污染土壤修復(fù)技術(shù)分析

宋瑜 劉宇

摘 要：土壤污染不僅關(guān)系到農(nóng)業(yè)種植，更關(guān)系到我國的經(jīng)濟建設(shè)和國民的身體健康，做好土壤修復(fù)工作具有實際的社會效益。本文以重金屬土壤污染為例，對土壤污染的來源、特征及危險性進行了分析，在此基礎(chǔ)上，對化學(xué)萃取技術(shù)和化學(xué)改良技術(shù)進行了簡要介紹。

關(guān)鍵詞：污染；土壤；化學(xué)修復(fù)

中圖分類號： D922.6 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）15-79-2

0 引言

近年來，我國土壤污染問題不斷惡化，不僅對有限的耕地資源造成嚴(yán)重威脅，還對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了巨大的破壞作用。造成土壤污染的因素較多，主要分為重金屬污染、農(nóng)藥和有機污染、放射性污染、病原菌污染等幾種類型，已耕地面積為例，重金屬造成的污染面積達到20×103km2，工業(yè)“三廢”造成的污染面積達到10.0×103km2，而農(nóng)藥造成的污染也達到了16.0×103km2之多；除耕地地區(qū)外，工礦區(qū)、城市地區(qū)的土壤也受到不同程度的污染，污染土壤修復(fù)技術(shù)由此得到了廣泛關(guān)注。本文將以重金屬污染為例，對其修復(fù)技術(shù)進行分析。

1 土壤污染的危害性分析

1.1 土壤重金屬污染來源分析

重金屬污染來源較為廣泛，大氣、農(nóng)藥、化肥、塑料薄膜和污水灌溉都可能帶來土壤污染。如工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣可能含有重金屬有害氣體或粉塵，容易給公路周圍的土體造成污染；大氣中的重金屬成分主要通過自然沉降和雨淋沉降進入土壤；不合格農(nóng)藥或化肥的使用可能會將Pb、Cd、Hg等重金屬引入土壤中；城市污水經(jīng)過處理后會用于土地、森林和草地的灌溉，若生活污水中混有工業(yè)廢水，則廢水中的重金屬離子會進入土體，引發(fā)土壤污染。

1.2 土壤污染特征分析

相對于大氣污染、水污染和廢棄物污染而言，土壤污染具有一定的隱蔽性和滯后性，需要通過土壤樣品檢測分析或?qū)θ诵蠼】禒顩r進行分析，才能對土壤污染問題進行判定；土壤污染具有累積性，污染物質(zhì)在大氣、水體中遷移速度較快，但在土壤中擴散和稀釋速度較慢，微量污染物的長期積累很容易導(dǎo)致超標(biāo)；土壤污染具有不可逆轉(zhuǎn)性，以重金屬污染為例，多數(shù)污染土壤需要經(jīng)過100-200年的時間才能恢復(fù)原有狀態(tài)；土壤污染治理難度大，積累在土壤中的污染物難以通過稀釋或凈化作用消除，一旦發(fā)生土壤污染，僅靠切斷污染源的方式無法恢復(fù)，需要通過換土、淋洗土等多種治理技術(shù)才能緩慢見效。

1.3 土壤危害性分析

土壤污染會導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，以重金屬污染為例，全國每年因重金屬污染導(dǎo)致的糧食減產(chǎn)達到了1000多萬噸，而被重金屬污染的糧食更是高達1200多萬噸，而由農(nóng)藥、有機污染物、放射性污染、病原菌污染等原因造成的經(jīng)濟損失更是無法估量；土壤污染導(dǎo)致食物品質(zhì)不斷降低，多個地區(qū)的糧食、蔬菜、水果等重金屬含量超標(biāo)，嚴(yán)重威脅了人們的身體健康；土壤污染對人體危害性大，污染物在植物中不斷積累，通過食物鏈富集到人體和動物體中，引發(fā)癌癥和其他疾病。作為化學(xué)物質(zhì)的一種，重金屬在土壤中不斷積累，一旦超過土壤的承載力限制，就會促使土壤內(nèi)大量的化學(xué)物質(zhì)釋放出來，給環(huán)境和人畜造成嚴(yán)重災(zāi)害。

2 污染土壤修復(fù)技術(shù)

重金屬污染土壤化學(xué)修復(fù)技術(shù)主要有化學(xué)萃取和化學(xué)改良技術(shù)兩種，二者原理不同，應(yīng)用范圍不同，以下對其進行詳細介紹：

2.1 化學(xué)萃取技術(shù)

2.1.1 原理和方法分析

化學(xué)萃取技術(shù)是通過萃取劑將土壤顆粒與顆粒內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)分離，從而達到去除土壤顆粒內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的目的?；瘜W(xué)萃取方法有物理和化學(xué)兩種，其中物理方法能將大顆粒的土壤減少，為化學(xué)萃取方法的使用奠定基礎(chǔ)。目前，較為常見的重金屬萃取劑有EDTA、DTPA、有機酸、無機酸等?；瘜W(xué)萃取修復(fù)方式有原位清洗技術(shù)、異位清洗技術(shù)、攪拌萃取技術(shù)等，原位清洗技術(shù)通過原位清洗液灌注和濾液回收去除土壤中的重金屬，該技術(shù)成本低、工藝簡單，缺點是去除效率低，容易引起地下水污染；異位清洗技術(shù)是通過土壤柱清洗工藝去除土壤中的重金屬，該技術(shù)不會對地下水造成二次污染，但去除效率低，成本高；攪拌萃取技術(shù)是將待修復(fù)土壤與萃取液混合于攪拌反應(yīng)器中，二者充分混合后濾除萃取液從而達到去除重金屬離子的目的，該技術(shù)去除效率高，且能有效避免二次污染，但處理成本較高。

