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土壤重金属污染及治理修复技术研究

北极星环境修复网  来源:基层建设  作者:罗付香  2020/2/24 12:33:38  我要投稿  

北极星环境修复网讯:摘要:重金属污染在生态环境中影响广泛,在土壤、水体、大气中均可以存在,直接威胁生态环境安全,而且重金属可以在不同的生态体系中相互转移,间接造成各种生态环境污染。重金属具有特殊性,很难被自然降解,只能在不同形态间转化,因此重金属污染的治理十分困难,但是其危害极大,引起社会各界的重视与关注。基于此,本文对土壤重金属污染及治理修复技术进行研究,以供参考。

关键词:土壤;重金属污染;治理修复

引言

近些年我国农业、工业等领域发展迅速,随之也带了不小的污染问题,其中就包括土壤重金属污染问题,具有危害大、时间久等特点,受到科研者的关注。土壤是人们生存发展的重要资源,也是污染物的承载者,本身具有一定的净化能力,如果污染程度不断增加,超过土壤自净限度,就会出现污染问题,失去原有的功能,无法保证农作物的质量及产量。

1土壤重金属污染的来源

在进行重金属污染治理之前,首先就需要对重金属污染的来源进行分析。前文已经提到,改革开放以后,土壤重金属污染的程度随着我国经济水平的提升而提升,也就是说,重金属污染首先与人类的生产活动有关。从更加广泛的层面分析可知,工业生产以及农业的作业也会导致土壤污染,例如炼钢厂在进行炼铁之后产生的多余废气以及废水等如果没有经过符合标准的处理或者处理没有达标就直接排放就会直接对土壤造成污染。农业作业中,农药的泛滥使用也是当前土壤重金属污染的源头之一。我国经济实力强,随之而来的就是繁重的交通,机动车行驶的过程中会使得周边的尘土飞扬,为了尽可能地减少环境中的粉尘,环保部门会主张进行降尘等活动,但是这也会使得金属粉尘进入土壤。此外,土壤本身的背景值也是与重金属污染十分重要的因素,特别是金属矿藏周边的金数值明显要比其他部分要高。火山爆发也是金属粉尘进入土壤的一个十分重要的途径,当火山喷发时,火山熔岩内部的金属物质进入空中,同时随着降雨下落进入土壤,这样也是重金属污染的一个十分关键的方式。

2重金属污染现状

目前,我国遭受重金属污染的土壤面积较广,但是针对重金属污染土地的治理效果不佳。如前几年媒体报道的镉大米事件,就是土壤遭受了重金属镉的污染,而导致污染的土壤中种植的水稻因时间的推移而累积,就形成了著名的镉大米事件,人们食用有毒的镉大米在体内累积到一定的程度,就会造成中毒现象,引起骨痛病,严重影响了人的健康。另外,我国土壤污染主要地区为矿区污染,特别是云贵高原地区,虽然各种金属矿产资源丰富,但是也成为土壤重金属污染较为严重的区域。西北地区的石油、天然气资源是我国重工业发展的重要能源物质,这些能源物质的过度开发,会使土壤的土质结构层发生改变,影响土壤本身的结构组成,也是土壤污染的表现形式之一。我国是铅矿资源较为丰富的国家,同时也是生产与消费大国,铅是一种对机体危害较为严重的重金属,特别是儿童,对铅的敏感性较高,容易导致儿童血铅超标的问题。因此,我国提出多种预防土壤的重金属污染的措施,如重金属污染防治十二五规划,力争解决我国土壤重金属污染严重的问题。

3土壤重金属污染修复技术

3.1工程修复技术

工程修复技术是指采用物理机械法,用未被污染的活性土壤覆盖受污染的表层土壤,或去除表层受污染土壤后将下层土壤耕作活化。常见的工程措施有去表土、换土、客土和深翻土,通过对污染土壤原来的空间进行转移处理,降低植物根系与土壤中重金属污染物的接触,从而降低或者控制重金属的危害。重度污染的土壤建议使用去表土、换土、客土等方式,轻度污染的土壤可以使用深翻土。工程修复具有彻底、稳定的优点,但是工程量大、投入高,且污染物只是发生转移,并不能根治。因此,部分国家要求填埋之前必须处理,以促进人们寻找新的创造性修复技术。

