土壤修復技術(shù)范文
時間:2023-12-04 17:57:03
導語:如何才能寫好一篇土壤修復技術(shù),這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文,供你借鑒。

篇1
關(guān)鍵詞:壤污染;危害;植物修復;修復機理
1 土壤污染的含義以及危害
土壤污染是指通過多種途徑進入土壤的有毒有害污染物的數(shù)量和速度超過了土壤的容納能力和凈化速度, 造成土壤的物理、化學和生物學性質(zhì)、組成及性狀等發(fā)生變化, 破壞土壤的自然動態(tài)平衡, 從而導致土壤自然功能失調(diào)、土壤質(zhì)量惡化、作物的生長發(fā)育受到影響、產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量下降, 產(chǎn)生一定的環(huán)境效應(yīng) , 并可通過食物鏈對生物和人類構(gòu)成危害。
土壤污染的危害包括隱蔽性和滯后性、累積性和不可逆性、不易治理性和后果嚴重性。
2 植物修復的研究和機理
2.1 植物修復的研究 植物修復是利用植物修復有毒重金屬、有機物、放射性核素污染土壤、沉積物、地表水、地下水的一項綠色技術(shù),它是一項利用太陽能動力的處理系統(tǒng)。石油烴類作為早期有機污染植物修復的研究對象, 其修復機理已有較清楚的認識。
2.2 植物修復機理 植物修復技術(shù)是一種綠色的修復技術(shù),引起人們極大興趣和關(guān)注,是污染土壤修復技術(shù)中發(fā)展最快的領(lǐng)域。土壤污染的植物修復機理包括植物提取作用、根際降解作用、植物揮發(fā)等作用。
2.3 植物修復技術(shù)的局限性 植物修復不僅是一條綠色的,生態(tài)的凈化途徑,一種符合公眾心理需求的新技術(shù) ,而且也是一種經(jīng)濟有效的凈化的方案。對環(huán)境擾動少,可謂是真正意義上的“綠色修復技術(shù) ”。植物修復技術(shù)也具有其局限性, 主要表現(xiàn)在。
1)目前發(fā)現(xiàn)的超富集植物所能累積的元素大多較單一,而土壤污染通常是多元素的復合污染。2)超富集植物生產(chǎn)緩慢,生物量低,而且生長周期長,因此從土壤中提取的污染物的總量有限。3)目前發(fā)現(xiàn)的超富集植物幾乎都是野生植物,人們對其農(nóng)藝性狀、病蟲害防治、育種潛力以及生理學等方面的了解有限,難以優(yōu)化栽培和培育。4)超富集植物的根系比較淺,只能吸收淺層土壤中的污染物,對較深層土壤中的污染物則無能為力。5)異地引種對生物多樣性的威脅 , 也是一個不容忽視的問題。6)植物器官往往會通過腐爛、落葉等途徑使重金屬污染物重返土壤, 因此富集重金屬的超富集植物需收割并作為廢棄物妥善處理。
3 植物修復技術(shù)發(fā)展前景
1)植物修復涉及一系列技術(shù),包括不同的植被類型,其作用對象、修復機理和能力各不相同。2)利用放射性同位素標記技術(shù),加強植物體內(nèi)各種生理生化代謝途徑對污染物脅迫下的適應(yīng)性反應(yīng)的研究,如光合反應(yīng)、呼吸代謝、激素應(yīng)激對污染物脅迫是如何做出適應(yīng)性改變的,通過這種改變的機制,研究污染物脅迫下植物次生代謝途徑反應(yīng)以及逆境信號傳導途徑也是理解植物污染物耐性機理的一個重要方面。3)從分子生物水平加強對植物解毒機理等基礎(chǔ)理論的研究。植物吸收污染物首先要經(jīng)過根系, 因此, 應(yīng)重點圍繞根系來探索解毒機制和污染物在植物體內(nèi)的運輸機制, 了解植物、土壤、微生物整個體系下各物質(zhì)之間的相互作用。4) 植物-微生物聯(lián)合修復技術(shù)可以成為一種很有發(fā)展前途的新型生物修復技術(shù), 但由于降解微生物的群落組成和變化動態(tài)的了解甚少, 為降解機理的闡明帶來了困難, 所以其理論體系、修復機制和修復技術(shù)需進一步完善。5)在基礎(chǔ)研究方面, 除了篩選耐受性高的植物和高效微生物以外, 如何通過遺傳學、分子生物學、基因工程等手段進一步提高生物的活性和環(huán)境適應(yīng)性, 也是今后研究的重點。
4 結(jié)論
綜上所述土壤污染的植物修復技術(shù)發(fā)展前景十分寬廣,并且與其他修復技術(shù)相比有許多優(yōu)點,根據(jù)我國國情,也是十分適用于中國的一項值得開發(fā)的新技術(shù)。隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展, 有毒有害污染物通過各種途徑進入土壤, 持久性污染物的危害開始顯現(xiàn), 土壤污染面積擴大。土壤污染不但影響農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量與品質(zhì), 而且涉及大氣和水環(huán)境質(zhì)量, 并可通過食物鏈危害動物和人類的健康, 影響環(huán)境安全和社會穩(wěn)定。發(fā)展植物修復技術(shù)能有效解決我國目前和未來面臨的嚴峻的環(huán)境保護問題, 對我國經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護都有著重大意義。
篇2
關(guān)鍵詞:重金屬;污染;土壤;修復技術(shù)
近幾年,土壤污染問題得到社會的關(guān)注,社會提高了對重金屬污染土壤的重視度,全面調(diào)金屬在土壤中的污染問題,以免影響人類的健康。重金屬對土壤的污染,采取修復技術(shù)進行處理,控制重金屬對土壤的污染,保障土壤的清潔性。土壤重金屬污染中,落實監(jiān)測修復技術(shù),全方位優(yōu)化土壤環(huán)境。
一、重金屬污染土壤的修復技術(shù)
重金屬土壤污染中,修復技術(shù)主要分為3類,分別是化學修復、物理修復和生物修復,對其做如下分析。
1、化學修復
化學淋洗,通過清水、化學試劑的方法,將重金屬污染物在土壤中淋洗出來,或者采用氣體淋洗?;瘜W淋洗方法中,利用沉淀、吸附的方法,把土壤中的重金屬,轉(zhuǎn)換成液相狀態(tài),進一步處理重金屬,淋洗液是可以重復使用的,所以重點向土壤重金屬污染的區(qū)域注入化學劑,提高重金屬在土壤中的溶解度[1]?;瘜W淋洗方法中,常用的淋洗劑有表面活性劑、螯合劑以及無機淋洗劑,無機酸類型的物質(zhì),對土壤中的重金屬污染有很明顯的作用,例如:土壤中的重金屬污染砒,其可采用磷酸清洗,大約清洗6個小時,就可以達到99.9%的去除率。
化學固定,在重金屬土壤污染中,加入化學試劑、化學材料,促使重金屬之間對土壤的有效性降低,避免重金屬遷移到土壤介質(zhì)內(nèi),修復被污染的土壤?;瘜W固定的核心是固定重金屬在土壤中的狀態(tài),改良土壤狀態(tài),研究化學固定在土壤重金屬污染中的作用,逐步修復土壤,采取研究試驗的方法,在土壤修復中落實化學固定方法?;瘜W固定方法常用在低重金屬污染的土壤修復中,重金屬很容易根據(jù)外界的環(huán)境變化而發(fā)生變動,所以要靈活的選擇修復劑,在改變土壤結(jié)構(gòu)的同時,修復土壤中的重金屬污染。
電動修復,此類化學修復方法,是一類新型的手段,其在重金屬污染土壤的兩側(cè),增加電壓,形成具有電場梯度的電場,重金屬污染物會在電遷移、電滲流的作用下,分散到兩極處理室內(nèi),進而修復土壤結(jié)構(gòu)。電動修復常用于低滲透的土壤內(nèi),成本相對比較低,不會對土壤造成任何破壞,體現(xiàn)了電動修復在土壤中的作用[2]。電動修復技術(shù)在重金屬土壤污染中,最大程度的保護土壤環(huán)境,在處理效率方面稍微偏低。
玻璃化技術(shù),利用1400~2000℃的高溫環(huán)境,熔化土壤中的重金屬污染元素,熔化的過程中,重金屬有機物會逐漸分解,經(jīng)熱解后,尾氣處理系統(tǒng)會收集熱解的產(chǎn)物。玻璃熔化物在冷卻的過程中,能夠包裹重金屬污染物,限制重金屬遷移,玻璃體的強度比混凝土高10倍,異位玻璃化處理時,配置多種熱能,選擇直接加熱、燃料燃燒的方法,同時配合電漿、電弧的方式,完成導熱的過程,原位處理后,將電擊棒插入到重金屬污染區(qū)域,解決重金屬污染的問題。玻璃化技術(shù)在處理土壤重金屬方面的效果非???,需要大量的能量,增加了重金屬污染處理的成本。
2、物理修復
換土法,是物理修復的典型代表,利用清潔土壤,替換有重金屬污染的土壤,以便稀釋重金屬污染的濃度,適當?shù)脑黾油寥赖沫h(huán)境容量,進而達到土壤修復的標準[3]。換土法又可以劃分為:換土、客土、翻土等,分析如:(1)換土需要更換有重金屬污染的土壤,置換成新土,此類方法可以置換小面積的土壤污染,保護好被替換的土壤,避免出現(xiàn)二次污染;(2)客土,此類方法需要向重金屬污染土壤中增加清潔的土壤,覆蓋或者混入到污染土壤內(nèi),提高土壤自我修復的能力。(3)翻土是針對深層次的土壤進行替換,促使重金屬污染物可以分散到深層次,稀釋重金屬在土壤中的濃度,體現(xiàn)出自然修復的作用。換土法需要將有重金屬污染的土壤,與生態(tài)系統(tǒng)隔離,避免造成更大的土壤污染。
熱脫附法,利用了重金屬的物理揮發(fā)特性,通過微波、紅外線輻射、蒸汽的介質(zhì),加熱重金屬的污染土壤,促使土壤的污染物能夠揮發(fā),配置真空負壓的方式,收集土壤中揮發(fā)出的重金屬物質(zhì),完成土壤修復。土壤熱脫附的過程中,運用不同的溫度,如:90~320℃、320~560℃,落實熱處理技術(shù),采取預處理、旋轉(zhuǎn)爐熱處理、出口氣體的三個階段,實現(xiàn)土壤的修復。
3、生物修復
植物修復,借助植物的吸收、固定、清除等功能,修復土壤,去除土壤中的重金屬污染。植物能夠降低土壤中重金屬的含量,降低重金屬在土壤中的毒性。植物修復方面,分為植物穩(wěn)定、植物提取、植物揮發(fā)的方式。例如:植物穩(wěn)定修復,植物的根部可以吸收、還原土壤中的重金屬污染物,植物根部能夠減緩重金屬的移動能力,提高植物根部的利用效率,避免重金屬參與到生態(tài)食物鏈內(nèi)。植物修復不僅能處理土壤中的重金屬,還能保障土壤的穩(wěn)定與穩(wěn)固。
微生物修復,其在重金屬土壤污染中,雖然不會降解、破壞重金屬元素,但是可以改變重金屬的性質(zhì),避免其在土壤中發(fā)生轉(zhuǎn)化、遷移。微生物修復的核心是,利用微生物沉淀、氧化等反應(yīng),清除土壤內(nèi)的重金屬污染物。例如:微生物菌根,連接著土壤和重金屬,其可改變植物對重金屬的吸收,促使植物可以快速將土壤中的重金屬轉(zhuǎn)移。
動物修復,土壤中的一些動物,如:蚯蚓,可以吸收重金屬污染物。重金屬土壤污染區(qū)域,可以采取人工干預的方式,向污染區(qū)域中投放高富集的動物,促進重金屬的吸收,降低重金屬在土壤中的毒性[4]。動物修復的研究歷史很長,為重金屬污染提供了較好的處理條件,根據(jù)重金屬在土壤中的污染濃度,規(guī)劃動物修復。動物修復已經(jīng)可以應(yīng)用到工業(yè)污染土壤處理上,專門處理工業(yè)造成的重金屬土壤污染,提高土壤的質(zhì)量水平。
二、重金屬污染土壤修復技術(shù)建議
針對重金屬污染土壤修復技術(shù)的應(yīng)用,提出幾點建議,用于提高土壤的修復能力。首先重金屬污染土壤修復方面,根據(jù)污染的狀態(tài),篩選并培育出油量的植物,如:超富集植物,促使植物能夠滿足重金屬污染土壤修復的需求,在重金屬污染土壤修復方面,研究超富集植物,要更為高效的采取篩選并培育修復生物,提高土壤修復的經(jīng)濟效益;然后是微生物對土壤修復的建議,菌類對重金屬處理的能力很強,培育出富集重金屬能力強的菌株,處理好土壤中的重金屬元素;第三是研究重金屬土壤污染的技術(shù)性修復方法,如納米材料中的納米磷石灰、零價鐵,以此來提高土壤的pH值,改變土壤內(nèi)重金屬的價態(tài)表現(xiàn),逐步降低重金屬在土壤中的活性,抑制土壤修復重金屬,最大程度的保護土壤環(huán)境。土壤重金屬污染方面,還要注重修復技術(shù)的研究,優(yōu)化土壤的環(huán)境。
結(jié)束語:
重金屬在土壤環(huán)境中,屬于比較明顯的一類污染源,根據(jù)重金屬污染土壤的狀態(tài),落實土壤修復技術(shù),保護好土壤環(huán)境,消除土壤中的重金屬污染源。土壤環(huán)境中,要按照重金屬污染的分析,采用修復技術(shù),不能破壞土壤的結(jié)構(gòu),還要發(fā)揮修復技術(shù)的作用,恢復土壤的能力。
參考文獻:
[1]羅戰(zhàn)祥,揭春生,毛旭東.重金屬污染土壤修復技術(shù)應(yīng)用[J].江西化工,2010,02:100-103.
