摘要:近幾年,我國(guó)城市發(fā)展速度加快,但是在城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背后,工業(yè)生產(chǎn)型企業(yè)所遺留的污染問(wèn)題日益突出,企業(yè)對(duì)土壤的污染產(chǎn)生很大不良的環(huán)境問(wèn)題。自土壤重金屬污染防治被關(guān)注開(kāi)始,土壤污染的修復(fù)是很困難的,污染物處理費(fèi)用非常昂貴,需要快速而有效的技術(shù)來(lái)加速修復(fù)土地的污染區(qū)。
關(guān)鍵詞:鉛鋅污染;土壤修復(fù);治理;應(yīng)用技術(shù)
0引言
近年來(lái),隨著大規(guī)模的礦山開(kāi)采及工業(yè)的發(fā)展,我國(guó)鉛鋅等重金屬污染不斷加劇。土壤鉛鋅污染來(lái)源可分為兩個(gè)方面,即自然因素及人為原因。自然因素所造成的污染一直存在,但總體來(lái)說(shuō)危害不大。研究表明,人類(lèi)的活動(dòng)是造成土壤鉛鋅污染的主要因素,主要包括以下幾個(gè)方面:礦山的開(kāi)采、工業(yè)生產(chǎn)及汽車(chē)尾氣的排放、污水灌溉和污泥施肥、農(nóng)藥及化肥等的使用。這些因素往往造成鉛、鋅、汞、鎘及鈷等重金屬進(jìn)入水和土壤,從而引起植物中毒,進(jìn)而污染水稻、谷物。這些重金屬在土壤、水體和大氣中長(zhǎng)期滯留,可通過(guò)消化系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)進(jìn)入體內(nèi),也可通過(guò)作物可食部分的富集進(jìn)入食物鏈。土壤為人類(lèi)提供著食物和其他再生資源,是人類(lèi)生存所必須的條件之一,土壤重金屬污染是重金屬進(jìn)入食物鏈的重要環(huán)節(jié),其已成為威脅全球環(huán)境和人類(lèi)生存發(fā)展的重要問(wèn)題,引發(fā)了社會(huì)的強(qiáng)烈關(guān)注。為防止土壤污染加劇,國(guó)務(wù)院下發(fā)《國(guó)務(wù)院土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(國(guó)發(fā)〔2016〕31號(hào)),各地政府也相繼下發(fā)土壤污染防治攻堅(jiān)文件。因此,土壤重金屬污染治理,勢(shì)在必行。
1鉛鋅污染土壤修復(fù)技術(shù)應(yīng)用途徑
治理鉛鋅污染土壤有兩種途徑:一是清除土壤中的污染物,二是改變污染土壤中的鉛鋅形態(tài)或?qū)⑵涔潭ㄔ谕寥乐?,降低生物可利用的鉛鋅離子量從而減少重金屬離子的遷移。目前的治理方法有物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)等。其中物理修復(fù)又包括客土、土壤淋洗、電動(dòng)修復(fù)技術(shù)、固化/穩(wěn)定化技術(shù)、熱力學(xué)修復(fù)技術(shù)等。化學(xué)修復(fù)則是在污染土壤中加入特定的化學(xué)試劑使之與金屬離子發(fā)生反應(yīng),從而達(dá)到減少或清除污染物的目的,主要包括土壤性能改良、化學(xué)淋洗等技術(shù)。許多修復(fù)方法雖然效果明顯,但是往往工程量大,設(shè)備復(fù)雜,投資量大,因此難以大規(guī)模的應(yīng)用。就鉛鋅污染土壤修復(fù)治理而言,目前應(yīng)用較多的方法有:含磷物質(zhì)修復(fù)法、電動(dòng)力學(xué)修復(fù)、植物修復(fù)和微生物修復(fù)法。
