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土壤重金属污染修复技术

2021-12-01曲永军

乡村科技 2021年10期
关键词:重金属污染化学

曲永军

(定西市生态环境局安定分局,甘肃 定西 743000)

土壤中富含大量可用资源,粮食种植以及住房建造等均离不开土壤。但是,随着各产业的飞速发展,产生了很多能够引起土壤污染的物质,其中,重金属对土壤造成的危害最大,而且重金属属于非常难分解的污染物。因此,要充分利用各种修复技术,对污染土壤进行有效修复,从而使土壤能够持续发挥其应有功能。

1 土壤重金属污染产生的影响

1.1 影响土壤中的动物生长

当土壤中的重金属含量超标时,土壤就会呈现出高度富集重金属的状态。重金属含量过高会对土壤中生存的动物造成严重的危害,不仅会抑制动物的生长,而且会威胁动物的生命安全[1],还会对土壤中的动物群体数量以及群体结构造成一定的破坏,从而导致土壤生态系统失衡,进而使区域内的土壤丧失其应有的功能。

1.2 影响植物生长

土壤受重金属污染后,植物生长十分缓慢,而且植株较为脆弱。由于这种现象很难被直观观察到,因此很容易错过最佳的抢救时间,从而造成植物大范围死亡。农田土壤受到重金属污染后,不仅会严重影响农作物的生长和发育,而且重金属元素会随着作物的生长不断累积,并通过作物的内部运输到达作物的果实,从而使果实的食用价值受到严重影响,进而严重影响农民的经济收入。

1.3 影响人体健康

人类生活所需要的食物以及饮用水等均离不开土壤,当人们食用被重金属污染的植物或动物时,会间接大量摄入重金属,从而对身体健康造成严重的危害[2]。另外,人类随时会与土壤接触,在接触过程中会有微小的重金属通过皮肤表皮系统进入人体内部,从而对人的生长发育造成一定的影响,最终使身体健康受到威胁。

2 土壤重金属污染修复方法

2.1 物理修复方法

2.1.1 换土法。换土法就是将受到污染的土壤清除,然后替换成无污染的土壤,从而使土壤重金属污染情况得到缓解[3]。目前常用的换土法有3 种。第一种是直接换土法,即将受到污染的土壤清理走,然后添加干净的土壤。这种方法能够达到很好的修复效果,但是工作量较大,因此在实际应用过程中会受到一定的限制,较适用于小范围的重金属污染土壤修复。第二种是客土法,即在原有的土壤基础上,添加大量的无污染土壤,并将两者混合,从而降低重金属的污染程度。第三种是翻土法,即采用土壤深翻的方法,使深处无污染的土壤与表层受到污染的土壤进行混合,从而对重金属含量较高的土壤进行稀释,以此来降低土壤中的重金属含量。虽然应用换土法能够在一定程度上降低土壤中的重金属含量,但是不能从源头上修复污染土壤,具有一定局限性。

2.1.2 玻璃化技术。玻璃化技术,即利用专业的设施,经过高温高压的方式将污染的土壤进行玻璃化,从而使土壤中的重金属固定,进而有效地清除土壤中的重金属。玻璃化技术对土壤的修复效率较高,而且修复效果良好,但是该技术的应用需要相关设备的支持,工程量较大、成本较高,因此玻璃化技术一般适用于价值较高的重金属污染土壤修复中。

2.1.3 电动修复技术。电动修复技术,即采用通电的方式,使土壤中的重金属聚集在电极附近,从而对该区域的重金属进行清理,进而达到土壤修复的目的。电动修复技术在进行土壤重金属污染修复时,能够获得很好的修复效果,所投入的修复成本也较低,并且不会对周边的环境造成二次危害。但是需要注意的是,应用电动修复技术时要对污染土壤的防渗层进行及时处理,以防重金属迁移到土壤的更深处,加大土壤修复难度。

2.2 化学修复方法

2.2.1 化学淋洗修复技术。化学淋洗修复技术就是将淋洗液加入污染土壤中,促使重金属迁移到淋洗液中,然后将吸附了大量重金属的淋洗液进行回收,并进行相应的处理,从而实现对土壤重金属污染的修复。该技术的应用原理与电动修复技术类似,都是利用重金属的聚集效应进行处理。化学淋洗修复技术主要适用于沙质土壤重金属污染修复。不同种类的淋洗液对于土壤重金属污染的修复效果存在一定的差异[4]。在实际应用中,虽然淋洗液修复技术能够得到很好的修复效果,但是淋洗液很容易对地表水造成污染,并且回收淋洗液时还会带走土壤中的部分营养元素。因此,使用化学淋洗修复技术会使土壤肥力下降,从而影响植物生长。经过多次实践,相关学者将化学淋洗修复技术与深层土壤固定技术进行结合,可以将重金属固定在深层土壤中,从而有效降低其对地表水的污染。

2.2.2 化学固定修复技术。化学固定修复技术也被称为原位固定技术。这种技术主要是把磷酸盐、沸石或其他有机物质加入被污染的土壤中,改变土壤中重金属的理化性质,使重金属被氧化还原或者沉淀,从而有效降低重金属对土壤的污染,并且能够有效防止重金属污染范围扩大。化学固定修复技术能够起到良好的修复效果,而且操作过程相对简单,但缺点是不能够彻底清除土壤中的重金属。

2.3 生物修复方法

2.3.1 微生物修复技术。微生物修复技术主要是将微生物添加到土壤中,使土壤中的重金属被微生物的分泌物所固定。在实际应用过程中,可以将蓝细菌、动胶菌等加入土壤中,从而在土壤内产生大量的多糖、糖蛋白等物质。这些物质可以与重金属形成络合物,从而有效降低土壤中的重金属含量,达到修复土壤的目的[5]。运用微生物修复技术不仅能够有效控制重金属的污染范围、提升土壤的肥力和抵抗力,起到良好的修复效果,而且投入的成本较低。

2.3.2 植物修复技术。植物修复技术包含多种修复方法,如植物提取法、植物挥发法、植物稳定法以及植物促进法等,这些方法均能够达到良好的修复效果。植物提取法是将土壤中的重金属富集到土壤上种植的植物体内,然后将这些植物进行砍伐,从而减少土壤中的重金属含量;植物挥发法是利用植物的新陈代谢,使重金属随着植物的代谢过程而挥发,从而降低土壤中的重金属含量;植物稳定法是利用植物将重金属吸附固定在土壤表层[6];植物促进法是通过在污染土壤中栽种植物,促进微生物对土壤重金属的利用,从而起到去除重金属的作用。研究表明,当矿区内的土壤重金属污染超标时,可以种植鬼针草、菊芋、狗尾草等植物,对重金属进行富集和清除。

3 结语

土壤重金属污染已经严重威胁到人们的日常生活,对重金属污染土壤进行修复迫在眉睫。常用的土壤修复方法有物理修复法、化学修复法和生物修复法等,这些修复技术均可以达到良好的修复效果,但同时也存在一些缺陷。因此,进行土壤重金属污染修复时,要根据实际污染情况和土壤特点选择适合的修复技术,也可以同时运用多种技术进行修复,以确保修复更加高效,提高土壤的肥力和抵抗力,从而使依靠土壤生存的植物、动物能够良好生长,并降低重金属污染对人身体造成的伤害。

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