[2]秦樊鑫,魏朝富,李紅梅.重金屬污染土壤修復技術(shù)綜述與展望[J].環(huán)境科學與技術(shù),2015,S2:199-208.
篇3
Abstract: Soil pollution is one of the important environmental problems. This paper outlines the current physical remediation, chemical remediation and bioremediation Technique as well as their research in soil pollution treatment at home and abroad. Because each one has its good points and limitations, therefore, in order to overcome the disadvantages of a single method, play the strengths of different remediation technology, this paper puts forward several suggestions to comprehensive remediation technology of strengthening the research and development of contaminated soil.
關(guān)鍵詞: 土壤污染;重金屬;石油烴;持久性有機物(POPs);土壤修復技術(shù)
Key words: soil pollution;heavy metal;petroleum hydrocarbon;persistent organic pollutants (POPs);soil remediation technology
中圖分類號:X53 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)14-0313-02
0 引言
土壤是人類賴以生存的主要自然資源之一,也是人類生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。土壤是由礦物質(zhì)、動植物殘體腐解產(chǎn)生的有機物質(zhì)、土壤生物、水分和空氣等固、液、氣三相組成的。土壤介質(zhì)是非均質(zhì)的集合體,結(jié)構(gòu)復雜,大量有機、無機膠體和氧化物相互交錯、混雜,介質(zhì)表面上的存在電場和剩余力場,具有巨大的表面能,能與土壤液、氣相中的離子、質(zhì)子、分子相互作用。與此同時,土壤中的生物體系非常豐富,包括微生物區(qū)系、微動物區(qū)系和動物區(qū)系,其中尤以微生物最為活躍。土壤生物使土壤具有生物活性,是土壤形成、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、物質(zhì)遷移、污染物遷移轉(zhuǎn)化的重要參與者。此外,土壤中的有機和無機的氧化性和還原性物質(zhì)構(gòu)成了一個復雜的氧化還原混合體系,土壤在這些物質(zhì)的共同作用下表現(xiàn)出一定的氧化-還原特性。土壤的這些性質(zhì),使土壤具備了一定的自凈能力。
雖然土壤自身的凈化作用可以減少土壤中污染物的污染程度,但是如果進入土壤中的污染物含量在數(shù)量和速度上超過土壤的自凈能力,即超過土壤的環(huán)境容量,終將會導致土壤的污染。土壤污染在中國已成為一個日益嚴重的問題。這些污染場地的存在帶來了雙重問題:一方面是環(huán)境和健康風險;另一方面是阻礙了城市建設(shè)和地方經(jīng)濟的發(fā)展。解決此問題最直接方法是場地修復[1]。
1 土壤修復技術(shù)
1.1 幾種典型的土壤污染問題
1.1.1 重金屬污染 采礦、冶金和化工等工業(yè)排放的三廢、汽車尾氣以及農(nóng)藥和化肥的使用都是土壤重金屬的重要來源。按生物化學性質(zhì)土壤中的重金屬可以分為兩類:第一類,對作物以及人體有害的元素,如汞、鎘、鉛及類金屬砷等,因此,必須減少這些元素的含量使其不超過環(huán)境的容量;第二類,常量下對作物和人體有益而過量時出現(xiàn)危險的元素,如銅、鋅、鉻、錳及類金屬硒等,應(yīng)控制其含量,使其有益作物生長和人體健康。
1.1.2 石油污染 石油污染是指在石油的開采、煉制、貯運、使用過程中原油和各種石油制品進入環(huán)境而造成的污染,土壤中的石油污染物多集中在20cm左右的表層。石油開采過程中產(chǎn)生的落地油和油田的接轉(zhuǎn)站、聯(lián)合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池的底泥,煉油廠含油污水處理設(shè)施產(chǎn)生的油泥,也是我國油田土壤石油污染的主要來源。污染土壤中石油主要成分為C15-C36的烷烴、多環(huán)芳香烴、烯烴、苯系物、酚類等,其中環(huán)境優(yōu)先控制污染物多達30種。
1.1.3 化肥污染 化學肥料在現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不僅是糧食增產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ),更是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的主體。在糧食增產(chǎn)中花費的貢獻率在40%-60%,穩(wěn)定在50%左右,但是化肥中的有毒重金屬、有機物以及無機酸類等是造成土壤污染的主要來源。
1.1.4 農(nóng)藥污染 據(jù)初步統(tǒng)計,我國至少有l(wèi)300-1600萬hm2耕地受到農(nóng)藥污染。造成土壤農(nóng)藥污染的主要是有機磷和有機氯農(nóng)藥。據(jù)2000年國家質(zhì)檢總局數(shù)據(jù),全國47.5%的蔬菜農(nóng)藥殘留超標,因農(nóng)殘超標被退回的出口農(nóng)產(chǎn)品金額達74億美元。
1.2 污染土壤的修復技術(shù) 現(xiàn)有污染土壤的修復途徑包括:第一,降低污染物在土壤中的濃度;第二,通過固化或鈍化作用改變污染物的形態(tài)從而降低在環(huán)境中的遷移性;第三;從土壤中去除[2]。下面介紹幾種土壤的修復技術(shù):
1.2.1 物理修復 治理污染土壤的方法在20世紀80年代以前僅僅限于物理法和化學法。如早期的焚燒法、換土法以及隔離法等都要求高溫、人力以及機械設(shè)備等,不僅成本很高,最主要的是沒有從根本上解決污染問題,這些處理方法僅僅是使污染物發(fā)生了轉(zhuǎn)移,對這些污染物還需要進一步的處理,目前這些方法僅僅應(yīng)用于處理一些突發(fā)的緊急事件。而現(xiàn)在出現(xiàn)的一些經(jīng)濟可行的新技術(shù)、新工藝等逐漸成為了研究的熱點,如:電修復法、土壤氣相抽提法及CSP法、熱解析法等。
電修復法:將電極插入到受污染的地下水或土壤區(qū)域,在直流電的作用下形成直流電場,則土壤中的離子和顆粒物質(zhì)會沿著電場方向發(fā)生定向的電滲析、電泳運動以及電遷移,使土壤空隙中的荷電離子或粒子發(fā)生遷移運動;熱解析法主要用于修復有機物,它是通過加熱升溫土壤,收集揮發(fā)性污染物進行集中處理;土壤氣相抽提法是一種原位修復技術(shù),主要是去除石油污染土壤中揮發(fā)性或半揮發(fā)性的石油組分;CSP法是用煤和焦炭等含碳的物料當作吸附物,在90℃和強烈攪拌下通過煤表面強力吸附烴基污染物,然后用重選或浮選法將干凈的土壤和吸附有烴基化合物的煤分開。
電修復法與傳統(tǒng)的土壤修復技術(shù)相比具有經(jīng)濟效益高、不破壞現(xiàn)場生態(tài)環(huán)境以及接觸毒物少的優(yōu)點,更加適用于治理滲透系數(shù)低的密質(zhì)土壤。而熱解析法需要消耗大量的能力并且容易破壞土壤中的有機質(zhì)和結(jié)構(gòu)水,同時還會向空氣會發(fā)有害蒸汽而造成二次污染。土壤土壤氣相抽提法具有可操作性強、處理污染物的范圍寬、可由標準設(shè)備操作、不破壞土壤結(jié)構(gòu)及可回收利用廢物等優(yōu)點。
1.2.2 生物修復 在減少土壤中有毒有害物質(zhì)濃度的時候利用生命的代謝活動使污染的土壤恢復到健康狀態(tài),這種修復土壤的方式為生物修復。目前有以下三類:
①微生物修復。土壤中的某些微生物對一種或多種污染物具有沉淀、吸收、氧化和還原的作用,微生物修復就是利用這種作用來降低土壤重金屬的吸收、修復被污染的土壤和降解復雜的有機物。
影響微生物修復土壤的因素有很多,如溫度、水分、pH以及氧氣等。每種微生物對生物因子都會有一定的耐受范圍,在同一個環(huán)境中,多種微生物就比一種微生物的耐受范圍寬。如果環(huán)境的條件超過了所有定居微生物的耐受范圍則微生物的修復作用就會停止。
②植物修復。利用能夠富集重金屬的植物清除土壤重金屬污染的設(shè)想是美國科學家Chaney在1983年首次提出的,這就是植物修復技術(shù)。污染土的植物修復技術(shù)根據(jù)植物修復的機理和作用過程可以分為4種基本類型:植物提取、植物揮發(fā)、植物穩(wěn)定和植物降解。
植物提取主要是靠植物吸收土壤中的污染物,這些污染物運輸并儲存在植物體的地上部分,通過種植和收割植物而達到去除土壤中污染物的目的;植物揮發(fā)凈化土壤可以分為兩種方式:一是土壤中的污染物在植物根系分泌的特殊物質(zhì)的作用下轉(zhuǎn)化為揮發(fā)態(tài),其二是植物將土壤中的污染物吸收到體內(nèi)在轉(zhuǎn)換為氣態(tài)物質(zhì)釋放到大氣中;植物穩(wěn)定是指植物通過某種生化過程使污染基質(zhì)中污染物的流動性降低,生物可利用性下降;植物降解是通過植物根系分泌物與根際微生物聯(lián)合作用而達到降解污染物的生物化學過程,這種主要是處理復雜的有機物。
以上幾種方式中植物提取修復是目前應(yīng)用最多、最有發(fā)展前景的技術(shù);而植物揮發(fā)修復技術(shù)僅僅限于揮發(fā)性物質(zhì),將這些污染物轉(zhuǎn)移到大氣中有沒有環(huán)境風險還不確定,因此應(yīng)當謹慎采用;植物穩(wěn)定修復僅僅是暫時固定污染物,當土壤環(huán)境發(fā)生變化時污染物可能將重新被激活而恢復毒性;因此,沒有徹底解決土壤污染問題。
③動物修復。動物修復技術(shù)主要是通過土壤動物群來修復受污染的土壤,分為直接作用:吸收、轉(zhuǎn)化和分解;間接作用:改善土壤理化性質(zhì),提高土壤肥力,促進植物和微生物的生長。動物修復技術(shù)包括兩方面內(nèi)容:第一,生長在污染土壤上的植物體和糧食等飼喂動物,通過研究動物的生化變異來研究土壤的污染狀況;第二,直接將蚯蚓、線蟲類等飼養(yǎng)在污染土壤中進行研究。目前這項技術(shù)較多的應(yīng)用在石油類污染中。
1.2.3 化學修復 化學修復是通過土壤中的吸附、溶解、氧化還原、拮抗、絡(luò)合螯合或沉淀作用,以降低土壤中污染物的遷移性或生物有效性。常用的有以下幾種:
第一,固化:為了控制污染物在土壤中的遷移,一般是將含有重金屬的污染土壤與固化劑按照一定的比例進行混合,熟化后形成滲透性較低的固體混合物,從而隔離了污染土壤與外界環(huán)境的影響將污染物固封在固化物中;第二,穩(wěn)定化:將污染物轉(zhuǎn)化為不易溶解、遷移能力小以及毒性小的形式或狀態(tài),主要是通過在土壤中加入化學物質(zhì)改變重金屬的形態(tài)或價態(tài)實現(xiàn)的;第三,萃取法:使用有機溶劑對石油污染的土壤中的原油進行萃取主要是根據(jù)相似相溶原理進行的,萃取后對有機相進行分離,回收油用于回煉,而分離的溶劑循環(huán)使用。第四,淋洗法:受到污染的土壤經(jīng)過清水淋洗液或含有化學助劑的水溶液淋洗出污染物。
以上幾種方式各有自己的優(yōu)勢和適用范圍,因此在處理污染土壤時應(yīng)當根據(jù)實際情況選擇適宜的處理方式以達到預期的處理效果。如:固化適用于面積小但是污染嚴重的土壤;萃取法僅僅適用于受油污濃度較高的土壤;而化學氧化法雖然操作比較復雜但是可以靈活的應(yīng)用于不同類型污染物的處理中[3]。
