白銀市東大溝上游河道重金屬污染現(xiàn)狀和治理方法

1、白銀市東大溝上游河道重金屬污染現(xiàn)狀和治理方法摘要在介紹對白銀市東大溝上游河道重金屬污 染現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，從廢渣及污染底泥異位貯存、表層污染底 泥重金屬固化/穩(wěn)定化修復(fù)及重金屬污染植物修復(fù)治理工藝 等方面總結(jié)其治理工藝及技術(shù)可行性，對項目實施區(qū)域內(nèi)的 底泥、廢渣等介質(zhì)進(jìn)行無害化處理與處置，并建立了重金屬 污染土壤植物修復(fù)示范區(qū)，可以實現(xiàn)河道生態(tài)恢復(fù)和景觀重 建，使遭到重金屬污染脅迫的東大溝河道生境得到初步恢 復(fù)。關(guān)鍵詞重金屬；河道整治；修復(fù)；東大溝上游河道； 甘肅白銀中圖分類號x522文獻(xiàn)標(biāo)識碼a文章編號1007-5739(2013) 16-0224-01白銀市地處黃河中上游，東大溝地區(qū)作為白銀市

2、的主要 工業(yè)區(qū)之一，流域內(nèi)分布著以資源開發(fā)、加工為主的有色金 屬、化工行業(yè)企業(yè)，流域周邊企業(yè)排放廢水和廢渣中含有大 量重金屬，重金屬具有髙度遷移性，長期堆置不僅造成大量 有價金屬流失，而且對土壤、地下水等周邊生態(tài)環(huán)境構(gòu)成潛 在污染威脅1。1東大溝污染現(xiàn)狀1.1水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀東大溝流域多個斷面水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)均不能滿足污水綜 合排放標(biāo)準(zhǔn)(gb 8978-1996)中一級標(biāo)準(zhǔn)的要求。水質(zhì)偏 酸，氟化物含量超標(biāo)，上游zn、cd的污染較為突出，下游 cod、cu、as污染顯著。1.2 土壤質(zhì)量現(xiàn)狀東大溝上游有色金屬加工企業(yè)重金屬粉塵、尾水、廢渣 排放，導(dǎo)致河岸兩側(cè)土壤中重金屬嚴(yán)重超標(biāo)，土壤中重金屬 主要富

3、集在地表以下020 cm,部分區(qū)域污染深度達(dá)到50 cm, 土壤污染現(xiàn)狀呈現(xiàn)以zn為主的多種重金屬復(fù)合污染現(xiàn) 象。1. 3底泥質(zhì)量現(xiàn)狀底泥的污染來源于有色金屬加工企業(yè)冶煉廢渣堆放以 及含重金屬廢水排放，通過對底泥樣品的采樣調(diào)查，底泥中 重金屬as、pb、cu、zn的含量最高值均高于加拿大制訂的 noaa標(biāo)準(zhǔn)，pb、zn 2種重金屬的最大峰值分別出現(xiàn)于20、 80 cm,而cu的最大峰值則出現(xiàn)于40、80 cm, as的最大峰 值出現(xiàn)于80 cm。2治理工藝及技術(shù)可行性重金屬污染河道治理工程主體工藝包括廢渣及表層污 染底泥異位貯存，表層污染底泥重金屬固化/穩(wěn)定化修復(fù)工 程以及重金屬污染植物修復(fù)2

4、-3 o2.1廢渣及表層污染底泥異位貯存2. 1. 1治理工藝。由于河道自身情況較為復(fù)雜，底泥的 深度也難以在抽樣調(diào)查中完全體現(xiàn)，根據(jù)已有的調(diào)查數(shù)據(jù)， 研究區(qū)域河道底泥挖掘深度擬定為50120 cm,具體的挖掘 情況應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場挖據(jù)底泥的顏色等進(jìn)行定性判斷，并且在挖 掘過程中對50 cm深度的底泥進(jìn)行再次取樣分析，如果效果 仍不能達(dá)標(biāo)，需要繼續(xù)向下挖掘，具體深度視分析結(jié)果而定。河道疏浚的目的是對污染底泥沉積層采用工程措施，最 大限度地將儲積在該層中的污染物質(zhì)移出，改善水生態(tài)循 環(huán)，遏制自然水體退化。該次治理區(qū)域大部分底泥含水量較 低，為了不增加底泥的水力負(fù)荷以及廢水處理強度，采用機 械疏浚的方式

5、，底泥自然蒸發(fā)脫水干化與廢渣密閉運至棄渣 場妥善處置。2. 1.2技術(shù)可行性。含cu、pb、zn、as等重金屬的廢 渣、底泥及土壤均未列入國家危險廢物名錄。根據(jù)對研 究區(qū)域廢渣及表層污染底泥的重金屬濃度監(jiān)測，ph值均在 69,未超出危險廢棄物鑒別標(biāo)準(zhǔn)一一浸出毒性鑒別 (gb5085.3-2007)中要求的ph值范圍，屬于一般工業(yè)固 廢。采用異位貯存方式是一種最為經(jīng)濟、適宜處理大量工業(yè) 廢渣且不受工業(yè)廢渣種類限制的處理方式。2.2表層污染底泥重金屬固化/穩(wěn)定化修復(fù)2. 2. 1治理工藝。通過采樣分析，選取含as、zn、cu、pb等重金屬離子污染程度均嚴(yán)重區(qū)域底泥進(jìn)行固化/穩(wěn)定化 修復(fù)，由于底泥中

