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重金属污染的治理方法

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重金属污染的治理方法

重金属污染的治理方法范文第1篇

摘 要:一直以来,治理土壤中的重金属污染都是全球各国亟待解决的一项难题。当前我国土壤重金属污染问题相对较为严峻,且引发这一问题的因素相对也比较复杂。而此种污染问题的出现,不仅会对生物的生长带来极大的危害,还会降低作物的总产量,并对人的生命健康造成极大的威胁。对此,本文以土壤的重金属污染为立足点,通过对我国土壤污染现状和危害的分析,从而就缓解和解决土壤污染问题的策略展开研究。

关键词:土壤重金属污染;危害;修复技术

中图分类号:X53 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20170230224

就土壤本身来看,其之所以会产生重金属污染,主要是因为人类在活动期间将重金属物质带入到土壤内部,使得土壤内的重金属含量增多,破坏生态环境。随着农村人口数量的增长和农业生产过程中对化肥和农药使用量的增加,导致土壤中有害物含量增多,自身生态结构和环境质量被破坏。其中,重金属是对土壤生态结构影响最大的一种元素。为了重塑土壤生态结构,提高土壤内部环境质量,解决土壤存在的重金属污染问题势在必行。

1 土壤污染现状和危害

1.1 重金属污染现状

在2005年到2013年的12月,我国土地管理局第一次开展了有关全国土壤污染情况的调查研究。按照我国在2014年由国土资源部和环保部共同的有关《全国土壤污染状况调查公报》所公示的调查结果看:当前我国土壤生态环境的状况整体来讲十分严峻,特别是重金属污染问题,更是极为严重。在我国一些废弃工矿所在区域的周边位置,土壤的重金属污染问题十分的突出。其中,我国有16.1%的土壤,重金属污染总超标率相对较重,11.2%超标率属于轻微范围;而轻度超标率和中度以上的超标率分别达到了2.3%和2.6%。

1.2 重金属污染的危害

同其他土壤污染类型相比,重金属污染本身的隐匿性、长期性、不可逆性较强,且这种污染问题一旦出现,则很难消逝。一旦重金属污染存在于土壤中,不仅很难被移动,还会长时间滞留在其产生区域,不断污染周边土壤。与此同时,重金属污染物不仅无法被微生物有效降解,还会借助植物、水等介质,被动植物所吸收,而后进入到人类食物链之中,对人体健康a生威胁。从具体的情况来看,重金属污染主要存在以下几种危害类型:对作物生产造成不利影响。因为重金属污染物在土壤与作物系统迁移的过程中,会对作物正常的生长发育和生理生化产生直接影响,从而降低作物的品质与产量。例如,镉属于对植物生长危害性较大的重金属,如果土壤镉含量较高,植物叶片上的叶绿素结构就会被破坏,根系生长被抑制,阻碍根系吸收土壤中的养分与水分,降低产量;会对人体生命健康带去影响。土壤中存在的重金属污染物可以借助食物链对人体健康造成危害。例如,汞进入人体后被直接沉入到肝脏中,破坏大脑的视神经。

2 解决重金属污染问题的方法

2.1 工程治理

所谓的工程治理法,是通过利用化学或者是物理学中的相关原理,对土壤中的重金属污染问题展开有效治理的一种方法。现阶段,工程治理法主要包括了热处理法、淋洗法与电解法等[1]。在众多重金属污染处理方法中的处理效果更好、处理工艺的稳定性更高。但该项方法处理过程和处理工艺复杂,需要花费的成本高,且经过该方法处理后的土壤,其本身的肥力会有所降低。

2.2 生物治理法

该方法指的是借助生物在生长过程中的一些习性,来达到改良、抑制、适应重金属污染的目的。在该项治理方法中最为常见的就是微生物、植物和动物治理法。生物治理是利用鼠类和蚯蚓等动物能够吸收重金属的特性;植物治理则是利用植物积累到一定程度可以清除重金属污染,对重金属具有忍耐力的特质。工程治理法相比,生物治理方式投资相对较小、管理便利、对环境破坏性小等优势,但治理时间较长[2]。