2 結(jié)語
土壤修復技術(shù)是一項涵蓋地質(zhì)學、化學、物理學、材料學、生物學和環(huán)境學的多學科綜合技術(shù)。近年來,對石油污染土壤治理的研究很多,世界各國紛紛制定石油污染土壤的修復與治理計劃,并取得很大進展目前土壤重金屬污染物修復技術(shù)在探索中發(fā)展。物理修復、化學修復、生物修復技術(shù)本身都有明顯的局限性。物理修復技術(shù)能量消耗高、需要專門設(shè)備、處理成本高、工作量大,只能處理小面積的污染土壤;化學法處理易破壞土壤團粒結(jié)構(gòu)、處理成本高、存在二次污染的風險;生物修復存在過程緩慢、污染物降解的有些中間產(chǎn)物毒性甚至超過其自身,場地條件和環(huán)境因素對修復效率的影響大,修復效果不穩(wěn)定。為克服單一方法的缺點,發(fā)揮不同修復技術(shù)的長處,研究開發(fā)土壤污染綜合修復技術(shù)尤顯重要。重點在不同生物技術(shù)的綜合利用和開發(fā)物理、化學和生物聯(lián)合修復工藝。
土壤修復技術(shù)是一項多學科的綜合技術(shù),涵蓋了化學、材料學、地質(zhì)學、物理學、環(huán)境學以及生物學等。通過本文我們知道物理修復技術(shù)能力消耗高、處理成本大而且需要專門的設(shè)備,它只能處理小面積的土壤污染;化學法處理成本高而且存在二次污染的風險;生物修復過程緩慢,場地條件和環(huán)境因素對修復效率影響較大,因此修復效果不穩(wěn)定。為了發(fā)揮不同修復技術(shù)的長處而克服單一方法的缺點,必須研究和開發(fā)綜合修復污染土壤技術(shù),其重點是在不同生物技術(shù)的綜合利用和開發(fā)物理、化學和生物聯(lián)合修復工藝。
參考文獻:
[1]謝劍,李發(fā)生.中國污染場地的修復與再開發(fā)的現(xiàn)狀分析.世界銀行,美國,2010,9.
篇4
關(guān)鍵詞:土壤污染、生物修復、研究進展
前言
土壤重金屬污染是指由于人類活動將金屬加入到土壤中,致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。加之重金屬離子難移動性,長期滯留性和不可分解性的特點,對土壤生態(tài)環(huán)境造成了極大破壞,同時食物通過食物鏈最終進入人體,嚴重危害人體健康,已成為不可忽視的環(huán)境問題。隨著我國人民生活水平的提高,生態(tài)環(huán)境保護日趨受到重視,國家對污染土壤治理和修復的人力,物力的投入逐年增加,土壤污染物的去除以及修復問題,已成為土壤環(huán)境研究領(lǐng)域的重要課題。而生物修復技術(shù)是近20年發(fā)展起來的一項用于污染土壤治理的新技術(shù),同傳統(tǒng)處理技術(shù)相比具有明顯優(yōu)勢,例如其處理成本低,只為焚燒法的1/2-1/3,處理效果好,生化處理后污染物殘留量可達到很低水平;對環(huán)境影響小,無二次污染,最終產(chǎn)物CO2、H2O和脂肪酸對人體無害,可以就地處理,避免了集輸過程的二次污染,節(jié)省了處理費用,因而該技術(shù)成為最有發(fā)展?jié)摿褪袌銮熬暗男迯图夹g(shù)。
1.污染土壤生物修復的基本原理和特點
土壤生物修復的基本原理是利用土壤中天然的微生物資源或人為投加目的菌株,甚至用構(gòu)建的特異降解功能菌投加到各污染土壤中,將滯留的污染物快速降解和轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì),使土壤恢復其天然功能。由于自然的生物修復過程一般較慢,難于實際應(yīng)用,因而生物修復技術(shù)是工程化在人為促進條件下的生物修復,利用微生物的降解作用,去除土壤中石油烴類及各種有毒有害的有機污染物,降解過程可以通過改變土壤理化條件(溫度、濕度、pH值、通氣及營養(yǎng)添加等)來完成,也可接種經(jīng)特殊馴化與構(gòu)建的工程微生物提高降解速率。
2.污染土壤生物修復技術(shù)的種類
目前,微生物修復技術(shù)方法主要有3種:原位修復技術(shù)、異位修復技術(shù)和原位-異位修復技術(shù)。
2.1原位修復技術(shù):
原位修復技術(shù)是在不破壞土壤基本結(jié)構(gòu)的情況下的微生物修復技術(shù)。有投菌法、生物培養(yǎng)法和生物通氣法等,主要用于被有機污染物污染的土壤修復。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌,同時投加微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì),通過微生物對污染物的降解和代謝達到去除污染物的目的。生物培養(yǎng)法是定期向土壤中投加過氧化氫和營養(yǎng)物,過氧化氫則在代謝過程中作為電子受體,以滿足土壤微生物代謝,將污染物徹底分解為CO2和H2O。生物通氣法是一種加壓氧化的生物降解方法,它是在污染的土壤上打上幾眼深井,安裝鼓風機和抽真空機,將空氣強行排入土壤中,然后抽出,土壤中的揮發(fā)性有機物也隨之去除。在通入空氣時,加入一定量的氨氣,可為土壤中的降解菌提供所需要的氮源,提高微生物的活性,增加去除效率。
2.2異位修復技術(shù):
異位修復處理污染土壤時,需要對污染的土壤進行大范圍的擾動,主要技術(shù)包括預制床技術(shù)、生物反應(yīng)器技術(shù)、厭氧處理和常規(guī)的堆肥法。預制床技術(shù)是在平臺上鋪上砂子和石子,再鋪上15-30cm厚的污染土壤,加入營養(yǎng)液和水,必要時加入表面活性劑,定期翻動充氧,以滿足土壤微生物對氧的需要,處理過程中流出的滲濾液,即時回灌于土層,以徹底清除污染物。生物反應(yīng)器技術(shù)是把污染的土壤移到生物反應(yīng)器,加水混合成泥漿,調(diào)節(jié)適宣的pH值,同時加入一定量的營養(yǎng)物質(zhì)和表面活性劑,底部鼓入空氣充氧,滿足微生物所需氧氣的同時,使微生物與污染物充分接觸,加速污染物的降解,降解完成后,過濾脫水這種方法處理效果好、速度快,但僅僅適宜于小范圍的污染治理。厭氧處理技術(shù)適于高濃度有機污染的土壤處理,但處理條件難于控制。常規(guī)堆肥法是傳統(tǒng)堆肥和生物治理技術(shù)的結(jié)合,向土壤中摻入枯枝落葉或糞肥,加入石灰調(diào)節(jié)pH值,人工充氧,依靠其自然存在的微生物使有機物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化,是一種有機物高溫降解的固相過程。上述方法要想獲得高的污染去除效率,關(guān)鍵是菌種的馴化和篩選。由于幾乎每一種有機污染物或重金屬都能找到多種有益的降解微生物。因此,尋找高效污染物降解菌是生物修復技術(shù)研究的熱點。
3.影響污染土壤生物修復的主要因子
3.1污染物的性質(zhì):
重金屬污染物在土壤中常以多種形態(tài)貯存,不同的化學形態(tài)對植物的有效性不同。某種生物可能對某種單一重金屬具有較強的修復作用。此外,重金屬污染的方式(單一污染或復合污染),污染物濃度的高低也是影響修復效果的重要因素。有機污染物的結(jié)構(gòu)不同,其在土壤中的降解差異也較大。
3.2環(huán)境因子:
了解和掌握土壤的水分、營養(yǎng)等供給狀況,擬訂合適的施肥、灌水、通氣等管理方案,補充微生物和植物在對污染物修復過程中的養(yǎng)分和水分消耗,可提高生物修復的效率。一般來說土壤鹽度、酸堿度和氧化還原條件與重金屬化學形態(tài)、生物可利用性及生物活性有密切關(guān)系,也是影響生物對重金屬污染土壤修復效率的重要環(huán)境條件。
3.3生物體本身:
微生物的種類和活性直接影響修復的效果。由于微生物的生物體很小,吸收的金屬量較少,難以后續(xù)處理,限制了利用微生物進行大面積現(xiàn)場修復的應(yīng)用,
植物體由于生物量大且易于后續(xù)處理,利用植物對金屬污染位點進行修復成為解決環(huán)境中重金屬污染問題的一個很有前景的選擇。但由于超積累重金屬植物一般生長緩慢,且對重金屬存在選擇作用,不適于多種重金屬復合污染土壤的修復。因此,在選擇修復技術(shù)時,應(yīng)根據(jù)污染物性質(zhì)、土壤條件、污染程度、預期修復目標、時間限制、成本及修復技術(shù)的適用范圍等因素加以綜合考慮。
4.發(fā)展中存在的問題:
生物修復技術(shù)作為近20年發(fā)展起來的一項用于污染土壤治理的新技術(shù),雖取得很大進步和成功,但處于實驗室或模擬實驗階段的研究結(jié)果較多,商業(yè)性應(yīng)用還待開發(fā)。此外,由于生物修復效果受到如共存的有毒物質(zhì)(Co-toxicants)(如重金屬)對生物降解作用的抑制;電子受體(營養(yǎng)物)釋放的物理;物理因子(如低溫)引起的低反應(yīng)速率;污染物的生物不可利用性;污染物被轉(zhuǎn)化成有毒的代謝產(chǎn)物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化學能力的微生物等因素制約。因此,目前經(jīng)生物修復處理的污染土壤,其污染物含量還不能完全達到指標的濃度要求。
5.應(yīng)用前景及建議:
隨著生物技術(shù)和基因工程技術(shù)的發(fā)展,土壤生物修復技術(shù)研究與應(yīng)用將不斷深入并走向成熟,特別是微生物修復技術(shù)、植物生物修復技術(shù)和菌根技術(shù)的綜合運用將為有毒、難降解、有機物污染土壤的修復帶來希望。為此,建議今后在生物修復技術(shù)的研究和開發(fā)方面加強做好以下幾項工作:
(1)進一步深入研究植物超積累重金屬的機理,超積累效率與土壤中重金屬元素的價態(tài)、形態(tài)及環(huán)境因素的關(guān)系。(2)加強微生物分解污染物的代謝過程、植物-微生物共存體系的研究以及植物-微生物聯(lián)合修復對污染物的修復作用與植物種類具有密切關(guān)系。
(3)應(yīng)用現(xiàn)代分子生物學與基因工程技術(shù),使超積累植物的生物學性狀(個體大小、生物量、生長速率、生長周期等)進一步改善與提高,培養(yǎng)篩選專一或廣譜性的微生物種群(類),并構(gòu)建高效降解污染物的微生物基因工程菌,提高植物與微生物對污染土壤生物修復的效率。
(4)創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境,協(xié)調(diào)土著微生物和外來微生物的關(guān)系,使微生物的修復效果達到最佳,并充分發(fā)揮生物修復與其他修復技術(shù)(如化學修復)的聯(lián)合修復作用。
(5)盡快建立生物修復過程中污染物的生態(tài)化學過程量化數(shù)學模型、生態(tài)風險及安全評價、監(jiān)測和管理指標體系。
結(jié)論
綜上所述,我們不難發(fā)現(xiàn)由于土壤重金屬來源復雜,土壤中重金屬不同形態(tài)、不同重金屬之間及與其它污染物的相互作用產(chǎn)生各種復合污染物的復雜性增加了對土壤重金屬治理和修復難度,且重金屬對動植物和人體的危害具有長期性、潛在性和不可逆性,同時進一步惡化了土壤條件,嚴重制約了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的加速發(fā)展,所以要更好的防治土壤重金屬污染還需要廣大科研工作者不懈的努力,研發(fā)出更好的效率更高的修復治理技術(shù),同時我們還不應(yīng)該忘記必須加強企業(yè)自身的環(huán)保意識,提高企業(yè)自我約束能力,始終將防治污染積極治理作為企業(yè)工作的頭等大事來抓,把企業(yè)對環(huán)境的污染程度降到最低限度,形成全社會都來重視土壤污染問題的良好環(huán)保氛圍,逐步改善我們的土壤生態(tài)環(huán)境。
參考文獻:
[1]錢暑強,劉錚.污染土壤修復技術(shù)介紹[J].化工進展,2000(4):10-12,20.
