工业污染土壤场地修复技术研究

发表时间:2021/6/30   来源:《城镇建设》2021年第4卷6期   作者:   陈水生
[导读] 近年来,我国的工业发展迅速,但是环境破坏形势严峻,这些经济的发展是用牺牲环境为代价换来。
        陈水生
        广西博世科环保科技股份有限公司  广西南宁市  530007
        摘要:近年来,我国的工业发展迅速,但是环境破坏形势严峻,这些经济的发展是用牺牲环境为代价换来。特别是在一些高污染化工企业当中,在取得发展的同时却也对土壤安全造成了严重的危害,从而导致近些年来时不时的出现由于土壤污染而造成的农产品食品安全的情况,严重的威胁到了食物链的安全,所以对被污染的土壤进行修复势在必行。下面我们就现阶段工业重金属污染土壤场地的修复技术进行相关的研究,从而希望能够为相关人士提供借鉴和参考。
        引言
        土壤的污染和其他污染问题相比有着一定的独特性,具有较长的隐蔽性,它对农作物的生长以及食品都会造成相应的影响,从而威胁到人们的生命健康。通常情况下重金属深入土壤后一般会表现出生物富集现象,对土壤产生污染的过程也具有一定的不可生物降解性、累积性、隐蔽性以及滞后性,持续时间较长等特点,其对于人体的危害主要是通过食物链来产生的。由于没有办法利用土壤本身固有的生化作用来减轻土壤的重金属污染,再加上这些重金属可以在很长一段时间内在土壤环境中蓄积,污染面积大,清除起来十分困难,从而对人身健康造成影响。所以,土壤污染在影响整个生态平衡的同时对人体健康也有所影响。
        1我国土地重金属污染的背景
        在工业不断发展的背景下,对于生态平衡的破坏也越来越严重,尤其是重金属对于土壤的污染情况,已经对人们的正常生活造成了严重的影响。重金属对于土壤的污染而言,它的形成原因主要可分为自然以及人为两个方面的原因,其中造成土壤产生重金属污染的最主要原因是人类的活动。近些年来,随着人们对于矿产需求的不断增加,越来越多的矿产的开始进行开采和冶炼多,从而产生了三废的排放,造成较为严重的土地重金属污染。对人体的健康来讲重金属的污染是一个十分大的威胁,最重要是致疾、致癌、以及致突变。下面我们重金属镉为例,如果人们在长时间内所接触到的镉达到了一定的剂量,就会对身体的肾脏产生明显的损害,从而导致产生了骨质疏松和软化。对有毒的重金属来说,在对土壤产生污染的时候其过程非常隐蔽,再者这种有毒性具有长期性,难以进行降解,还会大幅度的降低土壤的肥力和农作物的产量,还会随着其他各式各样的渠道对水资源产生污染,最终通过食物链的转移对人体产生危害。
        
        2土壤重金属污染的修复技术
        2.1物理修复技术的核心理念与优势特征
        按照核心原理与运作机理差异,土壤重金属污染的物理修复技术包括客土工程、电动修复、电热修复和土壤淋洗四类。
        客土工程是指使用质地松软、肥力充足且污染物质含量低的土壤替换已经遭受重金属污染的土壤,同时,将受污土壤转运到指定区域进行修复处理。客观来说,客土工程具有修复处理简便化,处理效果良好等优势特征,具有极高的实用价值。但是,客土工程的投资成本较高,不适用于大面积污染的土壤修复处理,而且,一旦受污土壤转运管理不到位,极易造成二次污染。
        电动修复技术是指在土壤中插入电极,导入低强度直流电,土壤重金属随着毛细孔溶液以电渗透方式定向移动至土壤表层,有效排除土壤中的重金属离子。以某示范园区的土壤重金属污染修复处理工程为例,该技术将实验土壤的电阻从1500欧姆降至15欧姆左右,既提高了受污土壤的修复处理效率,又节约时间成本与人力成本。
        电热修复技术主要针对熔点低、易挥发的重金属。该技术是指利用高频电压对土壤实施加热处理,促使土壤中重金属离子受热挥发,进而达到净化土壤的目的。由于重金属离子挥发的控制难度较大,因此,电热修复技术极易造成土壤的二次污染。
        土壤淋洗法是指利用特制的淋洗剂与重金属离子相结合,通过萃取、离析、降活与分解等一系列特殊处理方式,将重金属离子转移到溶液中,再利用洗脱、隔离与降解等方式进行净化处理。当下,土壤重金属污染修复治理方面应用频率较高的淋洗剂包括硝酸、盐酸、硫酸与EDTA。选择适宜的淋洗液是保证土壤淋洗法应用效果的关键环节。淋洗液具有分解能力强、投资成本低、易回收降污等优势特征。