2.3 化学治理法

化学治理法是通过向已经被重金属污染的土壤中投入适量的抑制剂和改良剂等其他化学物质的方式,增加有机质、阳离子等在土壤中代换量和粘粒含量,来改变被污染土壤电导、Eh、pH等其他理化性质,使重金属可以通过还原、氧化、拮抗、吸附、沉淀、抑制等化学作用被有效消除[3]。

3 结束语

在社会经济发展水平不断提升,重金属对土壤污染程度逐渐加深的今天,对重金属污染现状,以及其可能会造成的危害等问题展开细致的分析与研究,并利用工程、生物、化学等方式来有效的缓解和治理土壤当前存在的重金属严重污染问题,能够对我国土壤的生态环境和内部结构进行重构,为我国城市发展和社会建设提供充足的土壤资源。

参考文献

[1]崔德杰,张玉龙.土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[J].土壤通报,2004(3):366-370.

重金属污染的治理方法范文第2篇

关键词:城市土壤;重金属污染;土壤环境

中图分类号:X53 文献标识码:A

前言

因城市土壤吸收了工业污染源、燃煤污染源及交通污染源等释放的重金属,在一定程度上对人类的健康造成影响,且对地表水及地下水等水生生态系统造成污染,导致水质系统紊乱,所以土壤重金属污染问题在城市土壤研究中占据重要地位。目前,对城市土壤重金属污染采取有效的管理及治理措施是必要的,避免土壤重金属污染导致大气和地下水质量的进一步恶化及循环。

1 我国城市土壤重金属污染危害分析

回顾性分析导致城市土壤出现重金属污染问题,其“罪魁祸首”多是由于人类日常活动造成的,如不同工矿企业生产对土壤重金属的额外输入及农业生产活动影响下的土壤重金属输入、交通运输对土壤重金属污染的影响等。自然成土条件也会对土壤重金属污染造成影响,如风力与水力的自然物理、化学迁移过程等带来的影响,又如成本母质的风化过程对土壤重金属本底含量的改变[1]。目前,我国很多大城市的土壤仍旧面临着铅、贡及镉等主要污染元素的继续污染,例如,北京、上海、重庆、广州等,土壤都受到不同程度的重金属污染。随着工业、城市污染的加剧以及农业使用化学药剂的增加,城市重金属污染程度日益严重,有关研究统计,目前我国受铅、镉、砷及铬等重金属污染的耕地及城市环境面积共约2000万hm2,占总耕面积的20%。随着土壤重金属污染面积的扩大,我国大量植物生长受到影响,植株叶片失绿,出现大小不等的棕色斑块,同时,根部的颜色加深,导致根部发育不良,形成珊瑚状根,阻碍植株生长,甚至死亡。此外,大量研究证实,土壤重金属污染影响农业作物的产量与质量,人类通过食用这些农作物产品会对健康及生命造成一定威胁。例如,体内重金属镉含量的增加会导致人类出现高血压,从而引发心脑血管疾病;基于铅属于土壤污染中毒性极高的重金属,临床验证一经进入人体,将难以排出,从而影响身体健康,其能对人的脑细胞造成危害,尤其是处于孕期中的胎儿,其神经系统受到影响,导致新生儿智力低下;再者,重金属砷具有剧毒,人类长期接触少量的砷,会导致身体慢性中毒,是皮肤癌产生的明确因素。

2 防治措施与发展展望

2.1 综合措施的运用

应对城市土壤重金属污染问题采取必要的措施,现阶段采用物理化学法结合生物修复法的综合措施进行干预。顾名思义,物理化学法即是运用物理、化学的理论知识研究出治理土壤重金属污染的有效方法。基于土壤重金属污染前期,污染具有集中的特点,易采取的方法为电动化学法、物理固化法。通常采用物理化学法治理重金属污染重且面积较小的土壤,过程中能体现物理化学法效果显著且迅速的特点。例如,我国对城市园林土壤重金属污染,采用物理化学法进行干预,减少了园林植株受损的数量。但对于重金属污染面积过大的城市园林不易采用物理化学法,因土壤污染面积过大,致使人力与财力的投入量增加,且易破坏土壤结构,从而降低土壤肥力。利用生物的新陈代谢活动降低土壤重金属的浓度,使土壤的污染环境得到大部分或彻底恢复,这一过程称为生物修复。实践中,生物修复具有效果佳,无二次污染的优点,且能降低投资费用,便于管理,利于操作[2]。随着生物修复在治理污染问题中的技术运用逐渐推进,已纳入土壤污染修复方法中的焦点行列。

