探讨公路重金属污染的形态特征极其解吸、吸持能力

周忠绅

摘 要 路面径流中的重金属具有难降解、易在生物体内富集、难以治理的特点，长期通过食物链会在人体内富集，对人体有毒害作用。因此路面径流中重金属如何去除显得格外重要;而这又使得探明重金属的来源、赋存状态和分布非常有意义。路面径流中重金属主要来源于公路沥青、轮胎、燃料、尾气、制动器、车体、润滑油等各方面;赋存状态分为颗粒态和溶解态，重金属与细颗粒物之间的相关关系显著;重金属的浓度分布呈现偏态分布。

关键词 路面径流 重金属 来源 分布

0 引言

随着城市化进程的快速发展，城市成为人类活动最为强烈的地区。而且随着科学技术及环保措施的提高，城市面源污染却日益严重。其中地表径流成为仅次于农业面源污染的第二大面源污染;路面径流是地表径流中污染最严重的部分。甚至美国环境保护署（ EPA） 把城市地表径流列为导致全美河流和湖泊污染的第三大污染源。城市路面径流进入受纳水体是导致水体水环境恶化的主要原因之一。此外，城市化进程的提高促使城市的交通事业飞速发展，交通的频繁活动导致路面径流携带的污染物越来越多，除了颗粒物、有机物、营养盐等常规污染物外，有毒有害的重金属也日益增多，严重影响我国的生态和环境。

1 路面径流中重金属的主要来源

在城市路面上，主要活动的是机动车辆。城市路面径流中的重金属主要来源于公路沥青、轮胎、燃料、尾气、制动器、车体、润滑油等各方面。

研究表明：路面径流中Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Ni的污染非常严重，其中Zn来源于轮胎磨损、润滑油泄漏、防腐镀锌汽车板的脱落。Pb主要来源于含铅汽油的燃烧、刹车片及车漆脱落。Cr来源于用于汽车构件的各种合金。Ni来源于汽车尾气、刹车片及引擎的磨损和公路沥青。Cd盐主要作为含锌添加剂的杂质 ，因此Cd主要来源于轮胎磨损和润滑油泄漏。Cu污染物主要来源于刹车里衬的磨损。

探明了路面径流中重金属的来源后可以采取有效措施减弱重金属的污染。

2 路面径流中重金属的分布及赋存形态

目前，有毒有害重金属的分布及形态已经成为研究的热点，国外研究说明路面径流中的重金属与颗粒物有显著地相关性，尤其与细颗粒（<45%em）密切相关。

对这一现象有两种解释：

（1）是因为细颗粒本身的比表面积大，能吸附更多的重金属;

二是因为细颗粒物上附着着细小的有机物，有机物对重金属的吸附能力也很强。

北京城区北三环的研究表明：路面径流中的重金属主要附着在<125%em的颗粒物上，0.45-40%em颗粒物上附着的主要重金属载荷均超过65%。这一研究的结果也说明重金属与细颗粒物密切相关。此外，由于污染物存在着较为明显的初期冲刷效应，重金属的浓度分布总体上呈现为偏态分布，因此仅用平均值和标准差来表明重金属的浓度分布是远远不够的。在表明重金属分布特征时可以用包含百分位数在内的统计参数。

重金属在径流中的赋存状态有颗粒态和溶解态，但颗粒态和溶解态的比重不同。如，Pb主要以颗粒态存在，而Zn、Cu、Cd主要以溶解态存在。分析清楚重金属与细颗粒物之间的相关关系，就能够理清重金属在路面径流中的赋存形态及分布特征。

3. 重金属污染的解吸、吸持处理

3.1电动修复

主要修复受污染的低透水系数土壤， 其原理是将电极插入受污染土壤，通过施加微弱电流形成电场， 孔隙中的地下水可作为传导的介质。电场可产生各种电动力效应，使得污染物沿电场方向定向迁移。到达电极区的污染物经过电沉降、沉积或共沉积等方式在电极棒附近抽水，或者以与离子交换树脂复合的方式将污染物集中处理或分离。研究发现， pH控制着土壤溶液中重金属离子的吸附与解吸、沉淀與溶解等，而且酸度对电渗速度有明显影响， 所以为了控制土壤体系pH值的变化，提高修复效率，需要耗费很大的成本。

