摘要:對當前土壤重金屬污染現(xiàn)狀和其存在的諸多危害進行了分析,綜述了重金屬污染土壤修復技術的原理、實用性,并在此基礎上做了進一步的展望。
關鍵詞:重金屬污染;土壤;修復
引言
隨著我國工農業(yè)的發(fā)展,土壤中重金屬含量逐年增加,直接或間接的造成了人類的生活污染,嚴重影響人們的身體健康。合理提高污染土質修復水平,改善土壤整體治理效果,實現(xiàn)長期可持續(xù)發(fā)展,是我國的首要任務。本文綜述了幾種主要重金屬污染土壤修復技術及發(fā)展前景,分析出有效的處理辦法,以便未來的進一步研究。
1、我國土壤重金屬污染現(xiàn)狀
重金屬土壤復合污染物是現(xiàn)代環(huán)境科學技術發(fā)展中主要的研究問題之一。土壤污染綜合處理技術的研究進步與國際上先進的治理方法有直接影響關系,通過合理有效的投資,在物力和人力上逐步實現(xiàn)污染土壤的有效處理和修復,實現(xiàn)化學、物理、生物科學技術上的綜合技術研究,從綜合修復治理中尋求更加適合的成果。重金屬在土壤中產生的原因主要是因為工業(yè)冶煉。主要的重金屬污染物質有Pb、Cr、Cd、As等等。土壤重金屬污染物具有的特點是遷移能力較差,重金屬在土壤和生物體內積存,重金屬對于植物具有極其巨大的傷害。分析土壤污染的級別種類,確定土壤污染中的金屬含量,合理的分析有機物、無機物所占比例,有效的提升復合方式的污染處理過程,確定有效污染處理辦法。
2、重金屬污染土壤修復方法
污染土壤的修復主要依靠物理、生物、化學上的各種變化,完成轉移、吸收、分解、降解,確保土壤中的危險污染物質逐步降低,實現(xiàn)濃度可以維持基本環(huán)境標準。將重度污染物質全部清除是不現(xiàn)實的,但是通過有效的污染降解,轉化,可以實現(xiàn)污染物濃度降低,修復效果逐步提升。
2.1 物理修復法
物理修復方法是采用溶液冷凍固定技術方法,在對土壤中的污染物質進行淋洗的同時,修復土壤表面和內部的污染物質的轉移情況,采用有效的物理操作過程,對國家規(guī)定的修復比例進行控制,實現(xiàn)有效的物理修復效果。另外,常常采用固化技術,對土壤中的污染物質進行包裝深埋,這種物理修復的方法需要的工程量較大,而在修復中容易產生二次污染問題。電動力物理修復的方法是另外一種治理重金屬污染土壤的方法,在一些發(fā)展較快的國家,已經(jīng)逐步進入了商業(yè)管理模式。采用電極分配的方式進行土壤或地下水的修復,以一種合理的酸堿電流,形成合理的電廠。用電廠產生的動力電效應,驅動土壤中的重金屬污染物質沿著電場設定的方式進行逐步遷移,將污染物質集中在電極區(qū)域范圍內,然后記性集中分離處理。在污染修復處理中,采用原位修復方法可以實現(xiàn)有效的修復效果。尤其在應用傳統(tǒng)方法無法有效治理的重金屬土壤中,通過點動力學處理方法,可以實現(xiàn)地區(qū)土壤環(huán)境的改善,直接完成突然修復工序,而需要的成本較低,產生的二次污染較少,是有效的提高重金屬土地土壤修復效果的方法。
2.2 化學修復法
化學修復方法是利用污染物質的基礎化學性質,通過分析其化學物質成分,達到分解、氧化、萃取的效果。按照化學技術修復的相關原理不同,化學修復的方法主要分為固化處理方式、電化學處理方式、熱處理方法、土壤淋洗處理方式和有效改良劑的處理方法。其中固化是對污染土壤給予一定量的固定劑進行配比混合,通過熟化的滲透過程,實現(xiàn)固體混合物包裹過程,挨餓包污染物質的穩(wěn)定狀態(tài)。從而隔離土壤與金屬污染物質之間的一種處理方法??梢圆捎玫墓袒瘎┯泄杷猁}、窯灰、熱塑性快融物質、硅酸鹽等等。熱處理方法可以對污染土壤進行整體加熱處理,通過土壤的揮發(fā)物質進行搜集,完善電解土壤中重金屬的有效電解遷移過程,確保有效污染處理?;瘜W修復對于小面積、污染較重較集中的土壤而言,可以采用化學修復的方法,具有治理效果明顯而快速的特點,但對于污染面積較大的土壤,需要大量資源消耗,才可以提高土壤治理過程,而且因為化學物質的作用,容易造成土壤結構出現(xiàn)破壞的現(xiàn)象,影響土壤的整體肥力,長期發(fā)展會造成土壤肥力下降的問題。因此,對于大面積的土壤污染不易選用這種方法進行修復處理。
2.3 生物修復法
