土壤重金属污染治理技术的现状分析及未来对策论文_刘莉婕

土壤重金属污染治理技术的现状分析及未来对策论文_刘莉婕

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摘要:土壤重金属污染会对农业生产以及人们身体健康带来极大的危害,对于重金属污染土壤的物理修复方法、化学修复方法、工程修复方法以及生物修复方法而言,仍然存在不断创新完善的空间。只有真正的将土壤的重金属污染问题重视起来,才能从根本上减少土壤被重金属污染的情况,从而保证整个生态环境的健康。

关键词:土壤重金属污染;治理技术;现状;对策

1土壤重金属污染现状

1.1研究方法

土壤重金属污染的识别方法主要有对比法、统计分析法和地球化学法,对比法是通过元素剖面对比和环境标准及其背景值对比来判别,这种方法的应用比较广泛,而且简单易于操作。统计分析法与地球化学法则是通过多元统计分析、空间统计分析以及地统计学的方法判定土壤中的重金属含量。

1.2我国土壤重金属污染治理存在的问题

一是治理示范规模小、试点少。由于大多是小范围的试验,根本赶不上土壤污染恶化的速度,只有建设大规模的综合治理区,开展示范性的污染治理工作,试点区域各方面的情况都应具有代表性,才能有效解决土壤重金属污染的问题;二是缺少符合我国土壤重金属污染特征的治理技术。目前我国还处于土壤污染防治的起步阶段,技术水平和能力还有待加强,尤其是针对不同的土壤污染类型应该采取不同的方式,而且由于我国的土壤类型差异明显,也给治理工作带来了较多阻碍。三是土壤重金属污染修复技术工程化以及产业化亟待加强。目前国内的土壤治理工作缺乏各方的联动力,很难实现低成本并且成效显著的土壤治理修复技术。而污染治理要朝产业化的方向发展,这是未来的必然趋势。

2土壤重金属污染主要原因

2.1农业污染

我国属于农业生产大国,在农业生产过中,大量含有重金属的化肥以及农药的使用,都会引起土壤的重金属含量超标问题。尤其是在许多化肥中,含有过量的重金属污染元素,与传统的有机肥料相比,目前的大部分化学肥料中品质较差的过磷酸钙肥和磷肥中通常含有镉、砷等重金属元素。根据科学调查显示,针对集约化的养殖场而言,存在大量使用饲料添加剂的行为,饲料添加剂中一般含有铜元素和锌元素,畜禽食用过含有饲料添加剂的饲料后,排泄出的粪便中也带有大量的重金属元素,随着有机肥料的施用进入农田,从而导致了农田土壤的重金属污染情况的发生。

2.2工业污染

工业企业运作过程中也会排放大量的废气,产生大量有害烟尘,在这些废气、烟尘中也通常携带大量的重金属元素,通过雨淋沉降或自然沉降最终进入到土壤中,造成土壤的重金属污染。工业生产往往会伴随着大量的固体工业废物的产出,在这些工业废弃物的堆放或者移动处理过程中,重金属元素经过日晒、雨淋的自然移动行为,以辐射的方式向周边的土壤进行扩散,工业废弃物也会通过风力进行传播,从而加大土地重金属污染的范围。

2.3交通污染

在汽车排放的尾气中,含有大量的有害气体和重金属元素,汽车在行驶过程中由于轮胎与地面进行接触、摩擦也会产生大量粉尘及重金属物质。在这些有害气体和粉尘中,主要的污染元素为铅元素、铜元素、锌元素等,它们一般会经过自然沉淀,落于道路两旁的土壤中,并以道路为中心成带状分布。

3土壤重金属污染修复技术分析

3.1物理化学技术

3.3.1化学固化

固化剂的种类很多,常用的主要有石灰、磷灰石、沸石、磷肥、海绿石、含铁氧化物材料、堆肥和钢渣等,不同固化剂固定重金属的机理不同。因此在实际操作中应选择合适的固化剂。化学固化方法能在原位固化重金属,可大大降低修复成本,但该法不是一个治本的措施,重金属仍滞留在土壤中,且对土壤破坏较重,如土壤中必需的营养元素也发生沉淀,导致微量元素缺乏,土壤破坏后一般不能恢复原始状态,不宜进一步利用,而且对其长期有效性和对生态系统的影响不甚了解,也缺乏这方面的研究。

