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摘要:土壤重金属污染产生的主要原因有两方面,一方面是自然因素;另一方面是人为污染。本文从重金属污染的概念入手展开分析,整理了土壤重金属污染的现状和治理方式,为重金属污染的分析和后续治理提供合理参考。
关键词:土壤;重金属;污染治理
1 重金属污染概述
重金属污染指的是密度>5的金属或其他类型化合物对环境造成的污染。产生此类污染的主要原因是采矿和汽车尾气排放、轮胎磨损等人为因素。重金属污染与其他类型的有机化合物污染有所不同,因为部分化合物能够通过自然的自身净化能力将有害物质降解。而重金属具有富集性,通过环境的自净能力难以化解,且在土壤中分布很广,一旦环境产生变化,重金属形态转换,就会造成环境污染,最终危害人类的健康。需要注意的是若土壤已经被重金属污染且治理困难,就只能通过置换土壤的方式来改善。
我国作为农业大国,植物生长不好会影响粮食产量,不仅如此,重金属会被植物吸收,影响牲畜和人类健康。简单讲就是在此类土壤中生产出的植物种子胚胎发育会受到阻碍,与正常种子相比,有丝分裂十分缓慢。若种子中重金属含量过高,种植的初期会产生出芽率低的情况,即便出芽,叶片也呈现枯萎和卷曲的状态,植物光合作用缓慢,最终就会导致根系发育不够完全,虽然也经历生长、发育,但不到成熟阶段,整株植物就会完全枯萎死亡。
2 土壤重金属污染的现状
2.1 具有地域性分布的特点
我国的土壤重金属污染有很明显的地域性分布特点。将国土分为中部、东部和西部三个部分,经分析可以发现,其中土壤重金属污染的现象差异明显。众所周知,中部是我国主要的金属矿产地区,在开采过程中难免造成大量的污染物泄露,对其造成的土壤重金属污染,我国相关部门有必要提高重视程度。
2.2 无机元素是主要污染物
由于污染物在各地区的分布各不相同,东北部的老工业区以及农耕地区的土壤重金属污染十分严重,若不尽快治理必然对当地居民的生命健康造成威胁。
2.3 污染治理难度高
重金属污染在自然条件下很难通过土壤自身的能力降解,因此土壤一旦被重金属污染,基本无法恢复到原有状态。不仅如此,重金属污染物很容易被土壤中的胶质吸附,随着时间的推移不断堆积,越来越难治理。且当前重金属污染物在我国自然环境中存在的形态比较复杂,不同的重金属元素在土壤中有可能产生化学反应,再产生新的污染,土壤酸碱性也会不停变化,最终导致重金属元素在土壤中以多种形式和状态存在,基本不能完全清除。
3 我国土壤重金属污染治理策略
3.1 物理法
3.1.1客土法
主要是通过将未被污染的土壤覆盖或者与被重金属污染的土壤混合,将上下土层翻动混合均匀,或者用未被重金属污染的土壤替换被污染的土壤等手段,降低被污染的土壤中的重金属污染物浓度。这些措施的优点在于方法成熟,主要缺点是修复成本高,污染物并未得到完全清除,以及可能造成二次污染等问题。
3.1.2电动修复法
电动修复法是利用电渗透、电迁移、电泳等重金属的主要迁移方式,通过梯度电压促进土壤中金属离子迁移,然后经过沉淀、抽离或者离子交换等方式,清除土壤中的重金属污染物。电动修复技术具有成本低廉、效果较好的优点。但是,该技术也存在去除速率易受到荷电性质、金属浓度、荷电数量、土壤空隙水电流密度、界面化学性质等因素影响的缺陷。
3.1.3热处理法
热处理法主要是利用重金属的挥发性,利用热传导或者辐射等加热方式使重金属与土壤分离。这种方法通常应用在熔点较低、挥发性较强的重金属污染治理当中。该技术的主要问题为易使土壤有机质和土壤水遭到破坏,且工程量较大、耗能较多。
3.1.4玻璃化技术