2.2 发展趋势

现阶段,基于我国土壤重金属污染治理法中的生物修复法尚处于初级阶段,有待于提升其应用价值。就我国领土拥有丰富的植被资源而言,为尽可能保护植被资源,应尽快从植被中选取出能抵抗超量重金属的植物,并从能抵抗超量重金属的植物种类中选取相对应的突变体,从而构建起能抵抗超量重金属的植物数据库,并依次对数据库中的植物进行生理及生化的研究。在研究中,采用先进信息技术GPS加强城市区域土壤重金属镉、铅、砷及铬等含量的空间变异与分布控制研究。同时,对土壤中复合重金属污染中各元素间的作用与关系进行研究,从而不断优化物理化学法。

有关文献表明,我国城市土壤重金属污染治理在未来将会面向以下几方面发展,其发展趋势具有极大突破点。以我国各个城市土壤重金属污染的数据为依据,建立起综合的城市土壤数据库,以便于全面且彻底的开展城市土壤重金属污染的调查,有关内容包括:重金属的种类、含量、分布地段及其来源;着手于我国各个城市土壤中污染物质的含量研究,分析生物效应以及人类健康风险,从而为治理土壤污染问题奠定基础;土壤重金属污染涉及面较广,除影响生物及人类健康之外,对土壤、水质、空气质量及大自然整个生态系统都造成了不可避免的影响。因此,将这一课题纳入研究中是必要的,未来将面向对土壤重金属污染与地表及地下水、空气可吸入颗粒物含量与其性质存在的关系进行研究[3];不断优化判断重金属污染来源的相关技术;我国区域城市土壤重金属污染研究主要依据的工具是可视化计算机软件(GIS),利用其强大的空间分析功能与空间数据管理功能运用在判断重金属污染源及其分布地段的研究中,同时能对我国区域城市重金属污染的风险评估进行分析。

3 结语

综上所述,对土壤生态系统的结构、功能与水、土、气、生等其他生态系统的友好关系进行维护是污染治理的前提。目前,我国土壤重金属污染治理正处于上升阶段,面向深化研究,势必探讨出更有成效的治理方法,使人们的生活及健康得到保障。

参考文献

[1] 楚纯洁,朱正涛.城市土壤重金属污染研究现状及问题[J].环境研究与监测,2010,05(11):109-110.

[2] 肖锦华.中国城市土壤重金属污染研究进展及治理对策[J].环境科学与管理,2010,04(12):136-137.

重金属污染的治理方法范文第3篇

[关键词]植物修复技术;重金属污染;研究进展;应用前景

中图分类号:TH833 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)29-0151-01

引言:工业废水排放、矿石资源开采、金属冶炼生产等生产活动都会引发土壤重金属污染,鉴于重金属污染所造成的严重危害和恶劣的社会影响,世界各国都开始采取不同的手段进行重金属污染治理。植物修复技术就是其中一种低成本、绿色环保的重金属治理措施。文章首先概述了植物修复技术的治理机制,随后对其实际应用过程中的优缺点进行了辩证分析,最后对植物修复技术的应用前景进行了总结展望。

一、植物修复技术治理土壤重金属污染的现状分析

土壤重金属污染已经成为工业国家面临的主要生态问题之一,但是由于重金属污染具有成因形式复杂、后期治理困难等特点,因此采用何种治理手段,成为世界各国研究的重点。早期的土壤重金属污染治理主要以化学方法和物理方法为主,虽然也能够取得一定的效果,但是治理成本较高,不适用于大面积的推广和应用。

