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重金属土壤修复技术

2020-12-09 13:47:46 作者:土壤修复专家

固化/稳定化技术(S/S)

用于处理重金属类(铬、镉、铜、铅、锌、砷、镍、汞等)、石棉、放射性物质、腐蚀性无机物、氰化物和砷化合物等,以及农药/除草剂、石油或多环芳烃类、多氯联苯类和二噁英等有机化合物污染土壤,适用于各类以浸出浓度为修复指标的污染项目。
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异位热脱附技术(ESTD)

用于处理挥发性及半挥发性有机物(如石油烃、农药、多氯联苯等)和汞污染土壤,适用于各类具备异位修复条件的土壤污染区域。

原位热脱附技术(ISTD)

用于处理挥发性及半挥发性有机物(如石油烃、农药、多氯联苯等)和汞污染土壤,适用于不具备异位修复条件的区域,修复场地无需开挖,如深层或建筑物下方的污染区域。

淋洗(Soil Washing)

用于处理各类重金属(铬、镉、铜、铅、锌、砷、镍、汞等)及半挥发性、难挥发性有机物污染底泥和土壤,适用于各类以金属总量为修复指标的污染项目。


1. 工程措施

包括换土法、深耕翻土法、固化、稳定化方法、电动力修复法等,工程措施具有稳定、见效快的优点,但存在工程量大、投资费用高、二次污染隐患等缺点,不适宜大面积污染土壤的治理。

2. 化学治理措施

包括淋溶法、施用改良剂等方法,能够在短期内降低土壤中重金属的毒性和生物有效性,因人为向土壤中施加化学药剂,易造成二次污染,且该方法是一种原位修复方法,重金属Cd仍存留在土壤中,容易再度活化危害植物,其潜在威胁并未消除。

3. 农业生态修复措施

通过调节诸如土壤水分、土壤pH值、土壤阳离子代换量(CEC)、CaCo3和土壤氧化还原状况及气温、湿度等因素,降低Cd生物有效性,以减弱重金属对植物的毒害作用。Cd形态发生了改变,但仍存在土壤中,容易再度活化,对生物产生危害。

4. 微生物修复

微生物抗重金属机制包括生物吸附、胞外沉淀、生物转化、生物累积和外排作用。微生物一方面可以降低土壤中重金属的毒性,并可以吸附积累重金属;另一方面可以改变根系微环境,从而提高植物对重金属的吸收、挥发或固定效率。目前,大部分微生物修复技术还局限在科研和实验室水平,实例研究还不多,无法大面积推广。

农田土壤修复技术——施用稳定剂联合修复 

  为缓解重金属对农田土壤造成的危害,采用施加稳定剂与表土的联合修复技术,可对污染土壤原地施加石灰等稳定剂,再覆盖未受污染的土壤进行修复。

工业厂区重金属污染场地土壤修复技术 

  土壤淋洗技术是利用淋洗液将重金属从土壤中置换出来的技术,正以其广泛的适应性和快速性应用于实际工程治理中。“缓变型地球化学灾害”理论是在国外“化学定时炸弹”的概念基础上发展起来的。在老一辈科学家的关怀指导下,与严光生研究员、刘晓端研究员等合作,陈明等人首先着手研究了“缓变型地球化学灾害”理论。2002年,国土资源部“十五”规划中设置了《缓变型地球化学灾害研究》项目。缓变型地球化学灾害研究的主要内容包括物质来源,迁移转化途径、规律和影响因素,灾害链的组成与阻断途径,灾害发生发展的定量模型和预测,灾害的检测监控和信息处理技术等。

 

深化地球化学工程学理论——用于水—土重金属污染综合修复

1.地球化学工程学的概念在本世纪初开始引入国内,其原理是应用地球化学知识,通过人工制造的某些地球化学作用或利用地球化学原理制造的产品实现环境污染治理与管理的途径、方法和技术。

2.地球化学工程技术用于修复重金属污染土壤有三大优势:一是可以根据不同的土壤条件和污染物质,选择不同的非金属矿物材料;其次有些非金属矿物自身的重金属含量微乎其微,进入土壤后可以在自然条件下与土壤中的组分结合,不会对环境造成二次污染,可以认为是一种清洁材料;第三,由于非金属矿物价格低,低成本的修复剂具有天然的优势。

3.随着矿山开采、冶炼、电镀以及制革行业的蓬勃发展,一些企业盲目追逐经济利益,轻视环境保护,再加上农药、化肥、地膜、饲料添加剂等的大量使用,我国土壤中Pb、Cd、Zn等重金属的污染状况日益严重,污染面积逐年扩大,危害人类和动物的生命健康。据报道,2008年以来,全国已发生100余起重大污染事故,其中Pb、Cd、As等重金属污染事故达30多起。据2014年国家环境保护部和国土资源部发布的全国土壤污染状况调查公报显示,全国土壤环境总状况体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。

4.全国土壤总的点位超标率为16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。据农业部对我国24个省市、320个重点污染区约548万hm2土壤调查结果显示,污染超标的大田农作物种植面积为60万hm2,其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80%以上,尤其是Pb、Cd、Hg、Cu及其复合污染尤为明显。我国的一些主要水域如淮河流域、长江流域、太湖流域、胶州湾等也都出现了重金属污染。

(铬、镉、铜、铅、锌、砷、镍、汞等)、石棉、放射性物质、腐蚀性无机物、氰化物和砷化合物等,以及农药/除草剂、石油或多环芳烃类、多氯联苯类和二噁英等有机化合物污染土壤,适用于各类以浸出浓度为修复指标的污染项目。

 

参考文献如下:

[1]刘玉真.改性纳米黑碳的土壤环境行为及其环境效应研究[D].山东师范大学,2015.152。

[2]赵立芳.腐植酸、水铁矿及其共沉物对土壤镉的钝化效果研究[D].兰州大学,2019.

[3]秦端端.土壤重金属吸附材料的筛选及机理探讨[D].扬州大学,2017.1-89.

[4]宁梓君.改良栽培方式对川芎镉吸附能力和镉富集阶段影响的研究[D].成都中医药大学,2015.1-81.

[5]李风.提高重金属富集植物籽粒苋对污染农田修复效率的研究[D].中国科学院大学,2019.

[6]王雨薇.有机物料对菜地土壤中Pb、Zn的生物有效性的影响[D].吉林农业大学,2018.

[7]杨俊俏.镉铅胁迫下草地早熟禾和高羊茅幼苗生长及重金属累积特性的比较研究[D].扬州大学,2014.65.

[8]王洪.氯化钙及黄腐酸盐对镉污染水稻田土壤的淋洗修复[D].华中科技大学,2017.88.

[9]李凤.乙酰胺--有机酸低共熔离子液体在土壤重金属修复中的应用[D].河北科技大学,2019.

[10]牛明芬,胡思雨,史奕,等.农业土壤重金属污染原位修复技术[J].土壤与作物.2018。

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