土壤重金屬污染及治理修復(fù)技術(shù)

1、土壤重金屬污染及治理修復(fù)技術(shù) 摘要：由于冶煉、電鍍、制革和電子等工業(yè)中三廢的排放，以及各種金屬礦山開(kāi)采活動(dòng)的增多，導(dǎo)致含有很多重金屬的物質(zhì)進(jìn)入土壤，并由土壤間接進(jìn)入周?chē)沫h(huán)境中，給周?chē)h(huán)境造成很大的破壞，同時(shí)也在危害著人類(lèi)的健康。本文重點(diǎn)講述了土壤中重金屬的存在形式和轉(zhuǎn)移形式，并系統(tǒng)地介紹了傳統(tǒng)的重金屬污染修復(fù)技術(shù)和新型的重金屬污染修復(fù)技術(shù)。 關(guān)鍵詞：土壤;重金屬污染;治理修復(fù)技術(shù) 1、土壤中的重金屬存在形態(tài)和轉(zhuǎn)移形式 重金屬物質(zhì)在土壤介質(zhì)中的存在形態(tài)是衡量其對(duì)周?chē)h(huán)境影響程度的關(guān)鍵指標(biāo)，重金屬在土壤中的主要存在形態(tài)有自由離子形態(tài)、可溶化合物形態(tài)、可交換離子形態(tài)、有機(jī)束縛形態(tài)或與其它離子形成氧

2、化物硅酸鹽氮化物等形態(tài)。一般情況下，可以通過(guò)重金屬形態(tài)的探測(cè)和提取法將一些交換態(tài)和結(jié)合態(tài)的或者殘?jiān)鼞B(tài)的金屬絡(luò)合物進(jìn)行提取和分析，可用于這類(lèi)技術(shù)方法提取的重金屬有鉛、鎘、銅、鋅等。1目前已知的重金屬在土壤中有三種遷移方式，即由于植物對(duì)周?chē)饘匐x子有吸附作用，重金屬離子被移入植物體內(nèi)，并隨著食物鏈進(jìn)入動(dòng)物或人體內(nèi)，也可能會(huì)隨著植物的枯萎和腐朽再次回到土壤中。一些重金屬物質(zhì)以離子形式存在于地下水和河流中，并隨地下水和河流的四處流動(dòng)而進(jìn)行擴(kuò)散，這就加重了對(duì)重金屬污染進(jìn)行治理的難度。最后一種方式就是重金屬物質(zhì)殘留在土壤中，隨著時(shí)間的推移慢慢氧化作用或者進(jìn)行其他化學(xué)作用，在化學(xué)作用后與其他物質(zhì)進(jìn)行化合，最

3、后將毒害作用減少。 2、傳統(tǒng)的土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù) 2.1物理化學(xué)修復(fù)技術(shù) 物理化學(xué)修復(fù)過(guò)程即通過(guò)各種物理和化學(xué)手段從土壤中除去或者分離含重金屬的污染物，比如利用淋洗液將土壤中的固相重金屬轉(zhuǎn)移到土壤的液相中，再利用絡(luò)合或者沉淀的方法使土壤富集，然后將富集液中含重金屬的沉淀進(jìn)行過(guò)濾并除去。在進(jìn)行淋洗時(shí)，淋洗劑的選擇是非常關(guān)鍵的問(wèn)題。除此之外，可以用電動(dòng)修復(fù)的方法，就是在固液相的土壤中插入電極，利用重金屬導(dǎo)電性的原理，充分在電場(chǎng)的作用下引導(dǎo)并從土壤中移動(dòng)出。然后進(jìn)行篩選和過(guò)濾。也可以利用重金屬與某些非金屬陰離子在土壤中化合形成化合物的方法，在土壤中摻入適量的含有非金屬陰離子的物質(zhì)，使重金屬陽(yáng)離子

4、和非金屬陰離子不易分解的無(wú)害的化合物，或者可直接分離提取的化合物2。 2.2農(nóng)業(yè)化學(xué)修復(fù)技術(shù) 農(nóng)業(yè)化學(xué)修復(fù)技術(shù)就是采用大面積種植一些可以對(duì)重金屬物質(zhì)進(jìn)行有利吸收的農(nóng)作物，從而利用植物自身的吸收作用將土壤中的一些化合態(tài)和游離態(tài)的重金屬離子進(jìn)行吸收或者進(jìn)行有利的化學(xué)轉(zhuǎn)化，從而降低重金屬離子對(duì)周?chē)h(huán)境的污染。植物吸收重金屬物質(zhì)的過(guò)程大致是，首先植物利用自身的根系和植物根尖部分的內(nèi)外層水分平衡的作用來(lái)吸收土壤中的水分，其次由根尖生長(zhǎng)區(qū)和分生區(qū)向上將水分運(yùn)輸，從而將水分中含有的重金屬離子運(yùn)走，是根尖部分內(nèi)側(cè)始終保持較低的重金屬離子濃度，從而使根尖內(nèi)外產(chǎn)生濃度差，使根尖繼續(xù)大量吸收重金屬離子。 2.3有機(jī)