[2]陳玉成.土壤污染的生物修復[J].環(huán)境科學動態(tài),
1999,(2):7-11.
[3]李凱峰,溫青,石汕.污染土壤的生物修復[J].化學工程師,2002,93(6):52-53.
[4]楊國棟.污染土壤微生物修復技術(shù)主要研究內(nèi)容和方法
[5]張春桂,許華夏,姜晴楠.污染土壤生物恢復技術(shù)[J].生態(tài)學雜志,1997,18(4):52-58.
[6]李法云,臧樹良,羅義.污染土壤生物修復枝木研究[J].生態(tài)學雜志,2003,22(1):35-39.
[7]滕應(yīng),黃昌勇.重金屬污染土壤的微生物生態(tài)效應(yīng)及修復研究進展[J].土壤與環(huán)境,2002,11(1):85-89.
[8]沈德中.污染環(huán)境的生物修復(第一版)[M].北京:化學工業(yè)出版社,2001:14,311.
篇5
關(guān)鍵詞 土壤;重金屬污染;現(xiàn)狀;修復技術(shù)
中圖分類號 X53 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2013)09-0229-03
重金屬是指比重大于5.0 g/cm3的金屬元素,包括Cu、Zn、Ni、Pb、Cr、Cd、Hg、As、Fe、Mn、Mo、Co等。通常自然界中重金屬元素的背景值很低,其暴露不會對周圍環(huán)境造成影響。但由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模擴大,城鎮(zhèn)化迅速發(fā)展,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,污水灌溉和化肥、農(nóng)藥的使用量加大,導致土壤系統(tǒng)中重金屬不斷累積,明顯高于其背景值,從而惡化了生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量,并通過食物鏈直接危害人體健康。據(jù)統(tǒng)計,全世界平均每年排放Hg約1.5萬t,Cu 340萬t,Pb 500萬t,Mn 1500萬t,Ni 100萬t[1]。隨著重金屬污染問題的日益突出,土壤污染防治工作已在“十一五”期間被提上中國環(huán)境保護工作的重要議程,并成為第1個“十二五”國家規(guī)劃。針對上述情況,筆者結(jié)合我國土壤重金屬污染的現(xiàn)狀,對當前土壤重金屬污染的修復技術(shù)及其作用機理進行分析,并總結(jié)其各自的優(yōu)勢與不足,以期為綜合治理土壤重金屬污染提供參考依據(jù)。
1 我國土壤重金屬污染現(xiàn)狀
我國面臨著相當嚴峻的土壤重金屬污染問題。農(nóng)業(yè)部調(diào)查數(shù)據(jù)顯示[2],我國約140萬hm2的農(nóng)業(yè)用地采用污水灌溉,受到重金屬污染的土地面積占污染總面積的64.8%。據(jù)有關(guān)資料表明,我國重金屬污染的農(nóng)業(yè)土地面積為2 500 hm2左右,導致糧食減產(chǎn)逾1 000萬t,并造成1 200萬t以上的糧食被重金屬污染,將各項經(jīng)濟損失進行合計,至少高于200億元[3]。污染土地中,嚴重污染面積占8.4%,中度污染面積占9.7%,輕度污染面積占46.7%。Hg 和Cd 的污染面積最大。如上海農(nóng)田耕層土壤Hg、Cd含量增加了50%,江西大余縣污灌引起的Cd污染面積達5 500 hm2,沈陽張士灌區(qū)Cd污染面積達2 533 hm2。我國農(nóng)田土壤污染除Cd、Hg污染外,Pb、As、Cr和Cu的污染也比較嚴重。以保定市污水灌區(qū)為例,其Zn、Cu、Pb、Cd的檢出超標率分別達到100.0%、27.5%、50.0%、87.5%[4]。此外,我國菜地土壤重金屬污染也較為嚴重[5-7]。廣州市蔬菜地Pb污染最為普遍,As污染次之;重慶近郊蔬菜基地土壤重金屬Hg和Cd出現(xiàn)超標,超標率分別為6.7%和36.7%;珠三角地區(qū)近40%菜地重金屬污染超標,其中10%屬嚴重超標。近年來,由于工業(yè)“三廢”、機動車廢氣和生活垃圾等污染物的排放,我國城市土壤普遍受到不同程度的重金屬污染,主要污染元素為Pb、Cd、Hg。且城市土壤中大部分重金屬污染含量普遍高于郊區(qū)農(nóng)村土壤,并具有明顯的人為富集特點[8]。
2 土壤重金屬污染修復技術(shù)
2.1 物理修復
物理修復是指通過各種物理過程將污染物從土壤中去除或分離的技術(shù),主要包括土壤淋洗法、工程措施法、電熱修復法等。
2.1.1 土壤淋洗法。該方法是應(yīng)用最多、應(yīng)用最早、技術(shù)最成熟的物理修復方法。采用淋洗液(包括無機溶液清洗劑、復合清洗劑、清水、表面活性劑、有機酸及其鹽清洗劑、螯合劑等)對土壤進行淋洗,使固相重金屬轉(zhuǎn)化為液相,重金屬從土壤中轉(zhuǎn)移到廢水,再通過對廢水進行回收處理,從而實現(xiàn)土壤的修復。Wasay et al[9]研究發(fā)現(xiàn),EDTA和DTPA能有效地去除土壤中Hg以外的重金屬元素,同時也提取出大量土壤營養(yǎng)元素。土壤淋洗法簡便、成本低、處理量大、見效快,適用于大面積重度污染土壤治理,尤其是輕質(zhì)土和砂質(zhì)土。但這種方法在去除重金屬的同時,易造成地下水污染及土壤養(yǎng)分流失。因此,既能提取各種形態(tài)重金屬又不破壞土壤結(jié)構(gòu)的淋洗液,將為該方法修復重金屬污染土壤提供廣闊的應(yīng)用前景。
2.1.2 工程措施法。該方法是較為經(jīng)典和傳統(tǒng)的土壤重金屬污染修復方法,包括深耕翻土、換土、客土等。深耕翻土與污土混合,或者通過換土和客土等手段,可以使土壤中重金屬的含量有效降低,從而降低其對植物的毒害。不同的方式適宜于不同污染程度的土壤,重污染區(qū)的土壤宜使用換土和客土方法改良,而輕度污染的土壤則適宜于采用深耕翻土的方法進行修復。工程措施法的優(yōu)勢在于效果穩(wěn)定和徹底,但是也存在一定的不足,如費用高、工程量大、易降低土壤肥力和破壞土壤結(jié)構(gòu),還有換出的污染土壤也存在二次污染的隱患,應(yīng)妥善處理。據(jù)報道,對1 hm2面積的污染土壤進行客土治理,每1 m深土體需耗費高達800萬~2 400萬美元[10]。因此,工程措施不是一種理想的污染土壤修復方法。
2.1.3 電熱修復法。該方法利用高頻電壓產(chǎn)生電磁波,再通過電磁波作用而產(chǎn)生熱能,從而促使土壤中揮發(fā)性重金屬得以分離,實現(xiàn)土壤的修復和改良。目前,該方法適用于修復受Hg或Se等可揮發(fā)性重金屬污染的土壤。有研究表明,采用該法可使砂性土、黏土、壤土中Hg含量分別從15 000、900、225 mg/kg降至107、112、115 μg/kg,回收的Hg蒸氣純度達99%[11-12]。這種方法雖然操作簡單、技術(shù)成熟,但能耗大、操作費用高,也會影響土壤有機質(zhì)和水分含量,引起土壤肥力下降,同時重金屬蒸氣回收時易對大氣造成二次污染。
2.2 化學修復
化學修復也是一種原位修復技術(shù),即通過向重金屬污染土壤中添加改良劑,以調(diào)節(jié)和改變土壤的理化性質(zhì),使重金屬發(fā)生沉淀、吸附、拮抗、離子交換、腐殖化和氧化還原等一系列化學反應(yīng),降低其在土壤中的遷移性和被植物所吸收的可能性,從而達到治理和修復污染土壤的目的。常用的改良劑有石灰性物質(zhì)[13-15]、磷酸鹽化合物[16-17]、硅酸鹽化合物[18]、金屬及其氧化物[19-20]、黏土礦物[21-23]、有機質(zhì)[24-26]等,其作用機理見表1。這種方法雖然簡單易行,但其不足在于它只是改變了重金屬在土壤中的存在形態(tài),卻沒有把重金屬從土壤中真正分離出來,如果土壤環(huán)境發(fā)生變化,容易造成其再度活化,引起“二次污染”。
2.3 生物修復
生物修復是利用生物(主要是微生物、植物和動物)的新陳代謝作用吸收去除土壤中的重金屬或使重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化,降低毒性,凈化土壤。該方法是運用生物技術(shù)治理污染土壤的一種新方法,具體包括微生物修復法、植物修復法、動物修復法等。由于該方法效果好、易于操作,日益受到人們的重視,已成為污染土壤修復研究的熱點。
2.3.1 微生物修復。該方法是通過微生物進行作用,將土壤中重金屬元素進行沉淀、轉(zhuǎn)移、吸收、氧化還原等,從而對污染土壤進行修復。如檸檬酸菌能夠與Cd形成CdHPO4沉淀;無色桿菌、假單胞菌能夠使亞砷酸鹽氧化成砷酸鹽,從而降低As的轉(zhuǎn)移和毒性;還有些微生物能夠把劇毒的甲基汞降解為毒性小、可揮發(fā)的單質(zhì)Hg[3]。盡管微生物修復引起極大重視,但大多數(shù)技術(shù)仍局限在科研和實驗室水平,很少有實例報道。但隨著分子生物學的發(fā)展,一些如細菌表面展示技術(shù)、噬菌體抗體庫技術(shù)、酵母表面展示技術(shù)等[27],有望在治理土壤重金屬污染中發(fā)揮重要作用。
2.3.2 植物修復。植物修復廣義上是指利用植物提取、吸收、分解、轉(zhuǎn)化、固定土壤、沉積物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物技術(shù)的總稱;狹義上是指利用耐性和超富集植物將污染土壤中的重金屬濃度降低到可接受的水平。根據(jù)其修復過程和機理,植物修復法可分為以下4種:①根部過濾[28],即通過耐性植物根系對重金屬的吸收并保持在根部。常用的植物有水生植物、半水生植物以及個別陸生植物,如向日葵、耐鹽野草、寬葉香蒲等。該法多應(yīng)用于修復水體的重金屬污染。②植物穩(wěn)定[29],即利用植物根際的一些特殊物質(zhì),使土壤中污染物轉(zhuǎn)化為相對無害物質(zhì)的方法。常用的植物有印度芥菜、油菜、楊樹、苧麻等。該法多應(yīng)用于治理廢棄礦場和重金屬污染嚴重地區(qū)。③植物揮發(fā)[30],即利用植物吸收土壤中的重金屬,并將其轉(zhuǎn)化為可揮發(fā)狀態(tài),通過植物葉片等部位揮發(fā)出去,以降低土壤中重金屬的含量。常用的植物有印度芥菜以及濕地上的一些植物。該法多應(yīng)用于修復污染土壤中含有揮發(fā)性的重金屬(如Hg、Se等),但易造成大氣污染。④植物提取[31],即利用超富集植物從土壤中吸取重金屬,并將其轉(zhuǎn)移、貯存到地上部,然后通過收獲,從而達到去除污染土壤中重金屬的目的。目前,已發(fā)現(xiàn)超富集植物有700種以上,且廣泛分布于約50科中,并主要集中在十字花科。該法適用面廣,對于修復多種重金屬污染土壤均有效。
