礦區(qū)重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)

（甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741020）

礦物質(zhì)資源是人們?cè)谏a(chǎn)生活中所需要的基本資源之一，但是隨著礦物質(zhì)資源的不斷開發(fā)，對(duì)我國的環(huán)境也造成了一定污染，尤其是在采礦地區(qū)中，由于重金屬的污染，造成地下水資源和土壤資源受到了嚴(yán)重的影響，不僅導(dǎo)致農(nóng)作物出現(xiàn)減產(chǎn)和品質(zhì)下降的問題，還直接危害到了人們的生命健康。

1 礦區(qū)土壤污染簡介

當(dāng)前在礦區(qū)土壤污染的治理過程中，首先要明確礦區(qū)的土壤污染的主要來源，現(xiàn)階段礦區(qū)土壤污染主要是受到了，礦物質(zhì)在開采過程中產(chǎn)生的重金屬元素的污染，其主要來源分為兩個(gè)方面，第一個(gè)方面，由于在金屬礦山的開采過程中可能會(huì)出現(xiàn)一些井下廢水、選礦廢水或者冶煉廠的廢水，這些廢水中含有較多的重金屬元素[1]。同時(shí)重金屬元素可能會(huì)通過可溶性離子的方式進(jìn)入到地下土壤資源中，因此造成了土壤污染現(xiàn)象。

當(dāng)前環(huán)境下在礦區(qū)土壤的重金屬元素中包含很多有害元素，例如鉛元素，銅元素，鉻元素等，這些重金屬元素不僅會(huì)對(duì)土壤造成污染，使農(nóng)產(chǎn)品出現(xiàn)減產(chǎn)以及品質(zhì)下降的問題，還會(huì)對(duì)土壤中的地下水造成嚴(yán)重的影響，在人們使用地下水的過程中，受到生命健康威脅。第二個(gè)方面，重金屬元素的污染來源是在金屬礦物質(zhì)資源開采完成以后，可能會(huì)產(chǎn)生大量的礦業(yè)廢棄地，這些礦業(yè)廢棄地中，如果沒有經(jīng)過合理的處理會(huì)遺存很多的污染重金屬元素，尤其是在尾礦和一些被廢棄的低品位的礦石中，重金屬元素的含量相對(duì)過高，因此對(duì)土壤造成一定的污染，一般情況下，一噸有色金屬的生產(chǎn)過程中可能會(huì)產(chǎn)生上百噸的固體廢棄物，這些廢棄物中含有大量的重金屬元素，所以，隨著我國礦物質(zhì)資源開采量的不斷增加，固體廢棄物的總排放量也在逐漸的增加，而由于這些固體廢棄物的利用率相對(duì)較低，所以，導(dǎo)致固體廢棄物在長時(shí)間的遺存過程中，對(duì)地下的土壤環(huán)境造成了嚴(yán)重的威脅。當(dāng)前礦區(qū)土壤受到重金屬污染的特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，首先由于不同的礦物質(zhì)資源開采的過程中會(huì)產(chǎn)生的重金屬廢棄物種類相對(duì)較多，所以在對(duì)土壤進(jìn)行污染的過程中，不僅污染程度較大，而且污染的現(xiàn)象也相對(duì)較為復(fù)雜，這也導(dǎo)致了在后期治理過程中的難度增加。其次是礦區(qū)土壤在受到重金屬污染的過程中，污染的范圍都相對(duì)過大，一般以廢棄的堆積物為中心向四周進(jìn)行擴(kuò)散，如果沒有及時(shí)的清除掉廢棄的堆積物將會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)散的范圍越來越大，從而使我國大面積土壤受到重金屬的污染，既降低了土壤的使用價(jià)值，又對(duì)我國的環(huán)保提出了更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)。最后是在一些有色金屬的開采過程中，其重金屬的含量相對(duì)較大，例如，在一般有色金屬開采過程中，周圍土壤中鉛元素的含量是正常土壤中的30倍左右，而銅的含量是正常土壤中的10倍左右，鋅的含量在7倍左右，所以礦區(qū)周圍的土壤中含有的重金屬元素含量也相對(duì)較高[2,3]。針對(duì)越來越嚴(yán)峻的礦區(qū)重金屬污染土壤問題，必須要采取合理的修復(fù)技術(shù)，并且盡量提高修復(fù)技術(shù)的修復(fù)質(zhì)量和修復(fù)效率，確保我國土壤資源能夠得到更好的維護(hù)。

2 礦區(qū)重金屬污染土壤資源的修復(fù)技術(shù)

當(dāng)前針對(duì)礦區(qū)的重金屬污染土壤資源進(jìn)行修復(fù)的過程中，主要使用了物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)和植物修復(fù)技術(shù)。在使用物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)的過程中，主要是通過改變重金屬在土壤資源中的儲(chǔ)存狀態(tài)，從而確保重金屬元素的活性降低，并且減少重金屬元素在土壤中所產(chǎn)生的毒性，其主要包含的處理方法為化學(xué)固化，土壤淋洗法和電動(dòng)修復(fù)法。