20世纪80年代,生物科技技术取得了突破性发展,尤其是转基因技术和基因移植技术的发展,为培养高耐受性和高聚集性的转基因植物提供了技术支持。在1987年,意大利科研专家将受铜诱发的基因移植到植物体内,并成功在高铜离子浓度的土壤中培育出新植物。在2003年,美国科学家利用真菌诱导抗镉基因,并将抗镉基因转殖到红枫中,同样在受镉污染的土壤中培育出红枫幼苗。我国自1999年开始着手研究植物修复技术,并成果研制出砷超富集植物,在两广地区和云南得到了推广应用。

二、植物修复技术治理重金属污染的机制研究

1、植物转化

部分植物在生长过程中,会分泌出特殊的化合物(比如植物激素、各种功能的酶),这些化合物能够对植物周边土壤中的重金属离子起到聚合、降解作用,从而降低重金属离子的危害。除此之外,还有一部分植物利用自身的新陈代谢功能,也能够吸收土壤中的部分重金属离子。从这一点来看,植物转化的基本原理是通过降解作用,将土壤中的重金属离子进行转移。因此,植物转化只能降解那些疏水性较好的重金属离子,例如农药、化肥、化学试剂等,而对于工业重金属离子,则不能通过植物转化形式进行治理。

2、植物稳定

重金属污染之所以危害性强,很大一部分原因是因为重金属离子在自然状态下难以被降解或转化,进而通过食物链富集、传递,最终进入人体。植物稳定原理就是将土壤中游离的重金属离子进行吸收和固定,从而避免了重金属离子的转移和扩散。例如,有研究表明印度芥菜能够吸收土壤中的六价铬离子,并将其还原为低毒性的三价铬离子,从而消除了重金属污染。

3、植物挥发

许多重金属污染元素的毒性,随着其化学状态的改变也会发生相应的变化,例如钢铁冶炼过程中会产生大量的硫化镍、氧化镍,这些气体具有较高的毒性,并且极易引发鼻腔癌、肺癌等病症,对工程工作的身体健康构成了严重威胁。而氢氧化镍则以固体形式存在,化学性质稳定,且不含有毒性。对于受到镍污染的土壤来说,如果能将高毒性的镍离子转化为固体氧化镍,就达到了污染防治的目的。在高浓度的镍离子培养基中培养的耐镍度细菌、病毒,并利用这些细菌、病毒感染拟南芥,从而使拟南芥的耐镍度性大大提高。

4、植物辅助修复

通过植物的吸收促进某些重金属转移为可挥发态,挥发出土壤和植物表面,达到治理土壤重金属污染的目的。有些元素如Se、As和Hg通过甲基化挥发,大大减轻土壤的重金属污染。这一方法只适用于挥发性污染物,植物挥发要求被转化后的物质毒性要小于转化前的污染物质,以减轻环境害。由于这一方法只适用于挥发性污染物,应用范围很小,并且将污染物转移到大气和异地土壤中对人类和生物又一定的风险,因此,它的应用将受到限制。

三、植物修椭卫硗寥乐亟鹗粑廴镜挠湃钡

1、应用优势

植物修复治理与传统的化学、物理治理方法相比,其优势主要体现在三方面:第一是整体经济成本低。不可否认,植物修复治理在前期基因诱导、耐受细菌培养以及基因转殖方面的工作需要花费较多资金,但是一旦取得科研成果,后期只需要进行简单的植物栽培即可,属于“一劳永逸”式的重金属治理手段。而传统治理措施则需要不断的投入资金、设备和人力,从长远来看,植物修复治理的成本较低。第二是适用性较广。早期的植物修复技术只能针对单一的重金属元素进行治理,但是随着转基因技术的成熟发展,目前已经研究出两种甚至是多种耐受细菌融合的植物,可以根据受污染土壤重金属成分的不同,进行广泛推广。第三是不会对土壤造成二次污染。以化学方式治理重金属污染土壤,其根本原理是利用化学反应,降低重金属毒性。但是反应后的重金属元素仍然残留在土壤中,很容易产生二次污染。植物修复技术则能够避免此类问题。

