土壤重金属污染修复技术研究

2019-12-19许晓静

商品与质量 2019年5期

许晓静

九洲环境科技（天津）有限公司天津 300000

土壤是农业生产最基本的条件，也是人们生存的根本，对保护环境和食品安全有着非常重要的意义。从当前情况来看，中国的人均耕地面积占世界水平的百分之四十，这些年来随着经济的发展，我国的土壤污染越来越严重，土壤污染物抄表的定位数是百分之十九，其中重金属等无机物污染占据了百分之八十多，给我国带来了二百亿的经济损失。

1 重金属污染土壤修复技术

1.1 物理化学修复技术

物理化学修复技术指的是土壤淋洗技术、固化稳定化技术和电化学修复技术。

（1）土壤淋洗技术。土壤淋洗技术是运用流动的液相淋洗出的土壤中的污染物质，其中的液相就是淋洗剂，在淋洗的时候会和土壤中的污染物发生淋溶、离子交换、吸附、沉淀等各种反应，进而使污染物从土壤中转移到液相淋洗剂中，然后将淋洗剂回收，经过处理合格后在排放到外界。淋洗剂通常有水、酸、盐溶液和表面活性剂等。土壤淋洗技术有物理和化学两种作用，修复需要的时间比较短，使用这种技术的修复项目多是异位修复，有一定的可移动性，可是因为使用淋洗设备，处理过程中的容量受到设备容量的限制，同时产生的淋洗废水要进过二次处理。

（2）固化稳定化技术。固化稳定化技术通常是在土壤中投入一定配比的固化剂和稳定剂。先投入稳定化剂是从重金属的有效性来决定的，转变了重金属的状态，把游离状态或者生物状态的重金属转变为不容易溶解、迁移效果比较差、毒性比较低的形态，较少了对生态环境的破坏，这是一种化学反应；随后加入固化剂是在重金属外围添加低渗透性的材料，从而是污染物的淋滤面积减少，有效的避免了重金属的迁移，这是一种物理反应。固化技术和稳定化技术可以独立的应用，如果一起使用修复的效果会更好。这种修复技术是当前工程中使用最多的一项技术，投入费用较低，效果比较明显，可是包括固化技术的修复工程出现的固化块就需要做出别的处理。可以用作路基材料。

（3）电化学修复技术。电化学修复技术是在污染土壤的地区两边加上一个直流电场，电场中重金属阳离子向着阴极迁移，出现还原反应，然而伴随着游离状态的重金属迁移，土壤中吸附状态的重金属就会被降解释放出来，进而使重金属可以在电解析和电泳的作用下聚集在阴极地区，从土壤中转化出来。电化学技术的重金属去除的效果会比较好，并且设备占用的空间比较小，很方便移动，通常用于原位修复，可是使用电能转变为动力能源，投入的资金比较大，经济收益不是很理想。电化学修复技术需要使用电解质溶液来增加导电性能，这样就会使土壤的物理化学性质。

1.2 生物修复技术

生物修复技术包含生物炭技术、微生物矿化技术、植物微生物联合修复技术等。

（1）生物炭技术。采用一些农业副产品(如树皮、秸秆、木屑、蔗渣、果皮、杂草)通过一定的热解作用可形成表面积增加，孔隙大小、表面官能团及分子结构等各个方面的特性都有所改变的生物炭，得到的生物炭的吸附性能可比热解前提高10-1000倍。将这种生物炭施加在重金属污染的土壤中，一方面可通过表面吸附（包括静电吸附及专性吸附）将重金属固定下来；另一方面改变土壤的pH，使重金属沉淀下来，从而可明显地改变重金属的形态，使重金属的生物有效性降低。该项技术修复材料取之于自然环境，成本低，对原有土壤的性质影响较小，且生物炭可作为土壤改良剂，增加土壤中的有机质含量，有利于农作物生长，适用于农田修复。

（2）微生物矿化技术。微生物矿化技术是应用微生物来引导重金属离子形成碳酸盐沉淀成矿，主要的原理是在重金属离子和其他的必要底物存在的情况下，微生物经过自身的代谢调节作用产生脲酶，分解尿素形成铵根和碳酸根，铵根可以释放出氨气，使用土壤环境PH升高，碳酸根在和钙离子发生反应形成碳酸钙，同时在碱性条件下的重金属离子会出现沉淀，最后形成了碳酸盐晶体。微生物矿化技术既可以用在原位修复中，也可以用异味修复，重金属对于微生物来说也会有一定的毒害作用，从而保护了健康微生物是有一定难度的，这就要进行实时的监测。

2 土壤污染修复技术的选择

对于污染土壤修复技术的选择原则归纳为以下几类：

（1）因地制宜原则。土壤污染修复工程中最主要考虑的是因地制宜的原则，在进行污染土壤修复的时候，要对现场的土质情况和污染土壤的来源进行全面的考察，根据具体的情况来制定出科学的修复方案。在具体的污染土壤修复工程中，涉及到很多污染因素的土壤要综合各种土壤修复处理技术。根据目前已经完工的土壤修复项目，通常考虑到的因素有：污染土壤的环境条件、污染物的根源和危害、土壤中重金属的浓度、土壤中的化学和物理性质等。

（2）可行性原则。不同的土壤污染修复工程，要选择合适的土壤修复技术，在进行污染土壤修复方案制定的时候，要综合考虑工程的经济收益和修复技术的应用情况。有些污染土壤修复工程不可以选用费用比较高的修复技术，在进行土壤修复的时候要根据土壤治理的工艺和经济承担情况，修复使用的资金不能超出预算。

（3）保护耕地原则。土壤是人类赖以生存的基本物质条件，是人类经济社会发展的重要保证。然而，随着工业化的发展，土壤重金属污染成为严重的环境污染问题之一，严重制约着我国经济社会的发展。根据最新统计数据显示，当前我国受重金属污染的土地面积接近0．1亿km2，主要污染源来自于工厂废水、农药废弃物、化肥等等。鉴于我国耕地资源紧张的国情，在实施土壤修复项目时，必须充分考虑到对耕地进行保护，避免修复处理后造成二次污染，导致土壤内肥料全部流失，造成土壤丧失生产供应能力。