潼关安乐乡重金属污染土壤的合理修复技术探究

赵通

摘 要 通过分析潼关安乐乡附近土壤受污染成因，定性分析确定了污染土壤中的重金属主要来源以及金属类型，通过理论分析确定了适合于修复此区域污染土壤的联合修复技术，并提出了此修复技术的相关施工工艺，但未能给出施工工艺中的具体参数。因此，还需进一步通过试验，确定出施工工艺流程中的最佳具体参数，筛选出最佳的联合修复模式。

关键词 污染成因;理论分析;联合修复技术;施工工艺

中图分类号：X53 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.09.090

我国擁有丰富的矿产资源，而大规模的矿产资源开发与利用，促使我国经济发展取得了巨大进步，但同时也使周边环境与生态遭到了很大破坏。目前，我国共有26万余座大中小型矿山，因其矿山开采所导致的土地破坏面积达到330 km2/年[1]。因此矿产开发所导致的土壤污染问题已成为污染土壤类型中不可忽视的重点。

随着土壤修复技术的不断发展，现如今的重金属污染土壤修复技术可分为物理、化学、生物、农业生态修复技术[2]。其中，物理修复、化学修复是通常将重金属元素固结于特定土体中，使重金属迁移性能大幅度降低，其施工灵活、工期短，且适用于有害的大部分种类重金属;生物修复、农业生态修复是将重金属元素从污染土壤中去除掉，不会产生二次污染，其施工方案确定较为困难、修复周期也长。

物理修复技术包括换土方法、阻隔填埋方法等，这些方法并未有效地将土壤中的重金属处理移除出去，而是依然存在于土壤中，随着时间的推移其会受到毛细作用而渐渐向上部种植土迁移，污染种植土。而化学修复技术通常以钝化修复最为普遍[3-4]，其是按照污染土壤中的重金属类型选择相对应的钝化剂，将污染土壤与钝化剂两者均匀混合，使两者之间产生拮抗、络合、离子交换等一系列钝化反应，从而达到土壤中重金属毒性、迁移能力降低的目的，但此技术也没有将重金属元素清除出土壤，其可能会发生再次活化，产生二次污染。生物修复技术与农业生态修复都是以植物修复最为常见[5]，通过种植超富集植物从污染土壤中吸收重金属元素而储存于植物自身，以收割植物而达到大幅度降低甚至移除重金属的目标，没有二次污染，但超富集植物对重金属的提取量有限。

从上述方法可看出，土壤修复方法虽多，但都有其各自局限性，在实际修复时，通常以单一的修复方法是达不到修复目的，应以多种修复方法相结合的联合修复技术修复污染土壤为主，从而达到预期修复目的。基于此，以潼关县安乐乡受开采金矿所导致的重金属污染土地为研究分析对象，理论分析适合于此污染土地的有效修复技术。

1 潼关县安乐乡重金属污染概况

潼关县位于渭南东端，是陕西的东大门，贵金属赋存量十分丰富，是我国重要的贵金属产区。而潼关县安乐乡附近金矿开采历史悠久，但由于长期对赋存的黄金资源无序开采、私人偷挖盗采、开采矿山过程操作不合乎规范，产生了大量随处堆放的含重金属废矿、废渣，且未对这些含重金属废矿、废渣进行有效的措施处理，使之随矿区排水与大气降雨直接进入当地土壤中，后期由于雨水的冲刷会导致更大面积土壤的污染，并会出现更深层次的迁移、转化。最终导致这一地区土壤大部分都已受到不同程度大小的重金属污染，因而对于污染的农田土壤治理已迫在眉睫。

2 潼关县安乐乡土壤重金属污染特性分析

研究分析区域土壤重金属污染来源、污染元素种类，对于选择合适的土壤修复技术有十分重要的指导意义，是进行污染土壤修复的重要前提。

安乐乡附近不仅存有金矿开采区，还具有选金冶炼企业以及分布存在于各村庄之内的家庭作坊式冶炼提金点。在选金冶炼过程中产生大量未被进行废水、废渣处理的含汞污染物，随着废水灌溉农田方式，对附近水土环境产生一定程度的污染，Hg污染显得最为严重，而研究者也已通过实验及研究，分析确定出Hg污染是导致区内环境污染的主要问题之一;而金矿开采区的开采废渣在矿区排水、长期风吹扬尘的作用下，也会逐渐迁移到附近农业生产土地中，造成土地重金属含量超标，以Pb、Cd和Cu等为主，而相关研究学者通过取样检测也证实了此观点，认为废渣中的污染元素是Hg、Pb、Cd和Cu，且安乐乡附近土壤重金属以Cd、Hg含量最高;而冶炼混汞法提金过程中添加的汞是安乐乡附近土壤重金属汞污染的主要来源，Pb、Cd、和Cu污染主要来自于开采废渣。

