固定劑在重金屬污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用

王歌 葉莎

摘要：固定劑是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)中應(yīng)用較為普遍的一種物質(zhì)，利用其自身的性能，將土壤中的重金屬進(jìn)行有效的固定與沉淀，同時(shí)進(jìn)行合理的離子交換，從根本上降低其在環(huán)境中的遷移性，減少環(huán)境重金屬污染，達(dá)到環(huán)保目的?；诖?，作者結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)固定劑及其在重金屬污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析研究，以供相關(guān)工作人員參考。

關(guān)鍵詞：固定劑；重金屬污染；環(huán)境保護(hù)；土壤修復(fù)

中圖分類(lèi)號(hào)：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2018）07-0083-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.048

Fixatives and their application in remediation of heavy metals contaminated soil

Wang Ge， Ye Sha

（Shanghai Qingning Environmental Planning Co.，Ltd.Shanghai 200051，China）

Abstract ： Fixing agent is a kind of substance that is commonly used in environmental protection. It utilizes its own properties to effectively fix and precipitate heavy metals in soil， and at the same time conduct reasonable ion exchange， fundamentally reducing its environmental impact. The migratory nature reduces environmental heavy metal pollution and achieves environmental protection. Based on this， the author combined his own work experience to carry out detailed analysis and study of fixatives and their application in the remediation of heavy metal-contaminated soils for reference by relevant staff.

Key words： Fixative； Heavy metal pollution； Environmental protection； Soil remediation

土壤是生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，也是現(xiàn)階段人們賴(lài)以生存在的主要資源。當(dāng)前，隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，大量的工業(yè)廢渣、廢水排放；隨著農(nóng)藥化肥的大量使用，越來(lái)越多的重金屬進(jìn)入到土壤中，對(duì)土壤產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。重金屬污染物隨著植物等介質(zhì)進(jìn)入到人體內(nèi)，威脅人們身體健康。

1 重金屬污染土壤修復(fù)的重要性與意義

我國(guó)在2014年發(fā)布的《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》中曾指出，現(xiàn)階段我國(guó)土壤污染物總點(diǎn)超標(biāo)率高達(dá)17%，污染的類(lèi)型主要以無(wú)機(jī)物為主，占據(jù)總污染的4/5，其中無(wú)機(jī)重金屬污染比較嚴(yán)重，尤其是常見(jiàn)的Cd、Cu、Hg、Pb、As、Cr、Ni、Zn等重金屬元素，在土壤中長(zhǎng)時(shí)間的滯留，并且不易被微生物有效分解，移動(dòng)性能差，直接影響土壤環(huán)境質(zhì)量。與此同時(shí)，大量的重金屬物質(zhì)通過(guò)生物圈的循環(huán)，由水源、動(dòng)物、植物以及魚(yú)類(lèi)等介質(zhì)，最終匯聚到人體中，影響人們的身體健康，嚴(yán)重時(shí)造成重金屬中毒。因此，積極進(jìn)行重金屬土壤修復(fù)具有積極的意義，不僅可以改善當(dāng)前的土壤環(huán)境，還可以為人們營(yíng)造良好的生活環(huán)境，促使社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展[1]。

2 現(xiàn)階段應(yīng)用較為普遍的土壤重金屬污染治理方法

2.1 隔離方法

主要是指結(jié)合實(shí)際情況，利用有效的方式將污染的土壤與未污染的土壤進(jìn)行有效隔離，避免其中的污染物擴(kuò)散，降低二次污染產(chǎn)生的幾率。但該種方式需要技術(shù)水平要求較高，并且使用的隔離材料較為特殊。

2.2 物理方式、化學(xué)方式以及生物方式等

主要是利用有效的措施將土壤中的重金屬物質(zhì)進(jìn)行有效的清除，降低土壤中重金屬的總含量，是現(xiàn)階段較為理想的方式，但需要投入較大的成本。

2.3 土壤原位固定修復(fù)方式

主要是指利用化學(xué)試劑自身的作用與化學(xué)性質(zhì)，對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行有效的吸附，通過(guò)合理的沉淀、吸附等將其固定在土壤中，同時(shí)降低其自身的遷移性，滿(mǎn)足實(shí)際的需求。該技術(shù)具有良好的性能，投入資金較少、修復(fù)能力較強(qiáng)并且操作簡(jiǎn)單便捷，被廣泛應(yīng)用[2]。

3 固定劑在重金屬污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用

3.1 有機(jī)類(lèi)固定試劑應(yīng)用

當(dāng)前，有機(jī)類(lèi)固定試劑的應(yīng)用可以有效地對(duì)土壤進(jìn)行改良與修復(fù)，利用試劑自身的性能與化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行修復(fù)。例如，利用試劑的非特異性與特異性進(jìn)行吸附，將吸附位點(diǎn)的活性基因團(tuán)與重金屬進(jìn)行合理的有機(jī)配位，進(jìn)而將土壤中的重金屬進(jìn)行合理的固定，如，COO–、= NH、–NH2、–S–、= PO4、–O–等，可以有部分重金屬形成相對(duì)較為穩(wěn)定的絡(luò)合物，以此來(lái)提升土壤自身的肥力，降低重金屬自身的流動(dòng)性，改良土壤質(zhì)量。有機(jī)類(lèi)固定試劑主要有：

3.1.1 天然有機(jī)類(lèi)

