土壤重金属污染原位钝化修复研究现状

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土壤重金属污染及修复研究现状

土壤重金属污染及修复研究现状

土壤重金属污染及修复研究现状土壤是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要资源。

然而,环境污染和生态破坏13益严峻,严重影响到人类的健康和生存,其中重金属元素对环境的污染和破坏作用尤为严重。

土壤重金属污染及其修复已成为当前环境科学研究的重点”。

重金属是一类毒性大,具有潜在危害的无机污染物,可在土壤和生物体内富集。

与大气和水体中重金属污染相比,土壤重金属污染具有隐蔽性、滞后性、累积性以及难治理和修复周期长且毒性较强、易被生物吸收的特点。

重金属污染不仅导致土壤的退化、农作物产量和品质的降低,而且可能通过直接接触、食物链危及人类的生命和健康。

因此,对重金属污染土壤的治理和修复,是十分紧迫的任务。

1 土壤重金属污染来源1.1 自然来源主要分为土壤来源和大气来源。

土壤来源主要有成土母质和成土过程。

大气来源主要有火山爆发、森林火灾、海浪飞溅、植被排出、风力扬尘等。

空气中的重金属元素部分被植物吸收,部分通过尘降进入水体、土壤。

1.2 人为来源人为来源是指工农业的生产活动对土壤的污染,主要包括工业污染源、农业污染源及交通运输等造成的土壤污染。

研究表明,人为因素造成的土壤重金属污染主要富集在土壤表层。

这使得生态系统和人身健康存在一定的隐患。

1.2.1 交通运输污染。

汽车轮胎及排放的废气是重金属主要交通污染源。

含Pb汽油的燃烧是城市Pb污染的重要源。

Ph、zn、cd、Cr、cu等为道路两侧土壤中的主要污染物。

Dilek 等对公路旁土壤重金属污染作了研究,结果表明cu、Pb、zn污染与机动车尾气排放有关。

Fakayode研究了尼日利亚Osogbo公路旁土壤中Pb、cd、cu、Ni和zn的分布规律,得出重金属含量与距公路距离呈负相关关系的结论。

我国公路旁土壤重金属污染也符合这个结论。

1.2.2 工业污染。

有色重金属矿床的开发冶炼是向环境中排放重金属最主要的工业污染源。

工业生产造成土壤重金属污染的环境问题日益严重。

包头市重金属cu、zn含量分别为全国土壤几何均值的1.85和2.26倍。

重金属污染的土壤修复的技术研究现状分析

重金属污染的土壤修复的技术研究现状分析

重金属污染的土壤修复的技术研究现状分析摘要:土壤是人类生产活动的重要物质基础,随着社会经济的高速发展和高强度的人类活动,土壤受污染面积不断扩大,土壤质量持续恶化,影响到实现可持续发展的战略目标。

由土壤污染导致的农产品的生态安全问题已不容忽视。

因此,开展污染土壤修复活动,完善土壤修复技术体系,对阻断污染物进入食物链,防止对人体健康造成危害,实现社会经济可持续发展是非常重要的。

为了降低重金属污染的影响,过去数十年来,基于物理、化学和生物科学的基本知识,开发了各种土壤修复技术,旨在降低重金属浓度或生物利用度。

关键词:污染土壤;修复;技术一、污染源来源随着工业化和城市化的飞速发展,土壤重金属污染已成为不容忽视的突出环境问题。

土壤重金属污染有人为原因和自然原因两种,人类活动是土壤重金属污染的主要成因。

土壤重金属污染源土壤中重金属来源十分广泛,但主要可分为两大类,即:自然来源、人为污染输入。

(1)自然来源岩石在风化过程产生了土壤,不同的岩石含有不同的重金属,因此成土母岩的化学成分以及成土过程中遇到的环境条件均可决定土壤中重金属元素的种类和初始值;此外,森林火灾、火山爆发、植被排出、风力扬尘、海浪飞溅等过程使多种重金属悬浮在空气中,这些重金属极易被植物吸收或通过尘降进入土壤中。

(2)人为污染输入随着城镇化、工农业现代化的飞速发展,相比于土壤重金属污染的自然来源,人为因素造成的重金属污染已越来越严峻。

在各种人为因素中,工农业及交通排放等原因带来的重金属污染较为严重,而有色重金属的开采冶炼则是土壤重金属污染的主要来源。

人为污染主要是点性污染,其对土壤环境的污染是不均匀的,会造成局部地区重金属污染及其严重的现象。

同时不同的人类活动带来的重金属污染也不同,如城镇化发展、交通活动排放产生的汞污染和铅污染最为严重。

在农业活动中,化肥、农药、污水灌溉以及废弃物施用是加剧土壤重金属污染的主要途径之一。

二、传统修复技术中国的土壤修复技术起步较欧美晚,传统的客土法技术仅适用于对一些污染面积比较小的土壤进行治理、修复。

土壤重金属污染现状与危害及修复技术研究进展

土壤重金属污染现状与危害及修复技术研究进展

二、土壤重金属的危害
1、对人体健康的危害
1、对人体健康的危害
土壤重金属污染对人类健康的影响不容忽视。通过食物链的传递,重金属进 入人体内并在器官中累积,轻则引起头晕、恶心、呕吐等不适症状,重则导致贫 血、神经受损、器官衰竭等。长期接触低浓度的重金属还可能对生殖系统产生不 良影响。
2、对生态环境的破坏
2、对生态环境的破坏
土壤重金属污染对生态环境的影响也十分显著。植物在吸收水分和养分过程 中会富集重金属,导致生长受阻、生物量下降。此外,重金属还会通过食物链传 递给动物,对生物多样性产生威胁。重金属污染还会对地下水产生影响,导致水 质恶化,严重时可能引发地面沉降等地质灾害。
三、土壤重金属修复技术
一、土壤重金属污染现状
一、土壤重金属污染现状
土壤重金属污染已成为全球性问题。据报道,全球每年约有220万吨重金属进 入土壤,其中工业排放是主要来源之一。在我国,土壤重金属污染也相当严重。 由于长期的工业活动和农业施用化学肥料,一些地区的土壤重金属含量严重超标。 其中,以长三角、珠三角和东北老工业基地等地区最为突出。
1、物理修复方法
1、物理修复方法
物理修复方法主要包括客土法、换土法和深耕翻土法等。客土法是将未受污 染的土壤覆盖在受污染的土壤表面,从而降低土壤中重金属的含量。换土法则是 将污染土壤层清除,用未受污染的土壤进行替代。深耕翻土法是通过翻耕土壤, 使表层和深层土壤混合,降低表层土壤中的重金属浓度。
2、化学修复方法
四、结论与展望
四、结论与展望
土壤重金属污染问题日益严重,对人类健康和生态环境造成巨大威胁。为了 应对这一问题,需要深入开展土壤重金属污染修复技术的研究。目前,物理、化 学和生物修复方法在治理土壤重金属污染方面取得了一定的成果,但仍存在诸多 挑战。