2、应用不足

从耐受植物的定向培养,到试验种植、观察效果,再到最后的全面推广应用,这一过程短则需要一两年,长则需要数年或十几年,治理周期较长。除此之外,由于各地区气候条件、地质状况以及水文特点存在较大差异,因此一些耐受性植物可能不适用当地环境,不能正常生长,也就难以发挥重金属污染治理的效果。

四、植物修复技术的应用前景

1、植物修复技术在治理土壤重金属污染中的地位

经过近几年的技术发展,我国在治理土壤重金属污染方面取得了显著成果,其中试点应用效果良好且应用范围较广的有生物炭吸附技术、丛枝菌根真菌(AMF)富集技术、黄青霉菌F1浸出技术等。这些新型技术手段都是利用生物、化学、物理等方面的相关知识,实现对土壤重金属污染的治理。但是与植物修复技术相比,这些新型治理手段往往具有适用面窄(例如AMF只能富集Cd、Pb、Zn等重金属元素)、治理成本高、推广度不够等劣势,因此植物修复技术仍然是现阶段治理重金属污染土壤的主要手段。

2、植物修复技术的应用前景

我国经济建设一直沿用“先发展,后治理”的模式,但是在经济持续发展的背后,各种污染问题也集中出现。土壤重金属污染在我国东北、华北、东南等地均有出现,植物修复技术以其成本低、适用广等优势成为重金属污染治理的首选技术。在“十三五”规划中,国家表明了治理重金属污染的决心,这也为植物修复技术的研发和优化提供了必要保障。因此,植物修复技术未来发展潜力巨大,应用前景良好。

结语

植物修复技术治理土壤重金属污染是一种可行性较高的办法,但是由于受污染土壤中常常含有多种重金属离子,因此要想取得较好的修复效果,还必须不断进行技术创新。经过近二十年的发展,国内初步建立起了超级累植物资源数据库,对于重金属污染土壤的综合治理能力也有了进一步提升。需要注意的是,土壤重金属污染的治理,一方面是要运用植物修复技术进行事后治理,另一方面则是要尽量减少重金属污染物的排放,实现事前防控。

参考文献

[1] 曹学江,陈同斌.土壤重金属污染研究回顾与展望――基于Webofscience数据库的文献计量分析[J].自然资源学报,2013(07):164-165.

重金属污染的治理方法范文第4篇

关键词:重金属污染 环境影响 治理

中图分类号:TE08文献标识码: A

重金属污染时指由重金属及其化合物引起的环境污染,主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。重金属的污染主要来源工业污染,其次是交通污染和生活垃圾污染。工业污染大多通过废渣、废水、废气排入环境,在人和动物、植物中富集,从而对环境和人的健康造成很大的危害。

重金属污染物是一类典型的优先控制污染物。环境中的重金属污染与危害决定于重金属在环境中的含量分布、化学特征、环境化学行为、迁移转化及重金属对生物的毒性。重金属污染与其他有机化合物的污染不同,不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化,使有害性降低或解除。而重金属具有富集性,很难在环境中降解。目前中国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中,造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤引起严重的环境污染。对人体毒害最大的重金属有5种:铅、汞、砷、镉、铭。这些重金属在水中不能被分解,人饮用后毒性放大,与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物。以各种化学状态或化学形态存在的重金属,在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移,造成危害。如随废水排出的重金属,即使浓度小,也可在藻类和底泥中积累,被鱼和贝的体表吸附,产生食物链浓缩,从而造成公害。如日本的水俣病,就是因为烧碱制造工业排放的废水中含有汞,在经生物作用变成有机汞后造成的;又如痛痛病,是由炼锌工业和镉电镀工业所排放的镉所致。汽车尾气排放的铅经大气扩散等过程进入环境中,造成目前地表铅的浓度已有显著提高,致使近代人体内铅的吸收量比原始人增加了约100倍,损害了人体健康。

