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重金属污染土壤修复技术应用实践研究
论文作者:童鞋论文网  论文来源:www.txlunwenw.com  发布时间:2019/5/24 8:59:26  

摘要:为了稳步增强重金属污染土壤修复能力,实现土地资源的高效保护与可持续性使用,文章从物理/化学修复、生物修复、农业生态修复等三个维度出发,对修复技术方案进行梳理,结合修复实践,构建起系统化的重金属土壤污染修复方案。

关键词:土壤污染;重金属;修复技术;修复实践;

0引言

为了有效治理重金属土壤污染,我国投入大量资源用于土壤修复,在长期实践中,形成了多种类型的修复技术方案,并取得了一定的成效。基于这一实际,文章从多个角度出发,在完成对重金属土壤污染危害性论述的基础上,着重对重金属土壤污染修复技术、修复实践等进行阐述。

1重金属土壤污染分析

对重金属土壤污染危害性以及现有治理方式进行全面探讨,有助于技术人员从总体上了解重金属土壤污染治理的基本情况,吸取经验,为下一步修复技术的应用明确方向。

1.1重金属土壤污染危害性

从相关科研机构公布的数据来看,我国受到Pb、Hg等重金属污染的耕地面积为2000万hm2,约占总体耕地面积的五分之一。重金属对于人体有着极大的威胁,极易诱发癌症等各类恶性疾病,例如20世纪60年代日本富山县爆发的“痛痛病”,就是较为典型的重金属中毒案件,而痛痛病的爆发与当地土壤污染有着直接关系。近些年来我国重金属土壤污染事件频发,广东韶关镉超标、湖南株洲镉污染、湖南武冈市百名儿童铅超标,重金属土壤污染的危害性及高频性,要求政府主管部门及相关企业必须做好污染治理与土壤修复工作。与其他土壤污染不同,重金属土壤污染具有隐蔽性、长期性及不可逆转性等特征,重金属在土壤中的不断富集,不仅造成土壤肥力下降,影响农作物产量,同时还会对地下水体造成污染。

1.2重金属土壤污染治理方式概述

目前重金属土壤污染的治理大致可以划分为两种方式,一种为去除,一种为固化。去除是指通过一定的技术手段,将重金属从土壤中分离,达到修复土壤的目的;固化则是将重金属限制在某一区域,以降低污染的危害性。近些年来,随着技术水平的不断提升,重金属土壤污染治理逐步呈现出多元化的发展趋势,化学、物理、生物等治理方法不断涌现,大大提升了重金属土壤污染修复能力,有效控制了重金属土壤污染的分布范围,降低了环境风险与健康风险。为了进一步做好重金属土壤污染修复工作,技术人员应当在吸收借鉴目前治理方法的基础上,以现有的技术手段为支撑,持续优化技术方案,构建高效的重金属土壤污染治理机制。

2重金属土壤污染修复技术分析

2.1物理/化学修复技术

物理/化学修复技术借助于土壤的性质及重金属的属性特征,借助于物理/化学的手段,对重金属进行分离或固化处理,以此来达到土壤修复的目的。物理/化学修复技术操作流程较少,修复周期较短,满足多种重金属土壤污染修复工作的客观要求。对于污染面积较小的土壤,可以采取换土、去土、深耕翻土等方式,这类处理方式,通常将受污染的土壤进行更换,或将重金属的覆盖范围进行扩大,以降低重金属浓度,将其控制在合理的范围内。这种方法被英国、美国等国家广泛采纳。土壤淋洗法通过淋洗药剂对土壤的重金属进行剥离,淋洗法适用于污染面积较大、污染程度较深的土壤,尤其是在砂质土的修复环节,有着极佳的效果。从过往情况来看,影响淋洗法修复效果的因素主要有淋洗液的种类、土壤性质、污染程度等,在实际的修复环节,技术人员应当根据实际情况,来调整淋洗药剂的类别、浓度,以确保修复效果。热解吸法是通过加热的方式,对重金属进行处理,从而达到土壤修复的目的。从相关研究来看,在温度低于土壤沸点的情况下,使用热解吸法能够有效去除土壤中99.8%的Hg,修复效果较为显著,但是与其他物理/化学修复技术相对比,热解吸法的成本较高,在加热土壤中需要消耗大量的能量,无形之中,增加了重金属土壤污染修复成本。电动修复在土壤污染区域插入电极,土壤中的重金属在直流电压下,发生重金属离子的迁移、渗透、电泳的情况,重金属元素富集于电极周围,然后借助于必要的物理或者化学的处理方式,对污染部分进行清洁处理。