6、含有as、zn、cu、pb等多種重金屬離子, 且所含各種重金屬離子的種類和含量存在不穩(wěn)定性，為確保 固化/穩(wěn)定化處理達(dá)標(biāo)，需要根據(jù)污染元素和污染濃度來選 取藥劑。針對zn、cu、pb的固化，通過加入天然礦物質(zhì)混合藥 劑，經(jīng)氧化還原反應(yīng)、礦化作用、分子鍵合反應(yīng)和共沉淀反 應(yīng)將交換態(tài)重金屬離子轉(zhuǎn)化為重金屬的單質(zhì)、硅鋁酸鹽、硅 酸鹽和多金屬務(wù)基沉淀物等自然環(huán)境中極穩(wěn)定的物質(zhì)，防止 其被植物的根系所吸收；針對as的固化，采樣鐵猛復(fù)合氧 化物，經(jīng)吸附、氧化作用，實現(xiàn)重金屬污染底泥的固定化修 復(fù)。2. 2.2技術(shù)可行性。固化/穩(wěn)定化是向污染底泥、土壤 或廢渣中投加固化/穩(wěn)定化制劑，改變土壤的酸堿性、氧化

7、還原條件或離子構(gòu)成情況，進(jìn)而對重金屬的吸附、氧化還原、 拮抗或沉淀作用產(chǎn)生影響的穩(wěn)定化技術(shù)，實現(xiàn)重金屬污染土 壤的修復(fù)。采用該工藝處理后底泥中重金屬的浸出濃度低于 一般工業(yè)固廢的入場標(biāo)準(zhǔn)，滿足pb浸出毒性低于5 mg/l、 cu浸出毒性低于75 mg/l、zn浸出毒性低于75 mg/l、as浸 出毒性低于2. 5 mg/l的要求。2. 3重金屬污染植物修復(fù)2. 3. 1治理工藝。在清除廢渣和淺層底泥后回填基質(zhì)土 種植重金屬超富集植物，對剩余底泥和部分河岸進(jìn)行植物修 復(fù)。普通植物體內(nèi)pb含量一般不超過5 mg/kg, cu的正常 含量為520 mg/kg,過量重金屬對普通植物有很大的毒性, 在z

8、n、pb、cu復(fù)合污染土壤中，種植普通植物很難達(dá)到從 污染土壤中快速清除zn、pb、cu復(fù)合污染物目的。因此， 需要選擇對重金屬有較強耐受及吸收能力的植物作為首選 修復(fù)物種，并且超富集植物必須適應(yīng)白銀市當(dāng)?shù)貧夂?，能?在當(dāng)?shù)睾芎玫厣L，才能保證較好的修復(fù)效果4。根據(jù)白 銀市當(dāng)?shù)赝临|(zhì)情況及需修復(fù)的土壤現(xiàn)狀，選取的修復(fù)植物為 枸杞、紅柳、沙棗、國槐、火炬、垂柳、土荊芥、披堿草、 蘆葦、紫花苜蓿等。研究發(fā)現(xiàn)，禾本科多年生草本植物披堿草具有修復(fù)pb 污染土壤的潛力，狗尾草等對as有一定累積效果，且生物 量大，為適宜的土壤重金屬污染修復(fù)植物。紫花苜蓿等牧草 對pb等有較強的富集能力，是土壤pb污染的理想

9、修復(fù)植物, 且擁有強大的根系和頑強的生命力，兼具水土保持效果，可 用于干旱地區(qū)重金屬污染的修復(fù)。灌木燈心草中的pb含量 測定符合pb超富集植物，地上部分pb富集量大于1 000 mg/kg的臨界標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)運系數(shù)大于1,在重金屬污染土壤修 復(fù)方面具有潛在的應(yīng)用價值。上述植物均為當(dāng)?shù)爻Ｒ娢锓N， 可以很好地適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境，確保生長，同時對重金屬具有一 定的修復(fù)效果。2. 3.2技術(shù)方案可行性。植物修復(fù)技術(shù)是利用植物來轉(zhuǎn) 移、容納或轉(zhuǎn)化污染物，通過植物的吸收、揮發(fā)、根濾、降 解、穩(wěn)定等作用達(dá)到土壤修復(fù)目的的方法，是一種成熟且發(fā) 展迅速的清除環(huán)境污染的綠色技術(shù)5。該項目建設(shè)區(qū)表層 50120 cm表層污染底

10、泥、廢渣經(jīng)處理后，剩余底泥仍具有 不同程度的污染，需種植適應(yīng)在當(dāng)?shù)厣L的重金屬超富集植 物，以達(dá)到較好的治理效果。植物修復(fù)技術(shù)成本低廉，能增 加土壤有機質(zhì)肥力，且環(huán)境擾動小，大面積處理易為公眾所 接受，并有很好的綠化作用。3結(jié)語由于長期遭受重金屬毒害作用，東大溝河道生態(tài)功能已 經(jīng)完全喪失。針對東大溝典型重金屬復(fù)合污染問題及生態(tài)脆 弱的現(xiàn)狀，采用異位貯存、固化/穩(wěn)定化修復(fù)以及植物修復(fù) 等重金屬治理技術(shù)對區(qū)域內(nèi)的底泥、廢渣等介質(zhì)進(jìn)行無害化 處理與處置，并建立重金屬污染土壤植物修復(fù)示范區(qū)，可實 現(xiàn)河道生態(tài)恢復(fù)和景觀重建，初步恢復(fù)遭到重金屬污染脅迫 的東大溝河道生境。4參考文獻(xiàn)1黃河上游白銀段東大溝流域重金屬污染整治與生 態(tài)系統(tǒng)修復(fù)規(guī)劃m.北京：北京大學(xué)出版社，2012.2蔣培土壤鎘污染對蘆蒿生長和品質(zhì)安全的影響及 調(diào)控措施研究d.南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.3 卜全民，李鳳英污