土壤修復(fù)電加熱器廠之前就淺談礦井電加熱器的技術(shù)任務(wù)及優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)做了詳細(xì)的介紹和說(shuō)明。本期我們簡(jiǎn)單的對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)的三種主要方法進(jìn)行描述，作為專業(yè)的防爆電加熱器、液氨蒸發(fā)器、土壤修復(fù)電加熱器生產(chǎn)制造廠家江蘇眾眾電熱科技有限公司，我們將盡心整理并發(fā)布各種電加熱器相關(guān)知識(shí)，竭誠(chéng)為您服務(wù)。

　　摘要：介紹重金屬污染土壤修復(fù)的主要方法，分析各種修復(fù)技術(shù)的原理、優(yōu)缺點(diǎn)和實(shí)用性。物理法主要包括客土 與換土法、分離修復(fù)法、隔離法和熱力修復(fù)法。化學(xué)法主要包括化學(xué)固化法、土壤淋洗法和動(dòng)電修復(fù)法。生物法主要包括植物穩(wěn)定法、植物揮發(fā)法、植物提取法、微生物修復(fù)法和土壤動(dòng)物修復(fù)法。

　　礦產(chǎn)資源是人類生產(chǎn)和生活的基本源泉之一，但礦產(chǎn)資源的開發(fā)在對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起重要推動(dòng)作用的同時(shí)，也帶來(lái)了比較嚴(yán)峻的環(huán)境問題。礦山開采，特別是鉛鋅礦床、含硫多金屬礦床的開采過(guò)程中，由于采礦廢水和礦廢液的直接排放，廢石和尾礦等固體廢棄物的堆放和淋濾，使礦區(qū)土壤中富集大量的重金屬[1]。土壤是人類賴以生存的*基本的物質(zhì)基礎(chǔ)之一，又是各種污染物的*終歸宿，世界上90%的污染物*終滯留在土壤內(nèi)。由于重金屬污染物在土壤中移動(dòng)性差、滯留時(shí)間長(zhǎng)、不能被微生物降解，并可經(jīng)水、植物等介質(zhì)*終影響人類健康，所以采取措施對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行修復(fù)是必要的[2]?，F(xiàn)階段礦山土壤重金屬污染修復(fù)主要有物理法、化學(xué)法和生物法三大類。

　　1 物理法

　　大多物理分離修復(fù)技術(shù)都有設(shè)備簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉、可 持續(xù)高產(chǎn)出等優(yōu)點(diǎn)，但是在具體分離過(guò)程中，其技術(shù)的可行性，要考慮各種因素的影響。物理分離技術(shù)要求污染物具有較高的濃度并且存在于具有不同物理特征的相介質(zhì)中，篩分干污染物時(shí)會(huì)產(chǎn)生粉塵，固體基質(zhì)中的細(xì)粒徑部分和廢液中的污染物需要進(jìn)行再處理。

　　1.1 客土和換土法

　　主要分為深耕翻土、換土和客土。土壤僅受輕度污 染時(shí)采用深耕翻土的方法，而治理重污染區(qū)時(shí)則采用異地客土的方法，即客土或者換土的方法?？屯痢Q土對(duì)于修復(fù)土壤的重金屬污染有很好的效果，它的優(yōu)點(diǎn)在于方法成熟和修復(fù)全面，主要缺點(diǎn)為工程量較大、投資高，并且容易造成土壤肥力下降等問題[3]。

　　1.2 分離修復(fù)法

　　土壤分離修復(fù)是指將粒徑分離 ( 篩分)、水力學(xué)分離、密度(重力) 分離、脫水分離、泡沫浮選分離和磁分離等技術(shù)應(yīng)用在污染土壤中無(wú)機(jī)污染物的修復(fù)技術(shù)，它*適合用來(lái)處理小范圍內(nèi)受重金屬污染的土壤，從土壤、沉積物、廢渣中分離重金屬，清潔土壤，恢復(fù)土壤正常功能[4]。

