浅析重金属污染土壤的治理途径

发表时间:2020/9/8   来源:《工程管理前沿》2020年4月第12期   作者:户若虚
[导读] 土壤性质的一个重要组成部分的土壤环境质量较差
        摘要:土壤性质的一个重要组成部分的土壤环境质量较差,污染的问题越来越严重,特别是重金属污染,土壤中重金属容易被作物吸收,农产品重金属含量超过卫生标准,导致严重的食品安全问题,对人体健康有很大的威胁。因此,必须重视土壤重金属污染的防治,发展完善的污染防治技术,解决土壤重金属污染超标的问题。
        关键词:重金属;污染土壤;治理途径
        引言
        在实践中,热解吸法、提取法和电化学法是最常用的研究方法。从土壤中提取重金属,可以将土壤加热干燥,然后解吸。如果土壤中的重金属传导性比较差,而且渗透性不深,就最好采用电化学法,将其除去。提取法就是采用有机试剂,使其与土壤中存在的重金属相互作用后形成可以溶解的物质,加以回收还可以再利用,实现资源节约。
        1土壤重金属污染的现状及特点
        (1)具有地域分布的特点。我国土壤重金属污染有地域性的特点,同时不同地区的污染情况也存在差异性。中部土壤重金属污染较突出,东部和西部地区比较轻,因为东部地区分布着大量的金属矿和煤矿。中部地区土壤重金属污染率约占总污染率的34.23%主要分布在湖南、山西和河南等省份;东部地区土壤重金属污染率约占总污染率的12.04%,主要分布在广东、辽宁和江苏等省份;西部地区土壤重金属污染率约占总污染率的18.22%,主要分布在我国的广西、贵州和云南等省份。(2)污染物主要以无机元素为主。相关的研究显示,我国土壤重金属污染物主要以无机元素为主,同时存在土壤点位超标的现象,特别是镉元素严重的超标,在最高的位置,其次为汞元素和镍元素。此外,铬元素和锌元素的超标值最低,同时不同的地区的污染情况存在差异性。(3)治理难度大。在自然条件下,土壤重金属污染物很难被降解,如果达到一定程度的话,无法恢复原有的自然状态。此外,土壤中的重金属污染物经过长时间的积累之后可以被土壤中的胶体吸附,因为重金属的化学活性比较强,很容易和其他物质发生化学反应,导致土壤中pH值发生变化。
        2土壤重金属污染修复技术
        重金属污染土壤的修复技术包括物理法修复、化学法修复与生物法修复三类。物理修复法有客土、换土与深耕翻土法等。化学修复法重点包括化学钝化与化学淋洗。生物修复法涵盖了植物修复与微生物修复。
        2.1物理法修复
        (1)客土、换土法是当前工程治理中使用最多的一种方式。整个方法的作业经过是将表层被重金属污染的土壤换为了洁净的土壤或翻入深层,作业便捷。然而该方法的工作量较大、需要较多的资金,适宜小型重金属污染土壤治理。(2)热解析法是通过微波、蒸汽等技术,对被污染的土壤给予加热处理,让土壤中易挥发的重金属受热后挥发,从而实现修复的目的。热解析法可以较好地修复受汞污染的土壤。(3)电动修复是在受重金属污染土壤中添加电极,在电场的影响下,让土壤中的重金属随着某个方向而移动,接下来被共同处理。该方法不仅能修复受污染的土壤,另外其修复效率高、也不浪费资源。
        2.2生物治理技术
        首先,植物修复法。该种方法需要利用人工培育的植物,或者是自然界中生长的植物,通过这些植物对土壤中的重金属进行降解,减少土壤中重金属的含量。该种方法需要利用植物提取技术、植物挥发技术和植物稳定技术等。植物提取所扮演的角色就是吸收土壤中的重金属物质到植物的体内,植物成熟之后收割,从而达到降解的目的。植物挥发技术需要依靠植物的根系部位,之后将植物吸收的有害物质转移到大气中,但是在过程中会影响生态环境的质量。植物稳定技术就是通过植物的根系对金属进行吸附和沉淀,之后在雨水的作用下进行转移和扩散,能够有效的降低土壤中的重金属含量。其次,微生物修复法。微生物修复法的主要原理就是通过提高超富集植物根系对重金属污染物的吸收和吸附来实现降低重金属含量的目的。


        2.2工程治理技术
        当前,工程治理技术在治理重金属污染中被广泛的应用,比较常见的技术有换土法、客土法和深耕翻土法等。首先,换土法。该种方法需要借助干净的土壤,将其放在被重金属污染的土壤中,降低土壤中的有害物质的浓度。其次,客土法。该种方法就是将污染的土壤转移到别的地方,之后在加入干净的土壤,实现缓解污染的目的。最后,深耕翻土法。借助机械设备的作用翻耕土壤,将被污染的土壤放置在最下层。需要注意的是,在采取该种技术的过程中应该坚持一定的原则,即因地制宜,必须结合土壤的污染程度选择科学的方法,避免出现治疗效果下降的问题。
        2.3化学法修复
        (1)化学钝化技术,经由在已被重金属污染的土壤中添加固化剂,让重金属离子和固化剂产生沉淀或络合反应,将重金属钝化,进而使重金属的迁移能力变弱。一般的固化剂包括生物炭、黏土矿物等。(2)化学淋洗技术,重点运用了化学溶剂冲洗重金属污染土壤,通过重金属和化学试剂间产生各种反应,将土壤中的重金属转移到化学溶剂中,进而实现修复重金属污染土壤的目的。一般,淋洗剂包括无机淋洗剂、螯合剂等。各种重金属的物化属性存在一定的差异,相对的淋洗试剂也存在一定的差异,而一种淋洗剂基本只使用在某种重金属的修复上,无法同时修复各种重金属污染土壤。
        2.3农业治理降低土壤重金属的方法
        通过农业生产活动,也可以降低土壤中的重金属含量,这就必须根据所在区域的具体情况,因地制宜,采取一些切实有效的耕种方法和环境管理制度,将土壤中重金属对环境的危害降到最低。最有效的方法,就是在被重金属污染的土地上种植人类不会食用的植物,比如:可以吸收镍的庭荠属植物,能够充分吸收铜的艾蒿、海州香薷、滨蒿和鸭跖草,可以大量吸收砷的蜈蚣草等等。具体做法包括:一是通过控制土壤水分,使土壤的重金属降低;二是在保证土壤肥力不降低的前提下,选择能够降低土壤中重金属含量的化肥;三是有条件增施可以固定土壤中重金属的有机肥;四是选种对土壤中重金属抗污染力强的且不会成为人类食物链的植物。总的来说,农业治理操作简单,节能环保,费用也不高,但效果差强人意,时间也很长,因此,只能“预防为主,防治结合”。
        结语
        土壤重金属污染是工业化、城市化等等综合因素所致的社会问题,其末端修复技术成本高、周期长,目前及可期的未来,亦难以找到经济易行、彻底根除理想方案。其最根本的解决途径是需要全社会所有成员且实贯彻可持续发展的环保、绿色理念,严格工业、生活“三废”的处理,控制化肥、农药、地膜等农用化学品的过量与不合理使用,从工农业生产、居民生活垃圾投弃等源头减少重金属的排放。在对已污染土壤治理方面,国家及有关部门应加大支持力度,鼓励有研究院所积极研发成本低、技术简单、绿色环保、便于大面积推广、相对经济的治理技术,以加强、加快污染土壤的修复,实现并促进我国农业生产的良性、可持续发展。
        参考文献
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