探討公路重金屬污染的形態特征極其解吸、吸持能力

周忠紳

摘 要 路面徑流中的重金屬具有難降解、易在生物體內富集、難以治理的特點，長期通過食物鏈會在人體內富集，對人體有毒害作用。因此路面徑流中重金屬如何去除顯得格外重要;而這又使得探明重金屬的來源、賦存狀態和分布非常有意義。路面徑流中重金屬主要來源于公路瀝青、輪胎、燃料、尾氣、制動器、車體、潤滑油等各方面;賦存狀態分為顆粒態和溶解態，重金屬與細顆粒物之間的相關關系顯著;重金屬的濃度分布呈現偏態分布。

關鍵詞 路面徑流 重金屬 來源 分布

0 引言

隨著城市化進程的快速發展，城市成為人類活動最為強烈的地區。而且隨著科學技術及環保措施的提高，城市面源污染卻日益嚴重。其中地表徑流成為僅次于農業面源污染的第二大面源污染;路面徑流是地表徑流中污染最嚴重的部分。甚至美國環境保護署（ EPA） 把城市地表徑流列為導致全美河流和湖泊污染的第三大污染源。城市路面徑流進入受納水體是導致水體水環境惡化的主要原因之一。此外，城市化進程的提高促使城市的交通事業飛速發展，交通的頻繁活動導致路面徑流攜帶的污染物越來越多，除了顆粒物、有機物、營養鹽等常規污染物外，有毒有害的重金屬也日益增多，嚴重影響我國的生態和環境。

1 路面徑流中重金屬的主要來源

在城市路面上，主要活動的是機動車輛。城市路面徑流中的重金屬主要來源于公路瀝青、輪胎、燃料、尾氣、制動器、車體、潤滑油等各方面。

研究表明：路面徑流中Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Ni的污染非常嚴重，其中Zn來源于輪胎磨損、潤滑油泄漏、防腐鍍鋅汽車板的脫落。Pb主要來源于含鉛汽油的燃燒、剎車片及車漆脫落。Cr來源于用于汽車構件的各種合金。Ni來源于汽車尾氣、剎車片及引擎的磨損和公路瀝青。Cd鹽主要作為含鋅添加劑的雜質 ，因此Cd主要來源于輪胎磨損和潤滑油泄漏。Cu污染物主要來源于剎車里襯的磨損。

探明了路面徑流中重金屬的來源后可以采取有效措施減弱重金屬的污染。

2 路面徑流中重金屬的分布及賦存形態

目前，有毒有害重金屬的分布及形態已經成為研究的熱點，國外研究說明路面徑流中的重金屬與顆粒物有顯著地相關性，尤其與細顆粒（<45%em）密切相關。

對這一現象有兩種解釋：

（1）是因為細顆粒本身的比表面積大，能吸附更多的重金屬;

二是因為細顆粒物上附著著細小的有機物，有機物對重金屬的吸附能力也很強。

北京城區北三環的研究表明：路面徑流中的重金屬主要附著在<125%em的顆粒物上，0.45-40%em顆粒物上附著的主要重金屬載荷均超過65%。這一研究的結果也說明重金屬與細顆粒物密切相關。此外，由于污染物存在著較為明顯的初期沖刷效應，重金屬的濃度分布總體上呈現為偏態分布，因此僅用平均值和標準差來表明重金屬的濃度分布是遠遠不夠的。在表明重金屬分布特征時可以用包含百分位數在內的統計參數。

重金屬在徑流中的賦存狀態有顆粒態和溶解態，但顆粒態和溶解態的比重不同。如，Pb主要以顆粒態存在，而Zn、Cu、Cd主要以溶解態存在。分析清楚重金屬與細顆粒物之間的相關關系，就能夠理清重金屬在路面徑流中的賦存形態及分布特征。

3. 重金屬污染的解吸、吸持處理

3.1電動修復

主要修復受污染的低透水系數土壤， 其原理是將電極插入受污染土壤，通過施加微弱電流形成電場， 孔隙中的地下水可作為傳導的介質。電場可產生各種電動力效應，使得污染物沿電場方向定向遷移。到達電極區的污染物經過電沉降、沉積或共沉積等方式在電極棒附近抽水，或者以與離子交換樹脂復合的方式將污染物集中處理或分離。研究發現， pH控制著土壤溶液中重金屬離子的吸附與解吸、沉淀與溶解等，而且酸度對電滲速度有明顯影響， 所以為了控制土壤體系pH值的變化，提高修復效率，需要耗費很大的成本。