3.2物理修复技术

物理修复技术是指利用污染物和土壤本身的物理特性对土壤中的污染物进行固定,防止其在土壤中迁移扩散,通过此方法可以减轻重金属对生态环境造成的破坏。物理修复技术还包括微波加热、脱附、蒸气浸提等一系列方法,但进行异位修复或原位修复的耗资极大,不能直接消除污染源头,只是对表面污染进行简单处理,无法达到真正的修复目的。

3.3生物修复技术

(1)植物修复。早在二十世纪八十年代,就已经出现植物修复,通过植物吸附重金属,在对其进行统一处理,可以有效降低土壤中的重金属含量。植物修复方法还可以细化为三个部分:第一个为植物固定,就是采用植物降低金属活性,一般使用耐受性植物,第二个为植物挥发,可以通过植物促进重金属挥发,主要是利用植物蒸腾的原理,但是在挥发后会产生大气污染,在大体沉降的作用下,再次回到土壤内部。第三个为植物修提取,就是植物吸取重金属元素,在对植物进行处理。(2)微生物修复。微生物具有氧化还原的性质,将其用于重金属修复,可以有效减少土壤中重金属含量。微生物修复一般采用细菌、真菌及放线菌作为修复材料,具有毒性小、可降解等优势,具有极高的应用价值及研发潜力,但是应用成本先对较高,无法大面积应用在土壤重金属修复中,需要进一步的研究。(3)植物-微生物联合修复技术。植物及微生物本身具有共生的特点,可以共同应用在农田重金属修复中,具有良好的修复效果。微生物可以帮助植物的生长发育,具有更高的耐受性,除此之外,微生物还可以发挥解毒及微生物固定作用,应用前景广阔。

3.4化学修复技术

化学修复技术是利用化学的原理,利用各种土壤改良剂加入到被重金属污染的土壤中,使之与重金属发生化学反应,形成化学性质稳定,对环境没有危害或危害程度较低的化合物的一种技术。淋洗法是利用淋洗液冲洗被重金属污染的土壤,使土壤中的有害重金属通过淋洗系统,形成具有溶解性的金属离子或络合物,淋洗结束后对各种成分进行继续回收与处理,使土壤恢复健康状态。该方法的关键是淋洗液的选择,淋洗液种类较多,包括酸、碱、盐、螯合剂等,总体包括无机和有机两类,不同类别的淋洗剂进行针对性的淋洗处理。土壤的淋洗按技术手段又可划分为原位与异位修复,异位修复又包括场外与异地两种。该技术的优点是缩小污染的范围、不出现技术人员密切接触的现象,使土壤得到净化处理。

3.5植物修复技术

植物对重金属污染土壤的修复是利用本身的光合作用和根部的泵吸原理,将土壤中的重金属离子吸附到体内,然后转移到枝叶中,最后清理植物枝叶来消除污染。植物修复技术投资和维护成本低,操作简便,不会造成二次污染,易于后处理,具有较高的美化价值、经济效益和社会效益,能够永久清除污染。缺点是其修复速度慢,受到土壤类型、温度、湿度等因素的制约。通过调整土壤pH、添加螯合剂、施加植物营养等方式,人们可以提升植物修复效果。

结束语

总之,重金属污染土壤是影响较大的一类污染现象,为对其进行修复治理,需要通过各种修复技术进行比较选择,需要进一步的进行修复技术探索,探讨出完整的、修复效果好的修复技术。加强人们的环境保护意识,提升企业针对环境保护的管理,从各方面降低土壤的重金属污染的可能性,从而提升环境的清洁程度,为我国的可持续发展奠定基础。


原标题:土壤重金属污染及治理修复技术研究

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