5、物吸收重金屬離子作用 有機(jī)物吸收重金屬離子作用就是利用某些有機(jī)物或者是有機(jī)物的堆肥可以與重金屬離子產(chǎn)生一定的反應(yīng)，從而使重金屬物質(zhì)失去對(duì)生物和其他環(huán)境破壞性的原理，對(duì)被重金屬污染的土壤進(jìn)行修復(fù)。一些有機(jī)物如動(dòng)物的糞便、植物的秸稈堆肥產(chǎn)物等可以與土壤中的重金屬離子產(chǎn)生非常強(qiáng)烈的絡(luò)合作用或者螯合作用，通過(guò)這些作用可以使重金屬離子大大減小甚至失去一些本身的性質(zhì)，比如對(duì)周?chē)h(huán)境的生物毒性和破壞性，從而降低重金屬危害。比如蚯蚓糞或者奶牛的糞便可以有效減少周?chē)h(huán)境中的鉛的毒性效果，而咖啡豆的果皮和果肉對(duì)于降低鉛的生物毒性作用具有更好的效果。 3、新型的重金屬污染修復(fù)技術(shù) 3.1微生物修復(fù)技術(shù) 微生物修復(fù)技

6、術(shù)是指某些微生物在進(jìn)行自身新陳代謝過(guò)程中，需要吸收一些特定的重金屬離子并將其轉(zhuǎn)化為自身所需化合物的方法，利用這種方法可以有效針對(duì)土壤中的一些特定的重金屬離子進(jìn)行修復(fù)和處理。微生物的金屬離子吸收過(guò)程基本就是利用重金屬離子完成自身的氧化和代謝作用。通過(guò)微生物體內(nèi)代謝作用的一系列轉(zhuǎn)變，使得重金屬游離態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)周?chē)h(huán)境毒害作用減小的次級(jí)代謝化合產(chǎn)物。3 3.2化學(xué)淋洗和化學(xué)固定 化學(xué)淋洗和化學(xué)固定的方法都是單純利用化學(xué)技術(shù)對(duì)土壤中的重金屬物質(zhì)進(jìn)行固定和分離?；瘜W(xué)淋洗是通過(guò)化學(xué)洗脫作用將重金屬物質(zhì)從土壤中洗脫出去，從而達(dá)到清潔土壤的作用。采用這種化學(xué)洗脫的方法即相當(dāng)于利用另一種化學(xué)試劑將原本土壤中的

7、許多種金屬物質(zhì)進(jìn)行替換和洗脫，從而將重金屬物分離出來(lái)。近幾年的實(shí)驗(yàn)證明這種方法非常有效，可以大量的洗脫出一些重金屬物質(zhì)，但由于洗脫作用，也是的土壤中原本有的一些金屬離子一同被洗脫出來(lái)，所以經(jīng)過(guò)洗脫后的土壤一般不能在種植任何農(nóng)作物?；瘜W(xué)固定就是在土壤中加入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑使土壤中的重金屬離子的遷移性降低，或者直接由游離態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭ǖ幕蠎B(tài)。在轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，就會(huì)使重金屬離子的生物毒性大大降低。 3.3整合離子交換樹(shù)脂處理土壤重金屬污染 以銅離子為例，可以采用大孔型強(qiáng)酸性的陽(yáng)離子樹(shù)脂進(jìn)行處理。吸附樹(shù)脂的功能取決樹(shù)脂的孔表面積的大小和孔表的性質(zhì)，一般情況下吸附重金屬離子得大孔型交換樹(shù)脂表面具有解離性或者

8、非解離型的功能基，這些功能及可以與重金屬離子發(fā)生付氏反應(yīng)，并與中技術(shù)離子進(jìn)行一系列交聯(lián)作用。使重金屬離子轉(zhuǎn)化成交聯(lián)化合物，從而達(dá)到吸附和篩選的作用。適當(dāng)改變空的表面積大小的時(shí)候，就可以調(diào)節(jié)離子交換樹(shù)脂對(duì)于土壤中的粒子的吸附能力，避免出現(xiàn)過(guò)度吸附的現(xiàn)象，使土壤保持生物活性;同時(shí)可以通過(guò)改變是指孔表的性質(zhì)來(lái)對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行改造，使其對(duì)離子具有選擇性的吸附能力。 4、結(jié)束語(yǔ)： 當(dāng)前我國(guó)土壤重金屬污染問(wèn)題十分嚴(yán)重，對(duì)于土壤污染修復(fù)的問(wèn)題也成為了科研工作的熱點(diǎn)問(wèn)題。雖然目前許多新的實(shí)驗(yàn)成果和對(duì)土壤的新的修復(fù)技術(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)室的研究階段，能直接應(yīng)用的技術(shù)還非常少，但一旦有所突破，將會(huì)有很大的應(yīng)用前景。目前的土壤治理和修復(fù)問(wèn)題除了要考慮污染程度外，還要考慮預(yù)期修復(fù)的目標(biāo)，時(shí)間修復(fù)的成本等等，因此，一個(gè)