土壤重金属污染修复方法研究

2021-07-01 00:29黄昕
装备维修技术 2021年51期
关键词:重金属污染土壤

黄昕

摘 要:随着我国工业生产和农业技术的蓬勃发展,伴随而来的土壤重金属污染问题也愈加严重,因此社会各界都开始注重对土壤污染的修复工作。但在土壤重金属修复的过程中,缺乏科学合理的理论依据,导致土壤重金属修复效果并不理想。因此,研究土壤重金属污染修复方法对净化土地,建设绿色环保的人居环境,促进工业农业经济的全面发展,保证我国自然生态的全面建设有重要的意义。本文分析了当前造成土壤污染的主要原因,并从多个角度分析提出一些具有针对性的解决措施,为土壤重金属污染修复和我国生态环境的可持续发展尽一份微薄之力。

关键词:土壤;重金属污染;修复方法

引言

土壤重金属污染带来的环境问题在我国日益严峻,尤其是伴随着工业生产与农业活动,大面积的污染土壤造成了土地资源的浪费。目前土壤重金属污染的修复方法比较多,但研究和实践没有进行大数据分析,成果效应不明显,没有起到研究及实验价值。本文综述了当前重金属污染土壤的修复方法,并对未来土壤重金属污染修复提出了建议。

1、重金属污染物来源及现状

重金属一般是指比重≥5.0g/cm3的金属,包括Ni、Pb、Cr、As、Cu、Zn、Al、Hg等。随着人类经济社会的发展,人类活动对土壤的影响越来越大,同时工业排放、汽车尾气和农业生产活动都会影响土壤中重金属的含量。以陕西某市为例,探究土壤中重金属污染物的主要来源,调查发现,交通和工业是典型地区土壤重金属污染的主要来源,尤其是工业活动对土壤重金属污染最为严重。在对交通运输调研中发现汽车尾气、轮胎摩擦和汽油燃烧均可增加铅、锌和铜等重金属的含量;在农业生产过程中,通过使用农药、化肥和焚烧秸秆,可以产生Cd、Hg、As等重金属。土壤中的重金属元素会被农作物或其他植被吸收,而人类作为食物链的最后一端,必然会将这些重金属吸收到体内,从而危害人体健康。2014年国务院颁布的《全国土壤污染状况调查公报》指出,我国土壤污染率达到16.1%,其中约20%是土壤重金属污染,农地已成为土壤污染的主要灾区,就土壤重金属污染整体而言,经济发达地区的重金属污染状况比经济落后地区更为严重,特别是长三角、珠三角和东北老工业区。自2010年以来,我国每年排放的重金属污染物已超过900吨,造成的直接经济损失远远超过200亿元。土壤重金属污染的有效修复与治理已成为亟待解决的重大社会问题,土壤重金属修复技术的研究也迫在眉睫。

2、土壤重金属污染修复方法

2.1物理修复法

物理修复法是目前工业上采用比较多的重金属污染修复方法。其中,客土回填是指利用外源未被污染的土源对土壤耕作层进行覆盖,通过将重金属浓度较高的表层土壤移除或者覆盖,从而稀释土壤中的重金属浓度。很多学者的研究表明,客土法有很直观、显著的修复效果。通过对不同覆土厚度对重金属污染物含量变化的影响进行研究,发现覆土厚度在15cm时As含量降低效率最为显著。客土回填覆盖可有效降低土壤中Cd、Pb、Cu、As的含量,但该方法工程量较大,成本较高,不适合土源较稀缺或土源运距较远的地区。通过机械或人工的手段对受重金属污染的土壤进行搅拌混合,稀释重金属含量,进而降低土壤中有毒害物质引发的危害。土壤翻耕方法效率较高,且可提升土壤孔隙度,能显著促进土壤蓄水保肥能力,但如果翻耕深度过深,并不能減少土壤中的重金属含量,反而让土壤中的重金属向土壤下层扩散。

2.2化学修复技术

化学修复主要利用液体淋洗剂通过“吸附”土壤中重金属离子的方式淋洗污染土壤从而去除重金属污染物。有研究表明乙二胺四乙酸二钠可作为淋洗剂修复土壤Cd、Pb等重金属污染,经乙二胺四乙酸二钠修复后,土壤中Cd、Pb质量分数分别较淋洗前降低了41.46%和32.32%,且试剂用量也远低于传统方法。目前,专家学者主要将目光聚焦在复合淋洗剂上,较单一淋洗剂相比,复合淋洗剂拥有更好的修复效果。研究发现,用NaOH和EDTA(乙二胺四乙酸)复合可显著降低As含量。其次纳米材料也是目前化学淋洗的重点研究方向,未来一段时间,纳米材料将在化学修复领域得到广泛的应用。

2.3生物联合修复技术

生物修复主要包含微生物修复和植物修复方法,通过生物的生理活动和代谢机能对土壤中重金属物质进行吸收、转化和固定,在提高和改善土壤理化性质的同时,修复受重金属污染的土壤。但由于各类生物对重金属污染的吸附、转化能力有限,大多数只能对其中一种重金属污染物进行吸收,且转化时间较长。而一旦土壤中重金属污染物浓度过高,也会对生物的生存产生危害,不利于土壤生物多样性。植物修复优点明显,技术简单,成本低廉,同时对环境不会造成较大影响。但是修复过程耗时长,无法在短期内实现修复效果。而进行土壤重金属污染修复后的植物体内含有大量有毒有害物质,如何进一步对其进行优化处理,目前尚未有很好的办法,各项研究内容还不完善,对于重金属再次进人环境也无法控制。在前人研究基础上,总结了生物炭对土壤重金属污染的固定作用,重点对生物炭的施加方式、用量以及田间管理对重金属污染修复的影响进行了分析,并提出未来在土壤监测方面需要进一步研究。

2.4 农艺调控技术

对土壤重金属中、轻度污染或重金属高背景值区可通过农艺调控措施,如调节土壤pH、土壤氧化还原电位(Eh)、有机质阳离子交换量(CEC)、土壤质地等因素,改变土壤中重金属活性,降低其生物活性,减少重金属从土壤向作物,特别是可食部分的转移,达到减轻重金属污染危害的目的。该方法治理效果适中,费用低,易操作,虽然有易再度活化的缺点,但也不失为一种经济有效的方法。

结语

目前,土壤重金属污染修复技术得到了广泛应用,但单一技术都有其局限性,需要进一步研究。因此,应采取多学科方、多技术联合修复技术就迫在眉睫,结合多种修复方法,相互协调,实现快速、高效、低成本的土壤修复,并配合较为环保的生物修复技术,实现土壤重金属污染物快速、生态、环保修复治理。今后也将以指导实践,致力于解决实际污染范围、自然环境、植被群落治理区域、生物多样性影响等问题的研究。

参考文献

[1]常青山.重金属超富集植物的筛选与螯合吸附研究[D].福州:福建农林大学,2019.

[2]赵彦锋,郭恒亮,孙志英,等.基于土壤学知识的主成分分析判断土壤重金属来源[J].地理科学,2018(1):45-50.

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