孙玲玲 范彬
(广东省生态环境与土壤研究所 广东广州 510650)
土壤铅污染修复工艺论述
孙玲玲 范彬
(广东省生态环境与土壤研究所 广东广州 510650)
综述了土壤铅污染修复技术。目前应用于土壤铅污染修复技术可以分为物理化学修复技术和生物修复技术。其中物理化学修复技术又包含电动修复技术、固化稳定技术、土壤淋洗法。生物修复技术主要有植物修复技术和微生物修复技术。近年来,随着研究的深入,出现了摩擦清洗法、泡沫浮选法处理土壤铅污染新技术。
铅污染;土壤特性;修复技术;研究进展
随着城市化进程的加快和现代科学技术的发展,大量含有铅金属,如油漆、汽油、电池等得到了广泛的应用,这些物品使用后如果不经任何处理,直接丢弃便会产生一定量的含铅重金属污染,尤其是丢弃在土壤中或者经过水体循环,长期在土壤中会积累铅污染,不仅对农作物的产量和质量产生较大危害,而且经过食物链之后进入到人体会对人的健康产生较大影响。因此,加强土壤铅污染研究意义重大。
随着人们环保意识的增强,针对土壤修复技术领域的研究也越来越多,无论是在理论界还是在实际工作中都取得了长足进步,尤其是在西方发达国家,有比较成熟的技术和先进的修复工艺,受污染土壤的具体分类和修复技术[1]。根据土壤修复场位要求的不同,可以把土壤修复分为异地修复和原位修复,与异地修复相比,原位修复虽然不需要搬运土壤,但处理时间较长,加之土壤以及含水层的多变性,难以证明原位修复的有效性。
1.1 电动修复
电动修复土壤铅污染,是通过在受铅污染的土壤中形成直流电场梯度,让土壤中的重金属离子产生电迁移,再通过电场能量将这些金属离子收集并进行适当处理,从而实现土壤去污效果,由于电场能量或其它方式的电泳磁极的流被带到在收集位于上述处理室,并集中收集和处理,以达到减少或清洁污染的样品土地[2]。电动修复工艺适合那些渗透性不强的粘土和淤泥土的重金属去除,对于受污染的土壤中的铅、砷、铜等具有良好的处理效果,但传统的电动修复技术也存在一些不足,容易受到土壤中的电导率以及水含量等影响修复效果。
1.2 铅污染土壤的固化和稳定化
土壤固化技术是指通过惰性基质的固定囊达到包围污染物,从而进一步缩小土壤受污染的接触面,以实现阻止污染物迁移的效果。还有就是通过对受污染的土壤污染物成效的稳固,使这些土壤中的污染物难以发挥出来,进而降低土壤的毒性或减少污染物的迁移,达到控制土壤中的生物毒性和流动性,减少其中的重金属状态的变化。目前,较为常见的土壤稳定技术主要有石灰固化、药剂技术稳定以及水泥固化等等。
1.3 土壤淋洗法
土壤淋洗法是指对受污染的土壤原地喷洒洗液在土壤上面,通过喷洒的淋洗液萃取功能,达到去除重金属污染物的效果,土壤淋洗要做好淋洗液的防渗或收集处理,否则极易造成二次污染。通常采取土壤淋洗法去除土壤中的重金属污染物一般分为两个步骤,第一步是先挖掘受污染的土壤,采取水洗涤或水溶性化学清洁剂来达到去除污染物的效果;第二步对含污染物的废水进行再次加工或处理,做好分离和回收利用洗涤液,并将处理后的土壤回填。
1.4 植物修复
植物修复技术具有成本低、操作简便,对于水土保持和环境保护具有很好的功效,是一项应用前景十分广阔的土壤修复技术。但植物修复技术也有许多现实问题亟待解决:重金属含量高的土壤中植物生长存活率不高,即便存活下来,生长的周期也是十分漫长,这对含铅污染的土壤修复来说难以起到立竿见影的效果。目前,对于镍、锌等污染物的超富集生态适宜性研究较多也取得了一定进展,但对其他的重金属超富集植物研究较少。
所有的实验土样取3次,然后进行数据检测,最后取3次检测的平均值,其中,R值为污染物质量分数÷质量百分数,清洗效率为清洗前的R值-清洗后的R值/清洗前的R值,详见公式:
在检测时,先选择三分不同土质的样品进行摩擦清洗实验,通过实验后测得每一份样品的质量、Pb、以及有机质含量(见表1)。分别计算出三个样品中的泥质砂和粘土的含铅值来评价清洁情况的功效,对清冼效率进行评价并分析砂粒、粉粘粒的铅富集情况[3]。
表1 摩擦清洗前后土壤性质测定
从三分土质的样品摩擦清洗实验后的检测数据来看,1号、2号和3号三分土样的摩擦清洗效率分别达到了67.61%、31.71%和41.01%。其中,1号的土样中的铅的沙质土壤浓度最高,其铅的清洗效率也较高;而2号、3号的土样中含沙量在土壤中的差别不大,但在土壤中砂的浓度质量上有着很大差,三号土壤的砂含量比第二号土壤的砂质量分数高,导致在三号土样比二号土样清洗效果好,清洁效率更高。
综上,对传统的土壤铅污染修复技术的分析,得出不同修复技术的工艺特点,最后通过摩擦清洗在土壤铅污染中的实验检测得出,该工艺对于处理土壤铅污染具有良好的处理效果。
[1]崔德杰,张玉龙.七壤重金属污染现状与修复技术研究进展[J].士壤通报,2004,35(3):366-370.
[2]王立群,罗磊,马义兵,等.重金属污染土壤原位钝化修复研究进展[J].应用生态学报,2009,20(5):1214-1222.
[3]刘春阳,张宇峰,崔志强.土壤中重金属污染修复的研究进展[J].江苏环境科技,2005,18:139-141.
孙玲玲(1984—),女,汉族,江苏南京人,硕士,中级工程师,主要从事环境影响评价工作。