近年來(lái),污染土壤修復(fù)技術(shù)及工程發(fā)展迅速,尤其是在歐洲和北美等發(fā)達(dá)國(guó)家,有比較成熟的技術(shù)和先進(jìn)的修復(fù)工藝,受污染土壤的具體分類(lèi)和修復(fù)技術(shù)。因兩種處置場(chǎng)地位置不同,分為異位原位修復(fù)技術(shù)和原位修復(fù)處理技術(shù)。土壤原位處理處置無(wú)需搬運(yùn)土壤,但處理過(guò)程需要較長(zhǎng)的時(shí)間。因?yàn)橥寥篮秃畬拥目勺冃缘奶攸c(diǎn),所以很難證明該方法的有效性,因此沒(méi)有統(tǒng)一地定義原位處理的物理/化學(xué)處理方法。
2鉛污染土壤修復(fù)的傳統(tǒng)工藝
2.1電動(dòng)修復(fù)
電動(dòng)修復(fù)受鉛污染的土壤是一種新的土壤修復(fù)技術(shù),其修復(fù)原理是應(yīng)用在包含受污染的土壤的兩段形成一個(gè)直流電場(chǎng)梯度,土壤中重金屬離子(如鉛,鎘,鉻,鋅等)和無(wú)機(jī)離子通過(guò)電遷移,由于電場(chǎng)能量或其它方式的電泳磁極的流被帶到在收集位于上述處理室,并集中收集和處理,以達(dá)到減少或清潔污染的樣品土地。通過(guò)這種技術(shù)產(chǎn)生的電效應(yīng)一般不被土壤中透水性影響,這種方法特別適合于低滲透性粘土和淤泥土,處理土壤中的鉛,砷,鉻,鎘,銅,汞和鋅等金屬是非常有效的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明電動(dòng)修復(fù)法對(duì)土地二價(jià)鉛、三價(jià)鉻等重金屬離子去除率高達(dá)百分之九十。但是電動(dòng)修復(fù)土壤的電源技術(shù)是最大的問(wèn)題,研究發(fā)現(xiàn),土壤電導(dǎo)率,雜質(zhì),水含量這些指標(biāo)對(duì)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響。
2.2鉛污染土壤的固化和穩(wěn)定化
惰性基質(zhì)通過(guò)固定的囊包圍污染物稱(chēng)為固定化技術(shù),或加在外部污染物結(jié)合低滲透率材料,以減少接觸污染物的浸出面積達(dá)到污染物減少遷移。還有一種技術(shù)使被污染的土壤轉(zhuǎn)化,穩(wěn)定已經(jīng)改變了成效污染物,使之成為難以散發(fā)的污染物。污染物不再遷移或以毒性較小的形式存在。穩(wěn)定化技術(shù)包括:固化水泥、石灰固化、塑料材料固化、玻璃技術(shù)、藥劑技術(shù)穩(wěn)定化。
在污染處理方法中藥劑穩(wěn)定化技術(shù)通過(guò)添加添加劑,改變土壤的物理和化學(xué)性質(zhì):酸堿度控制技術(shù)、氧化還原電位控制技術(shù)、絮凝沉淀技術(shù)、物理吸附技術(shù)、離子交換技術(shù)等改變土壤中各種重金屬的化學(xué)和物理狀態(tài),減少重金屬狀態(tài)的變化,控制其其生物毒性和流動(dòng)性。
2.3土壤淋洗法
異位清洗土壤技術(shù)是由一系列操作單元組成的物理和化學(xué)過(guò)程。首先,挖掘污染土壤,不同級(jí)別的物理站立的顆粒,然后用水洗滌或水溶性化學(xué)清潔劑,以去除污染物,再加工或含有污染物的廢水,清潔回填土壤或輸送其它位置。土壤洗滌技術(shù)的原地浸出法將淋洗液灑在地上,通過(guò)淋洗液的萃取作用,去除土壤中的重金屬污染物,最后分離和回收利用洗滌液。
2.4植物修復(fù)
植物修復(fù)技術(shù)是在原位修復(fù)技術(shù),保護(hù)土地和水資源,不破壞環(huán)境,成本低,操作方便,是一種很有前途的工作方向,但還有很多技術(shù)難題尚待解決。首先,要找到和進(jìn)一步發(fā)展和培育,目前發(fā)現(xiàn)的鉛超積累植物生長(zhǎng)緩慢,目前超富集植物的種類(lèi)和數(shù)量還很少。超富集植物主要存在于鉛積累礦山的地表和成礦帶。