植物修復法成本低,對環(huán)境擾動小,能綠化環(huán)境,具有良好的社會、經(jīng)濟、環(huán)境綜合效益,適用于大規(guī)模污染土壤的修復,屬于真正意義上的綠色修復技術(shù)。但該方法也有一定的缺點:一是超富集植物生長緩慢,常受土壤類型、氣候、水分、營養(yǎng)等環(huán)境條件限制,導致修復污染較嚴重土壤的周期長;二是修復過程局限在超富集植物根系所能伸展的范圍內(nèi);三是超富集植物只能積累某一種重金屬,而土壤污染大多是重金屬的復合污染;四是超富集植物需收割并作為廢棄物妥善處置,將對生物多樣性存在一定的威脅。
2.3.3 動物修復。動物修復是利用土壤中的某些低等動物(如蚯蚓等)吸收重金屬的特性,在一定程度上降低受污染土壤的重金屬比例,以達到修復重金屬污染土壤的目的。有研究表明[32],蚯蚓在其耐受濃度范圍內(nèi),對重金屬的富集量隨著重金屬濃度的增加而增加,同時對重金屬的選擇性受其體內(nèi)酶的影響。但這種修復方法不足在于低等動物吸收重金屬后可能再次釋放到土壤中,造成二次污染。
2.4 農(nóng)業(yè)生態(tài)修復
農(nóng)業(yè)生態(tài)修復是近幾年新興的修復技術(shù),它是通過改變耕作制度、調(diào)整作物品種、調(diào)控土壤化學環(huán)境(包括土壤pH值、水分、氧化還原電位等)、改變土地利用類型、增施有機肥(堆肥、廄肥、植物秸稈等)、控施化肥等措施,以減輕重金屬對土壤的危害[33]。我國在這一方面研究較多[34-36],并取得了一定的成效。這種方法具有投資少、無副作用等特點,適用于中輕度污染土壤,但也存在修復周期較長、效果不太顯著等不利因素。
3 結(jié)語
綜上所述,目前重金屬污染土壤的修復技術(shù)很多,但就單一技術(shù)來看,任何一種修復技術(shù)都有其局限性,難以達到預期效果,進而無法大力推廣。而且土壤重金屬污染修復作為一項系統(tǒng)工程,不僅需要土壤學、植物生理學、遺傳學、環(huán)境工程學、分子生物學等多個學科的共同努力,還需要多種修復技術(shù)的綜合應(yīng)用,即將物理修復、化學修復、生物修復科學地結(jié)合起來,取長補短,才能達到更好的效果。
4 參考文獻
[1] 李俊莉,宋華明.土壤理化性質(zhì)對重金屬行為的影響分析[J].環(huán)境科學動態(tài),2003(1):24-26.
[2] 崔德杰,張玉龍.土壤重金屬污染現(xiàn)狀與修復技術(shù)研究[J].土壤通報,2004,35(3):366-370.
[3] 駱永明,滕應(yīng).我國土壤污染退化狀況及防治對策[J].土壤,2006,38(5):505-508.
[4] 謝建治,劉樹慶,王立敏,等.保定市郊土壤重金屬污染現(xiàn)狀調(diào)查及其評價[J].河北農(nóng)業(yè)大學學報,2002,25(1):38-41.
[5] 茹淑華,孫世友,王凌,等.蔬菜重金屬污染現(xiàn)狀、污染來源及防治措施[J].河北農(nóng)業(yè)科學,2006,10(3):88-91.
[6] 唐書源,李傳義,張鵬程,等.重慶蔬菜的重金屬污染調(diào)查[J].安全與環(huán)境學報,2003,3(6):74- 75.
[7] 魏秀國,何江華,陳俊堅,等.廣州市蔬菜地土壤重金屬污染狀況調(diào)查及評價[J].土壤與環(huán)境,2002,11(3):252-254.
[8] 和莉莉,李冬梅,吳鋼.我國城市土壤重金屬污染研究現(xiàn)狀和展望[J].土壤通報,2008,39(5):1210-1216.
[9] WASAY S A,BARRINGTON S,TOKUNAGA anic acids for the in situ remediation of soils polluted by heavy metals:Soil flushing in columns[J].Water,Air,and Soil Pollution,2001(3):301- 314.
[10] CHANEY R L,LI Y M,ANGLE J S,et al.Phytoremediation of soil metals[J].Current Opinion in Biotechnology,1997(8):279-284.
[11] KAWACHI T,KUBO H.Model experimental study on the migration behavior of heavy metals in electric to kinetic remediation process for contaminated soil[J].Soil Sci Plant Nutr,1999,45(2):259-268.
[12] 劉磊,肖艷波.土壤重金屬污染治理與修復方法研究進展[J].長春工程學院學報:自然科學版,2009,10(1):73-78.
[13] CHEN Z S,LEE G J,LIU J C.The effects of chemical remediation treatments on the extractability and speciation of cadmium and lead in contaminated soils[J].Chemosphere,2000,41(1-2):235-242.
[14] 廖敏,黃昌勇,謝正苗.施加石灰降低不同母質(zhì)土壤中鎘毒性機理研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護,1998,17(3):101-103.
[15] 陳宏,陳玉成,楊學春.石灰對土壤中Hg、Cd、Pb的植物可利用性的調(diào)控研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2003,22(5):549-552.
[16] SEAMAN J C,AREY J S,BERTSCH P M.Immobilization of nickel and other metals in contaminated sediments by hydroxyapatite addition[J].J Environ Qual,2001,30(2):460-469.
[17] 周世偉,徐明崗.磷酸鹽修復重金屬污染土壤的研究進展[J].生態(tài)學報,2007,27(7):3043- 3050.
[18] DA CUNHA K P V,DO NASCIMENTO C W A,DA SILVA A J.Silicon alleviates the toxicity of cadmium and zinc for maize(Zea mays L)grown on a contaminated soil[J].Journal of Plant Nutrition and Soil Science,2008,171(6):849-853.
[19] GRAFE M,NACHTEGAAL M,SPARKS D L.Formation of metal-arsenate precipitates at the goethite-water interface[J].Environmental Science and Technology,2004,38(24):6561-6570.
[20] KUMPIENE J,ORE S,RENELLA G,et al.Assessment of zerovalent iron for stabilization of chromium,copper,and arsenic in soil[J].Environ-mental Pollution,2006,144(1):62-69.
[21] 婁燕宏,諸葛玉平,顧繼光,等.粘土礦物修復土壤重金屬污染的研究進展[J].山東農(nóng)業(yè)科學,2008(2):68-72.
[22] 柯家駿,陳淑民,胡向福,等.膨潤土粘土礦物吸附重金屬的研究[J].重慶環(huán)境科學,1993,15(1):4-6.
[23] MAHABADI A A,HAJABBASI M A,KHADEMI H,et al.Soil cadmium stabilization using an Iranian natural zeolite[J].Geoderma,2007(137):388-393.
[24] VACA-PAULIN R,ESTELLER-ALBERICH MV,LUGO-DE LA FUENTE J,et al.Effect of sewage sludge or compost on the sorption and distribution of copper and cadmium in soil[J].Waste Management,2006, 26(1):71-81.
[25] 陳世儉,胡靄堂.有機物質(zhì)種類對污染土壤銅形態(tài)及活性的影響[J].土壤通報,2001,32(1):38-40.
[26] 華珞,陳世寶,白玲玉,等.有機肥對鎘鋅污染土壤的改良效應(yīng)[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護,1998,17(2):55-59,62.
[27] 李宏,江瀾.土壤重金屬污染的微生物修復研究進展[J].貴州農(nóng)業(yè)科學,2009,37(7):72-74.
[28] DUSHENKOV S,VASUDEV D,KAPULNIK Y,et al.Removal of uranium from water using terrestrial plants[J].Environ Sci Technol,1997, 31(12):3468-3474.
[29] 敖子強,熊繼海,王順發(fā),等.植物穩(wěn)定技術(shù)在金屬礦山廢棄地修復中的利用[J].廣東農(nóng)業(yè)科學,2011(20):139-141,147.
[30] MITCH L,NICOLE P,DEBORAH D,et al.Zinc phytoextraction in Thlaspi caerulescens[J].International Journal of Phytoremediation,2001, 3(1):129-144.
[31] 丁華,吳景貴.土壤重金屬污染及修復研究現(xiàn)狀[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2011,39(13):7665-7666,7756.
[32] 伏小勇,秦賞,楊柳,等.蚯蚓對土壤中重金屬的富集作用研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2009,28(1):78-83.
[33] 劉候俊,韓曉日,李軍,等.土壤重金屬污染現(xiàn)狀與修復[J].環(huán)境保護與循環(huán)經(jīng)濟,2012(7):4-8.
[34] 蔣玉根.農(nóng)藝措施對降低污染土壤重金屬活性的影響[J].土壤,2002, 34(3):145-147.