重金属污染在环境中难以降解,能在动物和植物体内积累,通过食物链逐步富集,浓度成千上万甚至上百万倍的增加,最后进入人体造成危害,是危害人类最大的污染物之一。国际上,许多废弃物都因含有重金属元素被列到国家危险废物名录,近些年随着我国工农业生产的快速发展,我国出现了重金属污染频发、常发的状况。2010 年4月至6月,浙江省政协组织成立调研组,通过召集省有关单位负责人座谈,向社会公众征集意见建议,并赴杭州、台州及所辖的路桥、温岭等部分县(市、区)进行实地调研,全面了解食品药品安全情况。调研结果显示,在浙北、浙中、浙东沿海三个区域中,城郊传统的蔬菜基地、部分基本农田都受到了较严重的影响。工业“三废”及城市生活污染物排放,引起重金属污染农田。调研组有关负责人表示,这些城郊重金属对土壤的污染,主要是近十多年造成的,主要是人为的污染,这会直接威胁到百姓的生命健康。2011年3月中旬,在浙江台州市路桥区峰江街道,一座建在居民区中央的“台州市速起蓄电池有限公司”(以下简称“速起蓄电池公司”)被曝出其引起的铅污染已致使当地168名村民血铅超标。由于重金属污染事件在我国频繁发生,使得我国开始重视重金属污染的治理。

常见的重金属土壤治理的方法包括化学法、生物法、物理法、热力学方法等,每种方法又包含不同的技术,每种技术又可以采用不同的施工方案实施。化学法主要通过将重金属污染土壤与化学稳定剂混合来实现重金属的稳定化,而石灰等稳定剂通常不能有长期的治理效果,分子键合是目前业界关注的一种以长期稳定性为特点的修复药剂。生物法一般有植物修复和微生物修复等。植物修复通过超积累植物吸收土壤中的重金属,比较安全但是修复周期长;微生物修复通过土壤中微生物降解重金属,但是影响修复效果的因素较多,目前应用较少。热力学方法可以通过高温来使重金属玻璃化,但是成本很高。

重金属污染的治理方法范文第5篇

[关键词]土壤修复 重金属污染 生态效应

中图分类号:R124 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)44-0103-02

前言

土壤环境中的重金属主要来源于矿业活动的排放,其他来源还包括污灌和污泥滥用、农药和化肥的不合理施用、农用薄膜和化石类燃料的不完全燃烧等。国务院于2011年2月18日正式批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》因此,重金属污染土壤的修复技术研究是当前环境保护的重要课题之一。本文重点介绍国内外有关重金属污染土壤的修复技木研究进展。

1.重金属污染土壤的特点

1.1 具有隐蔽性和滞后性。土壤重金属污染不像大气污染、水污染及废弃物污染那样直观。

1.2 具有累积性。重金属污染物质在土壤中不易迁移,容易在土壤中不断积累而超标。

1.3 具有不可逆转性。在土壤中,许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解,某些重金属污染的土壤可能要100―200年时间才能够恢复。由于土壤地球物理化学的自然形成过程极其缓慢,一般每百年以0.5-2.0cm厚度的速率进行,这就意味着土壤资源一旦遭到污染或人为干扰后将很难在短时期内得以恢复。

1.4 具有难治理性。土壤重金属污染一旦发生,仅仅依靠切断污染源的方法往往很难恢复,有时要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决问题,通常成本较高,治理周期较长。

2.重金属污染土壤的修复技术

2.1 生物修复

生物修复是指利用特定的生物吸收、转化、清除或降解环境污染物,实现环境净化、生态效应恢复的生物措施。生物修复包括植物修复、微生物修复、动物修复等。

(1)植物修复

植物萃取技术是目前研究及应用最多的植物修复技术。近年来,陈同斌等通过田间试验发现蜈蚣草具有富集As、Pb的能力。同时还具有较强的耐As,pb,Zn,Cu毒性能力,是一种修复多种重金属污染土壤(As,Pb污染为主)的优良品种。扶杂草植物中筛选出3种Cd超富集植物:龙葵、球果薄菜、三叶鬼针草。3种植物在土壤中Cd质量分数为25―50mg/kg时。地上部中Cd质量分数均能达到l00mg/kg,并且在污染区试验中也取得了较好效果。

