重金属污染土壤修复技术及其修复

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重金属污染土壤修复技术及其修复

摘要:随着社会经济的发展,我国的工农业有了很大进展,工农业现代化技术越来越先进。但是随着我国工农业的逐步现代化,许多地区的土壤环境受到不同程度的重金属污染。只依赖传统修复技术已经不能满足治理要求,因此生物修复技术应运而生,因其无害、绿色、环保的优势,得到了广泛的应用。

关键词:土壤;重金属污染;修复技术

导言: 土壤重金属污染主要指的是土壤中的金属物质如铅、汞、锌、铜、镍等含量过高,这些金属物质会对人身体造成非常大的危害。有毒的重金属土壤具有一定的隐蔽性,也就是说,不采用一定的检测方式无法知道土壤到底有没有被污染。此外还具有长久性以及不可逆转性,长期的重金属污染不仅会对土壤中的植物造成影响,同时还会污染地下水,最终影响人们的日常饮水安全。

1土壤中重金属来源

土壤重金属污染是指人类活动中产生的重金属进入土壤的行为,使得土壤中的物质结构被破坏,重金属超标。重金属对土壤的破坏力是很强大的,砷、锰、铬、铜和镉,通常是污染物中的重金属成分,土壤中的重金属污染常常不仅只有一种而是综合污染。重金属过多会对农作物产生极大的影响,使其质量和产量都不正常,并且还可能存在有毒物质。此外,由于土壤中存在水分,水分会因为日晒而挥发,这就会导致重金属的影响范围不仅仅局限于土壤,还会影响水源和大气。因此,解决土壤重金属问题刻不容缓。土壤中重金属的来源主要有以下几个方面: 第一,在矿山开发和冶炼过程中,由于矿区缺乏完整的环境管理设备,大量冶金矿山废弃物直接倾倒在户外,造成土壤重金属污染。第二,过量使用化肥和农药导致土壤受到重金属的污染。第三,化肥的添加剂含有大量铜、锌等金属元素。一旦化肥进入土壤,就会造成重金属污染。

2重金属污染土壤修复技术

2.1物理修复技术 (1)换土、去表土、客土和深耕翻土法换土是指换出污染土染,换入无污染土壤。去表土是指去除表层污染土壤,耕作下层未污染土壤。客土和深耕翻土是指通过混入无污染土壤和翻动上下层土壤,使重金属在更大范围内扩散,从而降低土壤重金属浓度至可接受范围。工程措施由于工程量大、投资费用高的原因,并不适用于大面积污染土壤的治理。对于重污染土壤,多采用换土和去表土措施,换出的污染土壤需需进行有效处置,避免二次污染等问题;对于轻污染土壤,多采用客土和深耕翻土措施,但存在破坏土壤结构,降低土壤肥力等问题。总的来说,该方法并未从根本上去除重金属,只是转移和稀释了污染,并不是一种理想的治理土壤重金属污染的方法。(2)热脱附法热脱附技术是指通过直接或间接的方式对污染土壤进行连续加热,温度到达一定的临界温度时土壤中的污染物将挥发,收集该挥发产物进行集中处理,从而达到清除土壤污染物目的的技术。热脱附技术目前广泛用于高浓度有机污染土壤的原位或离位修复。对于某些低沸点的重金属(如Hg、Se和As)污染土壤的热脱附技术也已进入现场修复应用阶段。该方法工艺简单、技术成熟。目前需要解决的是由于设备价格昂贵、脱附时间过长、能耗过高等导致的处理成本过高的问题。挥发重金属的收集和处置问题,也是今后研究的重点。(3)玻璃化技术玻璃化技术是指通过高温加热,将重金属污染土壤熔融,待其冷却后形成结构稳定、很难被降解的玻璃体物质,这时重金属被包裹于玻璃体物质内,从而达到对土壤重金属永久固定目的的技术。虽然,该技术从根本上消灭了重金属污染,但由于需要消耗大量能量导致处理成本过高的原因尚没有得到广泛的应用,目前只常用于重金属重污染区的抢救性修复。玻璃化所需热能的供给方式主要有电力加热、化石燃料燃烧、感应加热和微波加热等。如何提供更好、更快捷、更便宜的能源供给方式,降低玻璃化技术运行成本是今后研究的重点。

