重金属污染场地土壤修复技术初探

重金属污染场地土壤修复技术初探

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摘要:土地资源是国家发展的根本,也是自然资源的重要部分。国家在不断发展,在发展过程中有的污染物处理不当会给土壤造成伤害,尤其是重金属污染甚为严重,所以土壤的修复工作已经得到广泛关注,下面就重金属污染场地土壤修复技术进行分析探讨。

关键词:重金属污染;来源;土壤修复技术

1土壤修复技术的发展

在1990年之前,国内对被重金属破坏的土地利用的是挖掘填埋的方式进行补救,但此方式治标不治本,这种将污染源转移到其他地区的治理方式是不妥当的,因为治理环境应该将污染物从源头消灭,这才会从根本解决这种污染情况,才能够处理好污染物带来的损害。西欧的一些国家为了避免重金属污染的加重,对要填埋的污染物进行纳税,通过这样的方法来抑制土壤的污染。如此一来,人们就必须研究治理土壤污染的新办法。现在我们国家有物理化学技术和植物修复法两种主要治理土壤的办法。

2土壤重金属污染物的来源分析

重金属来源主要包含以下两类:一种是工厂生产排出的废气和废渣,另一种是农业生产过量使用的化肥和农药。一些化工厂和冶炼厂根本没有处理污水和废弃物的装置和流程,所以一些废弃物如铅、铜、汞等有害物质就直接被排放到大自然。以上重金属物质想要在自然条件下进行降解实属不易。而我们国家在农业生产的时候会运用到许许多多的农药和化肥,这往往只会让重金属污染情形更加严重。有机磷和有机氯农药是目前农业生产过程中对土地形成破坏的关键因素,而无机-有机复合物污染物又成为了对土地形成破坏的新的物质。

3重金属污染场地土壤修复技术分析

3.1重金属污染土壤的物理修复技术

换土法,是物理修复的典型代表,利用清洁土壤,替换有重金属污染处,以便稀释其浓度,适当的增加其环境容量,进而达到要求的标准。换土法有:客土、换土等,具体操作如下所示:换土就是把污染的土换成干净的土,这种方法多用于置换小面积的土壤,同时要保护好被替换出来的土壤,防止二次污染;客土,这种方案要向重金属污染土壤中加干净土壤,遮盖或混合一起,从而提高土壤自我修复的能力。翻土是针对深层次的土壤进行替换,促使重金属污染物可以分散到深层次,稀释其浓度,体现出自然修复的作用。换土法需要将有重金属污染的土壤,与生态系统隔离,避免造成更大的土壤污染。

热脱附法,由于重金属具有一定的挥发特性,则会使用各种方式加热或红外辐射技术手段,把混在土壤里的重金属挥发出来。同时还应收集挥发出来的物质,完成对土壤的修复。土壤热脱附的过程中,运用不同的温度,诸如:90~320℃、320~560℃,实施热处理操作,借助预处理、旋转炉热处理、出口气体三种不同时期来完成修复土壤的工作。

3.2重金属污染土壤的化学修复技术

所谓的化学淋洗就是用水以及其他化学物质的措施,将重金属从土壤中清理出来的一种方法,同时也可运用气体淋洗的方法。淋洗方案中,利用吸附、沉淀的计策,把重金属转变为液相状态,然后再处理重金属,同时淋洗液能够多次利用,因此重点是向土壤污染的区域注入化学物质,从而促进重金属在土壤中的溶解率。因此,按照不同的化学剂分类,我们经常使用的淋洗剂有3种,一是无机淋洗剂,如酸、碱、盐等无机化合物;二是表面活性剂,主要指阳离子、阴离子型表面活性剂;三是络合剂,如EDTA、NTA、DTPA、柠檬酸、苹果酸等。同时含有无机酸的淋洗剂,可以显著的降低土壤中的重金属含量,例如:土壤中的重金属污染砒,其可采用磷酸清洗,大约清洗6个小时,就可以达到99.9%的去除率。