　　1.3 隔離法

　　土壤隔離法是指采用防滲的隔離材料對(duì)土壤重金 屬污染區(qū)域進(jìn)行分割、隔離，這種隔離即包括橫向上的隔離也包括垂向上的隔離。隔離法主要應(yīng)用于重金屬污染嚴(yán)重，且難以治理的污染土壤，這種土壤中的重金屬會(huì)隨著地下水的流動(dòng)而運(yùn)移，隨之而來(lái)的就是地下水重金屬污染和地表水重金屬污染。由于難以治理，或者治理時(shí)間較長(zhǎng)，用隔離法將其隔離起來(lái)，防止對(duì)外部繼續(xù)污染[5]。

　　1.4 熱力修復(fù)法

　　熱力修復(fù)技術(shù)涉及利用熱傳導(dǎo) ( 土壤修復(fù)電加熱器、加熱井和熱墻 ) 或輻射 ( 如無(wú)線電波加熱 ) 實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤的修復(fù)，包括高溫( 約 l 000 ℃ ) 原位加熱修復(fù)技術(shù)、低溫 ( 約 100 ℃ ) 原位加熱修復(fù)技術(shù)和原位電磁波加熱技術(shù)等。主要針對(duì)的重金屬為汞[6]。

　　2 化學(xué)法

　　2.1 化學(xué)固化法

　　重金屬對(duì)土壤的主要影響為其可移動(dòng)性，重金屬在 土壤中的存在形態(tài)決定了重金屬的可移動(dòng)性，土壤的理化性質(zhì)如有機(jī)質(zhì)含量、p H值和 Eh值等均可影響重金屬的存在形態(tài)，通過(guò)這些參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)重金屬在土壤中的可移動(dòng)性。重金屬化學(xué)固化的目的就是加入固化劑改變土壤的理化性質(zhì)，通過(guò)對(duì)重金屬的吸附或沉淀作用來(lái)降低其可移動(dòng)性。土壤中的重金屬被固定后，不僅可減少對(duì)土壤深層和地下水的污染影響，而且有可能在土壤中重建植被[7-8]。常用的固化劑主要有石灰、磷灰石、沸石、堆肥和鋼渣等[9-10]。不同固化劑固定重金屬的機(jī)理不同，如石灰主要通過(guò)重金屬與碳酸鈣的共沉淀反應(yīng)機(jī)制和重金屬自身的水解反應(yīng)實(shí)現(xiàn)固化[11]，沸石通過(guò)離子交換吸附降低土壤中重金屬的可移動(dòng)性。

　　2.2 土壤淋洗法

　　土壤淋洗是通過(guò)逆轉(zhuǎn)重金屬在土壤中的離子吸附和 重金屬沉淀這兩種反應(yīng)[12]，把土壤中的重金屬轉(zhuǎn)移到土壤淋洗液中。土壤淋洗首先將挖掘出的土壤進(jìn)行去渣、分散后，與提取劑充分混合，重金屬將轉(zhuǎn)移到土壤提取劑中，然后用水淋洗除去殘留的提取劑，處理后的土壤中重金屬達(dá)到正常水平后，可被再利用，淋洗液進(jìn)行處理后可回收重金屬和提取劑[13]。土壤淋洗技術(shù)的關(guān)鍵在于提取劑，其必須實(shí)現(xiàn)在提取重金屬的同時(shí)不破壞土壤原有結(jié)構(gòu)。目前提取劑主要有硝酸、鹽酸、磷酸、EDTA 和DTPA等。

　　2.3 動(dòng)電修復(fù)法

　　動(dòng)電修復(fù)是將通以低直流電的電極插入污染土壤中， 土壤中的重金屬離子在電場(chǎng)作用下向電極富集，并采取方法進(jìn)行收集，集中處理[14]。在電場(chǎng)作用下，重金屬在電滲透和電遷移的作用下向電極遷移富集。動(dòng)電修復(fù)近年迅速發(fā)展，在一些歐美國(guó)家已經(jīng)商業(yè)化，這種方法可以控制污染物的流動(dòng)方向，特別適合于低滲透的黏土和淤泥土，其經(jīng)濟(jì)成本也比較合理。

