重金属污染土壤修复研究进展
(1.中科华鲁土壤修复工程有限公司,山东 德州 253012;2.山东省环境保护科学研究设计院有限公司,山东 济南 250101)摘 要:生态环境保护是我国发展的基本国策,保护生态环境是每个人的责任。但是由于之前经济的过度发展,导致许多地区的土壤被重金属所污染,这不仅危及生态环境质量,而且对人类健康也形成了威胁。因此,相关职能部门必须重视土壤重金属污染问题,并了解二次污染的源头,从而制定出更有效的防治策略,解决我国土壤重金属污染问题,同时提升我国生态环境质量,促进我国社会经济与生态和谐发展。
关键词:重金属;污染;土壤修复
1 土壤重金属污染概述
在人类对经济发展的大力需求下,人类对环境进行了不同程度的破坏,随着全球变暖、冰山漂移等情况的发生,环境污染问题逐渐引起了人们注意力,土壤重金属污染就是伴随人类活动而形成的污染之一。例如日本水俣病起因是由于工业废水排放过度,导致其汞含量超过了正常值,从而引起重金属环境污染,并造成人类及其他生物产生的一种怪病。因此,人类要积极重视重金属污染问题,及时对重金属污染地区进行管控,并采取相应解决措施来减轻土壤重金属化带来的危害。
1.1 土壤重金属污染来源
我国土壤重金属问题已然严重影响到生态及生活活动等方面,土壤重金属污染一般是指由于土壤中重金属元素不断上升,如汞、镉、铅、铬、砷等多种重金属元素。而土壤重金属污染主要来源于人为原因和自然原因。如:大气污染导致土壤重金属污染、废水污染导致土壤重金属污染、固体废物引起土地金属重污染、农业污染造成土壤污染。我国是农业大国,在农业生产过程中对化肥、农药等需求过大,从而导致土壤重金属污染,其主要来源于农药化肥中存在的重金属危害元素,且附着在地表不易被微生物降解。
1.2 土壤重金属危害
对土壤重金属污染来说,如果通过自身微生物讲解等功能是无法减轻土壤污染的,重金属污染都较为长期,其毒性蔓延也较为深长,从而导致土壤农作物生长缓慢、水资源不断被污染,最后通过食物链进入到人体内,并造成一定的危害,例如骇人听闻的镉大米事件,该事件是由于重金属镉通过工业废水排到环境中,而后通过灌溉或者重金属不断转移使得水稻生长成为“有毒作物”,从而被人所食用,导致人类身体健康出现问题,给人们的生活带来了恐慌。因此,重金属危害要比人们想象的影响更为深远,土地环境污染治理迫在眉睫。又由于铅、铜等具有毒性的重金属元素除了会导致土壤质量退化,还会导致农作、植物等生长受到限制,影响植物生长发育,甚至会抑制植物的光合作用、呼吸作用,导致植物新陈代谢不能有效完成,农作物质量、产量都会有所下降,从而导致生态系统不平衡,出现紊乱等情况,进而重金属土壤要及时、尽力被修复,运用多种方法实现土壤质量有所提升。
2 重金属土壤修复技术方法
2.1 稳定化修复技术
在运用稳定化修复技术前,技术人员要对土壤中的重金属形态进行分析,根据分析结果选取合适的修复材料。为了降低重金属的危害性,所选取的修复材料不得破坏重金属的分子结构,并要确保重金属可以以残渣的形式进行收集。一般来说,氧化剂以及固化药剂等是常用的修复材料。
2.2 淋洗技术
与其它修复技术相比,淋洗技术的应用更加广泛,并且技术也更加成熟、可靠。所谓淋洗技术,指的是将淋洗药剂滴入土壤中,在拌合溶解作用下,改变土壤的基本形态,实现降低重金属离子在土壤中比重的目的[2] 。现阶段,酸类试剂、碱类试剂以及水等是常用的淋洗药剂,并且实践证明,上述药剂在解决土壤重金属问题方面可起到满意的效果。分析相关数据发现,淋洗药剂的加入,可以大大降低土壤中Cu、Pb 等重金属离子的含量。此外,淋洗技术在土壤修复工作中的应用,其可将较大的重金属颗粒从土壤中筛选出来,使用淋洗药剂去除颗粒表面的污物,随后使用氧化药剂对淋洗污水进行处理,使重金属离子保持稳定的状态。
