关于重金属污染土壤修复技术的思考

关于重金属污染土壤修复技术的思考
摘要:基于土壤重金属污染现状和土壤政策标准的演变,简要介绍了几个土壤修复项目实例,分析了土壤原位修复的实用技术,并对土壤修复技术的发展提出了一些建议。
关键词:土壤修复技术;重金属污染
1土壤修复实例
土壤修复是一系列有效的物理、化学和生物措施,以改善土壤性质和土壤环境,从而恢复其生产能力或其他利用性质。这里有一些农业用地恢复和工业污染场地恢复的例子。
1.1农用土地镉污染修复产品研发试验
选择某镉超标水稻土,土壤类型为红壤,污染严重,主要污染因子为镉,土壤pH值为4.0~5.0。采用碱性材料、粘土矿物和生物质炭三种修复材料进行水稻盆栽试验。发现几种修复材料都能有效降低水稻的镉含量,降低效果的优先顺序为碱性材料、粘土矿物和生物质炭,对水稻产量没有明显影响。本次研发实验为后续田间小区实验提供了有效支持。
碱性物质可以通过提高pH值降低酸性土壤中重金属的活性,从而降低水稻对土壤中重金属的吸收[2,3]。矿物稳定化是一种原位修复技术,可以抑制重金属溶解到传输介质中,从而达到土壤修复的效果。粘土矿物可以改变土壤中重金属的存在形态,吸附重金属,降低重金属的迁移性和生物毒性,减少水稻对重金属的吸收。粘土矿物具有吸附重金属阳离子的能力,属于环境友好型修复技术[4,5]。生物质炭具有较大的比表面积和较强的离子交换能力,能够吸附和固定污染土壤中的金属。它是一种碱性物质,能提高土壤的pH值,降低土壤中重金属的迁移性。含氧官能团还能与金属离子结合,有效固定土壤中的重金属[6]。还能增加有效磷、钾、钙的释放,提高土壤肥力,促进水稻产量。生物质炭是一种高效环保的绿吸附剂,可以推广应用。
1.2铬污染场地修复试点示范
以铬污染的土壤为研究对象,主要污染因子是铬。室内固化稳定选用亚铁盐、硫化物和矿物,当亚铁盐用量为1%~5%时,总铬浸出浓度降低40%~60%,六价铬浸出浓度降低70%~90%。当硫化物添加比例为0.5%~2%时,总铬浸出浓度降低50%~60%,六价铬浸出浓度降低30%~50%。矿物比例为2%~10%时,总铬浸出浓度降低50%~85%,六价铬浸出
浓度降低30%~80%。该研究为中试示范中修复剂的选择和用量以及环境影响因素提供了基础支持。某铬污染场地中试采用“原位淋洗化学还原-固化稳定”组合技术,设置注水井和抽油井,采用高压旋喷钻机注入修复剂,稳定一周后,修复土壤中六价铬的淋洗含量低于修复标准,即0.75mg/kg(敏感土地风险控制值)。
故障检测晶塔
1.3稻田重金属污染修复新技术现场示范
青铜截止阀
土壤类型为红壤,呈酸性,pH值为4.5~6.0。主要污染因子为镉,总镉含量为0.6~1.0mg/kg。采用土壤淋洗+重金属吸附稳定技术,辅助常规水肥田间管理[8,9]。具体操作是将水储存在田间20-30厘米的深度,加入萃取剂,正常翻耕稻田,保证萃取剂与泥水充分混合,静置12-24小时后,加入铁基粉状药剂,正常翻耕,保持田间水深20-30厘米,静置3-5天后进行正常移栽耕作,后期正常管理。通过土壤淋洗+重金属吸附稳定化技术示范,示范区水稻中的镉含量降低了45%~55%。进一步研究发现,加入铁粉后,如果加入“排灌”工艺,稻米中的镉含量会降低50%~70%,符合国家粮食卫生标准。
1.4稻田重金属污染修复新产品的推广应用
土壤类型为红壤,呈酸性,pH值为4.5~6.5。主要污染因子是镉,总镉含量约为0.70mg/kg。利用改性多孔纳米材料作为修复剂,常规耕作和田间管理可以有效减少重金属在土壤中的迁移。通过一年两季示范试验,水稻镉含量下降50%~85%,亩产提高4%~8%。由于示范推广周期短,需要对长期效果进行监控,对未来工艺环境的风险进行评估。纳米材料作为一种新型的环境修复材料,能够吸附土壤中的活性重金属并形成稳定的矿物形态,由于其大的比表面积和特殊的多孔结构,降低了水稻对土壤中重金属的吸收。改性纳米材料由于其表面的特征官能团,可以与土壤中的重金属离子结合形成稳定的共价键,从而降低作物对土壤中重金属的吸收。
