重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展

陳志強(qiáng)

摘要：當(dāng)前諸多環(huán)境調(diào)查報(bào)告中顯示土壤存在重金屬污染的情況，為此，大力推進(jìn)重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)迫在眉睫。而這一課題也引發(fā)了越來越多的學(xué)者和科研人員的關(guān)注，對(duì)此進(jìn)行了較為深入細(xì)致的研究，并取得一定的成績(jī)?；诖?，本文從當(dāng)前土壤重金屬污染的危害作為切入口，在此基礎(chǔ)上提出了對(duì)應(yīng)的治理修復(fù)策略，并從物理化學(xué)修復(fù)和微生物植物修復(fù)這兩大方面對(duì)當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展和研究成果做出了闡述，以期能夠?yàn)槲覈淖匀簧鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)工作提供一定的參考和幫助。

關(guān)鍵詞：重金屬污染;土壤修復(fù);技術(shù);研究進(jìn)展

引言

由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)健發(fā)展與進(jìn)步，在經(jīng)濟(jì)與科技取得突飛猛進(jìn)的成就的同時(shí)，我國的自然環(huán)境也承受著愈加嚴(yán)重的污染壓力，尤其是伴隨著農(nóng)業(yè)和工業(yè)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，引發(fā)了諸多的土壤重金屬污染問題?，F(xiàn)階段，土壤的重金屬污染主要是由As、Pb、Cd、Cu等引發(fā)的。土壤重金屬污染問題作為當(dāng)今社會(huì)自然環(huán)境保護(hù)工作中的重要研究熱點(diǎn)，具有至關(guān)重要的社會(huì)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)價(jià)值，眾多農(nóng)作物都必須依托于土壤來生存，若是土壤遭到重金屬污染，那么重金屬會(huì)由食物鏈危害民眾的生命安全。由此可見，研究重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)對(duì)于建設(shè)社會(huì)主義生態(tài)文明具有重要意義。

1土壤重金屬污染的危害概述

由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用的諸多農(nóng)藥、化肥以及工業(yè)領(lǐng)域的采礦冶金、電鍍金屬加工等活動(dòng)都會(huì)向自然界排放重金屬污染物。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料的詳細(xì)記載可知，全世界每年平均向自然界排放的重金屬總量可達(dá)上千萬噸，其中包括了汞2萬噸，錳1500萬噸，以及約100萬噸鎳等。土壤中重金屬污染物往往具有積累時(shí)間較長(zhǎng)、可降解性較差、生物化富集效應(yīng)明顯以及污染范圍較廣等一系列特點(diǎn)，而在遭受重金屬污染的土壤上栽種農(nóng)作物，會(huì)出現(xiàn)十分顯著的生長(zhǎng)發(fā)育緩慢甚至停滯等不良影響，繼而直接造成農(nóng)作物的產(chǎn)量呈現(xiàn)斷崖式下降，更嚴(yán)重的則會(huì)引發(fā)農(nóng)作物死亡。另外，一旦土壤中的重金屬污染物進(jìn)入了農(nóng)作物中，便會(huì)在農(nóng)作物內(nèi)部累積，被人類食用后會(huì)危害其身體健康。

2重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)

2.1電動(dòng)修復(fù)

原位電動(dòng)修復(fù)技術(shù)是指依托于非飽和土壤，以打井并裝配低直流電極的方式進(jìn)行土壤修復(fù)的方法。具體而言，就是在電場(chǎng)的作用之下，重金屬以點(diǎn)滲透與電遷移這兩種不同的發(fā)生機(jī)制向電極輸送，在某些情況下也會(huì)發(fā)生電泳現(xiàn)象。電滲透是指飽和液體以及溶解的物質(zhì)進(jìn)行電極輸送，其流速與土壤屬性、液體的離子強(qiáng)度、pH等有關(guān)。電遷移主要指由高濃度液體溶解的無機(jī)離子，在電場(chǎng)環(huán)境中，尤其是重金屬離子在該環(huán)境作用下，通常是以電遷移的形式進(jìn)行運(yùn)輸。單一的電動(dòng)修復(fù)盡管具有較好的修復(fù)效果，然而工作效率較低。因此，當(dāng)前可以切實(shí)提升電動(dòng)修復(fù)技術(shù)工作效率的辦法有：第一，保持恰當(dāng)?shù)耐寥浪釅A值，如果溶液的酸堿值比土壤表面的電荷值低的時(shí)候，離子運(yùn)動(dòng)的方向也會(huì)由陰極朝著陽極發(fā)生改變，因而限制了去除效率。第二，增加促進(jìn)劑，主要包括表面活性劑、增溶劑等等，如此既能夠提升土壤溶液和重金屬間的互相影響效果，還能顯著提升可溶性污染物的流動(dòng)性，以此取得較好的修復(fù)成效。

