性和流动性。

2.3土壤淋洗法

异位清洗土壤技术是由一系列操作单元组成的物理和化学过程。首先,挖掘污染土壤,不同级别的物理站立的颗粒,然后用水洗涤或水溶性化学清洁剂,以去除污染物,再加工或含有污染物的废水,清洁回填土壤或输送其它位置。土壤洗涤技术的原地浸出法将淋洗液洒在地上,通过淋洗液的萃取作用,去除土壤中的重金属污染物,最后分离和回收利用洗涤液。

2.4植物修复

植物修复技术是在原位修复技术,保护土地和水资源,不破坏环境,成本低,操作方便,是一种很有前途的工作方向,但还有很多技术难题尚待解决。首先,要找到和进一步发展和培育,目前发现的铅超积累植物生长缓慢,目前超富集植物的种类和数量还很少。超富集植物主要存在于铅积累矿山的地表和成矿带。他们普遍具有狭义的生态适应性,如何提高他们的生态适宜性值得进一步研究,而对于植物修复技术的研究上国际专注于镍和锌超富集植物的生理和分子机制,其他重金属在研究中没有明显的进步,铅的超富集植物还需要有所突破,因为植物吸收和铅的形态和运输分子调控是受遗传机制控制,因此,应在铅植物体内加强吸收和运输等方面加强研究,通过对铅超富集植物的生理生化积累机制和解毒机制研究,数种铅超级富豪植物被发现了。如何提高其浓缩值得进一步研究。也有国际科学家它是利用微生物和重金属吸收的亲和力,以减少铅的毒性,并取得了一些成果,比如戴伊利用主动和非主动真菌清除废水中二价铅,在六天内应用微生物成功进行了生物吸收。

3重金属污染治理的环境保护优化措施研究

3.1制定完善的重金属污染监管制度

首先从国家政府层面,需要制定《重金属污染排放法律》《重金属污染防治制度》,争取做到所有重金属污染案件有法可依。之后各地区政府也要根据国家法律法规,制定重金属污染防治方案、规划目标,在3-5年之内完成重金属污染的治理工作。例如:2017年,广东省环保厅印发《关于广东省重金属污染综合防治“十三五”规划》,对广东省内的重金属污染情况进行调查,并对涉及重金属污染的行业、产业,进行产业结构的调整、优化与升级,以尽可能减少重金属污染带来的环境危害。

3.2加强重金属污染源头的监督治理

重金属污染治理应从源头出发,对那些重金属污染严重、工艺落后的企业进行排查,对那些造成重金属污染事实的现象作出处罚。一方面,要将城市中的重金属企业搬离,转移到人口聚集程度小的郊区,进行化工企业生产建设的统一管理。另一方面,政府要针对不同企业的重金属污染情况,展开企业领导或带头人的思想教育,并在企业内部制定严格的排查与管理制度,规范企业员工的生产与清洁行为,定时对工业生产、重金属污染排放的各个环节做好检查。

4结束语

基于对受污染土地现场分析和风险评估的研究,使用土壤修复技术修复受污染的土壤。对传统工艺进行分析和比较,重点分析和研究了摩擦清洗技术和泡沫浮选技术,对摩擦清洗技术进行清洗处理的实验室研究,以确定其技术对土壤净化技术的优化组合,以提供实际的工程应用提供了理论基础。

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