張彥濤
(江蘇測潤環境工程有限公司 江蘇南京 210000)
最近幾年,土壤重金屬污染問題變得越來越嚴重,污染程度逐步加深,同時受到污染的土壤面積在逐年增大。在受到鉛污染后,土壤會改變原來的理化特征,引發水體污染。在此過程中,有毒物質就會通過食物鏈進入到有機體內,對有機體的健康帶來一定威脅。從調查中了解到,土體內鉛的含量與有機體血鉛指標具有緊密的聯系。如果有機體的血鉛指標沒有保持正常的范圍,就會對中樞神經造成傷害,損傷各類器官。從近年來湘江的“癌癥村”,到甘肅徽縣的血鉛超標事件中了解到,鉛污染引發問題正對人類的正常生活產生非常嚴重的影響。因此,針對鉛污染土壤問題,有必要研究修復技術。
不同類型土壤中鉛的含量,主要是自然活動積累下來以及人為添加的。自然界活動積累產下的鉛主要是巖層中含有這一類礦物質,如經過風化后的巖層有紅鉛礦與方鉛礦。而在地殼中,可測得的鉛平均密度為15mg/kg[1]。不同類型土壤中的鉛含量具有一定的均衡性。而人為添加鉛,就造成鉛污染。主要有城區降落的塵埃、堆積的路基以及礦物挖掘和連續加工。物質的密度非常大尾氣中的鉛就會逐漸的溶于土壤中。土壤中的鉛污染,包括了物質形態、水溶形態元素吸附形態以及有機物等不同狀態。不同的形態混合在土壤中,產生土壤污染。其中吸附形態主要是鐵錳、礦物形態則包含紅鉛礦、白色鉛礦以及少數的硫酸鉛礦,這些礦物質具有較低的水溶性,。而其他的鉛礦有非常難的溶解性,具有絡合形態。在區域土壤內,鉛具有較強的穩定性。
實際上,應用穩定固化技術需要認清其含有雙層性。通過化學方式來減少土壤中鉛的含量,另外一種就是利用物理方法將具有污染性的鉛深埋在堅硬的基質中。如,可以向土壤中添加爐渣、調制成混合物,攪拌后就會凝結成為堅硬的石塊,而這石塊將包含被污染的土壤。但是這種物理措施,并不是所有的土體均適合。針對污染層級較輕的土壤可以利用物理方式。物理方式所需成本較低,且具有良好的修復效果。但是這種技術并不能徹底將土壤中埋藏的污染性鉛清除。如果環境發生改變,鉛就有可能被重生為新的交換形態。基于此,人們在研究的過程中發現,利用電導供熱的方式,同樣可以處理被鉛污染的土壤。在土壤完全冷卻后,就會凝結成為較大的玻璃樣態。針對此,在具體操作的過程中,需要在經過篩選的土體兩側添加電極,以此形成環流電路。經過這樣的操作,土體就會逐漸融化。在土壤層級上面,蓋上潔凈的土層,就可以修復。
在實際修復中,填埋與隔離經常會被應用到。通過鉛元素將周邊的土壤環境隔開,就可以縮減周邊土壤的污染面積,增加環境容量。在該項修復技術中,選擇的原材料需要有經過調制而成的水泥、鋼鐵以及灰漿。而針對被污染土壤的周邊,則可以利用隔墻的措施來引導地下水流。在此過程中,水泥的原材料可以廣泛的收集,成本相對較低。為了盡可能的縮減滲透,還需要在固有表層黏貼薄膜,或者是添加混合層。但是這項操作需耗費較多的勞動力,且所需的修復金額相對較高,會存在二污染的情況,因此,不可廣泛推薦利用。
針對已經被污染的土體,可以利用植被來修復。但是培植植被的時候,并不是所有的植被都可以吸附重金屬,所培植的植被必須能夠吸附重金屬[2]。植被吸附重金屬,可以做到超量吸附效果。經過植被的有效吸附,將植被拔除掉,并集中處理根莖。隨后就可以繼續培植近似植被,直至土壤達標。一般情況下,土壤中存留的金屬會被植被吸附,降解和揮發。對于吸附金屬的植被,可以利用吸納、降解、揮發重金屬。在選擇植被的時候,需要非常重視植被的超強吸附性。利用植被吸附重金屬,成本較低。所耗費的修復金額通常都不會超過理化修復的20%。與此同時,植被吸收光照與熱能,優化周邊環境。對于土壤中存留下來的鉛,可以用于后期冶煉??梢?,植被修復的經濟成效非常明顯,可產生較高的效益。
利用微生物修復,主要是利用微生物的生化反應,可以將沉淀的重金屬除掉。根據修復原理,微生物中有還原沉淀、甲基化以及植被吸附等方法。甲基化是將土體中的重金屬經過甲基化措施,促使其轉變為具有蒸發特性的新物質,用于預處理。甲基化措施集合藻類、土壤菌類細胞,可以將水底與地下殘留的有毒害物質吸納。生物還原則是利用積累的硫酸還原軍,將殘存下來的硫酸根換成不具有溶解性的硫酸鉛。
在對鉛污染的土壤進行修復的時候,必須有換土步驟與深層翻土步驟。通常情況下,對于污染形態比較輕的土體,可以進行深層級耕地與翻土。但是換土則適宜在污染形態偏重的土體中。這種修復措施具有一定的優越性,即修復非常徹底,具有良好的穩定性。但是,根據當前土體污染的實際情況就可以了解到,這種修復措施修復量非常大,且需耗費較大的修復金額,會對土體原有的架構產生毀損性影響,縮減土體的肥力。對于換填的土體,還需要經過一段時間的堆放。
從調查中發現,對土壤添加不同類型的農藥、配套種植植被都有可能增加固有土體的吸收的累積。針對此種情況,利用農藝技術,可以提高修復效果。農藝技術事實上與理化步驟具有一定的相似性。當前利用的各項技術相對較為成熟[3]。利用現有的修復技術,對初始土體的干擾還是比較小的。相對比植被修復技術,農藝修復技術可以預防超累積矮小植被特性。這主要是因為植被的生長速度非常緩慢,難以達到立竿見影的修復效果。與此同時,很難找出超累積植被,如果引導其他類型的植被,就會對生態和諧產生一定的影響。采用單一的植被,就難以修復土體?;诖?,唯有使用吸納整合的方法才能夠提高修復的效率。農藝修復技術可以應用于常規狀態下鉛污染修復的情形。
就當前日益嚴重的環境問題來看,土體污染形勢越來越嚴峻。越來越嚴重的鉛污染,將會影響礦藏挖掘,同時也影響冶煉和各類含鉛制品。針對鉛污染土壤的情形,需要利用相應的修復技術,改善這種被污染的形態。
[1]高文謙,陳玉福.鉛污染土壤修復技術研究進展及發展趨勢[J].有色金屬,2011,11(01):131~136.
[2]劉凱,李勇,張健,等.岷江下游丘陵區種農業3種植模式對鉛(Pb)污染土壤的修復效益[J].農業環境科學學報,2011,30(4):656~665.
[3]何 冰,楊肖娥,魏幼璋,等.鉛污染土壤的修復技術[J].廣東微量元素科學,2011,19(09):12~17.