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土壤重金屬污染治理方法探討
2019-10-23   來源:北極星環保網    

土壤重金屬污染(heavymetalpollutionofthesoil)是指土壤中金屬含量超過土壤自然背景值,繼而導致的金屬過量沉積的過程,如Fe(鐵)、Mn(錳)、Zn(鋅)、Hg(汞)等。從當前情況來看,土壤重金屬污染與人類活動存在極大的關系,而所謂的重金屬主要是指比重≥5.0的金屬;例如As(砷)是作為一種常見的準金屬,但由于它的化學性質和環境行為與重金屬的相似性極高,故人們常將As(砷)歸屬于重金屬范疇。

人類在日常生活、勞動活動中,將金屬加入到土壤中,明顯高于正常土壤中重金屬的含量,最終造成人類活動周邊環境質量惡化的的現象就叫做土壤重金屬污染。土壤重金屬污染的主要來源包括農藥、廢水、污泥和大氣沉降等。它的主要特征是形態多變,降解難度高等。借此筆者這從治理方法的角度對土壤重金屬污染進行研究與分析,以便提出更加科學、合理、有效的解決措施與辦法,最終達到預防和降低重金屬污染的程度,還給我們的子孫后代一個更加健康、生態、文明的生存環境。

一、重金屬污染的經過分析

通常情況下,土壤重金屬污染的來源主要包括自然因素和認為干涉兩方面。其中自然因素主要兩點,一是土壤的成土母質逐漸發生風化時,土壤重金屬本底含量則會逐漸受到影響;二是成土母質在長期受到以自然物理和化學遷移為主的風力和水力搬運。人為干涉主要包括以下三點,人類活動中不同的工礦企業在進行工業生產時向土壤輸出額外的重金屬,如鎘(Cd)、鉛(Pb)、鉻(Cr)等;二是人類在農業生產過程中向土壤輸入額外的重金屬;三是隨著現代交通運輸的逐漸發展,交通運輸中產生的各種重金屬對土壤的影響。從工業角度來看,真正劃入重金屬范疇的金屬有銅、鉛、鋅、錫、鎳、鈷、銻、汞、鎘和鉍等10種。但從土壤-植物系統的角度來看,對人類在生命健康和動植物的危害極大的金屬主要有(Cd)、鉛(Pb)、鉻(Cr)等等金屬為主。

二、重金屬的主要特征、危害與污染特點分析

2.1特征分析:土壤重金屬污染的特征主要包括兩點,一是形態多變,二是降解難度高;其中形態多變主要是指隨著Eh、Ph、配位體的變化,重金屬的價態、化合態和結合態也會存在極大差異,當這些因素發生變化是時,重金屬的有效性與毒性也會隨之改變。降解難度高主要是指重金屬在土壤中的只發生單一的形態轉變和遷移,降解難度較高。

2.2重金屬的危害分析:根據2013年年底中國國土資源部副部長王世元的相關調查報告表明,我國內地發生重毒污染的更低面積占比大約在5000萬畝,重金屬污染的占比大約在75%左右,同時重金屬污染也極大程度的威脅到我國糧食生產。從危害角度而言,重金屬的不僅會影響植物根、葉的正常發育,當達到一定程度時,還有會破壞人體神經系統、免疫系統、骨骼系統等,繼而誘發各種疾病,甚至誘發死亡。

2.3土壤重金屬污染特點分析:從當前土壤中重金屬污染情況來看,土壤重金屬污染的特點主要包括以下幾點:一是由于重金屬被微生物降解的難度極高,因此重金屬常常以污染物的角色潛伏在自然環境中;二是由于受到土壤膠體和顆粒物的吸附,重金屬在土壤中的濃度常呈現出垂直遞減分布狀態;三是重金屬與氯離子、硫酸離子、氫氧離子等常見的土壤配位體相互作用,繼而生成絡合物或螯合物,使重金屬在土壤中的溶解度和遷移活性更活躍,且不易溶解;四是重金屬常常通過食物鏈富集于土壤中的各種生物上,放大生物;五是由于重金屬的形態、活性與毒性不同,它在土壤pH、Eh、顆粒物等影響下容易產生遷移和轉化。

