歐陽輝
(招商局生態(tài)環(huán)??萍加邢薰臼袌鰻I銷部,重慶404100)
從發(fā)達國家的成功經(jīng)驗來看,利用生物、化學、物理的方法技術(shù),實施土壤的重金屬污染修復都能取得較好的效果,這就需要對污染的樣式種類和程度進行分辨,合理地掌握重金屬污染的特點,采取相應的方法進行處置。
對耕作層土壤或影響生態(tài)植被環(huán)境的地表土層的土壤品質(zhì)進行替代改變,可以有效減少土壤的污染,從而恢復安全利用的條件。一是客土法修復技術(shù)。就是利用非污染土壤對重金屬污染土壤多次覆蓋摻和,降低重金屬的濃度,實現(xiàn)安全土壤的恢復。二是重金屬污染土壤的換土修復技術(shù)。針對重金屬污染范圍內(nèi)的地表土層進行清除更換,把污染土壤移到安全的地帶深埋,消除污染土壤的影響。三是重金屬污染土壤的深耕翻土法修復技術(shù),[1]就是利用深耕機械對重金屬污染土層進行深耕處理,該種技術(shù)應用難點就是修復徹底難,造成二次污染的機會較多。
針對化工、醫(yī)藥、石油設施占地舊址的重金屬污染土壤的狀況,采用相應的儀器裝置對污染區(qū)域內(nèi)的土壤利用蒸汽、微波、紅外輻射等技術(shù),進行污染土壤的加熱升溫,使土壤中的重金屬等污染物質(zhì)汞、砷揮發(fā)掉,然后回收利用。
就是采用冰凍制劑對污染土壤進行冷凍,實施封鎖,有效防止汞等重金屬揮發(fā)擴散,造成土壤污染。
對于大面積的重金屬土壤污染,適合使用這種修復技術(shù)。首先把污染土壤按照物理方法進行初級處理,為了使污染土壤凈化得更為徹底,再把淋洗也撒入污染土壤,充分混合,使淋洗液中的化學物質(zhì)與重金屬發(fā)生化學反應,生成無害的鹽類,最后用水稀釋,達到土壤修復的目的。淋洗液修復重金屬污染土壤技術(shù)的應用,在應用過程中,必須弄清楚污染土壤的重金屬的種類,因為對于不同類的重金屬污染物質(zhì)的活動性質(zhì)不同,適合的酸堿類的化學制劑不一樣,不可能一種制劑適用于多種重金屬物質(zhì)的化學反應。[2]而且,使用一種淋洗液濃度過量也會發(fā)生次生污染,使土壤修復效果無效,所以,在進行實際操作過程中,對要修復的土壤的重金屬污染物質(zhì)弄清楚、區(qū)分開,根據(jù)活動性質(zhì)的活性和惰性,確定適量的淋洗劑,確保足夠反應需要和土壤完全修復。
該技術(shù)就是無害金屬鹽類的化學置換反應實現(xiàn)有害土壤中毒害金屬物質(zhì)的去除。其化學原理就是原電池反應。土壤或者土壤溶液中的有害重金屬與電極電解質(zhì)接觸時,會發(fā)生原電池反應,比較活潑的無公害金屬失去電子被氧化,有害的重金屬元素得到電子被還原附著在電極電解質(zhì)物質(zhì)的表面,成為游離態(tài)的單質(zhì),從而實現(xiàn)了有害土壤的凈化目的。該種技術(shù)設備用于重金屬土壤污染的凈化,具有易操作、成本低、效果快的特點,但是要求的土壤必須是濕透或者溶液狀態(tài)最好,要求的反應條件,對于北方干旱區(qū)的重金屬修復作業(yè)較難,比較適用于江南水鄉(xiāng)的小面積重金屬土壤污染的凈化修復。
該技術(shù)就是把利用1300℃的左右的高溫,對污染土壤加熱,使其中的有機物質(zhì)分解或揮發(fā),經(jīng)冷卻重金屬有害物質(zhì)留在玻璃熔體中,使有害的重金屬物質(zhì)無法遷移,有效降低了對土壤的危害。[3]玻璃化法土壤修復技術(shù)的優(yōu)點是對土壤的修復效果長久、高效、穩(wěn)定。缺陷是需要高溫技術(shù),消耗能量較大,成本高。因此對于必須短時間修復的小面積的重金屬污染土壤較為適合。