篇6
[關(guān)鍵字]:污染土壤;修復技術(shù);研究現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢
土壤污染指由于人類活動產(chǎn)生的有害、有毒物質(zhì)進入土壤,積累到一定程度,超過土壤本身的自凈能力,導致土壤形狀和質(zhì)量變化,構(gòu)成對農(nóng)作物和人體的影響和危害的現(xiàn)象。
近年來,隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,國民生活水平得到普遍提高,但同時也給環(huán)境帶來了巨大的災難。工業(yè)廢水、廢渣的隨意排放,企業(yè)長期生產(chǎn)和運輸?shù)冗^程中不可避免的會發(fā)生跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象以及農(nóng)業(yè)活動中化肥和農(nóng)藥的過量或不合理施用、污水灌溉等過程,都可能給場地帶來嚴重的污染。
隨著城市化進程的加速,許多原來位于城區(qū)的污染企業(yè)從城市中心遷出,許多原本屬于農(nóng)用地的土地需要再開發(fā)利用,大量的污染場地需要進行修復。這就要求我們要積極尋找切實、有效的土壤污染修復方法,提高土壤污染修復技術(shù)水平。
2016年5月國務(wù)院出臺的《土壤污染防治行動計劃》也將土壤修妥魑一項大事件,保護好土壤環(huán)境,加強污染防治,推動生態(tài)文明建設(shè),這對于人類的健康和社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
1、土壤中的主要污染物
1.1重金屬
有些工業(yè)企業(yè)隨意的排放未經(jīng)處理的廢水、廢渣,使其中含有的不易在土壤中降解的重金屬如鉛、汞、鎘、錫等在土壤中沉降、擴散,嚴重破壞了土壤的環(huán)境。再加上農(nóng)民對農(nóng)作物噴灑的超濃度的農(nóng)藥和使用的化肥,使我國土壤遭受了嚴重的迫害。
1.2有機化合物
在農(nóng)作物的種植過程中,農(nóng)民經(jīng)常噴灑農(nóng)藥來殺死啃食農(nóng)作物的害蟲,但是超濃度的農(nóng)藥含有對土壤危害的有機化合物,造成土壤有機化合物污染,我國在早期曾廣泛使用過的滴滴涕、六氯苯、氯丹等,這些農(nóng)藥均含有高殘留的不易降解的有機化合物。除此之外,一些工廠如化工廠、涂料廠等的日常運行產(chǎn)生的廢水廢渣中由于含有很多有害的有機污染物無法自動降解也會污染土地,破壞土層結(jié)構(gòu)。
有機化合物具有難溶解、毒性大的特點,它一旦進入土壤之后,就逐漸在土壤中積累、沉降下來,長期污染土壤和地下水,對農(nóng)作物及人體造成嚴重危害。
2、污染土壤修復技術(shù)研究現(xiàn)狀分析
環(huán)境保護部和國土資源部聯(lián)合《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》,調(diào)查結(jié)果顯示,全國土壤總的點位超標率為16.1%,土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀,部分地區(qū)土壤污染較重。南方土壤污染重于北方,長三角、珠三角、東北老工業(yè)基地等部分區(qū)域土壤污染問題較為突出。
由于受地形及產(chǎn)業(yè)分布的影響,我國各地土壤污染的程度、污染源也不完全相同。有些工業(yè)集聚區(qū),土壤污染較為嚴重,且污染地塊密集,多為重金屬污染或者有機物污染,也有些無機有機復合污染;有些農(nóng)用地受污染情況較輕,但污染地塊面積較大,多為重金屬、有機氯農(nóng)藥、有機磷農(nóng)藥污染,也有重金屬和有機物的復合污染。因此,這就要求我們要對具體地區(qū)的土壤污染現(xiàn)狀進行具體分析,選擇較為合適的修復方法以便更好地改善土壤質(zhì)量。
在現(xiàn)階段,常用的污染土壤修復技術(shù)如下:
2.1物理-化學修復技術(shù)。
這種修復技術(shù)包括熱處理技術(shù)、土壤淋洗技術(shù)、土壤氧化-還原技術(shù)、電動力學法技術(shù)等。
2.1.1熱處理技術(shù)。
這種技術(shù)操作比較簡單,主要是通過熱交換,對污染物質(zhì)和介質(zhì)一同加熱,根據(jù)混合組分的熔點不同,通過揮發(fā)作用達到分離有機污染物的目的。這種技術(shù)包括兩種,一種是低溫操作,一種是高溫操作。這種技術(shù)是一種簡單的修復技術(shù),目前,在工廠附近的土壤污染修復中被廣泛使用。這種熱處理技術(shù)對于土壤中那些易揮發(fā)組分和殘留的農(nóng)業(yè)以及半揮發(fā)的污染成分效果較好,但是對于土壤中一些重金屬的污染則不適用。
2.1.2土壤淋洗技術(shù)。
土壤淋洗技術(shù)能夠有效地促進土壤中污染物的溶解,它的原理是利用水壓將清洗液有效地注入到被污染的土壤中,并根據(jù)自身特性,提取土壤中含有的污染液體,對其進行分離處理,從而達到修復的目的。這種技術(shù)主要采用一些化學劑如絡(luò)合劑、氧化劑等為淋洗劑,由于不同淋洗劑的性質(zhì)不同,對土壤中污染成分的作用也不同,因此,選擇合適的淋洗劑對土壤的修復至關(guān)重要。在進行淋洗劑的選擇時,不僅要考慮淋洗劑和污染物的作用,還要充分考慮到淋洗劑對土壤結(jié)構(gòu)的作用,避免對土壤結(jié)構(gòu)造成破壞,以免引起二次污染。
2.1.3土壤氧化-還原技術(shù)。
顧名思義,這種技術(shù)需要氧化劑或者還原劑,并將其投入到所要修復的土壤中,將其與土壤中的污染成分發(fā)生氧化還原作用,從而分解其中的污染物,達到凈化的目的,這種方法還有穩(wěn)定和改良土壤的作用。常見的氧化劑包括高錳酸鹽、過氧化氫、芬頓試劑、過硫酸鹽和臭氧。常見的還原劑包括硫化氫、連二亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫酸亞鐵、多硫化鈣、二價鐵、零價鐵等?,F(xiàn)階段,對于這種氧化還原修復主要是針對對氧化或者還原比較敏感的污染物。
2.1.4電動力學法技術(shù)。
這種技術(shù)主要利用的是電化學原理,在待修復的土壤中插入電極,通過電極導入低強度的直流電,從而將土壤中的污染物清除。在通電后,處在陽極附近的酸物質(zhì)會在毛細孔里移動,將土壤中的污染物釋放在毛細孔中的液體里,毛細孔中的水會通過電滲透的方式移動到土壤表層進而被吸收,從而被消除。這種方法能夠打破土壤中金屬和土壤之間的化學鍵,通電時間越長,去除效果越好。但是對于導電性不好的土壤不宜采用此法進行土壤修復。
2.2生物修復技術(shù)。
生物修復技術(shù)是一種新興技術(shù),主要是采用現(xiàn)代的先進生物技術(shù)將土壤中的污染物進行去除分解,從而凈化土壤的技術(shù)。這種技術(shù)根據(jù)主體的不同,主要包括三方面:微生物修復技術(shù)、植物修復技術(shù)和動物修復技術(shù)。其中動物修復技術(shù)在國外已經(jīng)研究多年,國內(nèi)研究還處于起步階段。生物修復技術(shù)具有高效、快速、費用低的特點,但是由于生物技術(shù)的研究還處于起步階段,目前主要用于衍生物及烴類的有機分解和去除。
2.2.1微生物修復技術(shù)。
微生物修復技術(shù)是采用微生物為主體,利用微生物的代謝活動將其中的污染物分解為水、二氧化碳以及其他無害的小分子物質(zhì)。目前,這種修復技術(shù)主要用于石油泄漏以及其他有機污染物的污染處理中。但是由于微生物代謝活動有限,并不能很好地將所有污染物都分解掉,因而還需要進一步的研究完善。
2.2.2植物修復技術(shù)。
植物修復技術(shù)主要是利用植物的吸收和轉(zhuǎn)化功能,在污染土地上繁殖非食用的種子、種植經(jīng)濟作物,實現(xiàn)對殘留農(nóng)藥或者重金屬等的吸收處理,從而凈化土壤。土壤植物修復技術(shù)成本低,在修復污染土壤的同r還能凈化周圍空氣,但是土壤植物修復過程相比其他方法過程緩慢、周期長,土壤植物修復技術(shù)對土壤肥力、氣候、水分、鹽度等自然條件有一定的要求。該技術(shù)理論體系、修復機理和修復工藝還需要在不斷的實踐中完善、優(yōu)化。
3、污染土壤修復技術(shù)未來發(fā)展趨勢
由于土壤污染問題日益得到重視,對土壤修復技術(shù)的需求也越來越大,目前我國土壤污染修復技術(shù)正在多元化穩(wěn)步發(fā)展并取得多項研究成果。然而有的方法雖然在土壤污染修復方面大有成效,卻不宜大范圍推廣實施。比如物理化學修復技術(shù),它的推廣實施不僅會消耗巨大的資金,還可能會導致土壤結(jié)構(gòu)破壞、土壤肥力流失甚至產(chǎn)生土壤二次污染。相較于物理化學修復技術(shù),微生物修復技術(shù)和植物修復技術(shù)更符合經(jīng)濟效益,且適合大范圍污染地塊使用。微生物幾乎可以降解所有的有機物,且對土壤無害,是一項具有前景發(fā)展的土壤污染修復技術(shù)。植物修復技術(shù)不僅綠色廉價,且新型高效。該技術(shù)的推廣,在修復有機物污染方面將發(fā)揮重要作用,《土壤污染防治行動計劃》中也對農(nóng)田修復,提出“對于輕度及中度污染耕地,采用農(nóng)藝調(diào)控、替代種植等措施,降低農(nóng)產(chǎn)品超標風險;對于重度污染耕地,采用退耕還林還草或種植結(jié)構(gòu)調(diào)整”。未來,在污染土壤修復技術(shù)方面的發(fā)展趨勢如下:
3.1發(fā)展綜合型的土壤修復技術(shù)。在上文中,我們提及到很多土壤修復技術(shù),但是每種技術(shù)都是雙面性,有其自身的局限性,在推廣的過程中受到限制。在修復技術(shù)研究過程中,我們可以將單一的修復方法綜合使用,采取每一方法的可用之處,相互之間取長補短,將會收到不一樣的效果。
3.2充分考慮經(jīng)濟效益與生態(tài)效益。現(xiàn)在我們提倡經(jīng)濟又好又快發(fā)展,走科學發(fā)展之路。但是,在大力發(fā)展經(jīng)濟的同時,我們還要兼顧生態(tài)環(huán)境的發(fā)展,經(jīng)濟的發(fā)展不應(yīng)以犧牲生態(tài)文明為代價。因此,在研究土壤修復技術(shù)過程中,我們要多考慮危害較小的微生物修復技術(shù)和植物修復技術(shù),加快生物修復技術(shù)的研究與實踐,現(xiàn)實經(jīng)濟效益與生態(tài)效益雙贏。
3.3借鑒、改進其他行業(yè)先進技術(shù)。目前水、大氣治理技術(shù)日趨成熟,土壤修復技術(shù)可以借鑒其他行業(yè)的修復技術(shù),在此基礎(chǔ)上,實現(xiàn)自我創(chuàng)新?,F(xiàn)在基因工程發(fā)展趨于優(yōu)勢,我們可以有效地利用基因重組技術(shù)尋找、馴化更多的抗逆性強、降解能力強的重金屬富集植物,來修復土壤中的重金屬的污染。
3.4異位修復向原位修復轉(zhuǎn)型。異位修復分為異位原地與異位異地修復,無論哪種方式均可能在挖掘、轉(zhuǎn)運、堆放、凈化過程中帶來二次污染。異位修復不僅處理成本高,而且許多無法開挖的地塊很難推廣異位修復方法。因而,發(fā)展多種原位修復技術(shù)以滿足不同污染場地修復的需求是未來場地修復的發(fā)展方向。
“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行”,實踐是檢驗真理的途徑。土壤污染修復技術(shù)的方法多樣,具體哪一樣適合推廣,哪一樣符合實際,需要我們深入實踐中去檢驗。只有采用綠色的、科學的、有效的修復技術(shù),才能提高經(jīng)濟效益,促進生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展。
[參考文獻]:
[1]諶偉艷,沈柱華,趙潔麗.污染場地土壤修復與管理研究.資源節(jié)約與環(huán)保,2015(5):152-152.
