曲永軍
(定西市生態(tài)環(huán)境局安定分局,甘肅 定西 743000)
土壤中富含大量可用資源,糧食種植以及住房建造等均離不開土壤。但是,隨著各產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,產(chǎn)生了很多能夠引起土壤污染的物質(zhì),其中,重金屬對土壤造成的危害最大,而且重金屬屬于非常難分解的污染物。因此,要充分利用各種修復(fù)技術(shù),對污染土壤進(jìn)行有效修復(fù),從而使土壤能夠持續(xù)發(fā)揮其應(yīng)有功能。
當(dāng)土壤中的重金屬含量超標(biāo)時,土壤就會呈現(xiàn)出高度富集重金屬的狀態(tài)。重金屬含量過高會對土壤中生存的動物造成嚴(yán)重的危害,不僅會抑制動物的生長,而且會威脅動物的生命安全[1],還會對土壤中的動物群體數(shù)量以及群體結(jié)構(gòu)造成一定的破壞,從而導(dǎo)致土壤生態(tài)系統(tǒng)失衡,進(jìn)而使區(qū)域內(nèi)的土壤喪失其應(yīng)有的功能。
土壤受重金屬污染后,植物生長十分緩慢,而且植株較為脆弱。由于這種現(xiàn)象很難被直觀觀察到,因此很容易錯過最佳的搶救時間,從而造成植物大范圍死亡。農(nóng)田土壤受到重金屬污染后,不僅會嚴(yán)重影響農(nóng)作物的生長和發(fā)育,而且重金屬元素會隨著作物的生長不斷累積,并通過作物的內(nèi)部運輸?shù)竭_(dá)作物的果實,從而使果實的食用價值受到嚴(yán)重影響,進(jìn)而嚴(yán)重影響農(nóng)民的經(jīng)濟收入。
人類生活所需要的食物以及飲用水等均離不開土壤,當(dāng)人們食用被重金屬污染的植物或動物時,會間接大量攝入重金屬,從而對身體健康造成嚴(yán)重的危害[2]。另外,人類隨時會與土壤接觸,在接觸過程中會有微小的重金屬通過皮膚表皮系統(tǒng)進(jìn)入人體內(nèi)部,從而對人的生長發(fā)育造成一定的影響,最終使身體健康受到威脅。
2.1.1 換土法。換土法就是將受到污染的土壤清除,然后替換成無污染的土壤,從而使土壤重金屬污染情況得到緩解[3]。目前常用的換土法有3 種。第一種是直接換土法,即將受到污染的土壤清理走,然后添加干凈的土壤。這種方法能夠達(dá)到很好的修復(fù)效果,但是工作量較大,因此在實際應(yīng)用過程中會受到一定的限制,較適用于小范圍的重金屬污染土壤修復(fù)。第二種是客土法,即在原有的土壤基礎(chǔ)上,添加大量的無污染土壤,并將兩者混合,從而降低重金屬的污染程度。第三種是翻土法,即采用土壤深翻的方法,使深處無污染的土壤與表層受到污染的土壤進(jìn)行混合,從而對重金屬含量較高的土壤進(jìn)行稀釋,以此來降低土壤中的重金屬含量。雖然應(yīng)用換土法能夠在一定程度上降低土壤中的重金屬含量,但是不能從源頭上修復(fù)污染土壤,具有一定局限性。
2.1.2 玻璃化技術(shù)。玻璃化技術(shù),即利用專業(yè)的設(shè)施,經(jīng)過高溫高壓的方式將污染的土壤進(jìn)行玻璃化,從而使土壤中的重金屬固定,進(jìn)而有效地清除土壤中的重金屬。玻璃化技術(shù)對土壤的修復(fù)效率較高,而且修復(fù)效果良好,但是該技術(shù)的應(yīng)用需要相關(guān)設(shè)備的支持,工程量較大、成本較高,因此玻璃化技術(shù)一般適用于價值較高的重金屬污染土壤修復(fù)中。
2.1.3 電動修復(fù)技術(shù)。電動修復(fù)技術(shù),即采用通電的方式,使土壤中的重金屬聚集在電極附近,從而對該區(qū)域的重金屬進(jìn)行清理,進(jìn)而達(dá)到土壤修復(fù)的目的。電動修復(fù)技術(shù)在進(jìn)行土壤重金屬污染修復(fù)時,能夠獲得很好的修復(fù)效果,所投入的修復(fù)成本也較低,并且不會對周邊的環(huán)境造成二次危害。但是需要注意的是,應(yīng)用電動修復(fù)技術(shù)時要對污染土壤的防滲層進(jìn)行及時處理,以防重金屬遷移到土壤的更深處,加大土壤修復(fù)難度。