植物根系分泌物促使重金屬揮發(fā),實現(xiàn)土壤修復。從國外許多成功的重金屬污染土壤的修復技術(shù)來看,利用植物揮發(fā)來進行土壤污染的修復,效果比較好。主要技術(shù)原理是植物根系能夠分泌一些特殊的化學物質(zhì),能與重金屬汞等發(fā)生化學反應,產(chǎn)生不穩(wěn)定的揮發(fā)性的汞。這種土壤修復技術(shù)雖然完成了土壤的凈化修復,但是,重金屬揮發(fā)物質(zhì),會對空氣造成一定的污染,增加了空氣凈化的難度和污染風險。因此,采用該項技術(shù)進行土壤污染的修復,要考慮對空氣造成危害的情況,盡量采取措施規(guī)避風險。
該種技術(shù)用于重金屬污染土壤的修復,比較簡單,成本較低。一般是把相關(guān)植物種植污染的土壤,植物利用根系吸附的原理,把重金屬毒害物質(zhì)吸附固定,限制其遷移,既不吸收于植物體內(nèi),也不能完全去除,只是收斂固定而已。因此,運用該種技術(shù)進行污染土壤的修復,需要長時間反復進行,直到重金屬物質(zhì)濃度自然消化下降為止。
目前,對于重金屬污染土壤修復效果最好,沒有副作用的就是微生物修復技術(shù)。主要是在污染土壤里培養(yǎng)合適的菌群,同為菌群吸收土壤中的重金屬然后進行沉淀和氧化、還原,實現(xiàn)重金屬有害物質(zhì)的有益轉(zhuǎn)化。
針對一些有害重金屬離子能與土壤溶液中的酸根發(fā)生化學反應而產(chǎn)生無毒害沉淀物的原理,對重金屬污染土壤實施灌溉使土壤溶解,同時,調(diào)節(jié)土壤溶液的酸堿度,使土壤溶液環(huán)境適合毒害重金屬與酸根發(fā)生化學反應,在化學反應中,毒害重金屬離子與適合的酸根土壤溶液環(huán)境發(fā)生復分解反應,生成無害鹽類而沉淀。
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,機械作業(yè)柴油、汽油的跑冒漏滴、化肥的使用和噴灑農(nóng)藥等生產(chǎn)環(huán)節(jié),都是土壤重金屬物質(zhì)污染源之一。因此,加強農(nóng)業(yè)機械的日常維修,爭取作業(yè)期間不發(fā)生燃油的跑冒漏滴,在施肥和噴灑農(nóng)藥的過程中,要根據(jù)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣的要求,用量合理不超標,同時,根據(jù)農(nóng)作物生產(chǎn)規(guī)律和養(yǎng)分吸收過程對重金屬污染物質(zhì)的影響因素,適時調(diào)整施肥的種類和用量,滿足降低重金屬土壤含量的要求,實現(xiàn)土壤的修復。
適時調(diào)整耕作制度和改變作物種類對修復重金屬污染土壤也很有效,對一些重金屬污染較為嚴重的土壤,選擇非食用性的植物栽培和景觀花草植物的栽培,使有害重金屬的遷移得到有效控制。
隨著工業(yè)化發(fā)展進程加快和環(huán)境保護力度的加大,重金屬污染土壤的修復工作顯得越來越重要。因此,針對重金屬污染土壤的種類、面積和污染程度,科學地選擇物理、化學和生物的污染土壤的修復方法,并充分考慮效果和經(jīng)濟條件,不斷加強重金屬污染土壤技術(shù)應用的探討研究,對創(chuàng)新技術(shù)的應用方法,提高土壤的修復效果,具有積極意義。