篇7
摘 要:一直以來,治理土壤中的重金屬污染都是全球各國亟待解決的一項難題。當前我國土壤重金屬污染問題相對較為嚴峻,且引發(fā)這一問題的因素相對也比較復雜。而此種污染問題的出現(xiàn),不僅會對生物的生長帶來極大的危害,還會降低作物的總產(chǎn)量,并對人的生命健康造成極大的威脅。對此,本文以土壤的重金屬污染為立足點,通過對我國土壤污染現(xiàn)狀和危害的分析,從而就緩解和解決土壤污染問題的策略展開研究。
關(guān)鍵詞:土壤重金屬污染;危害;修復技術(shù)
中圖分類號:X53 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170230224
就土壤本身來看,其之所以會產(chǎn)生重金屬污染,主要是因為人類在活動期間將重金屬物質(zhì)帶入到土壤內(nèi)部,使得土壤內(nèi)的重金屬含量增多,破壞生態(tài)環(huán)境。隨著農(nóng)村人口數(shù)量的增長和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對化肥和農(nóng)藥使用量的增加,導致土壤中有害物含量增多,自身生態(tài)結(jié)構(gòu)和環(huán)境質(zhì)量被破壞。其中,重金屬是對土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)影響最大的一種元素。為了重塑土壤生態(tài)結(jié)構(gòu),提高土壤內(nèi)部環(huán)境質(zhì)量,解決土壤存在的重金屬污染問題勢在必行。
1 土壤污染現(xiàn)狀和危害
1.1 重金屬污染現(xiàn)狀
在2005年到2013年的12月,我國土地管理局第一次開展了有關(guān)全國土壤污染情況的調(diào)查研究。按照我國在2014年由國土資源部和環(huán)保部共同的有關(guān)《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》所公示的調(diào)查結(jié)果看:當前我國土壤生態(tài)環(huán)境的狀況整體來講十分嚴峻,特別是重金屬污染問題,更是極為嚴重。在我國一些廢棄工礦所在區(qū)域的周邊位置,土壤的重金屬污染問題十分的突出。其中,我國有16.1%的土壤,重金屬污染總超標率相對較重,11.2%超標率屬于輕微范圍;而輕度超標率和中度以上的超標率分別達到了2.3%和2.6%。
1.2 重金屬污染的危害
同其他土壤污染類型相比,重金屬污染本身的隱匿性、長期性、不可逆性較強,且這種污染問題一旦出現(xiàn),則很難消逝。一旦重金屬污染存在于土壤中,不僅很難被移動,還會長時間滯留在其產(chǎn)生區(qū)域,不斷污染周邊土壤。與此同時,重金屬污染物不僅無法被微生物有效降解,還會借助植物、水等介質(zhì),被動植物所吸收,而后進入到人類食物鏈之中,對人體健康a生威脅。從具體的情況來看,重金屬污染主要存在以下幾種危害類型:對作物生產(chǎn)造成不利影響。因為重金屬污染物在土壤與作物系統(tǒng)遷移的過程中,會對作物正常的生長發(fā)育和生理生化產(chǎn)生直接影響,從而降低作物的品質(zhì)與產(chǎn)量。例如,鎘屬于對植物生長危害性較大的重金屬,如果土壤鎘含量較高,植物葉片上的葉綠素結(jié)構(gòu)就會被破壞,根系生長被抑制,阻礙根系吸收土壤中的養(yǎng)分與水分,降低產(chǎn)量;會對人體生命健康帶去影響。土壤中存在的重金屬污染物可以借助食物鏈對人體健康造成危害。例如,汞進入人體后被直接沉入到肝臟中,破壞大腦的視神經(jīng)。
2 解決重金屬污染問題的方法
2.1 工程治理法
所謂的工程治理法,是通過利用化學或者是物理學中的相關(guān)原理,對土壤中的重金屬污染問題展開有效治理的一種方法?,F(xiàn)階段,工程治理法主要包括了熱處理法、淋洗法與電解法等[1]。在眾多重金屬污染處理方法中的處理效果更好、處理工藝的穩(wěn)定性更高。但該項方法處理過程和處理工藝復雜,需要花費的成本高,且經(jīng)過該方法處理后的土壤,其本身的肥力會有所降低。
2.2 生物治理法
該方法指的是借助生物在生長過程中的一些習性,來達到改良、抑制、適應(yīng)重金屬污染的目的。在該項治理方法中最為常見的就是微生物、植物和動物治理法。生物治理是利用鼠類和蚯蚓等動物能夠吸收重金屬的特性;植物治理則是利用植物積累到一定程度可以清除重金屬污染,對重金屬具有忍耐力的特質(zhì)。工程治理法相比,生物治理方式投資相對較小、管理便利、對環(huán)境破壞性小等優(yōu)勢,但治理時間較長[2]。
2.3 化學治理法
化學治理法是通過向已經(jīng)被重金屬污染的土壤中投入適量的抑制劑和改良劑等其他化學物質(zhì)的方式,增加有機質(zhì)、陽離子等在土壤中代換量和粘粒含量,來改變被污染土壤電導、Eh、pH等其他理化性質(zhì),使重金屬可以通過還原、氧化、拮抗、吸附、沉淀、抑制等化學作用被有效消除[3]。
3 結(jié)束語
在社會經(jīng)濟發(fā)展水平不斷提升,重金屬對土壤污染程度逐漸加深的今天,對重金屬污染現(xiàn)狀,以及其可能會造成的危害等問題展開細致的分析與研究,并利用工程、生物、化學等方式來有效的緩解和治理土壤當前存在的重金屬嚴重污染問題,能夠?qū)ξ覈寥赖纳鷳B(tài)環(huán)境和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行重構(gòu),為我國城市發(fā)展和社會建設(shè)提供充足的土壤資源。
參考文獻
[1]崔德杰,張玉龍.土壤重金屬污染現(xiàn)狀與修復技術(shù)研究進展[J].土壤通報,2004(3):366-370.
篇8
湖北省大冶市土壤重金屬污染整體水平較高,特別是鎳、銅、砷等的污染,超標范圍較大,污染程度較高,且污染主要集中在冶煉及開采活動較多的區(qū)域。在箕鋪鎮(zhèn)東角山村、金牛鎮(zhèn)下邊村選取具有代表性的兩塊修復示范用地,對解決大冶市重金屬污染問題,探索經(jīng)濟、合理、綠色的修復技術(shù)和方法有重要意義。
本研究針對大冶市存在的大范圍重金屬污染農(nóng)田,選取位于大箕鋪鎮(zhèn)東角山村、金牛鎮(zhèn)下邊村兩塊具有代表意義的農(nóng)田共400畝,進行修復示范工程,擬找到一條適合當?shù)厣鐣?jīng)濟水平的修復重金屬污染農(nóng)田技術(shù)。調(diào)查發(fā)現(xiàn),大箕鋪鎮(zhèn)東角山村重金屬污染地塊中銅、鎳的含量超出土壤環(huán)境質(zhì)量三級標準(GB15618-1995),分別為589.00mg/kg、204.30 mg/kg,金牛鎮(zhèn)下邊村重金屬污染地塊中砷、鎳的含量超出土壤環(huán)境質(zhì)量三級標準(GB15618-1995),分別為36.93mg/kg、259.00 mg/kg。
本示范工程擬采取植物-化學聯(lián)合修復方法,重點對大箕鋪鎮(zhèn)東角山村地塊的銅、鎳和金牛鎮(zhèn)下邊村地塊的砷、鎳進行修復,土壤修復深度為0.5m。
1、工程示范目標
將被重金屬污染的區(qū)域恢復農(nóng)田功能,土壤重金屬的濃度修復到標準限值,保證農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn);通過此修復示范工程,探索得到一種適合當?shù)厣鐣?jīng)濟水平及實際狀況的并可用于大面積重金屬污染土壤修復的理念和方法。
綜合考慮各目標污染物國家標準、風險計算結(jié)果和土壤背景值之間的差異及我國目前土壤修復技術(shù)和經(jīng)濟的發(fā)展水平現(xiàn)狀,本項目的農(nóng)田土壤修復的標準建議采用土壤環(huán)境質(zhì)量三級標準(GB15618-1995),鎳、砷、銅的修復標準分別為200mg/kg、30mg/kg、400mg/kg。
1.1 示范目標
被重金屬污染的農(nóng)用地通過連續(xù)種植超富集植物對重金屬提取,將其修復到土壤環(huán)境質(zhì)量三級標準(GB15618-1995)的水平。在最短的時間內(nèi)最大程度地去除土壤中的重金屬(銅,砷和鎳),對于修復過程中田地上是否能夠產(chǎn)出經(jīng)濟作物以及經(jīng)濟作物的用途則作為第二優(yōu)先級考慮。
1.2修復措施
選擇和種植各種適合當?shù)厣L的重金屬超富集植物,將土壤中的重金屬富集到植物內(nèi)。然后通過植物的收割,將重金屬從土壤中去除。收割的生物質(zhì)進入后續(xù)處理過程。輔助措施包括改良土壤的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)、pH、氧化還原電位等,通過在土壤中加入溫和的螯合化學添加劑等方法,來促進重金屬超富集植物對土壤中重金屬的吸收。
1.3 種植計劃
種植面積:400畝;
主要針對提取重金屬:砷、鎳、銅;
超富集植物:甘薯高山薯Ipooea douarrei;
種植方式:單種,塊莖繁殖;
種植密度:2000株/畝;
土壤改良的方法:配合灌溉,畝施磷灰石100公斤和EDTA+CA混合螯合劑500升;;
收獲方式:人工+機械收割。
1.4修復目標:土壤環(huán)境質(zhì)量三級標準(GB15618-1995)
1.5目標可達性分析
目前有效的土壤重金屬污染修復主要有兩種途徑。一種是使重金屬在土壤中產(chǎn)生沉淀、吸附等一系列反應(yīng),改變重金屬在土壤中的存在狀態(tài),降低其生物有效性,使其鈍化,脫離食物鏈,減小其毒性;另一種是找尋重金屬超累積植物,利用植物吸收,降低土壤中重金屬含量并輔以一些物理化學手段,例如添加浸提劑將土壤中大部分重金屬提取出來再進行集中處理,從而達到修復土壤重金屬污染的目的。重金屬污染土壤的植物修復技術(shù)是一種新興的綠色生物技術(shù),其在一定意義上是污水生物凈化和土地處理工程技術(shù)的延伸,代表了重金屬污染土壤修復技術(shù)創(chuàng)新方向。
植物提取利用植物根系對目標污染重金屬元素的吸收,并經(jīng)過植物體內(nèi)一系列復雜的生理生化過程,將重金屬元素從根部轉(zhuǎn)運至植物地上部分,再進行收割處理,從而把重金屬從污染土壤中去除。該技術(shù)適用于大面積推廣修復重金屬污染場地,而且具有成本低廉,不造成二次污染和美化環(huán)境的多重效益。
2、示范工程內(nèi)容
2. 1 植物修復工程前期工程建設(shè)
(1)土地平整和覆土
對土壤進行整平和覆土。覆土所用土壤包括心土和表土,心土直接采集于周邊山地,表土則來源于水源地被剝離的上層土壤。
(2)修復示范工程種植區(qū)的水土保持和邊坡處理
對于不能覆蓋植被的基礎(chǔ)設(shè)施,如田埂路,需要人工壓實,以防降雨沖刷,對于不同種植分區(qū)之間的主干路和支干路不能覆蓋植被,可考慮使用壓實機對其進行壓實硬化,并在其表面鋪設(shè)碎沙石。對于地勢較低且不遠處有地勢較高尾礦庫的修復區(qū)域 ,因此需要對修復區(qū)域周邊進行邊坡圍墻處理。
(3)修復示范工程種植區(qū)的排灌系統(tǒng)
對于地勢較低,且周邊水塘存在污染隱患,優(yōu)先考慮噴灌技術(shù)。項目示范用地附近沒有高位水源的自然落差,噴灌用水需要經(jīng)水泵增壓,需要考慮配套的設(shè)備包括:動力機、水泵、輸水管道和噴頭等。
(4)修復示范工程種植區(qū)的建筑和附屬設(shè)施
擬采用向當?shù)剞r(nóng)民租用的方式租賃辦公、居住類房屋,科研等活動轉(zhuǎn)移至金湖示范區(qū)進行。并購置科研、辦公和實驗設(shè)備,配套的附屬機械設(shè)備和設(shè)施以租用為主,專用型農(nóng)用機械如收割機以購置為主。
(5)供電系統(tǒng)
供電電源用附近村莊的變電站或工廠引線接電,電纜長度、位置及配電設(shè)備需要根據(jù)實際情況確定,由當?shù)毓╇姴块T實施接入。
2.2 植物修復
針對此示范區(qū)域耕地及其污染特點,對面積為400畝的示范區(qū)主要種植超富集植物,配合化學藥劑,使土壤中重金屬盡快釋放,并被超富集植物提取出來,達到修復目標。