土壤重金属污染治理与修复方法研究进展

土壤重金属污染治理与修复方法研究进展

3、联合修复
联合修复是综合运用化学修复和生物修复的一种方法。通过联合使用化学修 复剂和生物修复剂,充分发挥两种技术的优势,达到快速修复土壤重金属污染的 目的。同时,可以降低治理成本,提高修复效果。例如,在植物修复过程中,结 合使用螯合剂等化学修复剂,可促进植物对重金属的吸收和降解。在微生物修复 过程中,联合使用特定的有机酸等化学物质,可提高微生物对重金属的转化效率。
二、土壤重金属污染的来源和特 征
土壤重金属污染的来源主要包括工业生产、农业种植和气候变化等因素。工 业生产过程中产生的废水、废气和废渣等,都会将重金属带入土壤中。农业种植 过程中使用的化肥、农药和污泥等,也会导致重金属在土壤中积累。气候变化如 降水分布不均、土壤风化和侵蚀等,也会促进重金属在土壤中的迁移和富集。
1、化学修复
化学修复是指通过向土壤中添加化学物质,与重金属元素发生反应,降低其 在土壤中的生物有效性。常用的化学修复剂有有机酸、无机酸、螯合剂等。这些 修复剂可与重金属离子结合,形成不易被植物吸收的形态,从而减少重金属对植 物的毒害作用。然而,化学修复存在成本高、可能造成二次污染等问题。
2、生物修复
三、土壤重金属污染修复效果评 估
为了客观地评价土壤重金属污染修复效果,需要建立一套完善的评估体系。 评估指标应包括重金属含量、生物有效性、土壤理化性质等。评估方法可采用化 学分析、植物生长试验、微生物数量及活性测定等。评估结果应综合考虑污染程 度、修复成本、环境影响等因素,以评估修复技术的可行性和优劣性。
土壤重金属污染治理与修复方 法研究进展
目录
01 一、土壤重金属污染 现状与危害
02
二、土壤重金属污染 治理技术
03
三、土壤重金属污染 修复效果评估

重金属污染土壤修复技术现状与展望

重金属污染土壤修复技术现状与展望

重金属污染土壤修复技术现状与展望一、本文概述随着工业化和城市化进程的加快,重金属污染已成为全球性的环境问题,对土壤生态系统和人类健康构成了严重威胁。

重金属污染土壤修复技术的研究与应用,对于保障生态安全、推动可持续发展具有重要意义。

本文旨在全面综述当前重金属污染土壤修复技术的现状,分析各种技术的优缺点,并展望未来的发展趋势。

文章首先对重金属污染土壤的来源、分布及其对环境和人体的危害进行简要介绍,然后重点阐述物理修复、化学修复、生物修复和联合修复等常用修复技术的原理、适用范围和实际应用案例。

在此基础上,文章对重金属污染土壤修复技术的发展趋势进行展望,提出未来应加强技术研发与创新、提高修复效率与效果、推动跨学科交叉融合等建议。

文章总结了重金属污染土壤修复技术的研究现状,并指出了未来需要进一步深入研究和解决的问题。

二、重金属污染土壤修复技术分类重金属污染土壤修复技术的分类多种多样,主要根据修复原理和技术手段的不同进行划分。

以下是对当前主流的重金属污染土壤修复技术的分类概述。

物理修复技术:物理修复技术主要包括换土法、电热修复法、土壤淋洗法等。

这些方法主要通过改变土壤的物理性质,如温度、湿度、粒径等,来减少或去除土壤中的重金属。

这些方法操作简单,但成本较高,且可能对土壤结构造成破坏。

化学修复技术:化学修复技术主要包括化学淋洗、化学固定和稳定化等。

这些技术主要通过添加化学试剂,改变重金属的化学形态,从而减少其生物有效性和迁移性。

然而,化学修复可能引入新的污染物,且长期效果难以预测。

生物修复技术:生物修复技术包括微生物修复、植物修复和动物修复等。

微生物修复利用特定的微生物对重金属进行转化或固定;植物修复利用超积累植物吸收土壤中的重金属;动物修复则利用土壤动物如蚯蚓等对土壤进行改良。

生物修复技术环境友好,成本低,但修复周期长,效果受环境因素影响大。

联合修复技术:联合修复技术是将上述两种或多种修复技术进行结合,以提高修复效率和效果。

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望重金属污染是指土壤中重金属元素含量超过环境容许值的现象,对土壤质量和生态环境造成了严重影响。

随着工业化的快速发展和人类活动的不断增加,重金属污染的问题日益突出。

土壤修复技术是解决重金属污染问题的重要手段之一,目前国内外已经开展了大量的研究工作,取得了一系列的成果。

目前,对于重金属污染土壤的修复技术,主要可以分为物理修复、化学修复和生物修复三大类方法。

物理修复技术主要包括土壤覆盖、土壤保持和土壤剥离等,通过改变土壤物理性质来减少重金属迁移和转化。

这种修复技术简单易行,成本较低,但修复效果有限,只适用于重金属污染浅层土壤。

化学修复技术主要包括土壤改良和土壤酸碱调节等,通过添加化学剂来改变土壤理化性质,减少重金属的有效性和生物可利用性。

这种修复技术具有修复效果明显、操作简单的优点,但存在化学品添加过多的问题,对土壤生态系统产生一定影响。

生物修复技术是利用植物、微生物等生物资源来修复重金属污染土壤,促进重金属的转化、转运和降解。

这种修复技术具有环境友好、可持续发展的优点,但执行周期较长、操作复杂,并且在大面积重金属污染土壤修复方面仍存在一定挑战。

加强重金属污染土壤修复技术的综合应用研究,构建多种修复技术的联合治理体系,提高修复效果。

开展重金属污染土壤修复技术的适应性研究,根据不同的重金属种类和土壤环境特点,制定相应的修复方案。

加强重金属污染土壤修复技术的监测与评估研究,建立完善的评估指标体系,及时监测修复效果,为修复方案的调整提供科学依据。

加强重金属污染土壤修复技术的可持续性研究,探索修复后土壤的长期稳定性和生态功能恢复。

重金属污染土壤修复技术的研究已经取得了一定成果,但在实际应用中仍面临一些挑战。

未来的研究应加强技术综合应用、提高修复效果、加强监测与评估、探索可持续性等方面的研究,以更好地解决重金属污染土壤修复问题。

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望重金属污染土壤是指土壤中重金属元素超过环境容许值,对人类健康和生态环境造成潜在危害的一种环境污染问题。

由于重金属元素在土壤中难以降解,会长期存在并逐渐积累,对土壤和植被造成破坏,对生态系统和人类造成严重影响。

目前,我国的城市化进程和工业化发展,已经导致了大量土壤重金属污染问题。

研究重金属污染土壤修复技术已经成为当前环境科学领域的热点之一。

一、重金属污染土壤的成因重金属污染土壤的成因主要包括两种情况。

一是工业和采矿活动所导致的重金属污染,其特点是污染面积广、浓度高、存在时间长。

另一种是生活废弃物和农村生态系统受到的污染,主要来自于城市和农村的污水排放、垃圾填埋和农药残留等,这类污染主要存在于土壤表层,但对于土壤生态系统的影响也不容忽视。

目前,国内外对于重金属污染土壤修复技术研究取得了一些进展,主要包括植物修复技术、微生物修复技术、土壤修复剂技术和热处理技术等。

1.植物修复技术植物修复技术是目前重金属污染土壤修复技术中应用较为广泛和成熟的一种方法。

通过选择对重金属具有较强耐受能力的植物(超积累植物),种植在受重金属污染的土壤中,使其通过植物的吸收和富集作用,将土壤中的重金属有效地转移到植物体内,从而达到净化土壤的目的。

