重金属污染土壤修复技术探究论文_ 沈鑫樑 黄小伟 熊德芬 陈石元 詹现杰

重金属污染土壤修复技术探究论文_ 沈鑫樑 黄小伟 熊德芬 陈石元 詹现杰

摘要:随着工业的大规模发展,越来越多的工业废弃物被产生和排放,这些工业废弃物中大多含有大量的重金属元素,一旦未经过处理就排放到自然界当中去,将有可能会造成严重的土壤重金属污染事故,它不仅仅会危害到那些依靠土壤生存的植物、动物和微生物,还会通过复杂的生物链层层传递,危害到所有生活在地球生态圈中的生物,这其中自然也包括我们人类。本文就是以重金属污染土壤修复技术为研究对象,探究了土壤重金属污染的现状和主要危害,阐述了多种重金属污染土壤修复技术的要点,并对技术的应用方法进行了介绍,以期能够推动重金属污染土壤修复技术的进步,有效防治土壤重金属污染,保护生态健康与安全。

关键词:重金属;土壤污染;土壤修复

随着全球经济社会的飞速发展,工业化程度也越来越高,工业的发展无法避免地带来了大量的工业废弃物,这些工业废弃物的不合理排放,将会大大增加土壤重金属污染的程度。发生在土壤中的重金属污染具有很强的隐蔽性,不易被人们所察觉,因而我们难以对其进行及时的治理与修复;同时,土壤重金属污染的影响和危害还具有持续时间长的特点,一旦土壤中的重金属含量超过一定范围,若是不进行人为治理,则基本无法自行消失,这样一来,它不仅仅会危害依靠土壤生存的植物、动物和微生物,时间一长,还会通过食物链层层传递,最终将有可能严重危害到整个生态圈的健康,其中也包括我们人类。因此,土壤重金属污染的相关问题已经成为全世界各界人民广泛关注的焦点问题,研究出有效解决土壤重金属污染的技术方法已经成为人们努力追求的目标,这样将有助于保护自然环境、维持生态平衡、促进社会经济可持续发展。

一、土壤重金属污染现状

根据相关数据分析显示,造成我国土壤重金属污染的主要重金属污染物包括砷、铅、贡、铬、镍等。在我国目前现有的耕地面积中,大于10%的耕地已经遭受到了重金属的污染,每年因为土壤重金属污染的原因造成的粮食产量降低数量将近有一千万吨,除此之外,还存在着大量因为重金属含量超出了相关质量标准的粮食无法进入市场进行交易,这些情况都给农作物种植户和整个农产品市场经济带来了巨大的经济损失。从我国的土壤重金属污染情况的相关统计数据中可以看出,京津冀、珠三角、湘赣鄂和成都平原地区是我国土壤重金属污染最为严重的几个地区;另外从整体来看,南方地区较北方地区土壤重金属污染情况更为严重一些 [1]。

此外,还有相关专家对我国近几年的土壤重金属污染情况进行了总体的调查和研究,经过其统计分析得出,我国的土壤重金属污染情况近些年出现了从地表到地下、从城市到农村以及从工业到农业的趋势,近年来更是频频发生各种土壤重金属污染的事故。

二、土壤重金属污染危害

首先,土壤重金属污染最先也是最直接的威胁到生存在土壤当中的植物、动物以及微生物的生命健康,重金属物质被它们从土壤中吸收进入体内并不断地在体内累积,严重影响了它们正常的代谢循环,久而久之就会威胁到它们的生命安全。

然后,重金属通过生物链不断地进行循环、传递与扩散,随着时间的增长,重金属污染的影响范围会逐渐地扩大。这种扩大不仅仅是地域上的扩大,也是受重金属污染危害的生物种群的扩大。我们人类作为现如今食物链顶端的生物,重金属通过食物链的层层累积,到达我们体内时已经具有较高的浓度了,这将对我们人类产生更加严重的危害。

除此之外,土壤中的重金属随着时间的推移,将会逐渐扩散至周围水体以及大气当中,久而久之也会引发水体重金属污染以及大气重金属污染,进而全面危害到整个生态圈。

最后,综上所述,如果不及时对受到重金属污染的土壤进行修复与治理,土壤重金属污染将会对整个地球生态系统产生长期持续且巨大的危害,我们人类作为地球生态系统中的一员同样不能幸免,我们的社会经济可持续发展也会受到影响。

三、土壤重金属污染修复技术

(一)物理修复技术

物理修复技术就是指在不改变重金属污染物的化学性质的前提下,仅仅运用物理手段对受到重金属污染的土壤进行治理与修复,这种修复技术主要包括换土、翻土和热处理等。换土是指将被重金属污染的土壤整体挖出并搬离现场,然后填入新的未被污染的土壤;翻土是指将地表以下深度较深的还未被重金属污染的土壤翻到上层;热处理是通过对被重金属污染的土壤进行加热,挥发其中易于挥发的污染物质。换土和翻土虽然可以将要修复的重金属污染土壤中的重金属全部移除,但是这种方法并没有从根本上解决问题,被埋到深处和被替换出的土壤依然存在重金属污染的问题[2]。

