摘要:随着我国经济快速发展,企业数量的不断增加、矿业资源的不合理开采,以及农药和化肥的大量使用,导致土壤污染态势严峻,耕地面积不断减少,土壤污染引起的生态安全问题日益凸显。进行污染土壤修复研究工作,可有效降低土壤污染程度,阻止污染物对人体健康造成伤害,同时也可促进社会经济可持续发展。
关键词:污染土壤;修复技术;研究现状;趋势
1造成土壤污染的主要污染物
1.1有机化合物
土壤中的有机化合物污染物的土壤-水分配系数较高,这使得这些有机化合物进入土壤后大量沉积在土壤中,除难降解外还具有很强的毒性。土壤中有机化合物的主要来源是农药。农药中含有极强的有机化合物,在给农业带来高产的同时,对土壤的危害是非常大的。在相关调查结果中得出,我国农业生产过程中使用的农药有90%左右最终进入到土壤中,长期使用这些农药会在土壤中造成有机化合物的积累,最终超过土壤自净能力值之上,造成土壤污染。早在20世纪70年代,我国就开始使用不容易分解的有机农药,这些农药的残留性非常强,且具有易迁移特性,直至今日,我国大部分土壤中仍存在着这类农药残留。
1.2重金属
造成土壤重金属污染的原因很多:(1)工业三废的排放。在工业发展中,化学物质、锂离子电池、矿物提炼、镀铬、塑料等产品的生产过程中伴随着大量含重金属废气、废水和固废的排放,是重金属污染土壤的主要来源。目前,仍存在少数涉重企业,偷拍漏拍含重金属废水、废气和废渣的情况,或者处理相对薄弱,缺乏相应的处理设备,因此许多工业废水、废气或废渣未得到处理,无疑会造成严重的污染问题。(2)燃煤释放与垃圾堆放问题。煤炭是在中国广泛使用的一种能源。但是,中国的煤炭资源也非常丰富,除了煤炭燃烧时会向空气中释放出许多有害气体,形成污染。如果垃圾堆积时间过长,其中的重金属也会进入土壤,特别是在城市垃圾中,重金属的含量相对较高,在雨滴的淋溶下,有毒元素随林溶液渗入到土壤中,将造成严重的土壤重金属污染。
2污染土壤修复技术研究现状
2.1物理修复技术
物理修复是指通过各种物理过程将污染物从土壤中去除或分离的技术。其主要方法有物理工程措施、玻璃化技术、热处理等。其中热处理技术是土壤有机物污染主要物理修复技术,主要包括热脱附技术、土壤蒸气浸提技术、微波加热技术等等。1)热脱附技术.热脱附技术主要是指将土壤中的有机污染物加热,使有机污染物从污染介质上得以挥发,进入气体处理系统的过程,工艺相对简单,成本低。有研究表明温度越高、时间越长、土壤含水率适中、渗透性较好的土壤,有机污染物热脱附性能更好;温度和保温时间的提高,多环芳烃和汞的脱除效果随之提高。2)土壤蒸汽浸提、微波加热技术。土壤蒸气浸提技术是指在被污染土壤内引入清洁空气产生驱动力,利用土壤固相、液相和气相之间的浓度梯度,在气压降低的情况下,将其转化为气态污染物排除土壤外的过程,具有可操作性强、设备简单等优点。但在低渗透土壤和有层理的土壤上有效性不确定.微波加热修复技术是一种新型热修复技术,是指通过热解有效地处理挥发性、半挥发性有机污染物的过程。相对于传统的热修复技术,微波热修复技术具有能耗低、处理时间短、二次污染风险低、易于控制的优势。
2.2化学修复技术
(1)固化-稳定化技术。固化-稳定化技术是将污染物固定于污染介质中,使其可以长期处于一种比较稳定的技术状态中,且它对于长期地处理各种重金属污染土壤具备很明显的优势。固化-稳定化技术具有工艺操作简便、价格低廉,而且固化剂容易获得的优点,然而该技术同样具备一定的缺点,如固化反应过后土壤的体积会不断增加,对应的固化体长期性稳定性能较差等。(2)淋洗技术。土壤淋洗修复技术是将水或具有冲洗助剂的水溶液以及酸碱溶液或络合剂与表面活性剂等淋洗剂等彻底注入到被污染的土壤和沉积物中,借此来洗脱或者清洗土壤中所含污染物的整个过程。淋洗后废水经过处理然后再进行排放,当然被处理过后的土壤同样可以再度被安全利用。