3.1 傳統修復

在當前來看，物理和化學土壤修復技術都非常的關鍵，其主要的原因就在于這些技術能夠非常好的修復土壤。但是在當前來看，這些技術各有不同，一傳統的修復技術來看，物理和化學的方法是截然不同的。這種不同具體情況如下：

首先我們來說傳統的物理處理方法，這個方法的主要核心在于對于土壤性質的利用，在不同的土壤中，不同的土壤是有著不同的性質的，所謂的污染就是這些基礎性質發生了巨大的改變，從而讓土壤喪失了活力，那么傳統的物理處理方法就是通過兩種方式來解決的，一種是稀釋，一種是同化。所謂的稀釋就是通過大量的增加相同的元素，讓這些病變的元素不同的在其中稀釋，從而讓整個土壤中的變異物質達到一個平衡，以此來讓土壤再次煥發生機。同化就是采用一些其他類型的土壤，讓這些土壤和原本的變異土壤相互結合，最后依靠其他土壤的性質來改變這些土壤的性質，這是一種極為常見的辦法，也是當前的主要辦法之一。

其次是我們所說的傳統化學處理方法，這種處理的主要核心就在于通過化學性質來對土壤進行一個全面的改變。在當前來看，我國的化工技術非常的完善，很多的溶液都能夠帶有中和土壤中危害物質的作用，這些溶液進入土壤中之后會和原本的土壤產生一定的改變，從而讓土壤變成一個較好的性質，改變自身的問題。在這種情況下，土壤的改變是非常全面的，但是需要注意的是，這種方法會造成二次污染，雖然污染相對于原本的情況較小，但是也是污染，因此必須全面的關注。同時，在進行化學改變之前，也應該要全面的了解土壤中的情況，從而更好的尋找化學試劑，如果選擇了錯誤的化學試劑，那么就會導致土壤的情況進一步變糟，從而產生不可修復的損害。最后還需要考慮到是哪一種金屬的污染，不同的金屬污染可能會出現不同的病變，因此要全面的關注，才能更好的解決。

3.3 固化與穩定化技術

在當前來看，固化與穩定化技術非常的重要，其主要的原因就在于此項技術能夠非常好的解決土壤污染的問題，在這種情況下，土壤的污染中，有關于金屬污染和放射性物質污染的情況都可以用此類方法來解決。因為金屬污染和放射性污染都有一個特點，就是這種污染本身對于突然的改變并不大，但是在實際的改變中這種微改變的危害更大，尤其是放射性的污染所帶來的改變。這就需要穩定土壤的性質，讓土壤中的這一部分元素被封鎖，在這種情況下，就采用了固化與穩定技術。這個技術的流程主要可以分為三個部分：第一個部分就是污染土壤的采集，因為固化和穩定不能直接在土地上進行，所以就需要從原本的土壤之中進行土壤的采集，讓土壤能夠拿到實驗室中，在對其進行處理。因為放射性或者金屬物質本身的輻射性可能非常的大，如果在外面處理可能會對工作人員造成一定的傷害，在這種情況下，就需要采集道實驗室中去。第二個部分就是污染土壤的固化，這個固化主要是物理性質的，就是通過其他的土壤來中和其中的不穩定元素，從而達到一個固化的特點。這是非常關鍵的，尤其是對于放射性物質的處理，更是需要不斷的考量如何能夠最大化處理。最后就是進行處理后土壤的放置，這些土壤要在模具的幫助下放置在土地之中，這樣才能確保不會出現任何的問題。這個步驟最為簡單，但是也需要在注意細節的處理，不能讓其出現問題。

總結

綜上所述，重金屬污染的特性非常的明顯，因就需要通過多個辦法來進行處理，其核心思想就是解吸和吸持，一個是破壞一個是穩定，二者根據不同的情況而選擇，才能起到最好的效果。

參考文獻

[1] 孟飛，等.上海中心城區地表灰塵與土壤中重金屬累積及污染評價[J].華東師范大學學報：自然科學版，2007（4）.

[2] 左小俊，傅大放，李賀.高速公路路面徑流沉降過程中重金屬去除特性[J].環境科學學報.2009，29（12）.

[3] 李立青，尹澄清，何慶慈，孔玲莉.武漢市城區降雨徑流污染負荷對受納水體的貢獻[J].中國環境科學，2007，27（3）.

[4] 陳瑩，趙劍強，胡博.西安市城市主干道路面徑流污染及沉淀特性研究[J].環境工程學報，2011，5（2）.

[5] 王文全，朱新萍，鄭春霞，陳思.烏魯木齊城市道路地面徑流中重金屬的污染特征分析[J].環境保護科學，2011，37（1）.