　　3 生物法

　　3.1 植物穩(wěn)定

　　植物穩(wěn)定主要有兩個(gè)方面的作用 [15]。

　　1) 減少污染土壤的水土流失。由于重金屬的毒害污染土壤基本沒有植被，無(wú)植被的土壤水土流失加劇，減少污染土壤的水土流失辦法是在污染土壤上種植耐重金屬植物。2)固定土壤中的重金屬。植物可以通過(guò)在根部沉淀和根表吸收對(duì)重金屬進(jìn)行固定，植物還能改變根系周圍環(huán)境中的p H 和 Eh從而改變重金屬的形態(tài)。植物穩(wěn)定技術(shù)主要適用于土壤黏重、有機(jī)質(zhì)高的重金屬污染土壤。目前主要用于礦區(qū)重金屬污染土壤修復(fù)。植物穩(wěn)定技術(shù)沒有去除土壤的重金屬，只是暫時(shí)將重金屬進(jìn)行固定，并沒有徹底解決土壤中的重金屬污染問題，重金屬的生物有效性在環(huán)境條件發(fā)生變化的情況下，可能會(huì)發(fā)生改變，重新對(duì)土壤造成污染。進(jìn)行植物穩(wěn)定的植物首先需要能夠耐受土壤中高濃度的重金屬，并且能夠?qū)⒅亟饘僭谕寥乐泄潭?。植物穩(wěn)定技術(shù)正在快速發(fā)展。未來(lái)的研究方向是如何促進(jìn)植物根系生長(zhǎng)，將重金屬固化在根 -土中，并將轉(zhuǎn)運(yùn)到地上部分的重金屬控制在*小范圍。

　　3.2 植物揮發(fā)

　　植物揮發(fā)主要是針對(duì)重金屬元素汞，植物通過(guò)吸收、 積累和揮發(fā)三個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，將土壤中的可揮發(fā)性污染物吸收到體內(nèi)后將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)，釋放到大氣中[16]。金屬汞在環(huán)境中以多種狀態(tài)存在，其中以甲基汞對(duì)環(huán)境危害*大，*易被植物吸收。現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)一些耐汞的細(xì)菌，能夠催化轉(zhuǎn)化甲基汞和離子態(tài)汞為毒性低、可揮發(fā)的單質(zhì)汞。植物揮發(fā)的發(fā)展趨勢(shì)就是運(yùn)用分子生物學(xué)技術(shù)將該種細(xì)菌轉(zhuǎn)導(dǎo)到植物中，再利用經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)導(dǎo)的植物修復(fù)汞污染土壤，將土壤中的各種形態(tài)的重金屬汞直接揮發(fā)到大氣中去，其優(yōu)點(diǎn)為不需要處理含重金屬汞的植物體，而是將其作為一種長(zhǎng)久的“處理設(shè)施”運(yùn)行維護(hù)下去。植物揮發(fā)技術(shù)的缺點(diǎn)是，將重金屬汞轉(zhuǎn)移到大氣中，對(duì)人類和生物存在一定的潛在風(fēng)險(xiǎn)[17]。