3 潼关县安乐乡合理污染土壤修复技术分析

通过对潼关县安乐乡土壤重金属来源及其类型分析，可以针对不同污染源及类型，选取针对性的修复措施，再进一步组合起来，形成可以最大程度修复污染土壤的联合修复技术。

安乐乡附近土壤主要污染重金属是Cd、Hg、Pb，因此选取的土壤修复材料、技术应对于Cd、Hg、Pb具有针对性。而现有研究表明，通过在重金属污染土地中加入粉煤灰改良土壤的理化性质，明显增大其pH值，使Cd、Hg、Pb有效态含量均有所减小，有良好的重金属固定作用;但是赵小虎等[6]研究发现，在汞污染土壤中，只在pH值是6～7的酸碱环境下才能有效，当pH值超过7且继续升高时，会出现反作用，因而针对于Hg金属含量超标的污损土壤需将粉煤灰与其他修复剂共同使用，起到联合修复污染土壤的目的。而通过相关材料文献发现：活性炭是一种多孔碳，是一种非常普遍的过滤水中重金属、杂质的过滤材料，因此能一定程度的物理吸收污染土壤中的Hg金属，Zhang J等[7]利用活性炭粉末进行含汞废物固化处理实验，且取得了良好的效果。但许多研究者发现粉煤灰钝化、活性炭粉末物理吸附，不管单一作用还是共同作用均只能降低Cd有效态含量，但不能使Cd有效态含量降低到国际标准范围内，因此需要Cd耐性植物对污染土壤进一步处理，李念[5]研究发现本地的三叶鬼针草、向日葵、繁穗苋均具有好的Cd富集能力，表明这些植物拥有从较强的地下向地上 Cd 的转移能力;魏树和等[8]研究也发现三叶鬼针草是Cd超富集植物。

因此在粉煤灰、活性炭粉末混合的物理-化学修复技术上，还应增添植物修复技术，形成物理吸附-化学钝化-植物修复的联合修复技术。

联合修复技术工艺流程：在污染土壤投入一定比例的粉煤灰、活性炭，将土壤、粉煤灰和活性炭利用机械充分混合搅匀，然后平整土地，种植Cd超富集植物（三叶鬼针草、向日葵、繁穗苋）。

4 结论

1）通过对潼关县安乐乡土壤重金属来源及其类型分析，再进一步针对不同污染源及类型，选取针对性的修复措施理论研究分析，确立了适合该区域污染土壤的修复技术，即物理吸附-化学钝化-植物修复的联合修复技术。2）提出适合的修复工艺流程：将一定比例的土壤、粉煤灰和活性炭利用机械充分混合搅匀，然后平整土地，种植Cd超富集植物。3）可通过在该区域污染土壤选取试验田块，进行土壤、粉煤灰和活性炭合理比例参数，以及三叶鬼针草、向日葵、繁穗苋三种Cd超富集植物合理搭配研究，以期筛选出适于该区域污染土壤的最佳联合修复模式。

参考文献：

[1] 李永庚，蒋高明.矿山废弃地生态重建研究进展[J].生态学报，2004，24（1）：95-100.

[2] 宋云，尉黎，王海见.我国重金属污染土壤修复技术的发展现状及选择策略[J].环境保护，2014，42（9）：32-36.

[3] 曹心德，魏晓欣，代革联.2011.土壤重金属复合污染及其化学钝化修复技术研究进展[J].环境工程学报，5（7）：1441-1453.

[4] 李法云，藏树良，罗义.污染土壤生物修复技术研究[J].生态学杂志，2003，22（1）：35-39.

[5] 李念.潼关某重金属污染农田的化学-植物联合修复研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2015.

[6] 赵小虎，王富华，张冲，等.汞镉铅复合污染菜地施用石灰对菜心及土壤的影响[J].农业环境科学学报，2008（2）：488-492.

[7] Zhang J， Bishop P L. Stabilization/solidification（S/S） of mercury containing wastes using reactivated carbon and portland cement [J].Journal of Hazardous Materials，2002，92（2）：199-212.

[8] 魏樹和，杨传杰，周启星.三叶鬼针草等7种常见菊科杂草植物对重金属的超富集特征[J].环境科学，2008，29（10）：2912-2918.

（责任编辑：赵中正）