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重金属污染土壤修复技术及修复实践

作者:费腾  来源:安全管理网 
评论: 更新日期:2020年03月05日

摘要:我国人口基数大,粮食需求高。土壤是农业产业发展的根本,也是满足我国人民基本物质生活需求的基础。若土壤被污染,农作物质量、产量均会受到不利影响。随着经济的发展,重金属污染土壤情况愈加严重,为了促进我国农业健康长久发展,满足人们基本生存需求,有必要分析其修复技术,对其进行研究。

关键词:重金属污染;土壤修复;技术应用;实践活动

引言

重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。重金属的分布范围非常广泛,大气、水源、土壤等等。金属污染主要是由于人们在生产活动中的不合理操作所导致生活环境中的重金属含量超出正常水平。从而产生一些有害物物质,影响到人类的生活环境和身体健康。

1我国土壤重金属污染的现状与成因

1.1污染现状

目前,我国遭受重金属污染的土壤面积较广,但是针对重金属污染土地的治理效果不佳。如前几年媒体报道的镉大米事件,就是土壤遭受了重金属镉的污染,而导致污染的土壤中种植的水稻因时间的推移而累积,就形成了著名的镉大米事件,人们食用有毒的镉大米在体内累积到一定的程度,就会造成中毒现象,引起骨痛病,严重影响了人的健康。另外,我国土壤污染主要地区为矿区污染,特别是云贵高原地区,虽然各种金属矿产资源丰富,但是也成为土壤重金属污染较为严重的区域。西北地区的石油、天然气资源是我国重工业发展的重要能源物质,这些能源物质的过度开发,会使土壤的土质结构层发生改变,影响土壤本身的结构组成,也是土壤污染的表现形式之一。我国是铅矿资源较为丰富的国家,同时也是生产与消费大国,铅是一种对机体危害较为严重的重金属,特别是儿童,对铅的敏感性较高,容易导致儿童血铅超标的问题。因此,我国提出多种预防土壤的重金属污染的措施,如重金属污染防治十二五规划,力争解决我国土壤重金属污染严重的问题。

1.2污染成因

一般情况下,土壤中会存在少量的重金属,这种少量的存在不会对环境产生污染。我国的重金属污染土壤主要来自于人类活动的影响,如工业生产产生的废渣、城市生活污水的随意排放等,其中,工业生产对土壤中重金属的累积作用非常明显,如矿质资源的开采、化工生产等。目前,矿质资源的开采与冶炼是产生重金属废弃物排放与污染的重要途径,它不但影响了开采区域周边的环境,而且通过扩散作用进一步会扩大影响面积,造成非常严重的重金属污染,而且大部分重金属的污染较难治理,土壤也无法消化或降解重金属污染物,导致土壤重金属污染程度随着矿质资源的开采与冶炼活动的频繁进一步提升。化工生产的废弃物主要表现在固体废弃物、液体废水与化工生产过程产生的废气污染三方面,固体废弃物会直接通过堆积传送到土壤中,造成土壤污染。化工生产过程产生的废气污染主要是通过气体沉降,附着于地表,直接渗入或通过一段时间的附着渗入到土壤中,并在土壤中累积导致重金属污染的发生。液体废水主要是通过直接排放到环境中的形式,渗入到土壤中,或是通过农田灌溉导致土壤吸收化工生产排放废水中的重金属离子,从而导致污染的发生。

2重金属污染土壤修复技术及其修复分析

2.1化学修复

化学修复主要指通过分析土壤中重金属污染物性质的化学特性,向土壤中添加化学修复剂,通过氧化、还原、沉淀、吸附等一系列化学反应改变重金属形态,得以成功去除土壤中重金属。该修复方法具有效率高、适用范围广等优点,但容易破坏土壤结构,导致土壤养分大量流失以及降低土壤生物活性。现阶段,应用最多的化学修复技术包括固化/稳定化修复技术、土壤淋洗技术等。