2.3 生物修复法
生物修复是利用生物削减的方式降低土壤重金属毒性,因其具有投资少、效率高、修复效果好等特点,已成为土壤重金属修复的重要手段之一,目前的研究主要集中在微生物和植物的环境治理领域。土壤中含有多种微生物,这些具有特异功能的微生物借助其代谢产物可改变土壤中重金属的赋存形态,进而影响重金属的迁移与生物有效性,消减重金属的毒性。国内外许多学者都十分重视微生物对重金属污染土壤的修复作用,姚俊课题组已开发出适用于典型有色金属尾矿库的高效低成本微生物原位成矿固化修复污染技术,其课题组筛选的碳酸盐矿化菌对土壤 Cd2+矿化效果达 45.14%,且效果稳定。相对于物理化学修复技术来说,微生物修复技术具有更强更彻底的修复能力,但微生物个体微小,从土壤中分离较困难,且存在与修复现场土著菌株竞争等问题,目前还难以大规模应用。
多年来,国内外学者对土壤重金属污染治理进行了多方面的基础理论研究,如何经济而有效地治理重金属污染土壤,一直是国内外研究的重要课题。植物修复技术是一项净化环境的绿色生物修复技术,是土壤重金属污染治理的重要手段之一,该技术具有绿化环境、不破坏场地结构、投资少、稳定土壤、不引起二次污染等优点,在采矿塌陷区及风沙滩地区的生态修复中具有重要的意义。植物修复技术的关键与难点是筛选出生长快、适应性强、生物量高、对重金属富集性好的物种,并且尽量为本土物种。目前全世界对重金属超积累植物的研究已经取得了一定的进展,已发现的 Ni、Cu、Pb、Cd 等超积累植物有数百种,其中 70%多为 Ni 超积累植物。
3 土壤重金属污染治理展望
(1)重金属治理是未来发展的大势所趋,行业前景可观。国家对于环境污染治理高度重视,企业今后涉足于重金属污染领域将成为趋势。我国重金属污染土壤治理技术发展处于初步阶段,而我国的土壤修复技术已经发展多年,但以往的研究成果显示,目前我国大部分的重金属污染土壤修复技术尚处于实验室的水平,尽管部分研究修复取得了成功,但均因成本高等并没有得到推广使用。因此,继续开展重金属土壤修复技术的研究,并进行不断的优化迫在眉睫,要想形成一套成熟的、经济有效的治理体系还需要走很长的路。
(2)我国的土壤污染以复合污染为主要特征。生物修复技术及物理修复技术等是我国使用范围较广的修复技术,因此,加强对复合污染修复技术的研究至关重要,这也将会成为今后我国土壤修复研究的重点方向之一。
(3)单一的重金属污染修复技术难以对复杂的污染环境进行彻底治理。因此,联合修复技术的研究将成为重金属污染土壤修复领域的一个热点和发展方向。
4 结语
重金属污染土壤大多原因是由人类活动所引起的,所以最好的土壤修复技术就是从根源避免污染发生。因此,要针对土地重金属污染修复技术要及时进行学习,为以后土壤修复奠定基础,并且不断结合当下需求对土壤重金属修复技术不断补充完善。基于此才可以创建人类生存中舒适的生活环境,实现保护环境,促进生态平衡的目标。
参考文献:
[1]席晋峰.重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J].中国金属通报,2018(12):271-272.
[2]梅宝中,张强,王端鑫.重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J].
环境与发展,2018,30(11):85+87.
[3]王书琪.土壤重金属污染修复技术研究进展[J].石油化工技术与经济,2018,34(04):59-62.