化学固定,在受到重金属污染过的土壤中加入化学材料,降低重金属对土壤的危害,使用这种方式能够有效防止重金属的迁移。这种化学固定的办法,最重要的就是让土壤中的重金属形态不变,即是让土壤中某些元素由于产生化学沉淀而降低其活度,再来一步步的改善土质。要探索了解化学固定在解决土壤中的重金属含量中的效用,同时让这种办法可以得到实行。这种方法常用在土壤污染的修复中,重金属会根据外界的环境不同而发生变动,所以要灵活的选择合适的修复剂,在改变其结构的同时,减少污染。

电动修复,此类化学修复方法,是一类新型的手段,其在重金属污染土壤的两侧增加电压,形成具有电场梯度的电场,重金属污染物会在电迁移、电渗流的作用下,分散到两极处理室内,进而修复土壤结构。电动修复常用于低渗透的土壤内,成本相对比较低,不会对土壤造成任何破坏,体现了电动修复在土壤中的作用。电动修复技术在重金属土壤污染中,最大程度的保护土壤环境,但在处理效率方面稍微偏低。

玻璃化技术,利用1400~2000℃的高温环境,熔化土壤中的重金属污染元素,熔化的过程中,重金属有机物会逐渐分解,经热解后,尾气处理系统会收集热解的产物。玻璃熔化物在冷却的过程中,能够包裹重金属污染物,限制重金属迁移,玻璃体的强度比混凝土高10倍,异位玻璃化处理时,配置多种热能,选择直接加热、燃料燃烧的方法,同时配合电浆、电弧的方式,完成导热的过程,原位处理后,将电击棒插入到重金属污染区域,解决重金属污染的问题。玻璃化技术在处理土壤重金属方面的效果非常快,需要大量的能量,增加了重金属污染处理的成本。

3.3重金属土壤污染的植物修复技术

3.3.1植物稳定

植物稳定是指通过耐重金属植物的种植,使土壤中重金属的迁移性予以降低。在雨水的冲刷下,重金属渗透到地下水的可能性予以降低,在天气的影响下,扩散到空气里影响环境的可能性予以降低。但是植物稳定的修复方法不能够完全清除土壤中的重金属,其只能够对土壤中的重金属进行有效的固定,使其在短时间内不对环境造成污染,这种修复方法在根本上对土壤中重金属的污染情况不能予以解决。随着环境的改变,重金属生物的有效性也发生着改变,但是当环境发生一点改变的时候,植物稳定修复方法就丧失了持久性。

3.3.2植物挥发

植物挥发指的是在植物的吸收和植物的积累作用下,使土壤中挥发性污染物予以减少,主要是指非金属元素Se和金属元素Hg,这是一种非常有潜力的技术,但是却将土壤中的污染物以气体的方式转移到大气中,对环境也造成了一定的污染。

3.3.3植物提取

植物提取是指通过植物使土壤中的重金属予以聚集,然后提取出来进行处理,整个过程可分为四个部分,第一步,释放土壤中的重金属。第二步,吸收金属离子。第三步,把根部的金属离子运输到地面的上部。第四步,积累运输上来的金属离子。植物的修复技术都有各自的优点和缺点,受经济和技术的影响,这些技术的使用成本较高,缺乏实际应用的经验,处理的效果不是特别的显著,以致于不能进入商业化阶段。

结语:

通过对土壤修复技术的发展进程开始分析,找出重金属土壤污染的来源,并探讨出相关的化学、物理、植物的修复技术,希望土壤能得到良好的修复。

参考文献:

[1]李松,柳丹,叶正钱,等.基于重金属污染土壤修复目标下的超积累植物与速生乔木研究进展分析[J].环境污染与防治,2013,35(12):78-85.

[2]吴耀楣.中国土壤重金属污染修复技术的专利文献计量分析[J].生态环境学报,2013,22(5):901-904.

[3]田晔,滕应.木霉属真菌在重金属污染土壤生物修复中的应用潜力分析[J].科学技术与工程,2013(36):10877-10882.

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