铜蓖麻、矿床拟南芥等植物对重金属污染土壤具有较强的修复能力。

2.微生物修复技术微生物修复技术是以微生物为主要修复介质,通过微生物对土壤中的重金属元素进行还原、氧化、螯合、解离和沉淀等作用,来降低土壤中重金属的含量。

微生物修复技术在修复过程中具有操作简单、成本低、对土壤本身影响小等优点,因此备受研究者关注。

3.土壤修复剂技术土壤修复剂技术是通过添加一定的化学修复剂改变土壤中重金属的形态,使其转化成为难溶于水的形态,从而降低土壤中重金属的活性,减少对生物的毒害作用。

这种方法具有操作简单、效果明显、修复速度快的特点。

4.热处理技术热处理技术是采用高温进行土壤修复,在破坏重金属与土壤粒子之间的化学键,并改变重金属的形态,从而达到降低土壤重金属污染程度的目的。

污染土壤修复技术研究现状与趋势

污染土壤修复技术研究现状与趋势

污染土壤修复技术研究现状与趋势一、本文概述随着工业化、城市化的快速发展,我国面临的土壤污染问题日益严峻,污染土壤修复技术的研发和应用已成为环境保护领域的重要课题。

本文旨在全面综述国内外污染土壤修复技术的研究现状与发展趋势,以期为相关领域的研究者、政策制定者和从业人员提供参考和借鉴。

本文首先回顾了污染土壤修复技术的起源和发展历程,阐述了土壤污染的定义、分类及其危害。

在此基础上,重点介绍了目前国内外在污染土壤修复领域的主要研究内容和成果,包括物理修复技术、化学修复技术、生物修复技术、联合修复技术等,同时分析了各种技术的优缺点及适用范围。

本文还探讨了污染土壤修复技术的发展趋势,包括技术创新、多学科交叉融合、智能化和绿色化等方向。

结合我国土壤污染现状及政策导向,对污染土壤修复技术的发展前景进行了展望,提出了相应的建议和思考。

通过本文的综述和分析,期望能够为推动污染土壤修复技术的进步和发展,以及我国土壤环境保护工作的深入开展提供有益的参考和启示。

二、污染土壤修复技术研究现状污染土壤修复技术一直是环境科学与工程领域的研究热点。

随着工业化和城市化的快速发展,土壤污染问题日益严重,对生态安全和人类健康构成了严重威胁。

因此,针对不同类型的污染土壤,研究者们已经开发出多种修复技术,并在实际应用中取得了一定的效果。

目前,污染土壤修复技术主要分为物理修复、化学修复和生物修复三大类。

物理修复技术主要包括换土法、电热修复和土壤淋洗等。

这些方法通常适用于重金属和放射性物质污染的土壤。

化学修复技术则包括化学淋洗、化学氧化和化学还原等,这些方法对于有机物和重金属污染的土壤具有较好的修复效果。

生物修复技术则利用微生物、植物和动物等生物体的代谢活动来降解或转化污染物,包括生物降解、植物修复和微生物修复等。

近年来,随着科学技术的不断进步,污染土壤修复技术也在不断创新和发展。

例如,纳米技术在土壤修复中的应用逐渐受到关注,纳米材料具有独特的物理化学性质,可以提高污染物的去除效率和修复效果。

浅析我国农田土壤重金属污染修复现状

浅析我国农田土壤重金属污染修复现状

浅析我国农田土壤重金属污染修复现状我国是世界上人口最多的国家,农业是我国的基础产业之一,农田土壤的质量关系着粮食的安全和人民的生活水平。

随着工业化和城市化的加速发展,农田土壤重金属污染问题日益凸显,给农业生产和人民健康带来了严重威胁。

修复农田土壤重金属污染具有重要的现实意义和深远的社会影响。

1. 污染源头广泛农田土壤重金属污染的源头广泛,主要来自工业废气、工业废水、农药、化肥等农业生产过程中和城市建设、交通运输等过程中释放的重金属物质。

从生活垃圾堆肥中也会释放大量的重金属物质。

2. 区域分布不均我国农田土壤重金属污染主要集中在工业发达地区和矿产资源丰富地区,如华北平原、长江三角洲地区、珠江三角洲地区等。

这些地区的土壤重金属含量普遍较高,对农业生产和农民健康造成了严重威胁。

3. 影响农产品质量和农业生产农田土壤重金属污染会导致农产品中重金属含量超标,严重影响农产品的品质和安全。

重金属污染还会影响农田土壤的肥力和微生物活性,导致农作物产量降低,严重影响农业生产的可持续发展。

二、农田土壤重金属污染修复技术针对农田土壤重金属污染的严重程度和影响范围,科研人员和农业专家们一直在探索各种修复技术,希望找到有效的解决办法。

1. 植物修复技术植物修复技术是目前应用较为广泛的修复方法之一。

通过选择对重金属污染具有较强耐受性的植物,种植在污染地区,利用这些植物对土壤中的重金属进行吸收和富集,降低土壤中重金属的含量,从而修复土壤。

目前已经初步确定了一些能够有效修复污染土壤的植物,如拟南芥、重金属超累积植物等。

2. 微生物修复技术微生物修复技术是利用微生物对重金属进行还原、活化、转化等代谢过程,降低土壤中重金属的含量。

这种修复方法操作简便,成本较低,并且对土壤的影响较小。

目前已经有一些微生物修复技术在实践中取得了一定的成效。

3. 土壤改良技术土壤改良技术是通过添加一定量的改良材料,如有机肥、腐殖质、石灰、膨润土等,改善土壤的理化性质,降低重金属的活性,从而达到修复土壤的目的。

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望重金属污染是当前环境保护领域中的一个重要问题,随着工业化进程的加快和化工行业的快速发展,重金属污染已经成为了全球性的环境问题之一。

