张彦涛
(江苏测润环境工程有限公司 江苏南京 210000)
最近几年,土壤重金属污染问题变得越来越严重,污染程度逐步加深,同时受到污染的土壤面积在逐年增大。在受到铅污染后,土壤会改变原来的理化特征,引发水体污染。在此过程中,有毒物质就会通过食物链进入到有机体内,对有机体的健康带来一定威胁。从调查中了解到,土体内铅的含量与有机体血铅指标具有紧密的联系。如果有机体的血铅指标没有保持正常的范围,就会对中枢神经造成伤害,损伤各类器官。从近年来湘江的“癌症村”,到甘肃徽县的血铅超标事件中了解到,铅污染引发问题正对人类的正常生活产生非常严重的影响。因此,针对铅污染土壤问题,有必要研究修复技术。
不同类型土壤中铅的含量,主要是自然活动积累下来以及人为添加的。自然界活动积累产下的铅主要是岩层中含有这一类矿物质,如经过风化后的岩层有红铅矿与方铅矿。而在地壳中,可测得的铅平均密度为15mg/kg[1]。不同类型土壤中的铅含量具有一定的均衡性。而人为添加铅,就造成铅污染。主要有城区降落的尘埃、堆积的路基以及矿物挖掘和连续加工。物质的密度非常大尾气中的铅就会逐渐的溶于土壤中。土壤中的铅污染,包括了物质形态、水溶形态元素吸附形态以及有机物等不同状态。不同的形态混合在土壤中,产生土壤污染。其中吸附形态主要是铁锰、矿物形态则包含红铅矿、白色铅矿以及少数的硫酸铅矿,这些矿物质具有较低的水溶性,。而其他的铅矿有非常难的溶解性,具有络合形态。在区域土壤内,铅具有较强的稳定性。
实际上,应用稳定固化技术需要认清其含有双层性。通过化学方式来减少土壤中铅的含量,另外一种就是利用物理方法将具有污染性的铅深埋在坚硬的基质中。如,可以向土壤中添加炉渣、调制成混合物,搅拌后就会凝结成为坚硬的石块,而这石块将包含被污染的土壤。但是这种物理措施,并不是所有的土体均适合。针对污染层级较轻的土壤可以利用物理方式。物理方式所需成本较低,且具有良好的修复效果。但是这种技术并不能彻底将土壤中埋藏的污染性铅清除。如果环境发生改变,铅就有可能被重生为新的交换形态。基于此,人们在研究的过程中发现,利用电导供热的方式,同样可以处理被铅污染的土壤。在土壤完全冷却后,就会凝结成为较大的玻璃样态。针对此,在具体操作的过程中,需要在经过筛选的土体两侧添加电极,以此形成环流电路。经过这样的操作,土体就会逐渐融化。在土壤层级上面,盖上洁净的土层,就可以修复。
在实际修复中,填埋与隔离经常会被应用到。通过铅元素将周边的土壤环境隔开,就可以缩减周边土壤的污染面积,增加环境容量。在该项修复技术中,选择的原材料需要有经过调制而成的水泥、钢铁以及灰浆。而针对被污染土壤的周边,则可以利用隔墙的措施来引导地下水流。在此过程中,水泥的原材料可以广泛的收集,成本相对较低。为了尽可能的缩减渗透,还需要在固有表层黏贴薄膜,或者是添加混合层。但是这项操作需耗费较多的劳动力,且所需的修复金额相对较高,会存在二污染的情况,因此,不可广泛推荐利用。
针对已经被污染的土体,可以利用植被来修复。但是培植植被的时候,并不是所有的植被都可以吸附重金属,所培植的植被必须能够吸附重金属[2]。植被吸附重金属,可以做到超量吸附效果。经过植被的有效吸附,将植被拔除掉,并集中处理根茎。随后就可以继续培植近似植被,直至土壤达标。一般情况下,土壤中存留的金属会被植被吸附,降解和挥发。对于吸附金属的植被,可以利用吸纳、降解、挥发重金属。在选择植被的时候,需要非常重视植被的超强吸附性。利用植被吸附重金属,成本较低。所耗费的修复金额通常都不会超过理化修复的20%。与此同时,植被吸收光照与热能,优化周边环境。对于土壤中存留下来的铅,可以用于后期冶炼。可见,植被修复的经济成效非常明显,可产生较高的效益。
利用微生物修复,主要是利用微生物的生化反应,可以将沉淀的重金属除掉。根据修复原理,微生物中有还原沉淀、甲基化以及植被吸附等方法。甲基化是将土体中的重金属经过甲基化措施,促使其转变为具有蒸发特性的新物质,用于预处理。甲基化措施集合藻类、土壤菌类细胞,可以将水底与地下残留的有毒害物质吸纳。生物还原则是利用积累的硫酸还原军,将残存下来的硫酸根换成不具有溶解性的硫酸铅。
在对铅污染的土壤进行修复的时候,必须有换土步骤与深层翻土步骤。通常情况下,对于污染形态比较轻的土体,可以进行深层级耕地与翻土。但是换土则适宜在污染形态偏重的土体中。这种修复措施具有一定的优越性,即修复非常彻底,具有良好的稳定性。但是,根据当前土体污染的实际情况就可以了解到,这种修复措施修复量非常大,且需耗费较大的修复金额,会对土体原有的架构产生毁损性影响,缩减土体的肥力。对于换填的土体,还需要经过一段时间的堆放。
从调查中发现,对土壤添加不同类型的农药、配套种植植被都有可能增加固有土体的吸收的累积。针对此种情况,利用农艺技术,可以提高修复效果。农艺技术事实上与理化步骤具有一定的相似性。当前利用的各项技术相对较为成熟[3]。利用现有的修复技术,对初始土体的干扰还是比较小的。相对比植被修复技术,农艺修复技术可以预防超累积矮小植被特性。这主要是因为植被的生长速度非常缓慢,难以达到立竿见影的修复效果。与此同时,很难找出超累积植被,如果引导其他类型的植被,就会对生态和谐产生一定的影响。采用单一的植被,就难以修复土体。基于此,唯有使用吸纳整合的方法才能够提高修复的效率。农艺修复技术可以应用于常规状态下铅污染修复的情形。
就当前日益严重的环境问题来看,土体污染形势越来越严峻。越来越严重的铅污染,将会影响矿藏挖掘,同时也影响冶炼和各类含铅制品。针对铅污染土壤的情形,需要利用相应的修复技术,改善这种被污染的形态。
[1]高文谦,陈玉福.铅污染土壤修复技术研究进展及发展趋势[J].有色金属,2011,11(01):131~136.
[2]刘凯,李勇,张健,等.岷江下游丘陵区种农业3种植模式对铅(Pb)污染土壤的修复效益[J].农业环境科学学报,2011,30(4):656~665.
[3]何 冰,杨肖娥,魏幼璋,等.铅污染土壤的修复技术[J].广东微量元素科学,2011,19(09):12~17.