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3、腐植酸钝化重金属的效果是否具有永久性,是否像石灰钝化重金属一样,每隔一段时间就需要使用一次呢?如何保证其效果?
单从腐植酸这个点的角度考虑确实会存在实效性的问题,但是在实际操作中这却是一个线或者是循环的过程。使用腐植酸技术需要一定的条件和时间范围,在使用过程中与其他相关的技术搭配和组合的效果可能会更好,并且腐植酸不会产生二次污染。如果纯粹使用腐植酸或者石灰,南方用石灰最简单,经济便宜,但是南方土壤大多PH4-5,使用石灰后变成PH7-8,甚至PH8-9,能够固化重金属,或者用一些磷肥磷酸盐也能起到重金属固化的作用,但是PH值一旦恢复就会释放重金属。
重金属污染治理现在分两大类,第一类是场地污染,场地污染需要永久性的处理,最简单的方法就是用水泥封闭起来,重金属就无法转移了,如果不需要从事生产,用钢渣放进被污染场地,沉淀重金属的效果很厉害,地质大循环很多年都能持续效果,但是像一般的固化剂,比如石灰,只能维持半年的效果。第二类是农田的修复,不仅需要重金属的固化,更重要的是土壤还需要保持生产能力及改良,所以问题更复杂。
人们更注重污染场地修复,因为经济效益更好,并且效果非常明显。但是场地修复时不考虑土壤质量,农田则既要考虑土壤质量又要考虑重金属污染治理,由于这一块的效益大部分面向普通老百姓的,所以市场存在问题。要解决问题,首先是国家需要陆续发布相关的政策鼓励引导,其次是技术进行组合。比如腐植酸,植物苗期生长阶段将重金属稳定到土壤里,换茬种一些重金属吸附能力更强的植物,让重金属富集到植物中,然后还可以把重金属提炼出来,达到回收利用的目的。腐植酸技术必须和其他技术进行时间或空间的搭配,形成一个很好的组合,比如现在的农业轮作、间作就可以解决这个实际问题。第一茬种植不吸附重金属的植物,粮食作物,第二茬种植灌木、牧草吸收重金属,将化学技术、生物技术结合起来。但目前这一方面的研究实例还比较少,间作、轮作需要相关的政策鼓励和引导,不然很难实际应用。石灰治理重金属污染破坏土壤结构,腐植酸不但不会破坏土壤结构,还能改善土壤团聚结构,利于植物生长,所以腐植酸和石灰相比长期性即环境友好性要好得多。综合上的研究是今后“十三五”应该加强的。
4、腐植酸作为重金属污染土壤修复中应用的环境材料与石灰、天然沸石、赤泥等重金属钝化剂相比有什么优势?结合价格方面来考虑,它的性价比是否是目前最高的呢?
南方酸性土壤容易使重金属活化,北方土壤也存在类似问题,但严重程度没有南方那么高,处理方式大部分是改变pH值,使用的修复材料多为石灰和赤泥,因为石灰是碱性物质,含较多的Ca(HO)2,赤泥也是铝制产业产生的一些含Ca(HO)2的废弃物, pH值可以达到12左右,属于危险废物,北京城市垃圾焚烧产生的飞灰其实也是一种很好的肥料,但是pH值太高,是国家明文规定的危险废物。所以赤泥在农田中的应用,尽管实验效果比较好,但大面积应用还存在一定操作过程中的危险性,长期使用这个技术还是要斟酌一下。
腐植酸与赤泥不同,本身就是一个营养物质,还是一个环境特别友好、改良土壤结构的物质,对植物的促进效果也非常好,并且更重要的是资源丰富。2300亿吨褐煤风化煤和泥炭资源放不论用酸法或者碱法都很容易获得腐植酸。腐植酸就像中药一样,做很多的调理作用,尽管有很多的机理作用还没有完全揭示,目前所知腐植酸的官能团比较复杂,特别是有一些对重金属固化效果比较好的醌基,醌基往往具有氧化性,能够把重金属氧化、让重金属沉淀。除了醌基,腐植酸还有丰富的醇羟基、羧基、羰基等亲水集团,离子交换很丰富,络合吸附重金属。这种络合吸附在外界pH值变换不大的情况下能稳定一段时间。另外,腐植酸改良土壤结构后,土壤里暴露出来的氧化还原集团也能够固化重金属。所以腐植酸作用重金属有一些是直接作用,还有一些是间接作用,尽管目前来说机理不太清楚,但是从现在的资料可以看到这个作用。所以腐植酸对环境的改善不像赤泥效果那么剧烈和明显,但腐植酸的效果更稳定。现在用的有机肥里含有大量腐植酸,所以现在很多地方直接用有机肥修复土壤。
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