重金属污染防治刻不容缓,六大技术来解救

时间:2016-02-01 来源:网络 作者:佚名 收藏到我的收藏夹
简介:目前, 重金属污染土壤修复主要通过两种途径:1、改变重金属的存在状态,降低其活性,使其钝化,脱离食物链,减小其毒性。2、利用特殊植物吸收土壤中的重金属,然后将该植物除去或用工程技术将重


电热修复

电热修复是利用高频电压产生电磁波,产生热能,对土壤进行加热,使污染物从土壤颗粒内解吸出来,加快一些易挥发性重金属从土壤中分离,从而达到修复的目的。该技术可以修复被Hg和Se等重金属污染的土壤。如热解吸、焚烧法等。另外可以把重金属污染区土壤置于高温高压下,形成玻璃态物质,从而达到从根本上消除土壤重金属污染的目的。

玻璃化技术

玻璃化技术是将重金属污染的土壤置于温高压条件下,形成玻璃态结构,使重金属固定于其中,稳定了土壤中的重金属。该技术可以从根本上消除土壤中重金属的污染且去除速度快,但其技术工程量大、费用高,常用于重金属重污染区的抢救性修复。

冰冻土壤技术

冰冻土壤修复是通过适当的管道布置,在地下以等距离的形式围绕已知的污染源垂直安放,然后对环境无害的冰冻溶剂送人管道而冻结土壤中的水分,形成地下冻土屏障,防止土壤或地下水中的污染物扩散。在美国的田纳西州试验构筑“V”形结构的冰冻容器,容器为17×17×8.5m,采用200mg/L的若丹明溶液为假想污染物。结果表明,对于饱和土壤层的铬酸盐(400mg/kg)和三氯乙烯(6000mg/kg),冰冻技术可形成有效的冰冻层。

蒸气浸提修复

蒸气浸提技术是通过降低土壤空气蒸气压,把土壤中的污染物转化为蒸气的形式而加以去除,是通过物理方法去除不饱和土壤中挥发性有机组分(VOCs)污染的一种修复技术,适用于处理高挥发性的污染物。浸提技术主要用于挥发性有机卤代物和非卤代物的修复,通常应用的污染物是那些亨利系数大于0.01或蒸气压大于66.7Pa的挥发性有机物,有时也应用于去除环境中的油类、重金属及其有机物、多环芳烃等污染物。在美国,蒸气浸提几乎已经成为修复受加油站污染的地下水和土壤的“标准’’技术。限制土壤蒸气浸提技术应用效果的因素主要有下层土壤的异质性、土壤的渗透性、地下水位、排出的气体需要进行进一步处理等。

2、化学修复:

化学修复是根据土壤和重金属的性质,选择合适的化学修复剂(改良剂、沉淀剂、增容剂等)加入土壤,通过对重金属的吸附、氧化还原、沉淀以及萃取,以降低重金属的生物有效性。

化学固定技术

化学固定技术就是加入土壤改良剂改变土壤的物理、化学性质,通过对重金属的吸附、沉淀或共沉淀作用,改变了重金属在土壤中的存在状态,从而降低其生物有效性和迁移性。常用的改良剂有无机改良剂和有机改良剂,其中无机改良剂主要包括石灰、碳酸钙、粉煤灰等碱性物质,羟基磷灰石、磷矿粉、磷酸氢钙等磷酸盐以及天然、天然改性或人工合成的沸石、膨润土等矿物;有机改良剂包括农家肥、绿肥、草炭等有机肥料。陈宏等研究表明,适当剂量的石灰、腐殖酸能显著抑制莴笋对Hg的吸收,Na2S则能显著抑制莴笋对Pb的吸收。黄启飞等研究表明,垃圾堆肥可显著减少铬污染土壤中有效铬含量。

化学萃取技术

黄宝荣等用HCl、Na2-EDTA、柠檬酸作为萃取剂在不同的萃取条件下对湘潭锰矿重金属Mn、Pb和Cd污染土壤进行萃取实验研究。结果表明,柠檬酸对重金属Mn表现出了比较高的萃取效率,重金属的萃取效率主要受所用柠檬酸浓度的影响。刘云国等研究发现,腐殖酸对Cu和Zn在萃取剂中的溶解有促进作用,粘土比砂土中的重金属更难于被萃取出来。