重金属污染土壤修复技术的研究具有重要的理论和实践意义,对于解决土壤重金属污染问题以及减少对人类健康和生态环境的影响具有重要意义。

本文将就重金属污染土壤修复技术的现状进行分析,并对未来的发展进行展望。

重金属污染土壤修复技术的现状主要有以下几个方面:一、物理修复技术物理修复技术是通过物理方法将土壤中的重金属颗粒与土壤颗粒分离,以降低土壤中重金属的含量。

物理修复技术主要包括了土壤盖层、土壤深翻和土壤冲刷等方法。

土壤盖层主要是通过在土壤表面铺设一层防渗材料,阻止重金属向土壤深层渗透。

土壤深翻是通过深翻土壤来将重金属颗粒与土壤颗粒分离,降低土壤中重金属的含量。

土壤冲刷是通过水力冲刷来去除土壤中的重金属。

这些物理修复技术在实际应用中效果有限,尤其是对于重金属深层污染的土壤,物理修复技术往往难以完全清除土壤中的重金属。

化学修复技术是通过化学方法来将土壤中的重金属离子转化为难溶于水的化合物,从而减少其毒性。

化学修复技术主要包括了土壤添加剂、土壤酸碱调节和还原-氧化等方法。

土壤添加剂主要是通过向土壤中添加吸附重金属离子的物质,如磷酸盐、石灰、有机质等,来降低土壤中重金属的活性。

土壤酸碱调节是通过调节土壤的酸碱度来改变土壤中重金属的形态。

还原-氧化是通过还原剂将土壤中的重金属离子还原为难溶于水的形态。

化学修复技术可以在一定程度上降低土壤中重金属的毒性,但是其对土壤生物活性的影响较大,长期使用可能会对土壤生物造成伤害。

生物修复技术是利用生物体对土壤中的重金属进行吸附、富集和转化,从而减少土壤中重金属的含量。

生物修复技术主要包括了植物修复、微生物修复和土壤生态修复等方法。

植物修复是通过植物的根系吸收土壤中的重金属,并将其富集在地上部分或根系中。

微生物修复是通过微生物对土壤中的重金属进行富集和还原-氧化作用,从而减少土壤中重金属的毒性。

土壤重金属污染治理技术的现状分析及未来对策

土壤重金属污染治理技术的现状分析及未来对策

土壤重金属污染治理技术的现状分析及未来对策土壤重金属污染是指由于工业、采矿、农业等活动所导致的土壤中重金属元素含量超过自然背景值,对土壤和生态环境产生不利影响的现象。

由于重金属具有潜在的生物毒性和环境持久性,土壤重金属污染已经成为全球环境问题的重要组成部分。

土壤重金属污染治理技术的发展和应用已经成为当前环保领域的研究热点之一。

本文将对土壤重金属污染治理技术的现状进行分析,并提出未来的对策和发展方向。

一、土壤重金属污染现状1.土壤重金属污染的来源土壤重金属污染的主要来源包括工业排放、农药和化肥使用、废弃物掩埋、城市垃圾堆放等。

工业生产过程中排放的废水和废气含有大量的重金属元素,长期排放会导致土壤中重金属元素积累;农业活动中过量使用农药和化肥也会导致土壤中重金属元素含量升高;废弃物掩埋场和城市垃圾堆放场会导致土壤中重金属元素渗漏,造成土壤重金属污染。

2.土壤重金属污染的危害土壤重金属污染不仅会影响农作物和植物的生长,还会导致重金属在食物链中不断富集,对人类健康造成威胁。

土壤重金属污染也会破坏土壤的物理和化学性质,影响土壤的肥力和持水能力,对生态环境产生不利影响。

3.土壤重金属污染治理技术现状目前,针对土壤重金属污染,主要采用的治理技术包括生物修复、化学修复和物理修复等。

生物修复是利用植物、微生物等生物体对重金属进行富集、转运和稳定化的修复技术;化学修复是利用化学物质对土壤中的重金属进行稳定化处理的修复技术;物理修复是通过土壤深松、盖土、覆盖等方法对土壤中的重金属进行分离和固定的修复技术。

这些技术在不同程度上可以改善土壤重金属污染的状况,但仍存在着技术成本高、操作复杂、效果不明显等问题。

二、未来对策1. 加强土壤重金属污染监测和评估加强对土壤重金属污染的监测和评估是治理工作的基础。

通过建立土壤重金属污染监测网络和评估体系,及时了解土壤重金属污染的分布范围和程度,为后续治理工作提供科学依据。

2. 探索创新的治理技术在土壤重金属污染治理技术方面,应当加强创新,探索新的治理技术和方法。

土壤重金属污染修复研究进展

土壤重金属污染修复研究进展

土壤重金属污染修复研究进展土壤重金属污染是当前环境领域面临的严重问题之一,它对农业生产、生态环境以及人类健康产生了严重影响。

由于工业生产、采矿活动、垃圾填埋等人类活动的不当处理,大量的重金属被释放到土壤中,导致了土壤重金属污染。

针对这一问题,科研工作者们在土壤重金属污染修复方面进行了大量研究,并取得了一些显著的进展。

本文将对土壤重金属污染修复的研究进展进行概述和介绍。

一、土壤重金属污染的特点及影响土壤重金属污染是指土壤中重金属元素超出环境容许值的现象。

重金属对土壤的污染是由于其长期积累而导致,主要包括镉、铬、铅、汞、镍、锌等重金属元素。

这些重金属元素对土壤和农作物产生了严重的危害,直接影响农作物的生长发育和品质。

这些重金属也会随水、空气的迁移而进入人体,对人体健康造成威胁。

针对土壤重金属污染,科研工作者们提出了多种修复方法,主要包括植物修复、微生物修复、物理化学修复等。

1. 植物修复植物修复是利用植物的生长能力和生理特性来修复受重金属污染的土壤。

植物对重金属的富集和耐受性是植物修复技术的理论基础。

通过选择并种植对重金属具有富集作用的植物,利用其生长吸收土壤中的重金属,最终将重金属富集在地上部分,并利用植物的生物质进行收获和回收,从而达到修复土壤重金属污染的目的。

植物修复技术成本低、对生态环境友好,是一种很有发展前景的修复方法。

微生物修复是利用微生物对重金属的吸附、富集和还原能力,通过生物地球化学作用,将土壤中的重金属元素转化为相对安全的化合物或者沉积形式,从而修复受重金属污染的土壤环境。

微生物修复技术具有修复效果好、周期短、技术简单等优点。

物理化学修复是利用物理化学手段对受重金属污染土壤环境进行修复,主要包括土壤修复剂的施用、土壤pH值的调节、化学淋洗、离子交换等。

这些技术大多需要辅助设备和昂贵的成本,且会对土壤产生次生污染,因此在实际应用中较少被采用。

在对土壤重金属污染修复技术进行研究的过程中,科研工作者们取得了一些显著的进展。

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望重金属污染是指土壤中的重金属元素超出了环境容许值,对生态系统和人体健康造成潜在威胁的现象。