　　3.3 植物提取

　　植物提取是利用重金屬超富集植物從土壤中提取一 種或幾種重金屬，并將其轉(zhuǎn)移、貯存到植物的地上部分，然后對(duì)收割植物地上部分進(jìn)行集中處理。連續(xù)的進(jìn)行植物提取，即可使土壤中重金屬含量大幅度降低。目前植物提取分為兩種，連續(xù)植物提取和螯合劑輔助的植物提取。1) 連續(xù)植物提取。連續(xù)植物提取的效果主要依賴于重金屬超富集植物在整個(gè)生命周期能夠吸收、積累的重金屬量。目前已知的重金屬超富集植物大部分生長(zhǎng)緩慢、生物量較小、多為蓮座生長(zhǎng)，很難實(shí)現(xiàn)規(guī)?；N植，因此部分學(xué)者認(rèn)為采用小型超富集植物不適宜大面積污染土壤的修復(fù)[18]。為此，連續(xù)植物提取的技術(shù)的發(fā)展方向主要為：a) 尋找新的超富集植物物種，能夠?qū)崿F(xiàn)快速生長(zhǎng)、高富集，并且適合大規(guī)模種植 ;b) 通過(guò)人工手段，培育具有生物量大、生長(zhǎng)快、周期短特點(diǎn)的超富集植物 ;c) 深入研究超富集植物富集重金屬的主要機(jī)制和原理，達(dá)到通過(guò)施加土壤改良劑、改善根際微環(huán)境、調(diào)整收獲時(shí)間等方法提高植物的富集效應(yīng)。2) 螯合劑輔助的植物提取。土壤中重金屬常常限制了植物修復(fù)的效果。一些生物量大的植物如玉米、豌豆等在溶液培養(yǎng)時(shí)，其植物地上部分可大量積累鉛，但生長(zhǎng)在受到污染土壤上時(shí)，其植物地上部分鉛含量很少超過(guò)1 000 mg/kg[19]。研究發(fā)現(xiàn)，施加適當(dāng)?shù)尿蟿┛稍黾又参锏厣喜糠指患芰?，例如在?duì)污染土壤施加 0.2 g/kg HEDTA后，玉米和豌豆地上部分鉛含量由500 mg/kg 增加到10 000 mg/kg，增加了 20 倍。在這里螯合劑首先增加土壤溶液中重金屬含量，其次促進(jìn)重金屬在植物體內(nèi)運(yùn)輸。螯合劑和金屬的親和力是植物金屬積累效率提升*相關(guān)的因素[20]。金屬- 螯合劑的缺點(diǎn)為，由于螯合劑復(fù)合物為水溶性，易發(fā)生淋濾作用，可能使帶有重金屬的溶液進(jìn)行二次遷移，帶來(lái)新的環(huán)境污染問題。此外螯合劑的使用會(huì)導(dǎo)致植物生物量減少，甚至死亡。然而，如果對(duì)螯合劑的施用時(shí)間進(jìn)行合理控制，能夠大大減少上述情況的發(fā)生。*適的螯合劑施用時(shí)間是在植物的生物量達(dá)到*大時(shí)施加，這樣經(jīng)過(guò)短暫的金屬富集時(shí)間( 幾天)后再收獲植物，能夠*大程度地避免螯合劑使用給環(huán)境帶來(lái)的二次污染[21]。

　　3.4 微生物修復(fù)法

　　微生物修復(fù)是指利用天然存在的或所培養(yǎng)的功能 微生物群，在適宜環(huán)境條件下，促進(jìn)或強(qiáng)化微生物代謝功能，從而達(dá)到降低有毒污染物活性或降解成無(wú)毒物質(zhì)的生物修復(fù)技術(shù)。微生物修復(fù)的實(shí)質(zhì)是生物降解，即微生物對(duì)環(huán)境污染物的分解作用。由于微生物個(gè)體小、繁殖快、適應(yīng)性強(qiáng)、易變異，所以可隨環(huán)境變化產(chǎn)生新的自發(fā)突變株，也可能通過(guò)形成誘導(dǎo)酶產(chǎn)生新的酶系，具備新的代謝功能以適應(yīng)新的環(huán)境，從而降解和轉(zhuǎn)化那些“陌生”的化合物[22]。在生物修復(fù)中首先應(yīng)考慮適宜微生物的來(lái)源。微生物根據(jù)來(lái)源不同分為3類 ：本土微生物，外來(lái)微生物和基因工程菌(GEM)[23]。目前在生物修復(fù)中應(yīng)用的主要是本土微生物。外來(lái)微生物主要用于當(dāng)本土微生物由于種種原因不能進(jìn)行修復(fù)重金屬污染土壤時(shí)。其次需要考慮微生物活動(dòng)的適宜的生活條件，而受污染土壤的微生物生存條件往往比較惡劣，因此需要對(duì)微生物環(huán)境進(jìn)行人為的改造、優(yōu)化。微生物修復(fù)還需要2個(gè)條件 ：首先土壤中必須存在著豐富的微生物，這些微生物能夠在一定程度上轉(zhuǎn)化、固定土壤中的重金屬 ;其次污染土壤中的重金屬存在被微生物轉(zhuǎn)化或固定的可能性[24]。在這種情況下，受污染的土壤中重金屬除少部分通過(guò)物理、化學(xué)作用遷移轉(zhuǎn)化外，大部分是通過(guò)微生物轉(zhuǎn)化和固定的。