2土壤原位修复实用技术分析
由于土壤污染的隐蔽性、土壤环境的复杂性、土壤处理的难度和周期长,以及一些污染场地的特殊位置,转移修复的环境风险很大,尤其是对于农业用地,大多数重金属污染土壤的修复仍然是基于原位修复。此外,由于缺乏大规模的土壤修复技术应用、持续的监测研究、土壤性质的复杂性和影响因素的多样性,难以建立通用的土壤修复技术。对于特定的污染土地和污染情况,应因地制宜地选择土壤修复技术,甚至是多种修复技术的结合,以保证土壤修复的效果。
土壤修复技术主要分为物理修复、化学修复、生物修复、矿物修复和农业土地修复的农业措施(如耕作制度调整、水管理、品种选择、肥力调节等)。对于重金属污染场地的修复,固化稳定修复技术目前应用广泛且成熟。对于铬污染场地,可采用原位化学还原+固化稳定技术。针对不同的污染场地,固化稳定修复剂的研发和应用影响因素的研究有待进一步深入。对于农业用地重金属污染的修复,根据污染程度(轻度、中度和重度)的不同,对于中度和轻度污染,可采用单一修复剂或多种修复剂组合的稳定化技术。结合小规模研究、现场示范和大规模推广,碱性材料、粘土矿物、生物质碳和改性多孔纳米材料可作为土壤修复剂用于重金属的原位稳定化。然而,需要对特定污染土地的持久性应用进行进一步的后续研究。对于土壤淋洗+重金属吸附的稳定化技术,萃取剂和稳定剂的使用方法和用量在特定的污染领域至关重要,操作步骤应认真掌握和优化。无论何种污染场地和污染物,都可以建立修复剂和修复技术体系,但要因地制宜地制定相应的详细技术方案,并严格注意过程控制,确保修复效果的持久性和安全性。
导针3结束语
土壤污染防治任重道远,随着法律法规、标准和评价体系的逐步完善,未来土壤修复将更
加规范,修复效果的检验标准将更加严格。为了促进土壤修复行业的发展,企事业单位应在土壤修复项目中探索和实践多元化的土壤修复商业模式,以第三方治理和PPP模式为核心,开展预付费修复模式、修复+开发+转移模式、修复+开发+所有权模式、受让+修复+转让模式的实践。
模拟温度传感器对于土壤修复技术的发展,建议:1)加强土壤修复技术的基础研究和创新,特别是加强修复技术影响因素的探索,提高修复效果的效率,保证修复效果的持久性;2)修复技术体系的建立,各种修复技术合成工艺的研究与应用,各种修复技术的组合或集成,将是未来土壤修复的发展趋势;3)建立有效的过程控制环境风险评估和修复效果评价体系。需要更多的专业人员参与土壤修复的实践。
参考文献:
[1] 全国土壤污染调查公报.原环境保护部和原国土资源部[R].2014.
硬质合金车刀[2] 易琼,唐拴虎,黄旭,等.碱性材料对修复与改良酸性硫酸盐土壤障碍因子的研究[J].土壤,2016,48(6):1277-1282.
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[5] 韩君,梁学峰,徐应明,等.黏土矿物原位修复镉污染稻田及其对土壤氮磷和酶活性的影响[J].环境科学学报,2014,34(11):2853-2860.桌卡制作
[6] Zhang Chaosheng et al.The environmental characteristics and applications of biochar[J].Environ Sci Pollut Res,2018,25(22):21525-21534.

本文发布于:2024-09-23 14:24:09,感谢您对本站的认可!

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