通过加热使污染的土壤熔化,土壤冷却后凝固成玻璃状结构。
通常条件下,玻璃非常稳定,一般的试剂难以破坏它的结构,对某些特殊重金属(如放射性废物)具有较强的适用性。但玻璃化技术熔化过程需要消耗大量的电能,成本较高,工艺较为复杂。
3.2 进一步完善管理体系
严格遵守《土壤污染防治法》等有关土壤污染法律法规的规定,扎实推进净土保卫战。进一步加强土壤环境管理的支持力度,在机构组建、人员编制和基础能力建设方面加强投入,探索更加符合我国国情的土壤污染防治管理体系。鼓励环境管理部门在详细的土壤质量研究和分析的基础上,研究各地区、各行业的主要污染物和其他污染因素,制定适合本地、本行业实际情况和发展需求当的治理措施。同时,贯彻绿色可持续修复理念,制定政策时要统筹考虑修复本身所带来的二次影响,包括资源和能源的消耗、二次污染等问题。
3.3 积极促进技术创新
加强有色金属工业土壤污染治理技术、材料和设备的研发。一方面,要加强对现有治理技术的完善;另一方面,还应加强对多元化修复技术应用的研究,促进技术的耦合应用。在技术创新的过程中,还要全面考虑生产安全、生态安全、产业发展、循环利用等因素,开展清洁生产技术的研究,促进有色金属开发和污染治理的可持续发展。此外,还需关注智能化技术的发展,探讨大数据、物联网、人工智能等新技术在有色金属土壤污染检测、调查、修复等环节的应用。加强有色金属污染治理相关人才的培养,加大科研投入,鼓励高校科研院所联合生产企业,适时引进国外先进技术。
3.4 化学法
3.4.1化学固化技术
化学固化技术就是指工作人员在受到污染的土壤当中加入固化剂,固化剂与土壤产生反应,就可以达到改变重金属形态的效果,最终控制土壤产生物的有效性及迁移性,达到降低重金属对土壤产生破坏的效果。固化剂的作用基本是辅助,将重金属凝固之后需要搭配的氧化还原等其他反应进行治理,降低重金属对土壤和周边环境的危害。
3.4.2化学萃取技术
化学萃取技术的工作原理是在污染土壤中加入化学萃取剂。萃取剂能够将重金属从土壤中分离出来,常用的萃取剂有螯合剂和酸萃取,此类物质的价格低,也不容易产生二次污染。在治理过程中,工作人员需要控制萃取剂浓度,避免治理效果不好,还导致土壤养分流失。
3.5 生物法
3.5.1植物修复技术
植物在生长过程中不断吸收土壤中的污染物,减少土壤中重金属的含量,能够达到此种效果的植物种类很多,但吸收的量却不相同。使用此种技术,为保障治理效果,工作人员应尽可能选择在重金属影响下生长时间长且吸收能力强的植物,一方面效果更好,能够避免治理不彻底导致重金属在土壤中继续反应和沉降,另一方面也能更快恢复土壤肥力和自净能力。
3.5.2微生物修复技术
微生物治理技术指的是在受到污染的土壤中添加微生物,利用微生物将高价重金属转化成低价形态,降低土壤毒性,直至重金属消失。对于重金属污染不严重的土壤,使用微生物技术基本能够将土壤状态恢复到原样,且微生物技术实际上符合绿色治理的原则,不仅不会造成土壤的负担,还能够随着时间的推移促使治理效果越来越好。
3.5.3动物修复技术
动物修复技术中常用的动物是蚯蚓,一方面原因是由于蚯蚓在土壤中的活动能提升土壤的通透性,促进其中微生物含量提升,另一方面是蚯蚓的代谢能力很强,产生的粪便也能够达到恢复土壤肥力的效果。
4 结束语
我国受重金属危害十分严重,尤其是土壤。本文从重金属污染的概念入手展开分析,整理了土壤重金属污染的现状和危害。最终提出了系统且全面的治理方式,希望能够为重金属污染的分析和后续治理提供合理参考。
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