2.2生物修复技术

(1)微生物修复。微生物修复技术通过微生物的代谢功能来吸收、富集、减少溶解沉积土中的污染因子,然后将重金属固定在土中或者将重金属的价态或者毒性进行一定程度的转变。细菌对于土壤中重金属具有较强的耐受性,例如绿脓杆菌、粪产碱杆菌以及铜绿假单胞菌具有较好的镉去除能力。微生物不能直接降解重金属,其菌种接种培育较困难,效率低。因此微生物修复技术多以辅助其他技术存在。(2)植物-微生物联合修复技术。研究发现一些特定的微生物可以明显提高植物对于土壤中重金属污染物的去除效率,原因在于,一些根系微生物可以促进植物生长,另外微生物本身也可以改变土壤中重金属的形态,从而影响植物对于重金属的吸收。研究表明,巨大芽孢杆菌能够降解土壤中的有机磷,而胶冻样芽孢杆菌可分解土壤中矿物质供植物吸收。多样性的植物-微生物组合方式一直是近年的研究热点,传统的物理/化学修复技术,不适合大面积耕田、矿山土地治理,且经过治理后,会产生二次污染,或极大地改变土壤肥力。(3)动物修复。除了通过植物对重金属的土壤进行修复,还可以利用动物来修复受重金属污染的土壤。节肢动物的生活史可以作为城市土壤中指示程度的评判标准,以蚯蚓为例,蚯蚓是比较理想的环境污染指示生物,蚯蚓经常生活在田地里,使蚯蚓在在受重金属污染的土壤中生活一段时间,蚯蚓体内的微生物可以将土壤中的重金属分解,使用通水的方法将蚯蚓驱赶,带走土壤中的重金属,专业人士经过研究发现,蚯蚓不仅可以在一定程度上吸收土壤中的重金属,还可以增加土壤中微生物的活性和数量,使土壤重新富有活力。

2.3水泥窑协同处置技术

通过对该技术分析可知,基于水泥窑协同处置技术的应用,能够对重金属污染的土壤进行有效处理,实现土壤修复的预期工作成效。在技术应用过程中,主要充分发挥出水泥窑内部的高温环境作用,进而导致气体长时间的停留。当水泥熟料达到预期焚烧效果后,可以固化处理污染的土壤,使得土壤中的有机物得到有效处理,在1800℃的高温处理下,可使得有害的有机污染物转变为无机化合物,有效抑制了有害物质的排放[1]。

在重金属污染的土壤送入水泥窑内部后,应当对污染的土壤进行有效固定处理。而后工作人员需要严格执行技术要求与工艺标准,对焚烧的尾气进行有效处理,避免有害气体直接排入大气当中。为有效升级该技术的应用成效,对处理的工作流程进行合理优化完善,如对入料的洞口进行合理改造,提高入料的效率与安全。在工作人员操作过程中,落实监督管理工作,保证各个工艺处理的标准性与安全性。

一般情况下,在水泥窑协同处置工作开展阶段,需要保障土壤预处理系统、水泥回转窑处理系统进行协同运行,进而保证该技术发挥出一定效能,对重金属污染土壤进行一定处理。在密闭环境运行过程中,应当配置相关的设施,保证各个系统稳定有序地运行,并保证焚烧产生的烟气得到无害处理。

结语: 随着科技的进步。在如何解决土壤污染问题上,人类不再是旁观者。虽然已经有很多的解决方法。然而,这种解决土壤污染问题的办法并不能真正适用全部,必须对土壤污染的具体原因再次采取行动。我国土壤污染源多种多样,在土壤污染治理中,有关土壤污染治理工作者必须重视土壤污染治理工作,认真研究治理工作的具体情况,最终决定采取污染控制措施,以确保恢复土壤的安全。

参考文献:

[1]孙万刚.重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J].世界有色金属,2019(19):226-227.

[2]薛琦.重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J].当代化工研究,2021(23):98-100.

[3]王乐杭,俞栋,王玉婷,马栋.重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J].资源节约与环保,2021(4):46-47.