在使用植物修復(fù)法進(jìn)行修復(fù)的過程中，主要是將不同的植物種植到土壤中，然后通過植物的獨(dú)特性能對(duì)土壤中的重金屬元素進(jìn)行吸附，然后再將植物去除，植物修復(fù)法的主要工作方法是包括植物的提取、植物的揮發(fā)以及植物的穩(wěn)定性研究。

2.1 物理化學(xué)修護(hù)技術(shù)

物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)主要包含三種，首先是化學(xué)固化法，化學(xué)固化法的主要工作原理是向被污染的土壤中加入一定的土壤添加劑，通過土壤添加劑可以有效的改變土壤的理化性質(zhì)，然后對(duì)土壤中的重金屬元素進(jìn)行吸附和沉淀，確保其在土壤中改變相應(yīng)的存在形態(tài)，這樣既可以降低重金屬元素的遷移性又可以降低滋生生物的活效性，當(dāng)土壤中的重金屬元素被有效的固定以后，可以防止重金屬元素向更深層的土壤進(jìn)行移動(dòng)，或者向地下水資源進(jìn)行遷移[4]。化學(xué)固化法的原材料主要包含石灰、磷肥，含鐵氧化物等，由于不同的固化原材料對(duì)重金屬元素的固化機(jī)理不同，所以在針對(duì)土壤進(jìn)行修復(fù)的過程中，要根據(jù)重金屬元素的具體種類選擇不同的固化劑。例如石灰在固化的過程中，主要根據(jù)重金屬元素出現(xiàn)水解反應(yīng)而吸收其中的氫氧元素從而形成碳酸鈣沉淀，這樣可以有效的防止重金屬的移動(dòng)。使用化學(xué)固化的方法可以確保重金屬能夠固定在原位，這樣可以有效降低重金屬去除的成本，但是使用固化的方法有效性相對(duì)較短，并且重金屬只要存在于土壤中即可以發(fā)生形態(tài)的轉(zhuǎn)變，所以，很難保證土壤能夠恢復(fù)到原始的狀態(tài)。其次是使用土壤淋洗的方法及主要的工作原理是通過提取劑可以把土壤中的重金屬元素由固相轉(zhuǎn)移到液相，然后將含有提取劑的土壤經(jīng)過清水洗滌以后，去除掉相應(yīng)的提取劑，再將處理后的土壤放入到原位使用。而對(duì)于含有大量重金屬元素的廢水來說則可以進(jìn)行重金屬元素的回收利用和提取劑的回收利用，在實(shí)施的過程中關(guān)鍵的步驟是提取劑的選擇，現(xiàn)階段針對(duì)重金屬污染現(xiàn)象所使用的提取劑，分別為硝酸、鹽酸，草酸檸檬酸以及EDTA和氫氧化鈉等[5]。當(dāng)前EDTA提取劑在實(shí)際使用過程中適用范圍最為廣泛，并且也可以使金屬元素形成相對(duì)較為穩(wěn)定的復(fù)合物，但是由于這種提取機(jī)的價(jià)格相對(duì)較為昂貴，所以必須要保證能夠?qū)ζ浠厥绽茫M(jìn)行合理的處理。同時(shí)一些草酸、檸檬酸等有機(jī)酸也是天然的有機(jī)提取及其對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染，同時(shí)還很容易被生物體進(jìn)行降解，另外對(duì)重金屬進(jìn)行清除的過程中能力也相對(duì)較為穩(wěn)定。最后，是通過電動(dòng)修復(fù)的方法，主要工作原理是可以對(duì)被污染的土壤施加一定的直流電壓，由于土壤中會(huì)有天然的導(dǎo)電性，所以土壤中的污染物在電場(chǎng)的作用下會(huì)形成電流，從而吸收到電極的兩端進(jìn)行去除。

2.2 植物修復(fù)技術(shù)

植物修復(fù)技術(shù)的首要步驟是需要進(jìn)行植物的遴選，這時(shí)在選擇了合理的植物以后，將植物種植在土壤中，則可以吸收到一種或幾種重金屬元素，并且將其轉(zhuǎn)移到根部以及地上的莖葉部位進(jìn)行集中的收集，然后收割掉植物即可完成重金屬元素的提取。然后需要進(jìn)行植物的揮發(fā)，主要是通過植物的種植可以吸收到一些揮發(fā)性的污染物，從而轉(zhuǎn)化為植物生長所需要的某種元素。最后是植物的穩(wěn)定，是通過植物根系的巨大表面積，能夠去除掉污染土壤中的重金屬元素，防止地下水以及食物鏈等受到重金屬元素的污染。

3 結(jié)束語

由于現(xiàn)階段我國礦物質(zhì)資源的開采，相對(duì)較為頻繁，并且礦區(qū)也相對(duì)較多，所以被污染的土壤面積越來越大，因此，重金屬污染土壤的治理問題已經(jīng)成為現(xiàn)階段環(huán)保部門需要關(guān)注的重要問題，并且在進(jìn)行治理的過程中也需要采取更加高效的措施，保障治理效果和治理過程的工作效率能夠得到有效的提高。