随着工业化的发展和人们对环境保护的重视,重金属污染土壤修复技术成为了研究的热点。

本文将介绍重金属污染土壤修复技术研究的现状,并对未来的发展进行展望。

目前,常用的重金属污染土壤修复技术包括化学修复、生物修复和物理修复三种方法。

化学修复是通过添加吸附剂、络合剂或还原剂等物质改变土壤中重金属的形态、促使其迁移、转化或沉淀,从而减少重金属的有效性。

常用的修复剂有磷酸根、硫酸盐、铁锰氧化物等。

化学修复技术具有修复效果快、可控性强的优点,但其局限性在于修复剂的成本较高,且修复效果随时间的推移会逐渐减弱。

生物修复是利用植物和微生物的吸收、转运、还原和沉淀作用来修复重金属污染土壤。

植物吸收重金属的根系和地上部分,通过减少重金属在土壤中的有效性来修复土壤污染。

一些重金属超富集植物如拟南芥、苜蓿等被广泛应用于生物修复。

微生物修复则是利用某些微生物的代谢能力来还原或沉淀重金属。

生物修复技术具有修复效果持久、环境友好和成本低廉的优势,但其应用受到植物适应性、微生物数量和环境因素等影响。

物理修复是通过物理方法切割、深耕、覆盖等手段来改变土壤结构,从而减少重金属的有效性。

常用的修复方法包括土壤剥离、土壤暴露和土壤深翻等。

物理修复技术具有修复效果明显、操作简单的特点,但其局限性在于修复效果与土壤深度和物理方法选择有关,且容易对土壤结构产生破坏。

未来,重金属污染土壤修复技术的发展将朝着以下方向发展:1. 综合修复技术的研究将得到加强。

不同的修复技术在治理重金属污染土壤时具有不同的优势和局限性,因此通过综合运用多种修复技术,可以达到更好的修复效果。

2. 修复剂的研发将成为关键。

目前常用的修复剂成本较高且修复效果随时间减弱,因此需要开发更便宜、高效的修复剂,以满足实际应用的需求。

3. 生物修复技术的研究将得到加强。

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望重金属污染是目前全球环境保护的重大问题之一。

重金属具有较强的毒性和生物积累性,对土壤和水体造成严重污染,危害人类健康和生态环境。

重金属污染土壤的修复成为环境科学领域的研究热点。

本文将围绕重金属污染土壤修复技术的现状与展望展开讨论。

一、重金属污染土壤的现状重金属是一类密度大于5g/cm3的金属元素,具有较强的毒性和生物积累性。

在工业生产和人类活动中,重金属通过废水、废气和固体废物的排放进入土壤和水体中,导致土壤污染。

重金属污染对土壤的物理性、化学性和生物性都会造成严重破坏,影响土壤的生产力和生态功能。

镉污染土壤会导致作物吸收镉元素,造成人体健康问题;铅污染土壤会影响土壤微生物的活性和作物的生长。

重金属污染土壤的修复迫在眉睫,成为环境科学研究的重要课题。

二、重金属污染土壤修复技术的现状目前,重金属污染土壤的修复技术主要包括生物修复、化学修复和物理修复三大类。

1. 生物修复技术生物修复技术是利用微生物、植物或动物等生物体对重金属进行修复的方法。

常见的生物修复技术包括菌相协同修复、植物吸附和积累修复、土壤动物生物修复等。

菌相协同修复技术通过微生物的作用,将土壤中的重金属形成难溶于水的化合物,从而减少重金属对植物和土壤微生物的危害。

植物吸附和积累修复技术则是通过植物的根系吸收土壤中的重金属,并转运到地上部分,从而净化土壤。

土壤动物生物修复技术也是一种有效的修复方法,通过土壤中的蚯蚓、蠕虫等生物的活动,促进土壤中重金属的迁移和转化。

2. 化学修复技术化学修复技术是利用化学物质对重金属进行修复的方法。

常见的化学修复技术包括盐基固化、还原沉淀、络合剂等。

盐基固化技术是利用石灰、氢氧化钙等碱性物质,与重金属形成难溶性化合物,将重金属固化在土壤中。

还原沉淀技术是通过还原剂和沉淀剂将土壤中的重金属转化为难溶性或不溶性的物质,达到修复土壤的目的。

络合剂技术则是通过添加络合剂,使重金属形成络合物,并减少其对土壤的毒害。

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望重金属污染是当前环境问题的重要组成部分,对于土壤污染特别是重金属污染的修复技术研究具有重要意义。