天然有機(jī)類(lèi)固定試劑的種類(lèi)較為復(fù)雜，可以分為合成、天然、衍生等多種，其中較為常見(jiàn)的就是天然類(lèi)。如，秸稈、枯枝、農(nóng)作物廢棄類(lèi)、農(nóng)業(yè)廢料類(lèi)、家禽糞便、生活垃圾類(lèi)、腐爛植物等。該種類(lèi)價(jià)格較為便宜，并且具有較為廣闊的來(lái)源，被廣泛應(yīng)用在當(dāng)前的土壤修復(fù)中。如，某研究人員利用當(dāng)前的農(nóng)業(yè)廢料進(jìn)行有效的實(shí)驗(yàn)，對(duì)土壤中重金屬Cd和Zn進(jìn)行轉(zhuǎn)化，通過(guò)合理的廢料改良，直接提升了土壤自身的肥力，將其中的重金屬進(jìn)行合理的轉(zhuǎn)化，滿(mǎn)足實(shí)際的需求。

3.1.2 生物炭

生物炭主要是指當(dāng)前的生物質(zhì)炭，在特殊的環(huán)境中，進(jìn)行有效分解，逐漸形成較為穩(wěn)定的固定物質(zhì)，其原材料的來(lái)源較為廣泛，如木材、秸稈、果殼以及生活垃圾等，經(jīng)過(guò)合理的碳化后，促使其自身具有較強(qiáng)的空隙與表面積，增大其自身與土壤的接觸面積，進(jìn)而降低其自身的體積質(zhì)量密度，并對(duì)重金屬進(jìn)行合理的吸附，以滿(mǎn)足實(shí)際的需求。例如，–COOH、–COH和–OH等相關(guān)的含氧官能團(tuán)，利用官能團(tuán)自身具有的較強(qiáng)配位能力，與土壤中的重金屬進(jìn)行反應(yīng)，形成較為穩(wěn)定的絡(luò)合物，進(jìn)而滿(mǎn)足實(shí)際需求。與此同時(shí)，該方式的應(yīng)用，還可以有效提升土壤自身的pH值。主要是因?yàn)樯锾慷酁閴A性，從而降低土壤中重金屬的移動(dòng)性。對(duì)于生物炭來(lái)說(shuō)，由于其種類(lèi)不同、性質(zhì)不同，在不同環(huán)境中進(jìn)行解熱而產(chǎn)生的生物炭的質(zhì)量也存在明顯的不同，如，pH、表面的結(jié)構(gòu)、含灰量等存在較大的差異性[3]。

3.2 無(wú)機(jī)類(lèi)固定試劑應(yīng)用

無(wú)機(jī)類(lèi)固定試劑的種類(lèi)較多，并且其材料的來(lái)源較為廣泛，在不斷的創(chuàng)新發(fā)展過(guò)程中，被人們廣泛應(yīng)用在土壤環(huán)境治理中，以滿(mǎn)足當(dāng)前實(shí)際的需求，主要包括：

3.2.1 黏土礦物類(lèi)

我國(guó)粘土礦物資源種類(lèi)豐富，并且價(jià)格較為低廉，具有較大的表面積與吸附性，可以快速吸附重金屬離子，進(jìn)而改良土壤，提升土壤質(zhì)量。與此同時(shí)，大部分礦物質(zhì)自身為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可與金屬與硅氧四面體進(jìn)行有效鏈接，形成具有較強(qiáng)吸附能力的結(jié)構(gòu)。例如，某研究人員利用粘土礦物質(zhì)進(jìn)行重金屬吸附實(shí)驗(yàn)，對(duì)重金屬污染較為嚴(yán)重的土壤進(jìn)行改良，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，利用該粘土礦物作為固定劑，可以從根本上降低土壤中游離重金屬離子含量，保證土壤質(zhì)量得到有效提升[4]。

3.2.2 堿性材料

重金屬受其自身的性質(zhì)影響，在堿性的環(huán)境中，容易形成結(jié)合態(tài)化合物，并具有不易分解的性質(zhì)，從而降低其自身的移動(dòng)性，達(dá)到改良重金屬污染的目的。當(dāng)前應(yīng)用較為普遍的堿性物質(zhì)有爐渣、石灰、粉煤灰等，應(yīng)用原理主要是利用其自身的氧化還原性進(jìn)行合理的還原，進(jìn)而降低土壤中存在的重金屬含量，并將其進(jìn)行有效沉淀，達(dá)到土壤改良的目的，滿(mǎn)足當(dāng)前環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需求，為人們提供良好的生活環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1]陳明榮，竇曉勇，張國(guó)亮.淺談固定劑在重金屬污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用與創(chuàng)新[J].土壤（上旬刊），2017，28（10）：163-164+168.

[2]孫燕華，章高亮，孫璐璐.新時(shí)期背景下固定劑在重金屬污染土壤修復(fù)中的創(chuàng)新應(yīng)用[J].城市環(huán)境保護(hù)理論研究（電子版），2017，30（07）：266-267+269.

[3]徐軼，徐一軼，王學(xué)華.固定劑在重金屬污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用與作用研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用（社會(huì)科學(xué)版），2017，35（11）：154-156+158.

[4]曹心德，魏曉欣，代革聯(lián)，楊永亮.土壤重金屬?gòu)?fù)合污染及其化學(xué)鈍化修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2011（07）：45-46.

收稿日期：2018-05-02

作者簡(jiǎn)介：王歌（1989-），女，碩士，研究方向?yàn)榄h(huán)境影響評(píng)價(jià)。