2.2农业修复

农业修复是指对土壤生物链的调整,继而弱化重金属元素活性,实现修复目标。农业修复主要通过控制土壤、水分、种植制度的方法实现。

在控制水分方面,通过调节水分改变土壤Eh值,遏制重金属元素活性。此外,合理使用有机肥、农药等也有助于缓解土壤压力,降低污染。应当从生产环节加强控制,即是说,降低生产化肥期间重金属元素的使用量,防止加大危害。调整种植制度以及合理布置作物种类也有助于修复重金属污染土壤。在重金属污染土壤中种植抗性作物、富集植物等,用以清除重金属元素。

2.3生物修复

生物修复主要指有效利用生物,将生物作为修复重金属污染土壤的主体。生物修复技术可以分为植物修复技术、动物修复技术与微生物修复技术三大类。其中植物修复技术在实践中应用的最多。新时期,鉴于植物修复技术绿色环保的特点,在重金属土壤修复中相关人士将其作为新型高效绿色环保的技术,因此在选择应用修复技术时,首选该技术。生物修复技术修复原理主要为借助富集植物吸收、固定、净化等流程去除土壤中的重金属元素,该技术具有经济、环保等等应用优点。目前,该技术已经成为修复重金属污染土壤的关键技术。植物修复技术应用途径主要为植物提取及其固定。其中植物提取环节通常用于重金属超富集植物转运状态下,它把土壤中重金属元素转移固定到植物地上部分,再对植物地上部分采取收割处理方法,达到修复目的。应用该技术的关键是植物选择,应当选择地上部分生物量弱且重金属富集能力高的植物。植物固定主要通过利用植物根系富集土壤中重金属元素,进而改变其化学形态,将重金属元素转化为无害状态。

2.4工程修复

工程修复可以具体分为两种,第一,土壤稀释技术;第二覆土技术。其中土壤稀释技术是指运用污染物含量低的清洁土壤同具有高重金属污染物质的土壤相混合,进而降低单位面积土壤重金属污染物质含量。覆土技术隶属于客土方法,它主要指把清洁土壤覆盖到被污染土壤上,进而避免重金属污染物进入生态循环系统。相较于其他修复方法工程修复技术具有操作容易、技术简便的优势,但该技术尚不从本质上修复土壤,去除重金属元素,因此,经由工程修复的土壤还存在潜在污染威胁。

3重金属污染土壤的修复实践活动

重金属的土壤污染修复技术在长期的发展与实践过程中,获得很多成就,土壤修复的成效得以提升,修复所投入的成本也被有效管控。重金属土壤污染的修复实践,能够提升修复技术的具体应用,为未来修复工作的实际开展奠定夯实的基础。国外曾经由学者使用六年的时间,用生物固体进行堆肥、糖酸盐等改良剂,对重金属污染的土壤实施改良处理,实际改良中发现,有些改良剂能够提高修复的效果,能够显著降低土壤中的重金属含量,减少重金属对人类健康产生的影响。也可使用对农耕、种植活动的管理和调节来降低重金属对土壤产生的污染,基于重金属危害程度的不同使用对应有效的措施进行修复,降低重金属的污染属性。减少化学肥料、农药在农业生产中的应用,农药与化学肥料是重金属污染的关键来源,在土壤中加入有机肥料以后,不同属性的矿物会对重金属属性产生影响。了解生态系统结构、功能、环境、生态系统当中的植物群落繁殖规律之后,明确修复处理的目标,制定对应有效的修复措施和技术组合。

结束语

当前,重金属污染土壤问题成为当前社会关注的焦点,积极面对重金属污染土壤治理过程中存在的问题,将重金属污染土壤治理技术中的工程修复技术、生物修复技术、化学修复技术、农田修复技术进行整合分析,在日常的管理工作过程中,注重重金属污染土壤的预防措施,根据重金属污染土壤的实际情况建立健全完善的重金属排放标准,使之适应社会主义现代化建设的实际需要。

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