(2)微生物修复

微生物对重金属的生物吸附与富集作用是指土壤微生物可通过带电荷的细胞表面吸附重金属离子。2007年,王瑞兴等选取到一种土壤菌,利用其在底物诱导下产生的酶化作用,分解产生CO32-矿化固结土壤中的有效态重金属(以Cd2+的处理为代表),使其沉积为稳定态的碳酸盐;对被复合重金属(Cd,Cu,Pb,Zn等)污染的土壤样进行微生物修复的实验中,有效态重金属去除率达50%~70%。杜立栋等从Pb矿区土壤中分离筛选出一株青霉菌,对人工培养基中有效Pb的最大去除率达96.54%。而且富集效果比较稳定,可应用于Pb矿区土壤生物修复。

(3)动物修复技术

动物修复在国外有较长的研究史,国内研究则处于摸索阶段。它包括将生长在污染土壤上的植物体、果实等饲喂动物,通过研究动物的生化变异来研究土壤污染状况,或者直接将土壤动物,如虹蝴、线虫饲养在污染土壤中进行有关研究。同时,在重金属污染的土壤中放养蚯蚓,待其富集重金属后,采用电激、清水等方法驱出蚯蚓,集中处理,对重金属污染土壤也是一种经济有效的土壤生态恢复措施。

2.2 物理修复

(1)置换法

置换法主要分为客土法、换土法,可以降低土壤中重金属的含量,减少重金属对土壤一植物系统产生的毒害,从而使农产品达到食品卫生标准。客土法和换土法则是用于重污染区的常见方法,在这方面日本取得了成功的经验。

(2)玻璃化技术

玻璃化技术是指把重金属污染区土壤置于高温高压下,使之形成玻璃态物质,将重金属固定其中,从而达到从根本上消除土壤重金属污染的目的。该技术方法工程量大,费用偏高,其最大的特点是见效快,适用于对受到重金属污染严重的土壤进行抢救性修复工作。

2.3 化学修复

化学钝化多用于原位土壤修复,是修复重金属污染土壤的重要途径之一,通过施人一些钝化剂以降低土壤中重金属有效态含量,从而减少迁移及对农作物的毒害。

(1)化学钝化技术

A.无机改良剂的应用

近年来,石灰石、天然沸石、赤泥、骨粉、钙镁磷肥等作为改电剂修复重金属污染土壤的研究逐步成熟。其中石灰作为重金属污染土壤化学固定的常用物质,其对重金属的固定主要通过提高土壤pH值,使重金属生成氧化物或以碳酸盐的形态沉淀起作用,明显降低土壤重金属的有效态含量;天然沸石作为一种优良的铅污染土壤修复材料,通过调节土壤pH值和阳离子交换量抑制重金属铅的生物活性;赤泥可通过提高土壤pH影响重金属的赋存形态,降低重金属的有效性;骨粉可有效降低酸性重金属污染土壤的酸度,提高pH,增强土壤的吸刚性能,促使+壤重金属有效态含量和生物可给性降低;钙镁磷肥是酸性土壤中常用的修复材料,可降低土壤交换态镉含量,使其向缓效态转化。

B.有机改良剂的应用

对于矿区酸性重金属污染土壤具有养分流失严重和有机质缺失的特点,合理施用有机肥可提高土壤养分,增加土壤团粒结构,改善土壤理化性质。有机物料有助予恢复土壤微生态环堍系统,降低土壤中有毒重金属的生物可给性,从而减少对作物的毒害。常见的有机固化物包括禽畜粪便、无害化后的作物秸秆、豆科绿肥和污泥等。

C.螯合技术

螯合剂对土壤中重金属的活化作用主要是通过螯合剂与土壤溶液中的重金属离子结合,降低土壤液相中的金属离子浓度,促进重金属在植物地上部的积累:并且对重金属Pb、cu、zn、cd、Ni等有很强的活化能力。