3.3.2土壤淋洗

土壤淋洗是用淋洗液(清水或含有能提高重金属可溶性的试剂溶液)来淋洗污染土壤,把土壤固相中的重金属转移到土壤液相。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆将挖掘出的地表土经过初期筛选去除表面残渣,分散大块土后,与某种提取剂充分混合,经过第二步筛选分离后,用水淋洗除去残留的提取剂,处理后“干净”的土壤可归还原位被再利用,富含重金属的废水进一步处理可回收重金属和提取剂。用来提取土壤重金属的提取剂很多,包括有机或无机酸、碱、盐和螯合剂,其中主要有硝酸、盐酸、磷酸、硫酸、氢氧化钠、草酸、柠檬酸、EDTA和DTPA等。

3.2化学修复

3.2.1化学改良剂修复

化学改良剂修复是通过向污染土壤添加不同的改良剂,通过增加土壤有机质、阳离子代换量和黏粒的含量以及改变土壤pH,Eh和电导率等理化性质,而使土壤中的重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低土壤重金属的生物有效性。目前磷酸盐、石灰和硅酸盐被认为是处理重金属污染的常用改良剂。

3.2.2表面活性剂修复

有的学者们一直认为表面活性剂是一种有害物质。但经进一步研究发现,表面活性剂有增溶性及络合、螯合和降低界面表面张力等作用,增加了土壤中污染物的流动性,为清除土壤中重金属污染提供了一条新的途径。

3.3植物修复技术

3.3.1植物稳定

重金属污染土壤由于污染物的毒害作用常缺乏植被,荒芜的土壤更易遭受侵蚀和淋漓作用,使污染物向周围环境扩散,稳定污染物最简单的办法是种植耐金属胁迫植物复垦污染土壤。通过在根部积累和沉淀或根表吸收来加强土壤中污染物的固定。

3.3.2植物挥发

硒的化合物形态对人的毒性最强,元素硒毒性最小。硒以硒酸盐、亚硒酸盐和有机态硒为植物所吸收。许多植物可从污染土壤中吸收硒并将其转化成可挥发状态,从而降低硒对土壤生态系统的毒性。挥发植物主要是将毒性大的化合态硒转化为基本无毒的二甲基硒[(CH3)2Se]挥发掉,其中限速步骤可能是SeO42-向SeO32-的还原。根际细菌在植物挥发硒的过程中也能起作用。根际细菌不仅能增强植物对硒的吸收,而且还能提高硒的挥发率。

汞是一种对环境危害很大的易挥发性重金属,在土壤中以多种形态存在,如无机汞、有机汞,其中以甲基汞对环境危害最大,且易被植物吸收。离子态汞(Hg2+)在厌氧细菌作用下会转化为毒性更大的甲基汞(MeHg)。一些耐汞毒的细菌体内含有一种汞还原酶,催化甲基汞和离子态汞转化为毒性小得多、可挥发的单质汞,因此利用抗汞细菌在污染点存活繁殖,然后通过酶的作用将甲基汞和离子态汞转化为毒性小、可挥发的单质汞,已被作为一种降低汞毒性的生物途径之一。

3.3.3植物提取修复

1)通过调查与分析,寻找新的生物量大的超积累植物;2)筛选生物量大、具有中等积累重金属能力的植物;3)采用植物基因、工程技术,培育一些生物量大、生长速率快、生长周期短的超积累植物。

3.4工程修复

工程修复技术主要分为两种方式,一种为土壤稀释,另一种为覆土。土壤稀释是指将污染物含量较低的清洁土壤与重金属污染严重的土壤进行混合,从而降低土壤中的重金属含量。覆土也是客土方法中的一种,指的是在重金属污染土壤上覆盖一层清洁土壤,以求最大程度的防止重金属污染物进入食物链。工程修复手段相对来说操作容易,技术比较简便,但是不能从根本上去除被污染土壤中的重金属元素,没有彻底的解决土壤中重金属潜在的威胁,只能在一定程度上抑制土壤中重金属对食物链产生的影响,对地下水等其他环境部分不起作用。

结束语

近年来,随着社会经济的不断发展与进步。我国大部分土壤受到了不同程度的重金属污染,重金属通过地下水或农作物进入食物链,从而对人畜的健康产生危害。本文主要从农业污染、工业污染以及交通过程中的污染三个导致土壤重金属污染的主要原因进行分析,希望能对土壤的重金属污染修复工程提供参考。

参考文献:

[1]温国琴.土壤重金属污染治理的化学固化研究[J].农业与技术,2017,37(04):248.

[2]姚勇.探究土壤重金属污染治理的修复方法[J].绿色环保建材,2017(01):220.

[3]陈亮.重金属污染治理修复适用标准的思考[J].环境与可持续发展,2017,42(02):71-72.

[4]彭瑞昊.我国土壤重金属污染治理修复技术研究进展[J].资源节约与环保,2017(01):92-93.

论文作者:刘莉婕

论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期

论文发表时间:2018/8/14

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