2.2淋溶修復(fù)

重金屬能夠通過多種多樣的形式與土壤的構(gòu)成成分發(fā)生反應(yīng)，其中包括了離子交換、吸附、沉淀作用等。土壤吸收重金屬的機(jī)制可以分為兩類：其一是離子吸附于土壤的組成成分諸如粘土或其他有機(jī)物的表面;其二，構(gòu)成分散的金屬化合物式沉淀諸如氧化物、硫酸鹽等等。首先，可以通過土壤淋洗逆轉(zhuǎn)反應(yīng)的發(fā)生機(jī)制，將土壤中的重金屬轉(zhuǎn)移至土壤液相中。其次，將挖出的地表土壤經(jīng)初篩消除表面殘?jiān)?，且分散大塊土壤后，將其與一種特定的提取劑進(jìn)行充分融合，經(jīng)過再次的篩選與分離操作后，用清水淋洗去除提取物殘留，最終達(dá)到去除土壤中污染物的目的。另外，含有重金屬污染物的廢水還可進(jìn)行重金屬回收處理。尤為關(guān)注的是，該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵是提取劑，不僅可以提取不同形態(tài)的重金屬，還不會(huì)損害土壤結(jié)構(gòu)。當(dāng)前市面上的提取劑眾多，涵蓋了有機(jī)或無機(jī)酸、堿，以及鰲合劑等，具體來說有硝酸、磷酸、鹽酸、氫氧化鈉、檸檬酸、DTPA等等。以此同時(shí)，相關(guān)研究報(bào)告顯示：與鹽酸相比較，EDTA作為提取劑還可進(jìn)一步減少對(duì)于土壤微生物、土壤酶活性的不利影響[2]。盡管EDTA不會(huì)對(duì)土壤微生物環(huán)境產(chǎn)生消極影響，但對(duì)于土壤酸堿度的改變是必須直面的一個(gè)重要不利因素，除此之外，EDTA作為一種效果顯著的金屬螯合劑，可以有效地消除土壤中的重金屬污染物，但EDTA的價(jià)格十分昂貴，而對(duì)于EDTA的回收利用問題還面臨著諸多技術(shù)難題。因此，從其移除重金屬的能力來看，該土壤修復(fù)技術(shù)雖然可明顯清除土壤中的重金屬，但提取機(jī)容易對(duì)土壤形成次生污染，并且工作量繁重，因而并不適合應(yīng)用于修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)、面積大的工程之中。

2.3化學(xué)固化修復(fù)

由于存在于土壤中的重金屬無法降解，并在土壤中發(fā)生遷移動(dòng)。為此，運(yùn)用化學(xué)固化的形式是先將其固化，而后從土壤中剝離清除，是一種切實(shí)可行的治理辦法。然而，受到重金屬污染的土壤中通常包括了多種化學(xué)元素，再加上重金屬的遷移速度是由諸多方面的因素共同決定的，如：土壤的酸堿度、礦物質(zhì)含量等等。因此，研究人員可借助這一特性，將化學(xué)添加劑添加到受重金屬污染的土壤中，降低重金屬活性，減少重金屬的遷移能力。當(dāng)前，最常使用的的固化劑是石灰、沸石、碳酸鈣等，如通過使用石灰，能夠促成銅、汞、鋅等重金屬沉淀。

總結(jié)

總而言之，當(dāng)前諸多針對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行修復(fù)性治理的辦法，盡管可以發(fā)揮出降低土壤中重金屬的活性亦或是轉(zhuǎn)移重金屬至其他植物體內(nèi)，但是在大自然的萬物循環(huán)規(guī)律中，這些被轉(zhuǎn)移或累積的重金屬仍舊有遷移的可能，因此，研究者應(yīng)該在現(xiàn)有科研成果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)探究和挖掘重金屬土壤修復(fù)技術(shù)，通過不斷地創(chuàng)新嘗試來尋求更加優(yōu)化的解決方法，同時(shí)，還應(yīng)從源頭上進(jìn)行追溯，減少重金屬污染物的產(chǎn)生和排放，保護(hù)我們賴以生存的自然環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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