2.2.1 化學(xué)淋洗修復(fù)技術(shù)?;瘜W(xué)淋洗修復(fù)技術(shù)就是將淋洗液加入污染土壤中,促使重金屬遷移到淋洗液中,然后將吸附了大量重金屬的淋洗液進(jìn)行回收,并進(jìn)行相應(yīng)的處理,從而實現(xiàn)對土壤重金屬污染的修復(fù)。該技術(shù)的應(yīng)用原理與電動修復(fù)技術(shù)類似,都是利用重金屬的聚集效應(yīng)進(jìn)行處理?;瘜W(xué)淋洗修復(fù)技術(shù)主要適用于沙質(zhì)土壤重金屬污染修復(fù)。不同種類的淋洗液對于土壤重金屬污染的修復(fù)效果存在一定的差異[4]。在實際應(yīng)用中,雖然淋洗液修復(fù)技術(shù)能夠得到很好的修復(fù)效果,但是淋洗液很容易對地表水造成污染,并且回收淋洗液時還會帶走土壤中的部分營養(yǎng)元素。因此,使用化學(xué)淋洗修復(fù)技術(shù)會使土壤肥力下降,從而影響植物生長。經(jīng)過多次實踐,相關(guān)學(xué)者將化學(xué)淋洗修復(fù)技術(shù)與深層土壤固定技術(shù)進(jìn)行結(jié)合,可以將重金屬固定在深層土壤中,從而有效降低其對地表水的污染。
2.2.2 化學(xué)固定修復(fù)技術(shù)?;瘜W(xué)固定修復(fù)技術(shù)也被稱為原位固定技術(shù)。這種技術(shù)主要是把磷酸鹽、沸石或其他有機物質(zhì)加入被污染的土壤中,改變土壤中重金屬的理化性質(zhì),使重金屬被氧化還原或者沉淀,從而有效降低重金屬對土壤的污染,并且能夠有效防止重金屬污染范圍擴大?;瘜W(xué)固定修復(fù)技術(shù)能夠起到良好的修復(fù)效果,而且操作過程相對簡單,但缺點是不能夠徹底清除土壤中的重金屬。
2.3.1 微生物修復(fù)技術(shù)。微生物修復(fù)技術(shù)主要是將微生物添加到土壤中,使土壤中的重金屬被微生物的分泌物所固定。在實際應(yīng)用過程中,可以將藍(lán)細(xì)菌、動膠菌等加入土壤中,從而在土壤內(nèi)產(chǎn)生大量的多糖、糖蛋白等物質(zhì)。這些物質(zhì)可以與重金屬形成絡(luò)合物,從而有效降低土壤中的重金屬含量,達(dá)到修復(fù)土壤的目的[5]。運用微生物修復(fù)技術(shù)不僅能夠有效控制重金屬的污染范圍、提升土壤的肥力和抵抗力,起到良好的修復(fù)效果,而且投入的成本較低。
2.3.2 植物修復(fù)技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)包含多種修復(fù)方法,如植物提取法、植物揮發(fā)法、植物穩(wěn)定法以及植物促進(jìn)法等,這些方法均能夠達(dá)到良好的修復(fù)效果。植物提取法是將土壤中的重金屬富集到土壤上種植的植物體內(nèi),然后將這些植物進(jìn)行砍伐,從而減少土壤中的重金屬含量;植物揮發(fā)法是利用植物的新陳代謝,使重金屬隨著植物的代謝過程而揮發(fā),從而降低土壤中的重金屬含量;植物穩(wěn)定法是利用植物將重金屬吸附固定在土壤表層[6];植物促進(jìn)法是通過在污染土壤中栽種植物,促進(jìn)微生物對土壤重金屬的利用,從而起到去除重金屬的作用。研究表明,當(dāng)?shù)V區(qū)內(nèi)的土壤重金屬污染超標(biāo)時,可以種植鬼針草、菊芋、狗尾草等植物,對重金屬進(jìn)行富集和清除。
土壤重金屬污染已經(jīng)嚴(yán)重威脅到人們的日常生活,對重金屬污染土壤進(jìn)行修復(fù)迫在眉睫。常用的土壤修復(fù)方法有物理修復(fù)法、化學(xué)修復(fù)法和生物修復(fù)法等,這些修復(fù)技術(shù)均可以達(dá)到良好的修復(fù)效果,但同時也存在一些缺陷。因此,進(jìn)行土壤重金屬污染修復(fù)時,要根據(jù)實際污染情況和土壤特點選擇適合的修復(fù)技術(shù),也可以同時運用多種技術(shù)進(jìn)行修復(fù),以確保修復(fù)更加高效,提高土壤的肥力和抵抗力,從而使依靠土壤生存的植物、動物能夠良好生長,并降低重金屬污染對人身體造成的傷害。