　　3.5 土壤動(dòng)物修復(fù)法

　　土壤動(dòng)物狹義的概念是指全部時(shí)間都在土壤生活的 動(dòng)物，廣義的概念是指生活史中的一個(gè)時(shí)期在土壤中生活的動(dòng)物[25]。土壤動(dòng)物修復(fù)技術(shù)適宜采用的土壤動(dòng)物是廣泛的概念。土壤動(dòng)物修復(fù)技術(shù)主要利用土壤動(dòng)物和其體內(nèi)微生物，在重金屬污染土壤中生長(zhǎng)、繁殖等活動(dòng)過(guò)程中對(duì)土壤中重金屬污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化和富集的作用，*終通過(guò)對(duì)土壤動(dòng)物的收集、處理，從而使土壤中重金屬降低[26]。采用土壤動(dòng)物這種天然的方法來(lái)轉(zhuǎn)化重金屬形態(tài)或富集，可以一定程度上提高土壤肥力。土壤動(dòng)物如蚯蚓、蜘蛛等，對(duì)重金屬有很強(qiáng)的耐受能力和富集能力，能夠?qū)ν寥乐械闹亟饘倨鸬狡渌椒ê茈y實(shí)現(xiàn)的富集作用，有人研究發(fā)現(xiàn)，土壤動(dòng)物體內(nèi)重金屬與土壤中重金屬含量呈正相關(guān)[27]。土壤動(dòng)物不僅自己能夠直接富集重金屬，還能夠和周圍的微生物、植物協(xié)同富集重金屬，并在其中起到一種類似“催化劑”的作用，如蚯蚓等動(dòng)物在土中的生長(zhǎng)、穿插等活動(dòng)，能夠大大加快微生物向污染土壤的轉(zhuǎn)移速度，從而促進(jìn)微生物對(duì)土壤修復(fù)的作用，并且土壤動(dòng)物能夠把土壤中的有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸，使土壤中的重金屬鈍化并失去毒性[28]。土壤動(dòng)物修復(fù)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向，是將土壤動(dòng)物作為一種“催化劑”，將其放入被污染的土壤中，提高傳統(tǒng)的生物土壤修復(fù)技術(shù)的修復(fù)速度和效率。但是目前國(guó)內(nèi)外主要進(jìn)行的研究集中在土壤動(dòng)物的生態(tài)作用和環(huán)境指示作用，對(duì)于土壤動(dòng)物修復(fù)能力研究得很少，土壤動(dòng)物修復(fù)技術(shù)還有待進(jìn)一步研究發(fā)展。

　　4 結(jié)論

　　采用物理法治理土壤重金屬污染效果較好、效率很 高，但是往往存在著不能完全解決重金屬污染，僅僅是轉(zhuǎn)移污染，還需要進(jìn)行再次處理的問題。采用化學(xué)法治理土壤重金屬污染，需要選擇合適的處理方法，處理效率較高，但處理成本也較高，并可能帶來(lái)二次污染。如果采用原地淋洗的方法還必須搞清地下水的流向，以免對(duì)地下水造成污染。采用生物法進(jìn)行土壤重金屬污染治理，成本較低，不會(huì)帶來(lái)二次污染，還能夠在治理重金屬的同時(shí)修復(fù)礦山的生態(tài)系統(tǒng)，但是其重金屬治理效率較低、效果較差，還不能高效地完成土壤重金屬污染的治理。今后的研究趨勢(shì)，不僅僅是提高單個(gè)方法的處理技術(shù)，而且還必須將物理法、化學(xué)法和生物法聯(lián)合使用，揚(yáng)長(zhǎng)避短，得到一個(gè)*優(yōu)化的處理效果。

　　土壤修復(fù)電加熱器廠下次將對(duì)土壤修復(fù)電加熱器的結(jié)構(gòu)組成及工作原理做詳細(xì)介紹，如需了解更多眾眾電熱的信息，請(qǐng)持續(xù)關(guān)注。

　　重金屬污染土壤修復(fù)的三種主要方法由防爆電加熱器生產(chǎn)銷售廠家江蘇眾眾電熱科技有限公司于 2022-09-15 10:50:47 整理發(fā)布。

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