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(二)化学修复技术

第一个是土壤淋洗修复技术,它是用淋洗剂(螯合剂、无机溶液等化学试剂)对被重金属污染的土壤进行反复的淋洗,在淋洗过程中,淋洗剂与土壤中的重金属物质发生反应,使这些重金属污染物从土壤中转移至淋洗溶液中,最后通过提取出淋洗溶液的方法来带走土壤中的重金属污染物。

二是溶剂浸提修复技术,这个技术主要针对于土壤中那些不溶于水的重金属污染物质,可以根据这些重金属污染物质本身的化学特性,选取合适的溶剂,倒入被污染的土壤当中,使这些物质与溶剂发生离子交换,充分溶解,从而将其从土壤中清除。

三是原位化学氧化修复技术,这一技术指的是利用FeSO4、NaHSO3等氧化剂,将土壤中的重金属氧化生成较为稳定的物质,新生成的物质与原来的重金属相比较而言,毒性会有明显的下降,从而达到对污染土壤的修复目的[3]。

(三)生物修复技术

在自然界中,存在着一些植物,它们本身就具有着吸收重金属的能力,我们恰恰可以利用这一点,将这些植物种植在被重金属污染的地区,从而达到修复被重金属污染的土壤的目的。但是,不同种类的植物吸收重金属的类别和能力也不尽相同,因此我们要在种植之前,根据当地的土壤、气候条件,以及被污染土壤的重金属种类来选取最适宜的植物进行种植,以达到最好的修复效果。

生活在土壤当中的微生物,是土壤生态系统的重要组成部分,它们也具有一定的吸收重金属的能力,因此也可以用来修复被重金属污染的土壤。但是,微生物体型十分渺小,在其寻找和分离方面存在较大的难度,较少应用于实际之中。

除了微生物之外,土壤中也生活着一些低等动物,我们也可以利用这些动物在土壤中的捕食、呼吸和代谢活动,对重金属进行吸收和转移,但是这种技术并不适合对重金属污染程度较高的土壤进行修复 [4]。

(四)农业修复技术

农业修复技术指的是在农业耕作的过程当中,可以采取一些人为的手段,来有效降低土壤中重金属污染物对农作物的危害。其中主要包括喷洒农药、更改耕种制度以及适度控制土壤湿度等方式。

四、土壤重金属污染修复技术的应用

在进行重金属污染土壤的修复过程中,是否能够做到因地制宜地选取最合适的修复技术,是影响重金属污染土壤修复效果的重要因素。鉴于此,我们在进行土壤修复之前,要首先前往污染地区采集重金属污染土壤样本,对每个样本进行检测分析。除此之外,还需要对污染地区的环境进行调查,其中包括该地区的气候、水文以及植被等条件。然后,根据前期调查检测分析结果,选择最为合适的污染土壤修复技术,并进行修复可行性分析,制定出一个合理、详细的修复计划。最后,在进行污染土壤修复的过程中,相关工作人员的个人素质与操作水平,也直接影响着最后的修复效果,因此要提前对工作人员进行技术方面的培训,并在整个修复工作过程中进行严格的监督和检查,以确保修复工作的顺利进行,保证重金属污染土壤的最终修复效果[5]。

结语

土壤的健康安全与我们人类的生命健康息息相关,土壤重金属污染问题时刻威胁着整个生态系统的稳定与和谐,因此解决土壤重金属污染问题刻不容缓。目前为止,我们所提到的重金属污染土壤修复技术中,大部分已经广泛应用到了实践当中,逐步实现了工程化。在具体的实践操作当中,由于重金属污染土壤的各方面情况都较为复杂,因此大多是采用多种修复技术相结合的方式,统筹兼顾各种修复技术的优势和劣势,采长补短,全面的对受污染的土壤进行修复,这样将有助于提高污染土壤修复效率,加强重金属污染土壤的修复效果。

参考文献

[1]汤志涛.重金属污染土壤修复技术研究现状与展望[J].广东化工,2020,47(01):110-111+103.

[2]刘义,刘庆广,黄永凤.土壤修复技术研究进展[J].德州学院学报,2019,35(06):47-51.

[3]王倩倩,王大祥.土壤重金属污染治理存在的问题及对策[J].河南科技,2019(34):147-149.

[4]康春景,魏长雨,高轩,何旭麒.土壤重金属污染修复及效果评价研究进展[J].中国金属通报,2019(11):152-153+155.

[5]周倜,梅宝中,张强.重金属污染土壤修复技术及其修复研究[J].资源节约与环保,2019(11):75.

论文作者: 沈鑫樑 黄小伟 熊德芬 陈石元 詹现杰

论文发表刊物:《城镇建设》2020年第3期

论文发表时间:2020/4/13

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