生物修復方法是對重金屬污染土壤中的微生物、植物、動物和其他綜合體進行轉化、分解、吸收,轉化土壤中的污染物質,最終達到有效的土壤污染物清除的效果。其中主要利用植物修復重金屬污染土壤的方法其機理主要依靠植物萃取作用,根系過濾作用,植物揮發(fā)作用和植物固定化作用。與傳統(tǒng)的修復方法相比,植物修復具有綠色,環(huán)保,經(jīng)濟等優(yōu)勢。根據(jù)修復植物在某一方面的修復功能和特點,可將植物修復分為植物提取、植物揮發(fā)和植物穩(wěn)定3種類型。目前,利用植物修復重金屬污染土壤的做法正在被越來越多的研究人員所推崇。該方法通過多種途徑尋找更多超積累植物或修復效率高的植物。有部分研究人員還提出可以用大生物量的植物進行替代,雖然有些植物不是超積累植物,但因其生物量大和對重金屬有耐性等特征,仍能應用于重金屬污染土壤的植物修復。有研究人員用煙草、美人蕉等作物進行植物修復研究,取得很好的效果。這也為其他研究人員提供了一種思路。
2.4 聯(lián)合修復
聯(lián)合修復是采用組合修復的防止,提高土壤處理效果,防止因為單一修復無法完成整體修復過程。具體方法有植物-微生物聯(lián)合定向修復重金屬污染土壤、重金屬污染土壤改良劑及植物和化學聯(lián)合修復等。如具有泡囊叢枝菌根的植物有促進銫的吸收和積累的作用,在兩種植物的根部接種細菌后,超積累硒和汞的能力分別比對照提高60%和35%。逐步改善污染修復效果,實現(xiàn)綜合修復,提高污染物的降解速率,降低修復的成本費用,對修復過程、修復內容、修復方式進行合理組合,改善修復比例效果,必將是土壤修復技術研究的趨勢。
3、土壤中污染物質的修復發(fā)展趨勢
綜上所述,重金屬污染土壤修復技術的研究上,雖然有一定的修復技術革新,但是仍然存在較多未解決的問題。就目前的修復水平來看,以有效的物理修復方式,配合化學生物處理修復方式,是未來的土壤修復發(fā)展趨勢。因此,應逐步提高各個修復技術的修復效果,降低修復周期,提高優(yōu)化效果,確?;瘜W、生物、物理聯(lián)合修復,實現(xiàn)土壤修復技術的快速發(fā)展,從而實現(xiàn)污染土壤生態(tài)服務功能的綜合快速全面恢復。
參考文獻:
[1]徐明崗.施肥與土壤重金屬污染修復[M].北京:科學出版社,2014.
[2]滕葳.重金屬污染對農產品的危害與風險評估[M].北京:化學工業(yè)出版社,2013.
[3]周振民.污水灌溉土壤重金屬污染機理與修復技術[M].北京:水利水電出版社,2011.
[4]鄭國璋.農業(yè)土壤重金屬污染研究的理論與實踐[M].北京:中國環(huán)境科學出版社,2007.
[5]程紅艷.臨汾市農業(yè)土壤中重金屬元素分析與評價[M].北京:中國農業(yè)科技出版社,2007.
[6]王學松.城市表層土壤重金屬富集淋濾特征與磁學響應[M].北京:中國環(huán)境出版社,2009.
[7]《土壤和沉積物中有機物和重金屬監(jiān)測新方法》編寫組.土壤和沉積物中有機物和重金屬監(jiān)測新方法[M].北京:中國環(huán)境出版社,2011.
[8]滕葳.區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)土壤和作物中重金屬的特征研究[M].北京:化學工業(yè)出版社,2013.
[9]李其林.污水灌溉土壤重金屬污染機理與修復技術[M].北京:中國環(huán)境出版社,2010.
[10]駱永明.重金屬污染土壤的香薷植物修復研究[M].北京:科學出版社,2012.
[11]滕葳.長期污灌農田土壤重金屬污染及潛在環(huán)境風險評價[M].北京:化學工業(yè)出版社,2013.
[12]陳濤、常慶瑞、劉釗、劉海飛.污水灌溉土壤重金屬污染機理與修復技術[J].農業(yè)環(huán)境科學學報,2012.
[13]劉勇,岳玲玲,李晉昌.太原市土壤重金屬污染及其潛在生態(tài)風險評價[J].環(huán)境科學學報.2011.
[14]于云江,胡林凱,楊彥,車飛,孫朋,鄧飛.典型流域農田土壤重金屬污染特征及生態(tài)風險評價[J].環(huán)境科學研究.2010.
[15]杜習樂,馬建華,呂昌河,李文軍.污灌農田土壤動物及其對重金屬污染的響應——以開封市化肥河污灌區(qū)為例[J].地理研究.2010.
[16]崔宏莉,解靜芳,楊彪,韓琦,范仁俊,王愛英.污灌與鎘脅迫對菠菜幾種抗氧化酶活性的影響[J].生態(tài)毒理學報.2010.
[17]徐良將,張明禮,楊浩.土壤重金屬污染修復方法的研究進展[J].污染防治技術.2015.
作者簡介:滿意(1993-),男,遼寧省大連市,大學本科學歷,環(huán)境工程專業(yè)。