3.1 传统修复

在当前来看，物理和化学土壤修复技术都非常的关键，其主要的原因就在于这些技术能够非常好的修复土壤。但是在当前来看，这些技术各有不同，一传统的修复技术来看，物理和化学的方法是截然不同的。这种不同具体情况如下：

首先我们来说传统的物理处理方法，这个方法的主要核心在于对于土壤性质的利用，在不同的土壤中，不同的土壤是有着不同的性质的，所谓的污染就是这些基础性质发生了巨大的改变，从而让土壤丧失了活力，那么传统的物理处理方法就是通过两种方式来解决的，一种是稀释，一种是同化。所谓的稀释就是通过大量的增加相同的元素，让这些病变的元素不同的在其中稀释，从而让整个土壤中的变异物质达到一个平衡，以此来让土壤再次焕发生机。同化就是采用一些其他类型的土壤，让这些土壤和原本的变异土壤相互结合，最后依靠其他土壤的性质来改变这些土壤的性质，这是一种极为常见的办法，也是当前的主要办法之一。

其次是我们所说的传统化学处理方法，这种处理的主要核心就在于通过化学性质来对土壤进行一个全面的改变。在当前来看，我国的化工技术非常的完善，很多的溶液都能够带有中和土壤中危害物质的作用，这些溶液进入土壤中之后会和原本的土壤产生一定的改变，从而让土壤变成一个较好的性质，改变自身的问题。在这种情况下，土壤的改变是非常全面的，但是需要注意的是，这种方法会造成二次污染，虽然污染相对于原本的情况较小，但是也是污染，因此必须全面的关注。同时，在进行化学改变之前，也应该要全面的了解土壤中的情况，从而更好的寻找化学试剂，如果选择了错误的化学试剂，那么就会导致土壤的情况进一步变糟，从而产生不可修复的损害。最后还需要考虑到是哪一种金属的污染，不同的金属污染可能会出现不同的病变，因此要全面的关注，才能更好的解决。

3.3 固化与稳定化技术

在当前来看，固化与稳定化技术非常的重要，其主要的原因就在于此项技术能够非常好的解决土壤污染的问题，在这种情况下，土壤的污染中，有关于金属污染和放射性物质污染的情况都可以用此类方法来解决。因为金属污染和放射性污染都有一个特点，就是这种污染本身对于突然的改变并不大，但是在实际的改变中这种微改变的危害更大，尤其是放射性的污染所带来的改变。这就需要稳定土壤的性质，让土壤中的这一部分元素被封锁，在这种情况下，就采用了固化与稳定技术。这个技术的流程主要可以分为三个部分：第一个部分就是污染土壤的采集，因为固化和稳定不能直接在土地上进行，所以就需要从原本的土壤之中进行土壤的采集，让土壤能够拿到实验室中，在对其进行处理。因为放射性或者金属物质本身的辐射性可能非常的大，如果在外面处理可能会对工作人员造成一定的伤害，在这种情况下，就需要采集道实验室中去。第二个部分就是污染土壤的固化，这个固化主要是物理性质的，就是通过其他的土壤来中和其中的不稳定元素，从而达到一个固化的特点。这是非常关键的，尤其是对于放射性物质的处理，更是需要不断的考量如何能够最大化处理。最后就是进行处理后土壤的放置，这些土壤要在模具的帮助下放置在土地之中，这样才能确保不会出现任何的问题。这个步骤最为简单，但是也需要在注意细节的处理，不能让其出现问题。

总结

综上所述，重金属污染的特性非常的明显，因就需要通过多个办法来进行处理，其核心思想就是解吸和吸持，一个是破坏一个是稳定，二者根据不同的情况而选择，才能起到最好的效果。

参考文献

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