本文将对重金属污染土壤修复技术的现状进行综述,并展望其未来发展。

重金属污染土壤修复技术主要包括化学修复技术、生物修复技术和物理修复技术。

化学修复技术主要通过添加化学物质改变土壤物理化学性质来降低重金属的生物利用度。

添加改性蒙脱土等吸附剂可以有效吸附土壤中的重金属离子,降低其活性。

生物修复技术则利用植物吸收、蓄积或转化重金属的能力来修复土壤污染。

植物可以通过根系吸收土壤中的重金属,然后通过挥发、沉积或结合有机物质的形式将其释放出来。

物理修复技术主要包括热解、超声波和电泳等技术,通过物理方式改变土壤结构或分离重金属的形态,从而降低其毒性。

目前,针对重金属污染土壤的修复技术研究主要集中在以下几个方面。

研究重金属在土壤中的迁移转化规律,以及重金属与土壤颗粒、有机质之间的相互作用。

这有助于选择合适的修复剂和优化修复技术。

开发高效的修复剂。

目前已有一些吸附剂和螯合剂被用于重金属修复,但其修复效果仍有待提高。

需要进一步研究新型修复剂,提高修复效率和降低成本。

研究饲料添加剂对重金属污染土壤修复的协同作用。

添加适量的有机酸或腐植酸可以促进重金属在土壤中的迁移转化,提高修复效果。

利用植物修复技术修复重金属污染土壤是一种可行性较高的方法。

因为植物修复技术可以直接减少土壤中的重金属含量,并可以通过植物的转基因改造来提高重金属的吸收能力和耐受性。

未来,重金属污染土壤修复技术的发展方向主要有以下几个方面。

研究修复技术的适用性和可持续性。

修复技术的适用性包括对不同类型、不同程度的重金属污染土壤的修复效果和经济性的评估。

可持续性主要指的是修复过程对环境的影响,包括能源消耗、废物产生以及对地下水和大气环境的影响等。

开发新型修复剂和修复材料。

新型修复剂应具有高吸附性、高还原性和低成本的特点,可以在特定的污染环境中发挥更好的修复效果。

中国土壤重金属污染现状及生物修复技术研究进展

中国土壤重金属污染现状及生物修复技术研究进展

中国土壤重金属污染现状及生物修复技术研究进展近年来,中国经历了快速的工业化和城市化进程,对环境的破坏也愈发明显。

其中,土壤重金属污染问题引起了广泛关注。

大规模的工矿企业排放、农业使用过量化肥和农药、城市固体废弃物填埋等活动都对土壤质量造成了不容忽视的影响。

本文将对中国土壤重金属污染的现状进行分析,并介绍生物修复技术在该领域的研究进展。

目前,中国土壤重金属污染的程度普遍较高。

据统计,全国范围内有超过1200万公顷的农田土壤受到了镉、铜、铅和锌等重金属的污染。

城市和工矿区的土壤污染程度更是高得惊人。

这种污染不仅对农作物的生长产生了严重影响,还对环境和人类健康构成了潜在威胁。

针对土壤重金属污染问题,生物修复技术被认为是一种可行的解决方案。

它利用植物、微生物或其它生命体的作用,将土壤中的有害物质转化为无害或低毒的形式,从而修复土壤质量。

它与传统的物理和化学方法相比,具有成本低、环境友好、可持续性好等优点。

植物修复是其中的一种主流技术。

通过植物在土壤中的根系吸收、积累和转运重金属,从而起到去除土壤中重金属的作用。

与之相关的机制包括吸附、配位结合和还原等过程。

一些植物如秆菌属、铬秆菌等具有超强的重金属吸附能力,尤其在镉和铅污染修复中表现出良好的效果。

通过优化植物的栽培条件、改良土壤特性等方法,可以进一步提高植物修复的效果。

微生物修复是另一种重要的技术。

微生物在土壤中具有多样的功能,可以通过溶解、还原、吸附和螯合等过程与重金属发生反应。

某些细菌和真菌具有重金属耐受性和吸附能力,可以将土壤中的重金属转化为无害的形态。

此外,通过基因工程技术改造微生物,还可以使其具有更高的重金属抗性和修复能力。

近年来,生物修复技术的研究取得了一些重要的突破。

例如,研究人员发现了一些具有超强重金属吸附能力的植物和微生物,为重金属修复提供了新的选择。

同时,通过基因工程技术改造植物和微生物,使其具有更强的修复能力,也是研究的热点之一。

此外,生物修复技术与其它修复方法的结合,如物理修复和化学修复,也为解决土壤重金属污染问题提供了新思路。

土壤重金属污染治理技术的现状分析及未来对策

土壤重金属污染治理技术的现状分析及未来对策

土壤重金属污染治理技术的现状分析及未来对策土壤重金属污染是指土壤中重金属元素含量超出环境容许值,且对生态环境和人类健康造成一定危害的现象。

重金属污染问题已经成为全球环境保护领域的热点问题之一,特别是在我国,由于长期的工业化和农业活动,土壤重金属污染问题更加突出。

针对土壤重金属污染治理技术的现状分析及未来对策,本文将就当前的治理技术进行分析,并探讨未来可能的发展方向。

1. 土壤修复技术土壤修复技术是最常见的治理土壤重金属污染的方法之一。

目前常见的土壤修复技术包括植物修复技术、化学修复技术和物理修复技术。

植物修复技术通过植物的吸收、积累和稳定地转化重金属元素,来修复受到重金属污染的土壤。

这种方法有着较低的成本和较高的可持续性,已经得到了广泛的应用。

通过添加化学物质改良土壤,达到降低重金属含量的目的。

此类技术使用的主要化学添加剂有磷酸盐类、硫酸盐类、氧化还原剂和螯合剂等,通过促进重金属的活化、沉淀和迁移,降低土壤重金属污染程度。

物理修复技术主要利用渗滤、离心、冲洗等物理手段,将土壤中的重金属颗粒从土壤中分离出来,并实现土壤的治理。

通过土壤冲洗、离心等手段,将土壤中的重金属颗粒从土壤中去除。

二、未来对策生物修复技术是利用微生物和植物的生物活性来修复土壤中的重金属污染,具有较高的环保性和经济性。

未来,应该加大生物修复技术的研究和应用力度,发展更多适合不同区域和不同土壤类型的生物修复技术。

2. 推进绿色农业发展绿色农业是指在减少农业化肥和农药使用的通过改良土壤环境和倡导可持续农业发展,从而减少土壤重金属污染的方法。

未来应当加大对绿色农业技术的研究和推广力度,推动我国农业向着更加环保和可持续的方向发展。

3. 强化土壤监测和评估未来治理土壤重金属污染的关键在于强化土壤环境的监测和评估工作。

只有了解土壤重金属污染的分布和程度,才能有针对性地开展治理工作。

未来应当加大对土壤监测和评估技术的研究和应用力度,建立健全的土壤污染监测体系。

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望重金属污染是指土壤中重金属元素超过环境质量标准,造成土壤质量下降,威胁生态环境和人类健康的现象。

随着工业化和城市化的快速发展,重金属污染问题日益突出,土壤修复技术的研究也变得十分重要。

本文将介绍目前重金属污染土壤修复技术的研究现状,并对未来的发展进行展望。

目前,重金属污染土壤修复技术主要包括化学修复、物理修复和生物修复三种类别。

化学修复是利用化学物质对重金属进行去除或转化的方法。

如酸性沉淀法、络合剂处理法和离子交换等。

这些方法可以降低土壤中重金属的浓度,使其达到环境质量标准,但存在着成本高、易造成二次污染等问题。

物理修复是利用物理手段对土壤中重金属污染物进行分离和处理。

常见的物理修复方法有热处理、稀释和土壤剥离等。

物理修复技术具有操作简单、效果明显等优点,但也存在着耗费能源、长期维护费用高等弊端。

生物修复是利用植物、细菌和真菌等生物体对重金属进行吸附、浓集和转化的方法。

植物修复是目前研究较多的生物修复方法之一,如超富集植物、配合植物修复和种植模拟等。

生物修复技术具有成本较低、环境友好等优点,但需要一定的时间和条件才能达到修复效果。

尽管目前各类修复技术都取得了一些进展,但仍存在一些问题和挑战。

不同重金属的修复效果存在差异,需要因地制宜进行选用。

修复技术在实际应用中还存在着成本高、效果不稳定等问题,需要进一步优化和改进。

修复后的土壤是否能够长期稳定保持修复效果还需要进一步研究。

未来,重金属污染土壤修复技术的发展方向主要体现在以下几个方面。

研究新型修复材料的开发和应用,如纳米材料、化学添加剂和生物胶束等,以提高修复效果和降低成本。

开展修复技术的联合应用研究,如化学修复与生物修复的结合,以充分发挥各自的优势和互补作用。

还应进一步完善修复评估方法和指标体系,以科学评估修复效果和修复成本。

重金属污染土壤修复技术的研究已经取得了一些成果,但仍面临着一些挑战。

未来的发展方向是进一步优化和改进已有技术,并探索新型技术和方法,以提高修复效果和降低成本,为保护生态环境和人类健康作出更大贡献。

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望随着现代工业、交通和生活等活动的发展,重金属污染土壤问题越来越严重。

重金属污染的土壤不仅会危害农田生产,还会对人类健康及生态环境造成威胁。

因此,重金属污染土壤的修复引起了越来越多的关注。

本文将就重金属污染土壤修复技术的现状和未来展望进行研究。

重金属污染土壤的分类重金属污染土壤可以分为两种不同类型:有机重金属污染土壤和无机重金属污染土壤。

有机重金属污染主要来自于工业废水、家庭废弃物等有机物质中的重金属离子,如铅、汞、镉、铬等。

无机重金属污染主要来自于磷酸肥料、废水、工业废弃物等,如铜、锌、铅、镉、铬等。

目前,对于有机重金属污染土壤和无机重金属污染土壤的修复技术主要包括植物修复技术、土壤修复技术和环境工程技术,其中植物修复技术被认为是最具潜力的一种技术。

1. 植物修复技术植物修复技术是通过选择能够耐受重金属污染的植物种类,通过植物的吸收、积累和转化作用促进土壤中重金属离子的去除和转化,从而达到修复土壤的目的。

植物修复技术具有经济性和环境友好性优势,但相对于其他技术来说,植物修复技术的修复效果较为缓慢。

土壤修复技术是通过改变土壤结构、物理、化学性质等手段实现,常见的土壤修复技术包括撒播添加剂、土壤改良剂、土壤翻雕诱导等。

土壤修复技术一般能够更快地修复土壤,但成本较高。

3. 环境工程技术环境工程技术是通过使用化学溶剂、物理方法或生物修复技术等方法使土壤中含有的重金属破坏性离子被转化成为不易被生物吸收的稳定化化合物,从而达到修复土壤的目的。