他們普遍具有狹義的生態(tài)適應(yīng)性,如何提高他們的生態(tài)適宜性值得進(jìn)一步研究,而對(duì)于植物修復(fù)技術(shù)的研究上國(guó)際專(zhuān)注于鎳和鋅超富集植物的生理和分子機(jī)制,其他重金屬在研究中沒(méi)有明顯的進(jìn)步,鉛的超富集植物還需要有所突破,因?yàn)橹参镂蘸豌U的形態(tài)和運(yùn)輸分子調(diào)控是受遺傳機(jī)制控制,因此,應(yīng)在鉛植物體內(nèi)加強(qiáng)吸收和運(yùn)輸?shù)确矫婕訌?qiáng)研究,通過(guò)對(duì)鉛超富集植物的生理生化積累機(jī)制和解毒機(jī)制研究,數(shù)種鉛超級(jí)富豪植物被發(fā)現(xiàn)了。如何提高其濃縮值得進(jìn)一步研究。也有國(guó)際科學(xué)家它是利用微生物和重金屬吸收的親和力,以減少鉛的毒性,并取得了一些成果,比如戴伊利用主動(dòng)和非主動(dòng)真菌清除廢水中二價(jià)鉛,在六天內(nèi)應(yīng)用微生物成功進(jìn)行了生物吸收。
3重金屬污染治理的環(huán)境保護(hù)優(yōu)化措施研究
3.1制定完善的重金屬污染監(jiān)管制度
首先從國(guó)家政府層面,需要制定《重金屬污染排放法律》《重金屬污染防治制度》,爭(zhēng)取做到所有重金屬污染案件有法可依。之后各地區(qū)政府也要根據(jù)國(guó)家法律法規(guī),制定重金屬污染防治方案、規(guī)劃目標(biāo),在3-5年之內(nèi)完成重金屬污染的治理工作。例如:2017年,廣東省環(huán)保廳印發(fā)《關(guān)于廣東省重金屬污染綜合防治“十三五”規(guī)劃》,對(duì)廣東省內(nèi)的重金屬污染情況進(jìn)行調(diào)查,并對(duì)涉及重金屬污染的行業(yè)、產(chǎn)業(yè),進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、優(yōu)化與升級(jí),以盡可能減少重金屬污染帶來(lái)的環(huán)境危害。
3.2加強(qiáng)重金屬污染源頭的監(jiān)督治理
重金屬污染治理應(yīng)從源頭出發(fā),對(duì)那些重金屬污染嚴(yán)重、工藝落后的企業(yè)進(jìn)行排查,對(duì)那些造成重金屬污染事實(shí)的現(xiàn)象作出處罰。一方面,要將城市中的重金屬企業(yè)搬離,轉(zhuǎn)移到人口聚集程度小的郊區(qū),進(jìn)行化工企業(yè)生產(chǎn)建設(shè)的統(tǒng)一管理。另一方面,政府要針對(duì)不同企業(yè)的重金屬污染情況,展開(kāi)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)或帶頭人的思想教育,并在企業(yè)內(nèi)部制定嚴(yán)格的排查與管理制度,規(guī)范企業(yè)員工的生產(chǎn)與清潔行為,定時(shí)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)、重金屬污染排放的各個(gè)環(huán)節(jié)做好檢查。
4結(jié)束語(yǔ)
基于對(duì)受污染土地現(xiàn)場(chǎng)分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究,使用土壤修復(fù)技術(shù)修復(fù)受污染的土壤。對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行分析和比較,重點(diǎn)分析和研究了摩擦清洗技術(shù)和泡沫浮選技術(shù),對(duì)摩擦清洗技術(shù)進(jìn)行清洗處理的實(shí)驗(yàn)室研究,以確定其技術(shù)對(duì)土壤凈化技術(shù)的優(yōu)化組合,以提供實(shí)際的工程應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。