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我国金属矿产资源丰富,共有大中型矿山9000多座,小型矿山26万座,金属矿山为国家提供了重要的基础材料的同时也侵占着将近4万km2的土地,由此而废弃的土地面积达330km2/a,金属矿山开采引起的周边土壤重金属污染已成为严重的环境问题之一。重金属污染使土壤质量下降,生态系统退化,同时污染农作物,威胁到人类的健康。矿业开发所造成的土壤污染量大面广,是我国污染土壤治理不可忽视的问题。
1.矿山重金属土壤污染危害
矿山重金属污染
矿山开采产生的废石、选矿产生的尾矿及冶炼废渣(含有Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Ag、Cd、As等有害元素)经风化淋滤使有害元素转移到土壤中,造成土壤质量下降的同时污染农作物,最后通过食物链进入人体,影响人类健康。其危害性主要表现在:(1)进入土壤的重金属被吸附在土壤胶体表面或包含于矿物颗粒内,可移动性差,迁移距离短。(2)土壤重金属污染往往要通过对土壤样品进行分析化验和对农作物以及对人或动物的健康检查才能揭示出来,其危害被发现通常会滞后较长的时间。(3)不能被土壤中生物分解,不能通过焚烧的方法从土壤中去除,相反可以在生物体内富集,有些会转化为毒性更大的甲基化合物,表现出不可逆性和蓄积性。
土壤环境一旦被污染,仅仅依靠切断污染源的方法往往很难自我修复,因此土壤修复必须采用各种有效的治理技术才能消除污染。
2.矿山重金属土壤污染的治理方法
目前土壤重金属污染治理方法主要有三类:工程物理化学法、农业化学调控法、生物修复法。治理机理主要是通过改变土壤中重金属存在形式,降低其迁移性和生物可用性,或是直接从土壤中去除重金属,或是改变种植方式,避免重金属流入食物链。
2.1工程物理化学法
工程物理化学法包括客土法、淋洗法、电动修复法、热处理法、吸附法等。客土法就是将污染土壤铲除,换入未污染的土壤,铲除的污染土壤可以采取填埋、焚烧或制砖等措施处置。淋洗法是利用淋洗剂将土壤重金属离子转移至淋洗液中,然后对淋洗液进行处置,常用的淋洗剂有EDTA、柠檬酸、乙酸、DEPA等。
电动修复法是将电极插入污染的土壤中并通入合适大小的直流电,发生土壤孔隙水和带电离子的迁移,土壤中的污染物质在外加电场作用下发生定向移动并在电极附近累积,定期将电极抽出处理,从而清洁土壤。热处理法主要针对汞(Hg)污染,效果比较明显,但工程量较大,耗能较多,且易使土壤有机质和土壤水遭到破坏。吸附法是利用矿物具有较大的内外表面和较强的吸附能力,将土壤中的重金属元素进行固定,例如膨润土和沸石。
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