3.技术路线概述

3.1 土壤污染特征调查

通过开展土壤重金属污染调查与评价,掌握修复区详细的污染状况,为下阶段土壤修复提供依据,土壤特征调查可分现有资料收集和修复区污染状况前期调查两个步骤进行。

3.2 修复区污染状况调查主要内容

(1)样点布设。根据前期收集的资料,由于前期采样调查取样点较少,针对这种状况,根据综合污染型土壤监测单元布点要求,采取网格布点的方法,对土壤污染进行全面的评价。

(2)现场勘查校正。通过现有资料确定的调查区域内理论监测点位,还要通过必要的现场勘查,最终对理论布点数目和位置进行检验和优化。现场环境条件不具备采样条件需要调整点位的,现场点位调整后要对地图网格所布点进行调整,最终形成调查区域内实际需要实施监测的点位集。

(3)采样检测。采样采表层样及深层样,网格布点样品采样深度为20 cm,深层取样分五层取样:0~20 cm;20~40 cm;40~60 cm,土壤样品采集1 kg左右,装入样品袋,如潮湿样品可内衬塑料袋(供无机化合物测定)。采样的同时,由专人填写样品标签、采样记录;标签一式两份,一份放入袋中,一份系在袋口,标签上标注采样时间、地点、样品编号、监测项目、采样深度和经纬度。采样结束,需将底土和表土按原层回填到采样坑中,方可离开现场,并在采样示意图上标出采样地点,避免下次在相同处采集剖面样。

(4)污染评价。土壤重金属评价采用内梅罗指数法。根据国家环保总局颁布的《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166-2004)规定,土壤环境质量评价标准常采用国家土壤环境质量标准、区域土壤背景值或部门(专业)土壤质量标准。

(5)绘制修复场地污染物分布图。根据样品测试结果,结合我国的《土壤环境质量标准(GB15618-1995)》和《危险废物鉴别标准―毒性物质含量鉴别(GB5085.6-2007)》,对典型污染场地的污染现状、污染程度及范围以及污染迁移转化的趋势及规律等进行剖析,根据潜在重点污染区域的检测结果,得到重金属浓度在不同位置变异,进一步确定修复区污染特征,明确污染浓度及范围。

(6)修复方案设计。根据修复区修复的土地利用功能,确定了药剂比例及土壤调理剂的配比及过程的控制条件。得到后期大规模修复所需要的运行参数,进而做出具体的详细的修复方案。具体修复方案如下:

A、修复区不同污染程度划分方案:确定修复区域位置,可根据污染情况将修复区根据污染程度,划定高、中、低浓度区,根据污染程度的不同,做不同的设计。

B、土壤污染治理实施方案:确定药剂配方、加药比、选择最合适的原位稳定剂施加方式和控制条件。

C、修复后农作物恢复种植方案:为了探究稳定化修复对农产品安全的保护情况,预计选择2种当地常见作物在修复区种植。

D、修复验收方案:目前稳定化修复还没有成熟的验收体系,本项目选用土壤浸出为验收方法,但最终标准需根据场地调查情况及小试情况做调整。

4.结论

通过对国内外重金属污染土壤的修复技术研究的综述,可以看出重金属污染土壤的修复技术将越来越受到人们的关注,进一步探索和研究其在重金属去除方面的应用,具有十分重要的意义。结合当前的研究发现重金属污染土壤的修复还可以从以下几个方面努力:

4.1做好修复试点,逐步解决土壤重金属污染问题。开展重金属污染土壤修复技术示范,在重金属污染防治的重点区域进行污染评估,因地制宣地采用生物、物理、化学等措施开展重金属污染土壤治理。

4.2以生态文明为指导,探求实现重金属污染土壤修复治理与景观美化、生态建设与经济效益有机结合的治理模式。

4.3注重重金属污染防治管理、制度、措施及方法创新,逐步建立企业环境信息披露制度和重金属污染物产生、排放详细档案。

参考文献

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