环境工程技术的修复效果较好,但技术难度和成本也较高。

未来展望随着重金属污染土壤修复技术的不断发展,未来将会出现更多更有效的修复方法。

例如,有学者建议进行基因改良,通过改变植物核酸信息,研制出更耐受重金属的植物,加速土壤修复过程。

此外,生物技术也是未来改善土壤污染问题的重要方向,如应用生态蜂巢技术、生物炭技术等。

总之,重金属污染土壤修复技术的发展方向将趋向于高效、低成本、可持续性,为构建良好的生态环境做出贡献。

重金属污染土壤修复技术的研究现状分析及展望

重金属污染土壤修复技术的研究现状分析及展望

重金属污染土壤修复技术的研究现状分析及展望摘要:本文分析了重金属污染土壤修复技术的研究现状,并对其未来的发展进行了展望。

关键词:重金属土壤污染土壤修复Abstract: this paper analyzes the heavy metal pollution of soil bioremediation technology research status, and the future prospect.Keywords: heavy metal pollution of soil soil repair土壤中的重金属污染有长期性、不可逆性和隐蔽性的特点。

当有害重金属累积到一定数量,不仅会使土壤发生退化,降低农作物的品质和产量,还会通过淋洗、径流作用污染到地表水甚至地下水,甚至可能因为人类吃到了直接受到毒害的植物而危害到身体。

一直以来,国内外的技术人员都在积极研究对受重金属污染土壤的修复技术,并取得了不错的成绩。

本文将具体介绍几种修复技术并展望其未来的发展。

一、重金属污染土壤修复技术的研究现状分析(一)工程措施。

主要分为深耕翻土、换土和客土。

土壤仅受轻度污染时采用深耕翻土的方法, 而治理重污染区时则采用客土或者换土的方法。

工程措施对于修复土壤的重金属污染有很好的效果, 它的优点在于稳定和彻底, 但也存在实施工程较大、投资费用较高, 且容易破坏土体结构使土壤肥力下降等问题。

(二)物理修复技术。

主要分为电热修复、土壤淋洗、电动修复等。

针对面积小且污染重的土壤进行修复, 适应性广,也是一种治本的措施, 但在操作中可能发生二次污染破坏土壤结构并导致肥力下降。

1、电热修复。

电热修复是指通过高频电压产生热能和电磁波,加热土壤, 将土壤颗粒中的污染物解吸出来, 并从土壤内分离出易挥发的重金属,达到修复的效果。

主要针对修复土壤被Se或Hg等重金属污染的情况。

此外,也可以将土壤置于高温高压中,使之变成玻璃态物质, 最终从根本上修复了土壤中重金属的污染。

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·115·1.引言随着当今化工、工业化、城市化如火如荼的发展,土壤重金属污染越来越“引人注目”,成为了世界环境问题的“领头军”,因此对于土壤重金属污染修复研究已经变得刻不容缓。

据统计,我国被污染农业用地约为2.5×107 hm2,约占耕地总面积的20%,我国每年因重金属污染造成的粮食减产高达1000多万吨,被重金属污染的粮食合计1200多万吨,折合人民币约为200多亿元,形式不容乐观。

土壤重金属污染造成农作物减产或死亡,还会使得农作物产品品质下降,严重威胁人们的安全,修复重金属污染土壤迫在眉睫。

在我国被重金属污染的农田中,Pb、Cd 污染成为重中之重。

土壤重金属元素常以可交换态、碳酸盐结合态、铁锰结核态、有机结合态和残渣态存在。

近年来,针对我国土壤重金属污染原位钝化修复的研究也在不断深入,主要包括:无机类修复、有机类修复以及新材料修复。

国内外修复重金属污染土壤主要采用两种手段,一是将重金属与土壤剥离开来或者将含有重金属的土壤深埋并与新土混合,即深耕翻土法,以降低重金属的浓度,这是通过物理、化学、生物修复来实现的,主要针对重金属严重污染的土壤;二是加入相应的钝化剂,(即原位钝化修复),改变重金属的存在状态或存在形式,降低其有效性和生物迁移性,这有助于修复中、轻度土壤重金属污染。

2.土壤重金属的生物有效性土壤重金属的生物有效性是用来分析土壤污染最好的依据,一个地区污染程度的表征有时往往通过土壤重金属总量来表现,但这种方法过于片面,不能体现出每种重金属的危害程度和危害特征,更不能采用具体的修复手段。

土壤中重金属元素以可交换态、碳酸盐结合态、铁锰结核态、有机结合态和残渣态存在。

土壤重金属生物有效性不仅体现了土壤重金属总量,还可以分析出重金属毒性和生物可利用性,利用土壤重金属的生物有效性反映土壤重金属污染特征和污染程度,进而“对症下药”,以达到修复目的。

3.钝化剂在土壤重金属污染中的应用3.1 添加石灰等碱性物质农业修复措施最常采用的是加入石灰等碱性物质,这主要针对酸性土壤的改良。

如:我国南方酸性土壤采用石灰来调节酸碱度,根据阳离子交换原理,来中和土壤中的酸性物质以及降低可交换性铝离子的含量,增加钙离子、镁离子等营养元素的浓度,降低土壤中氢离子的浓度,实现酸性土壤改良。

实验表明,石灰会对Cd 污染土壤的pH 值和Cd 的有效性产生影响,使Cd 的有效性随时间的增加而下降,且加入熟石灰也会使土壤中有效态Pb 和有效态Cd 大幅度降低。

石灰本身是碱性材料,加入石灰可生成碳酸盐沉淀,降低重金属在土壤中的溶解能力。

万物都有两面性,石灰钝化修复存在一定的局限性,石灰的量不能过大,否则会造成土壤板结,降低土壤肥力。

况且在修复过程中石灰的量不好人工控制,受外界干扰程度较大,这成为修复工作的主要障碍。

虽然石灰修复效果显著,但其持久性不强,土壤再次酸化时,被固定的重金属又会再次释放,造成更为严重的土壤污染问题。

研究证明,向污染土壤中添加石灰,虽然会使Cr、Zn、Pb 等重金属的生物有效性降低土壤重金属污染原位钝化修复研究现状崔明洁1 王 振1 李紫鑫2 董家举1 郭灵辉1(1.河南理工大学测绘与国土信息学院,河南 焦作 4540002.河南理工大学资源环境学院,河南 焦作,454000)摘 要:近年来,“镉大米”、“毒蔬菜”等食品安全问题备受关注,土壤污染事关百姓的舌尖上的安全,切实关系到人民的自身利益,甚至关系到可持续发展以及生态文明建设。

面对如此险峻的土壤环境问题,国家出台“土十条”,向污染宣战,打好防污治污攻坚战,而治理土壤重金属污染,必须付出长期的艰苦努力,任重而道远。

本文主要介绍了国内外土壤重金属污染原位钝化修复的常用手段以及钝化剂最新研究现状,包括:农业措施添加改良剂原位修复、生物炭修复以及新材料钝化剂原位修复,分析比较了各种钝化剂在修复土壤重金属污染方面的优劣,阐明了原位钝化修复应注意的问题,展望了今后研究钝化剂的问题和修复方案实施的具体细节。

关键词:土壤污染;重金属;钝化剂;原位修复文章编号:ISSN2096-0743/2018-10-0115·116·大约10%-44%,但另一方面会使Cu、Cd 的可移动性增加10%和24%,因此对于复合污染土壤的改良更具有挑战性,同时还要注意植物体本身是否会对重金属有吸收作用,是否会富集到果实之中危害人类健康,这些都将会是我们以后研究的重点。