2.1.2 影響因素分析

化學(xué)萃取修復(fù)技術(shù)在應(yīng)用過程中受多種因素的影響：

①土壤質(zhì)地。不同質(zhì)地的土壤，與重金屬的結(jié)合力不同。根據(jù)試驗結(jié)果，粘土對重金屬離子的結(jié)合力較強，而砂土的較弱，因此粘土地質(zhì)的重金屬離子萃取效率較低。

②土壤中有機質(zhì)含量，土壤中腐殖質(zhì)與重金屬離子之間容易產(chǎn)生螯合作用，作用力的強弱對萃取效果影響較大。

③土壤陽離子交換容量的影響，陽離子交換容量是指土壤膠體帶有的負電荷，負電荷能對溶液中的陽離子產(chǎn)生靜電作用，因此離子交換容量越大，對重金屬陽離子的吸附能力就越大，不利于化學(xué)萃取技術(shù)的應(yīng)用。

④重金屬種類及含量，重金屬離子與土壤礦物質(zhì)的結(jié)合力不同，而且重金屬含量越低，與土壤顆粒結(jié)合力越強，其萃取效果就越差。

⑤重金屬的形態(tài)。重金屬在土壤中存在形態(tài)也會影響萃取效果，如可交換態(tài)、碳酸鹽組合態(tài)金屬容易萃取，而鐵錳氧化物組合態(tài)和殘留態(tài)則難以被萃取。

⑥萃取劑。一方面，萃取劑種類不同，則與重金屬離子之間的螯合作用不同，螯合作用越強，其萃取效果越好；另一方面萃取液濃度也會影響萃取效果。不同萃取劑在萃取重金屬離子時，需要配置不同濃度，確保重金屬去除效率和萃取劑用量配比達到最佳。萃取液酸堿性對螯合作用也會產(chǎn)生影響，一般來說，萃取劑酸性越強，重金屬離子越容易被解吸下來。

2.2 化學(xué)改良技術(shù)

2.2.1 化學(xué)原理和方法

化學(xué)改良技術(shù)相對于萃取技術(shù)而言，更具有廣泛的實用性，且技術(shù)成本較低，具有很好的推廣價值。化學(xué)改良是向土壤中投加改良劑，對土壤酸堿性、化學(xué)組分進行調(diào)節(jié)，使重金屬離子能以生物有效性較低、毒性較弱的形式存在。有機質(zhì)、磷肥和石灰就是常見的改良技術(shù)的代表，向土壤中投入石灰，能有效提升土壤的堿性，降低重金屬離子的遷移能力；但石灰能降低錳、磷酸鹽對植物的有效性，因此在選取改良劑時，應(yīng)遵循有效性和穩(wěn)定性的原則。

2.2.2 改良方法應(yīng)用實例分析

以磷酸鹽為例，對其應(yīng)用進行如下分析：磷灰礦是一種熱穩(wěn)定性較高的物質(zhì)，難溶于水，成本較低，固定效率高，因此常被用作重金屬污染土壤改良劑。應(yīng)用時，將pH控制在3-12的范圍內(nèi)，磷灰礦可將土壤中的鉛、鋅、鎘離子固定，形成穩(wěn)定物，三種金屬的固定率可見表1。

由表1可知，鉛固定率較高，這是因為鉛在此條件下容易形成穩(wěn)定的磷氯鉛礦，這是目前較為有效的一種固鉛方法。由于氧化錳對重金屬有較強的吸附性，因此可在固定重金屬過程中用作輔助添加劑，以提高固化效果。

3 結(jié)束語

土壤污染問題不僅關(guān)系到國民的身體健康，還影響了我國經(jīng)濟建設(shè)目標(biāo)的實現(xiàn)。土壤管理部門應(yīng)對其進行有效處理，利用先進的技術(shù)和設(shè)備改善污染土體，為我國農(nóng)作物生長和人民健康創(chuàng)造更為優(yōu)質(zhì)的條件。在修復(fù)污染土壤時，要做好各項測繪工作，選取有效的處理方法，最大限度的提升污染物去除率，減少對其他資源的二次污染，構(gòu)建健康、和諧的的生態(tài)環(huán)境。

參 考 文 獻

[1] 楊勇，何艷明，欒景麗，劉景洋，郭玉文.國際污染場地土壤修復(fù)技術(shù)綜合分析[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2012，10：92-98.

[2] 趙連仁.污染土壤整治與管理的研究[D].大連海事大學(xué)，2013.

[3] 韓妮.新疆石油污染土壤修復(fù)技術(shù)研究[D].新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.