三、土壤重金屬污染治理方法探討

根據中科院院士周志炎2012年5月17日所做的銀杏葉和果實的變化來看,由于全球氣溫變暖,二氧化碳濃度增高,銀杏葉子的氣孔密度不僅會隨著氣溫的變化而變化,同時還會隨著二氧化碳濃度而逐漸發生改變,而當二氧化碳濃度增高時銀杏葉的氣孔密度也在增多,同時葉子形態也會發生略微的改變,從周志炎先生的研究還發現1.7億年來,銀杏葉和果實的變化來看,銀杏的葉子越來越小,果實卻越來越大。從這個事業中我們可以從一個側面看出,環境污染對自然的改變是極其明顯的。那么,在面對土壤土壤重金屬污染時,我們應該采取怎樣的治理措施呢?

3.1積極修復農業生態環境:首先,加強對土壤重金屬污染物的檢測分析,根據土壤重金屬污染程度制定科學、合理、有效的土壤重金屬的治理方法。其次,土壤重金屬污染作為當前全球性污染的主要污染源之一,它不僅會給自然造成極大的危害,還會通過農作物進入人類食物鏈,最終危害人類的生命健康;因此為了更好的降低土壤重金屬污染則可積極的推行農業生態環境修復:

3.1.1換土、客土、和深耕翻土:換土主要是指換掉被重金屬污染的土壤,并對被污染的土壤進行安全處理;客土主要是指將別處的未收到污染的土壤運到被重金屬污染的地方;深耕翻土主要是指對被重金屬污染的土壤進行深耕,并翻出被重金屬污染的土壤;

3.1.2積極引進植物修復技術:利用綠色植物轉移、容納或轉化重金屬污染物給被污染的土壤造成的傷害,使其逐步恢復為無害,通過相關的研究數據表明,通過植物的吸收、揮發、根濾等作用,不僅能有效凈化土壤,還能有效的降低污染物比例,重金屬也不例外。

3.1.3植物提取和富集:將具有較強富集能力的特殊植物種植到被重金屬污染的土壤中,繼而將重金屬轉移、貯存到植物的地上部位,最終實現去除土壤中的重金屬物質,如去除Pb、Cd、Ni、Cu、Cr等;根據曹樹青教授的研究結果發現利用新型植物修復基因工程技術治理土壤重金屬污染已經取取得了較好的效果,方面取得進展。其原理主要在于當植物收到某些重金屬的脅迫限號轉導時,植物的分子調控機制則會發揮它的積極作用,而在這種環境下植物歲受到重金屬的污染,在其正常生長的同時,并將這些重金屬吸收后儲存至液泡中,如鎘等;然后在對這些植物進行處理,則可以降低降低土壤中的重金屬含量。

3.2物理修復:從當前土壤重金屬污染治理情況來看,物理修復技術的應用主要包括電動修復、土壤淋溶等技術;

3.2.1電動修復:電動修復技術的應用原理主要是指通過電遷移和電滲流的方式將土壤重的重金屬去除,其方法主要是指在在重金屬污染的土壤中設置電極對,當向電極上施加滯留電壓時,電極則會逐漸形成直流電場,土壤中的重金屬則會通過電遷移的方式向相反的電極移動,最終遷移出被污染的土體。

3.2.2土壤淋溶:對積極引進原位治理和異位治理,降低環境風險,根據被污染土壤的實際情況制定科學、合理、有效的土壤淋溶措施,在積極借助下滲水流通過溶解、水化、水解、碳酸化等作用,將被污染土壤表層中的部分重金屬帶走。并根據土壤的淋溶強度,制定各種不容的淋溶措施,如K、Na淋溶,Ca、Mg淋溶,粘粒淋溶等。但應注意的問題是,由于當前土壤淋溶后土層逐步酸化較為明顯。例如,濕潤度較高的地區的土壤上部由于長時間水分自地表向下淋溶,其可溶性物質和細微土粒被淋洗的概率較大,逐漸形成土色變淺、質地變粗等性質的淋溶層。因此在實施土壤淋溶時,應積極的借助耕作、施肥等來改善被重金屬污染的土壤的不良性狀。

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標簽:土壤 污染 治理

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