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重金属土壤污染修复方法有哪些

2017-10-13 01:07:45 51 编辑:admin 来源:本站
    土壤的污染是指人类活动产生的有害物质进入土壤,当其含量超过土壤本身的自净能力,并使土壤的成分,性质发生变异,降低农作物的产量和质量,并危害人体健康的现象,而重金属污染己成为当今最重要的环境问题之一,也是最重要的土壤污染物之一。重金属进入土壤后,对土壤微生物有一定的毒害作用。据报道,目前我国受镉、汞、铅等重金属污染的耕地面积近 2000 万公顷,约占总耕地面积的 1/5; 其中工业“三废”,污染耕地 1000 万公顷,污水灌溉的农田面积已达 330 多万公顷。污水灌溉及废弃物等对农田已造成大面积的土壤污染。
    重金属定义为密度在 4.0g/cm3 及以上的 60 种金属,或密度在 5.0 g/cm3 及以上的45 种金属 ;而在环境污染领域,重金属主要指生物毒性较大的汞、铅、铬、砷、锌、铜、镍等元素,砷是非金属,但是它的毒性及其性质与重金属很相似,因此砷通常也被列入重金属的研究范畴。
    重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程,许多有机化学物质的污染也需要较长时间才能降解,被某些重金属污染的土壤甚至可能要 100-200 年时间才能够恢复,而且积累在污染土壤中的难降解污染物则很难靠稀释作用和自净化作用来消除。土壤污染一旦发生,往往很难恢复,目前,重金属污染土壤修复技术分为物理、化学和生物修复3 种方法 :
    1. 物理方法
    物理方法是利用重金属离子在土壤中的迁移速度比较慢的特点,将含有重金属铅的土壤转移出去的一种修复技术,主要包括换土法、隔离法、淋滤法、玻璃化法、电化学法和吸附固定法等。
    1.1. 换土法 :换土法就是把受重金属污染的土壤替换成未被污染的土壤,它又可分为翻土法 换土法和客土法 3 种。
    1.2. 隔离法 :隔离法是向土壤中加入固化剂,使土壤中的重金属被固定住,防止因为重金属的迁移而对附近土壤造成污染。
    1.3. 淋滤法 :淋滤法是使用淋洗剂清洗受污染的土壤,使土壤中的污染物随淋洗剂流出,从而达到修复污染土壤的目的它是修复污染土壤的一种新方法。
    1.4. 玻璃化法 :玻璃化法是将受污染的土壤加热使之熔化,冷却后能形成稳定的玻璃态物质,受土壤中的污染物能有效地被固定。
    1.5. 电化学法 :电化学法是在受污染的土壤中加入阴阳 2 个电极,利用重金属离子的带电性,将土壤中的重金属离子去除,并且能达到回收的目的,此方法是由美国路易斯州立大学研究发现的。
    1.6. 吸附固定法 :吸附固定法是指向受污染的土壤中加入一种材料,将土壤中有效态的重金属离子吸附并且能够固定,以免其对人体造成的伤害物理方法能取得比较好的治理效果,但是由于上述方法劳动量比较大,浪费大量的人力、物力和财力,而且对转移的含重金属土壤的处理也是一个亟待解决的问题。
    2. 化学方法
    化学方法是利用改良剂与重金属离子之间的化学反应,从而对污染土壤中的铅进行固定、分离提取等,主要包括化学固定法、螯合剂调节法、土壤 pH 控制法、土壤氧化还原电位调节法和土壤重金属离子拮抗法等。
    2.1. 化学固定法 :化学固定法就是在受污染的土壤中加入化学试剂,发生化学反应,降低重金属离子在土壤中的有效性和迁移性,达到治理的目的。
    2.2. 螯合剂调节法 :螯合剂调节法是向受污染的土壤中加入螯合剂,螯合剂与土壤中的重金属离子发生反应,增强了重金属在土壤中的有效性。
    2.3. 土壤pH 控制法 :土壤 pH控制法是通过调节土壤中的pH值来调节重金属离子的有效性和迁移性。
    2.4. 土壤氧化还原电位调节法 土壤氧化还原电位调节法是基于土壤中存在的氧化物质和还原物质之间进行氧化还原反应时所产生的电位值,通过调节电位值来改变铅离子在土壤中的活性。
    3 生物方法
    生物修复技术是在 20 世纪 90 年代迅速发展的一种治理土壤污染的新技术,是一种环境友好型治理技术,以其高效、安全、持久、价廉等特点得到学者和政府的认可。随着科学技术的不断发展,生物修复技术将会具有广阔的应用空间,生物修复主要包括微生物和植物修复
    3.1. 微生物修复法 :微生物修复法是利用土壤中的某些微生物,或者土壤中生活的小动物对重金属铅具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用,从而降低土壤重金属的毒性。
    3.2. 植物修复法 :植物修复法是利用植物及其根系圈微生物体系的吸收、挥发、转化和降解的作用机制,来清除环境中污染物质的一项新兴的污染治理技术,它以费用低、不破坏场地结构、净化环境等优点成为修复铅污染土壤的热门技术。具体地说,利用植物本身特有的利用污染物、转化污染物,通过氧化、还原或水解作用,使污染物得以降解和脱毒的能力,利用植物根系圈特殊的生态条件,加速土壤微生物的生长,显著提高根系圈微环境中微生物的生物量和潜能,从而提高对土壤中有机污染物的分解作用的能力,以及利用某些植物特殊的积累与固定能力,去除土壤中某些无机和有机污染物的能力,称为植物修复。

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