因为此技术需要用到水,因为特别要求其修复场地必须要靠近水源,并且由于要处理废水而使成本增加。
2.3生物修复技术
以上所述的物理修复法和化学修复法均为较为传统的土壤修复技术。这些方法的缺点是成本高、操作复杂、破坏土壤结构,使得土壤的肥力和活性有所下降,对环境会造成影响。与传统方式相比之下,生物修复法是一种新型土壤修复技术,此种方式成本低廉、环保、安全,因而目前较受关注。广义上,生物修复指利用土壤中的动植物和微生物等,对土壤中的污染物进行吸收、降解或转化,从而降低土壤污染程度。狭义上,生物修复主要指利用土壤中的微生物,将污染物转化为无害物质。
2.4植物修复技术
植物修复技术是最基础的污染土壤修复技术,是生物修复技术中的一种,该技术的核心就在于利用植物来对土壤进行修复。植物本身具有吸收、转化、过滤和降级污染物质的功能,能够有效改善土壤条件,减少污染,改善生态。?实际上,土壤与植物之间的关系可以说是相互影响和依存。良好的土壤条件为植物提供了良好生存生长环境,同时植物自身的生态修复功能也能促进土壤条件的改善。正是基于这一点,植物修复技术在污染土壤修复技术的研究初始阶段就被重点研究,并在数十年的发展中取得了巨大成果,在治理土壤污染,改善土壤条件方面起到了巨大作用。一开始,植物修复技术多应用在轻度污染方面,随后逐渐向重金属甚至多环芳烃符合污染土壤治理方面发展,更是形成了以各种成套集成技术,能够针对土塘条件与生态环境选择更加合适的植物。我国在这方面也有着显著突破,使用黑麦草等植物对多环芳烃污染土壤进行修复可以说是走在国际前沿。近年来,植物修复技术的应用不再仅仅聚焦于污染土壤治理,其应用更加强调生态平衡、保护、恢复与建设,旨在利用该技术构建更为和谐的生态环境。
3污染土壤修复技术发展趋势
第一,向着环境友好型的方向发展。充分利用太阳能资源的优势,并结合土壤中微生物资源的修复能力,来达到污染土壤自我修复的目的,这是现如今污染土壤修复技术的主要发展方向。这就要求相关部门要加大对绿色、无公害污染土壤修复技术的投入力度,充分发挥其在污染源大、污染程度强的土壤修复技术的优势,在取得显著成效的同时,实现其成本最小化的目标。从众多的常规生物中,选择适合发展修复技术的生物种类,并实现其对不同品种、不同污染程度土壤的修复,使其成为污染土壤修复技术的发展方向。第二,向着联合土壤综合修复技术的方向发展。因为污染土壤的污染物繁多,并且污染的类型也比较复杂,所以其污染的程度也存在较大的差异性。世界上现存的土壤类型较多,并且其生物构成、性质以及化学物质都有所不同,尤其是一些污染程度大、污染范围广的土壤,如果其与地下水同时受到污染,会扩大污染范围,增加治理难度。由此可见,单项的污染土壤修复技术很难发挥其自身的优势,而联合土壤修复技术的出现,恰好解决了这一问题,比如利用多种植物进行组合修复。
4结束语
综合上述,污染土壤修复已经成为当代生态恢复、农业发展的重要基础,而相应的污染土壤修复技术的应用与研究也深受人们关注和重视。就当前来看,相关技术的应用与研究已经较为深入,能够起到良好的土壤修复作用,对生态恢复、环境保护及农业发展均有着积极作用。而且随着该技术的不断发展,其适用性将不断提高,为文明社会的可持续发展奠定基础。
参考文献
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