        2.2化学修复技术的核心理念与优势特征
        化学修复技术是指在受污土壤中加入适量的化学稳定剂,通过氧化还原、螯合反应与凝聚沉淀等方式,调节土壤中的重金属状态,削弱活性,降低对农作物的毒害作用。按照成分与作用机理差异,化学稳定剂可划分为有机药剂、无机药剂与有机、无机混合药剂三类。
        应用频率较高的无机药剂包括磷酸盐类、粘土矿物、碱性物质与金属氧化物。相较而言,有机药剂更加廉价,包括废弃秸秆、动物粪便与草木碳灰等。经相关实验证实,将含硫物质加入到土壤中,可以将镉离子、汞离子转化为硫化镉与硫化汞,形成沉淀物,进而削弱重金属对土壤的毒害。化学修复技术具有操作流程简便、投资成本低、修复处理效果好等优势。但是,化学修复技术无法彻底清除重金属离子,而且重金属的形态极易受到外界环境的影响而发生转变,释放到土壤环境中,造成二次污染。
        2.3生物修复技术的核心理念与优势特征
        当下,较为常见的生物修复技术包括植物修复、动物修复与微生物修复三类。
        植物修复技术是指利用植物对特殊化学元素的强忍耐性、强积累性与强分解性的生理特征,对污染源进行吸附、降活与分解。
        结合野外调查与栽培实验可知,蜈蚣草对砷元素具有超富集作用,且羽片含砷量高达5070mg/kg;东南景天对锌元素具有极强的忍耐性、吸收性,且地上部分的含锌量为4515mg/kg;遏蓝菜对铬元素具有极强的超富集作用;车前草对镍元素有极强的超富集作用;苋菜、裂叶荆芥对铅元素有极强的超富集作用。
        植物修复新型绿色生物技术,具有操作简便、成本低廉、见效性好等优势特征。同时,超富集能力较强的植物,还可以有效预防水土流失,起到保护植被的作用。
        动物修复技术是利用动物的生命活动富集土壤中的重金属离子,以达到降低重金属含量,净化土壤的目的。蚯蚓是一种土壤环境中较为常见的动物。据相关研究证实,赤子爱胜蚓偏好在水稻土中活动,对水稻土中的镉例子有着极强的富集作用;而蚯蚓对Cd2+、Cr3+、Pb2+具有极强的富集作用。
        动物修复技术具有操作简便、投资成本低等优势特征,但是,由于动物的超富集作用能力有限,因此,动物修复技术仅适用于重金属污染程度较轻的土壤环境,且治理时效性较长。
        微生物修复技术是指利用重金属螯合物(如肽聚糖、脂多糖等),对重金属离子进行吸附、沉淀、降活与氧化还原,达到净化土壤的目的。结合相关实验论证可知,大肠杆菌、枯草杆菌对铜离子、铬离子与镉离子具有极强的吸附能力。若铜离子、镉离子浓度低于5mg/L,重金属的去除率可到25%-60%。
        微生物修复技术具有对土壤理化性质破坏小,投资成本低,处理成效好等优势特征,但微生物极易受到各类环境因素的干预,其对土壤处理效果一般。
        结束语
        因为土壤的重金属污染会对人们的生命健康造成严重的威胁,土壤重金属的污染通过土气、土水等界面和水环境以及大气环境相关,加大对土壤重金属污染修复技术的研究,从一定程度上可以有效的确保农产品生产的安全性以及人类的健康。现阶段常用的修复技术主要包括了微生物修复技术、物理、化学修复技术,以及农业生态技术。通过对这几种修复技术的研究,我们可以发现他们每种修复技术都有其独特之处,同时还存在许多不足之处,例如所需要的修复费用相对较高,在大面积的重金属污染土壤当中不适用等,所以我们今后的主要研究方向就是尽最大的努力研究出适于广泛应用且成本较低的高效能修复技术。
        参考文献:
        [1]黄益宗,郝晓伟,雷鸣,等.重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J].农业环境科学学报,2017,3(3):409-417.
        [2]宋云,尉黎,王海见.我国重金属污染土壤修复技术的发展现状及选择策略[J].环境保护,2018,42(9):32-36.
        [3]周静,崔红标,梁家妮,等.重金属污染土壤修复技术的选择和面临的问题——以江铜贵冶九牛岗土壤修复示范工程项目为例[J].土壤,2017,47(2):283-288.
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