鳌合技术

一般环境条件下,由于土壤中重金属的表聚性,土壤中的重金属吸附在土壤固体表面而残留于土壤耕作层,因此向土壤中施加重金属鳌合剂,可提高土壤中重金属的活性和生物有效性,使其易于流动和被吸收。杨丽红等研究表明向土壤中添加乙二胺四乙酸、柠檬酸钠和酒石酸钠等有机配体可促进小麦植株对稀土的摄取,增加其生物可利用性。Deram等研究也表明,向土壤中加EDTA能显著提高Arrhenathencmelatius对Cu、Co、Ni的积累,其中Cu的浓度由对照的200mg/增加到7500mg/kg,Co由40mg/kg增加到175mg/kg,Ni由8mg/kg增加到1276mg/kg。

氧化还原技术

通过对已污染的土壤添加氧化还原试剂,改变土壤中重金属离子的价态来降低重金属的毒性和迁移性。常用的还原剂有硫酸亚铁、硫代硫酸钠、亚硫酸氢钠、二氧化硫等,已研究最典型的是把6价铬还原为3价铬,从而降低了其的毒性。

拮抗技术

化学性质相近的Ca和Sr,Zn和Cd,K和Cs等之间会产生拮抗竞争作用,因此可根据土壤中重金属元素的拮抗作用,利用一些对人体没有危害的重金属拮抗作用来控制土壤中重金属污染。已有试验证明,土壤中适宜的W(Cd)/W(Zn)比可以抑制植物对Cd的吸收。

3、生物修复:

污染土壤生物修复是利用生物(包括动物、微生物以及植物),通过人为调控,将土壤中重金属吸收、分解或转化为无害化物质的过程。按照修复主体来分,生物修复可分为微生物修复、动物修复、植物修复等。

微生物修复技术

微生物修复是利用微生物的生物活性对重金属的亲合吸附或转化为低毒产物,从而降低重金属的污染程度,有生物通气、泥浆反应器等。Fred等研究表明,根菌Glomus intraradices可以提高向日葵对Cr的耐性,促进向日葵对Cr的吸收。常文越等采用从铬(VI)污染土壤中筛选出的土著微生物对某铬污染场地土样研究,结果发现温度(25℃最佳)和有机质含量对六价铬还原影响显著,施用菌剂1个月后,六价铬的还原可达90以上。

动物修复

动物修复就是利用土壤中的某些低等动物(如蚯蚓、鼠类等)能吸收重金属的特性,在一定程度上降低了污染土壤中的重金属含量,达到了动物修复重金属污染土壤的目的。Wang等研究表明,在较低Cu浓度污染土壤的条件下,蚯蚓的活动、分泌物及其相互间的作用可以提高黑麦草对重金属Cu的吸收效果。

植物修复技术

植物修复就是利用植物根系吸收水分和养分的过程来吸收、转化污染体(如土壤和水)中的污染物,以期达到清除污染、修复或治理的目的。根据植物修复原理可将其分为植物萃取、植物挥发、植物稳定以及植物促进等技术。

植物萃取技术 植物萃取(phytoextraction)是指种植一些特殊植物,利用其根系吸收污染土壤中的有毒有害物质并运移至植物地上部,通过收割地上部物质带走土壤中污染物的一种方法。目前已发现有700多种超积累重金属植物,积累Cr、Co、Ni、Cu、Pb的量一般在0.1以上,Mn、Zn可达到1以上。Reeves等研究发现,产于欧洲中部的铅圆锥遏蓝菜(Th1aspi rotundifoliumsubsp)是一种超富集Pb的植物。J.L.Gardea等研究表明,天璇花是一种Cr的超富集植物,其叶富集Cr量为2100mg˙kg-1。

植物挥发技术 植物挥发(phytovolatilization)是指利用植物根系分泌的一些特殊物质或微生物使土壤中的重金属转化为挥发形态以去除其污染的一种方法。目前这方面研究较多的是金属Hg和非金属元素Se。如烟草能使毒性大的二价汞转化为气态的汞,洋麻可以使土壤的47%的三价硒转化为甲基硒挥发去除。

植物稳定技术 植物稳定技术(phytostabilization)指通过植物根系的吸收、沉淀或还原作用,使土壤中重金属活性降低,转变为低毒性形态,从而固定于根系和根际土壤中,减少对环境和人类健康的污染风险。目前研究较多的是Pb和Cr的稳定。Cotter-Howells等研究表明,施磷酸盐可以促使铅在Agrostiscapillaris根际土壤中形成磷氯铅矿。

植物促进技术 有些植物本身并不能吸收重金属,但其根系分泌物(氨基酸、糖、酶等)可促进根系周围土壤中徽生物的活性和生化反应,有利于土壤中重金属的释放和微生物的吸收。 2/3 首页上一页123下一页尾页

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