2.2生物修复技术

与物理/化学修复技术相比,生物修复技术成本较低,具有土壤与地下水体同时净化的效能,同时借助于植物以及微生物,有效提升土壤肥力,确保农业生产。生物修复技术可以分为植物修复技术、微生物修复技术两大类。在重金属土壤污染修复环节,技术人员应当根据实际情况,采取灵活的手段,合理使用相关修复技术。植物修复技术主要通过植物的提取及挥发能力,完成对土壤中重金属的修复,在实际的技术应用环节,相关工作人员应当通过持续性或者小诱导性提取的方式,完成对植物提取操作,将土壤中的重金属集中于地面,通过对植物的收割来进行重金属与土壤的分离,以此来达到重金属土壤污染修复的目的。生物挥发则主要借助于植物根系的分泌物来去除重金属污染,从过往情况来看,植物挥发技术较好地满足了Se、Hg、As等重金属的修复工作,如图1所示:

使用芥菜来去除Se,通过种烟草去除土壤中的Hg,在植物挥发修复环节,应当妥善处理相关植物,以避免有害气体的产生,造成二次污染[1]。微生物修复主要借助于细菌、真菌、藻类等具有吸附、氧化-还原作用的物质,来降低重金属的毒性。例如在土壤中加入菌株能够在相关酶的作用下,对重金属进行作用,形成无害沉积物,尤其是菌根真菌,其在重金属土壤污染修复环节中的使用,大大降低了重金属的毒性,同时提升了修复的有效性。

图1植物挥发技术示意图

2.3农业生态修复技术

农业生态修复技术主要是通过农业手段,通过改变土壤水分含量、耕作制度以及农药使用等方式,完成对土壤污染的修复工作。在农业生态修复环节,技术人员可以采取控制土壤中水分的方式,来有效控制土壤Eh值,一些重金属在氧化还原下其迁移性不断发生变化,而造成土壤氧化还原的主要因素在于水分含量,因此在修复环节,可以通过调控水分含量的方式,来有效增强氧化还原效能,从而来降低重金属的迁移,确保土壤修复工作的顺利开展。

3重金属土壤污染修复实践

重金属土壤污染修复技术在发展及长期的实践中,取得了一系列成就,土壤修复效能不断提升,修复成本得到管控。对重金属土壤污染修复实践的探讨,有助于进一步理清修复技术的应用方式,理顺重金属土壤污染修复的基本流程,明确修复技术的应用重点,为后续相关修复工作的开展提供了参考。

西班牙学者通过6年时间,使用生物固体堆肥、糖酸盐等改良剂,完成了对重金属污染土壤的改良,并在改良过程中发现,部分改良剂有效提升了修复效率,明显降低土壤重金属的有效含量,降低重金属的危害性。我国湘江水环境重金属污染整治关键技术研究与综合示范项目作为重金属污染土壤修复国家级研究课题,广泛开展了湘江流域重金属土壤污染区域的修复工作,其中对于某稻田的修复工作效果明显,水稻中Cd含量下降63.8%,修复效果极为显著,这些修复实践活动充分证明重金属土壤修复技术有着极好的实用性,切实满足土壤保护的需求。

4结语

为了稳步增强重金属污染土壤修复能力,实现土地资源的高效保护与可持续性使用,文章从物理/化学修复、生物修复、农业生态修复等三个维度出发,对修复技术方案进行梳理,结合修复实践,构建起系统化的重金属土壤污染修复方案。

参考文献

[1]黄洁慧.浅谈重金属污染土壤修复技术及修复实践[J].低碳世界,2017,(7):98-99.

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