3.2 含磷材料原位钝化修复含磷材料钝化剂的应用颇为广泛,含磷材料主要聚集在对Pb 污染的修复上,添加磷酸盐可有效降低土壤中铅的含量和它的可移动性,使土壤中所存在的各种形态的Pb(如:碳酸铅、硫酸铅等)转变为更加稳定的磷酸铅,同时又可防止植物对Pb 的吸收富集。

在国外,Mcgowen 等发现磷酸氢二铵可与重金属离子结合生成磷酸盐沉淀,从而使铅、镉、锌的迁移性和生物有效性下降。

但植物在生长过程中也会吸收利用一部分磷,这有可能导致铅或砷的可利用性降低,使土壤中铅或砷的含量增加,这种情况不得不慎重考虑。

总体来看,使用含磷材料进行原位修复,虽然具有极大地发展前途,但也会造成磷的生物有效性和淋溶性显著降低,而铜、锌淋溶性和生物有效性增加,容易导致土壤再次污染。

如若磷使用量过大会引起磷大量流失,形成水体富营养化,带来更为严重的多方面的环境问题。

3.3有机堆肥钝化剂修复有机肥可提高土壤肥力,显著改善土壤的理化性质,有机肥里含有大量的微生物,这对于改善土壤肥力极有帮助。

农业废弃物如玉米、棉花、水稻秸秆,其中含有大量的纤维,在分解过程中还会产生胡敏酸和富里酸等有机酸,这些有机酸与金属氧化物、金属氢氧化物等发生络合反应,生成金属络合物,可有效降低土壤重金属的迁移性。

在现在的农业生产措施中,秸秆还田越来越炙手可热,秸秆分解过程中产生的腐殖质不仅提高了土壤肥力,更改善了土壤结构。

有机堆肥还可降低Cd、Zn 含量,这是由于游离的镉离子和锌离子与有机质发生络合作用,在有机肥的分解过程中,可形成还原性的铁、锰,其与有机质形成低价铁、锰络合物,使镉、锌的含量降低。

研究表明,在有机堆肥中,粉煤灰和钙镁磷肥修复效果较为显著,其中,锌的最佳钝化剂为5%的钙镁磷肥,铜的最佳钝化剂为2.5%的粉煤灰,砷的最佳钝化剂为7.5%的粉煤灰,而添加粉煤灰和钙镁磷肥相当于为土壤施加磷肥,并改良了土壤质地,增大了土壤孔隙度,为作物生长提供良好的生长环境。

从保护环境方面来说,又减少了粉煤灰的堆放,变废为宝,一举两得。

李丹等研究证明低施用量腐殖酸以及高含量的鸡粪对镉污染土壤修复效果较好,作物生产水平显著高于对照组,但高含量的腐殖酸、低含量的鸡粪修复效果较不理想,在有机肥修复过程中要注意有机肥的施用量,避免因施用量过大达到不理想的效果。

然而部分有机肥修复具有时间限制,初期可以固定金属离子,降低有效性,但有机肥分解彻底后又会使原本固定的重金属离子释放出来,并增加植物对重金属离子的吸收,危险指数会急剧加大。

在使用有机肥时,对其持久性进行预测,并作好风险评估,制定相应的后续措施,或者选用安全持久的有机肥钝化剂。

目前,有机肥还是一种较为理想的钝化剂,有机肥钝化方法价格低廉、操作方便、时效性较快,在土壤污染修复工作中得到广泛应用,尤其是对农业耕地污染的修复治理。

4.生物炭修复除以上三种方法之外,生物炭用于土壤重金属污染修复也具有很大的开发潜力,经研究表明,生物炭对土壤重金属修复具有良好的效果。

而且,生物炭的材料来源较为广泛,可以是动物粪便,植物秸秆等堆积物,使用生物炭修复改良土壤既有较好的效果,还能增加土壤肥力,可谓是两全其美。

经红外光谱分析发现,生物碳比表面积较大,表面具有多种官能团,如羧基、羟基等含氧官能团,这些含氧官能团可以与污染土壤中的重金属离子结合,提高土壤的PH 值,增加土壤的有机质含量,以降低重金属的生物有效性。

它们具有亲水、疏水以及对酸碱的缓冲能力从而拥有较高的阳离子交换能力,这对于重金属污染土壤的改良极有帮助。

再者,生物炭还能够固定土壤中可溶态的重金属,这尤其表现在对Pb 的固定作用上。

生物炭表面具有较多孔隙,这为微生物的生存和发展提供了广阔的空间,微生物的存在不仅在一定程度上提高了土壤的保肥能力,还有助于土壤理化性质的调控和改善。

但对于生物碳修复污染土壤的作用也不是一概而论的,生物碳改良重金属污染土壤的差异性随其原材料来源的不同而作用不同,如在污染土壤中增加2%的生物碳时,经研究对比发现:油菜秸秆炭效果最为显著,大豆秸秆炭的修复效果最差,而且通过对加入等量的生物碳与石灰的修复效果对比发现10%的量的生物碳与石灰作用效果相似,但是农作物产量生物碳修·117·复比石灰修复略高一些。

在进行生物炭修复时,根据不同的污染土壤类型采用不同原材料的生物炭钝化剂,以达到改良的最优效果。

总而言之,生物碳的研究前景较为乐观,生物炭的材料广泛,它能够废物再次利用,而我国生物炭原材料种类多种多样,可满足不同种类的污染类型的需要;但另一方面,我国对于生物炭修复重金属污染土壤的技术条件还不太成熟,不能与实践操作工作同步,况且生物碳表面官能团种类复杂,由不同原材料影响,研究起来工作量较大,还要因地制宜,与不同地区的污染土壤类型相互结合,其受环境影响较大,今后要逐步克服这些困难,使生物炭修复技术日趋完善。

5.最新研究进展钝化剂的最新研究在不断深入,最先采用的是纳米材料,其具有巨大的比表面积和优良的理化性质。

实验表明,表面巯基改性的介孔材料对镉、铅的最大吸附量可达39mg/g 和130mg/g。

若介孔材料和磷酸盐相结合投入使用,可显著降低镉、铅的浓度,还可促进重金属向残渣态转化。

此外,最新研究钝化剂“镉康”将有机大分子聚合物科学配制,形成网状大分子聚合物,吸附、敖合重金属离子,降低其活性,并不断吸收,减少对土壤的污染。

这种最新研究成果具有创新性,效果显著,但可操作性较差,原因在于我国土壤重金属污染地域较大,大众意识淡薄,且污染土壤性质又有较大差异,不能一概而论,再者污染土壤分布范围较不集中,需要花费较大的人力物力,因此实施起来十分困难。

但随着新技术的不断推广和农民意识的逐渐提高,新技术本身带来的盈利长远来看大于它所花费的成本,相信这种新技术不久便能成为土壤改良的“领跑者”。

6.展望目前,我国的土壤重金属污染钝化剂修复还有很多不足,不能大范围的投入使用,即使用于实体修复,在修复过程中由于改良剂的加入,土壤pH 值容易升高,这对土壤微生物以及土壤本身可能会带来负面影响。

利用农业措施使用土壤改良剂原位修复污染土壤虽然投入低,效果良好且不中断农业生产,但其产生的局限性也不容小觑。

对于使用钝化剂原位修复土壤重金属污染研究应充分考虑钝化剂的长期稳定性问题,确保不会由于积聚发生再次污染。

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