3、工程效益分析
3.1 環(huán)境效益
通過對土壤修復示范區(qū)內(nèi)重金屬污染土壤的修復,可清除土壤中的重金屬污染,大箕鋪鎮(zhèn)東角山村土壤中鎳、銅消減量為4.30mg/kg和189mg/kg,金牛鎮(zhèn)下邊村土壤中鎳、砷的消減量為59mg/kg和6.93mg/kg。同時可阻斷土壤重金屬對周邊環(huán)境的影響,如地下水、地表水、大氣環(huán)境污染等,使整個示范區(qū)環(huán)境質(zhì)量改善。本次修復過程采用綠色修復的原則,保持全過程的環(huán)境友好,減少修復過程的二次污染,且節(jié)能、安全、可循環(huán)和具有可持續(xù)性。修復中確定的超富集植物適合大冶當?shù)氐臍夂颦h(huán)境,不會對當?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)環(huán)境造成負面影響。植物修復過程也能夠增加土壤中有機質(zhì)含量和土壤肥力,增加農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)。
3.2 經(jīng)濟效益
通過項目建設(shè),修復區(qū)可以改善農(nóng)田面積400畝,土壤質(zhì)量達到土壤環(huán)境質(zhì)量三級標準(GB15618-1995)。修復前的農(nóng)田撂為荒地,修復后可正常種植農(nóng)作物,畝效益和糧食效應(yīng)的增加率為100%,農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值增加42萬斤,每斤按國家規(guī)定的最低收購價0.95元計算,每年純收入增加到39.9萬元。另外,在工程修復期間田地上生長的超富集植物可賣給當?shù)靥釤拸S提煉金屬,按每畝2000公斤,每斤0.05元計算,每年400畝地純收入增加8.00萬元。植物產(chǎn)品也可提供給當?shù)氐纳锬茉雌髽I(yè)提煉生物柴油或生物乙醇用作清潔能源,每年純收入至少增加2萬元。玉米、高粱等經(jīng)濟作物雖然是低累積作物,總體上也能吸收一部分目標重金屬,其秸稈可以收集碾碎后產(chǎn)生燃氣或用于秸稈發(fā)電,減少當?shù)仉姾膲毫?。工程進行的過程中采取邊修復邊生產(chǎn)相結(jié)合的方式,保證當?shù)剞r(nóng)民具有一定的經(jīng)濟收入。
篇9
關(guān)鍵詞:礦區(qū);重金屬污染;修復;土壤
中圖分類號:F124.5 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2013)18-0286-02
引言
中國是世界上重要的重金屬礦區(qū)之一,分布著大量的優(yōu)質(zhì)重金屬礦,豐富的重金屬資源為中國國民經(jīng)濟的健康穩(wěn)定發(fā)展提供了資源保障。然而,長期以來在重金屬礦區(qū)開采的過程中,由于開采技術(shù)、資金缺乏及管理方面等原因,對礦區(qū)周圍的土壤與環(huán)境造成了嚴重影響,從而引發(fā)了大量的生態(tài)環(huán)境問題。
礦業(yè)廢棄地一般都含有大量的重金屬,這些廢棄地以尾礦和廢棄的低品位礦石的重金屬含量最高。重金屬通過地表生物地球化學作用釋放和遷移到土壤及河流中,而這些受重金屬污染的水又通過灌溉方式進入農(nóng)田,并通過食物鏈進入人體,從而對礦區(qū)附近居民的健康和生存環(huán)境構(gòu)成嚴重威脅 [1]。通常情況下,有色金屬礦區(qū)附近的土壤中,鉛、銅、鋅含量分別為正常土壤中含量的 10~40倍、5~200倍、5~10 倍 [2]。
一、礦區(qū)土壤重金屬污染現(xiàn)狀
鉛鋅礦區(qū)重金屬污染現(xiàn)狀越來越嚴重,已經(jīng)損害了人民的群眾健康。如在20世紀60年代,日本曾發(fā)生的第二公害病―骨痛病,便是由于食用被鎘廢水污染了土壤生產(chǎn)的“鎘米”所致。王新等對遼寧省鐵嶺柴河Pb―Zn礦區(qū)的土壤一巖石界面的重金屬行為特性進行了研究,結(jié)果表明該礦區(qū)土壤Cd、Pb、Zn元素含量分別是當?shù)乇尘昂康?1倍、4.5倍、3倍,大大超過了當?shù)乇尘昂克?;Cd作為制約當?shù)剞r(nóng)業(yè)用地的限制性元素,超過國家土壤環(huán)境質(zhì)量標準5.8倍;礦區(qū)附近玉米中Pb、Cd含量分別是國家食品衛(wèi)生標準16~21倍、5.7~9.7倍[3]。湖南省由于有色金屬礦山開采引起的Pb、Cd、Hg、As等重金屬污染,受污染面積達2.8萬km2,占全省總面積的13%。部分地區(qū)土壤中Pb、Cd、Hg、As高出正常值數(shù)倍至數(shù)百倍,從而出現(xiàn)了地方病。王瑩以上虞某廢棄鉛鋅尾礦山為研究對象,研究了土壤中重金屬含量及污染狀況,結(jié)果表明:尾礦山周邊各采樣點土壤 As、Zn、Pb 和 Cu 平均含量為 328 mg.kg-1、1 760 mg.kg-1、2 708 mg.kg-1和 287 mg.kg-1,均超過土壤環(huán)境背景值,各元素含量變異強度為:As>Pb>Cu>Zn[4]。
二、礦區(qū)土壤重金屬修復技術(shù)
重金屬是農(nóng)業(yè)環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品的一個重要污染物質(zhì)。對土壤重金屬污染的修復技術(shù)常用的有物理修復和化學修復。物理修復主要包括客土、換土和深耕翻土等措施。通過客土、換土和深耕翻土與污土混合,可以降低土壤中重金屬的含量,減少重金屬對土壤―植物系統(tǒng)產(chǎn)生的毒害?;瘜W修復就是向土壤投入改良劑,通過對重金屬的吸附、氧化還原、沉淀作用,以降低重金屬的生物有效性。但由于重金屬元素在環(huán)境中具有相對穩(wěn)定性和難降解性,至今仍未找到可供大面積應(yīng)用的重金屬污染治理方法。
近年來出現(xiàn)的植物修復,具有投資和維護成本低、操作簡便、不造成二次污染、具有潛在或顯在經(jīng)濟效益等優(yōu)點,并且其更適應(yīng)環(huán)境保護的要求,因此越來越受到高度重視。植物修復是一種經(jīng)濟、有效且非破壞性的修復技術(shù),主要利用自然生長或遺傳培育植物對土壤中的污染物進行固定和吸收。通常包括:植物提取,即植物對重金屬的吸收。目前已發(fā)現(xiàn)有400 多種植物能夠超積累各種重金屬,一些超積累植物能同時積累多種重金屬,如羊蕨屬植物和具有富重金屬性的莧科植物對土壤中重金屬的吸收率達到 100%。蔣先軍等的研究發(fā)現(xiàn),印度芥菜對Cu、Zn、Pb 等中等污染土壤具有良好的修復效果[5]。有證據(jù)表明,柳樹和白楊能從土壤中去除一定量的重金屬,凈化低污染的土壤;植物揮發(fā),即通過植物使土壤中的某些重金屬(如Hg2+)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)(HgO)而揮發(fā)出來;根際過濾,即利用植物根系過濾積淀水體中的重金屬;植物穩(wěn)定,即利用植物根際的一些特殊物質(zhì)使土壤中的污染物轉(zhuǎn)化為相對無害的物質(zhì)。有研究發(fā)現(xiàn),樹木可以存活并生長于含有較高濃度的多種重金屬污染的土壤上。經(jīng)監(jiān)測,樺樹和柳樹的一些樹種可以耐受鉛和鋅[6]。
結(jié)論與展望
礦區(qū)土壤的重金屬污染是礦區(qū)所面臨的重大生態(tài)環(huán)境問題,具有自己獨有的特征,在治理的過程中應(yīng)因地制宜地選擇恰當?shù)闹卫矸绞健?/p>
物理、化學等方法對于礦山土壤的修復存在耗能、耗錢、對土壤結(jié)構(gòu)損害較大等缺點,從保護生態(tài)環(huán)境出發(fā),這些方法均對礦山生態(tài)環(huán)境的恢復作用不明顯,而植物修復成本較低,可以穩(wěn)定土壤、控制污染、改善景觀、減輕污染對人類的健康威脅,所以在修復礦山土壤重金屬污染的過程中,越來越多的國家選擇使用植物修復技術(shù)。近年來,中國金屬礦業(yè)迅速發(fā)展,所造成的重金屬污染日益加劇,植物修復技術(shù)的研究更具有廣闊的市場,并逐步走向商業(yè)化,同時中國有廣袤的國土、豐富的資源、復雜多樣的地理條件,蘊藏著大量超富集植物,為中國開展有關(guān)植物修復技術(shù)的研究提供了良好的基礎(chǔ)。
參考文獻:
[1] 鄭奎,李林.中國鉛鋅礦區(qū)的重金屬污染現(xiàn)狀及治理[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2009,(30).
[2] 薛強,梁冰,劉曉麗.有機污染物在土壤中遷移轉(zhuǎn)化的研究進展[J].土壤與環(huán)境,2002,(1):90-93.
[3] 王新,周啟星,任麗萍.礦區(qū)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量及土壤─巖石界面重金屬行為特性的研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2004,(3):459-463.
[4] 王瑩,趙全利,胡瑩,等.上虞某鉛鋅礦區(qū)周邊土壤植物重金屬含量及其污染評價[J].環(huán)境化學,2011,(7).
篇10
2006年環(huán)保部和國土資源部斥資10億元聯(lián)合啟動了“全國首次土壤污染狀況調(diào)查調(diào)查報告”。歷時6年,通過調(diào)查,基本查明了全國土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀、變化趨勢,主要類型污染場地及周邊土壤環(huán)境特征及其風險程度,建立了全國各種土地利用類型的土壤樣品庫和調(diào)查數(shù)據(jù)庫。目前,由環(huán)保部牽頭制定的《土壤環(huán)?!笆濉币?guī)劃》已進入國務(wù)院審批程序。
修復現(xiàn)狀
調(diào)查結(jié)果顯示,目前全國受污染的土壤面積已占耕地面積的1/5左右,總面積超過2000萬公頃。從國內(nèi)土壤修復產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的趨勢來看,未來土壤修復的重點領(lǐng)域?qū)⒓性诔鞘形廴就恋亻_發(fā)及污染農(nóng)田兩大板塊。
城市污染土壤修復主要分歷史遺留和新開發(fā)污染土地兩大領(lǐng)域,治理責任主體單位通過治理工程招標,中標修復公司通過土壤置換進行異地修復,修復經(jīng)評估達標后從開發(fā)商獲得收益。這也成為城市土壤修復的主流運營模式,項目投資收益率一般可達10%-20%。目前,城市污染土地土壤修復主要集中在上海、北京等一線城市。
目前全國范圍內(nèi)處于實驗室中試階段的土壤修復技術(shù)儲備時間已逾10年,技術(shù)種類達近百種,除傳統(tǒng)的物理化學治理方法外,生物治理已漸漸成為未來適應(yīng)國內(nèi)土壤污染治理需求的主流。
土壤修復市場包括污染場地修復,礦山土地修復和耕地修復。由于中國城市化進程加快,以前的化工礦產(chǎn)企業(yè)逐漸從城市中心搬遷至郊區(qū),目前對城市中的污染場地修復需求最高。由中國環(huán)境修復網(wǎng)的統(tǒng)計得出,目前全國風險場地有42處,其中已修復13處,待修復11處,已搬遷16處。全國待搬遷場地約200處。平均一個場地修復項目的資金規(guī)模在一到兩個億。據(jù)中信建投研報,假設(shè)只考慮已知的污染場地,對待修復和已搬遷場地的修復能夠在未來2年內(nèi)完成,對待搬遷場地的修復能夠在未來3到5年內(nèi)完成,并且平均修復場地資金為1.5億,則未來兩年我國場地修復的市場規(guī)模在40億左右,未來3到5年的市場規(guī)模在300億左右。
中國農(nóng)田污染源主要是來自化肥、農(nóng)藥、生活垃圾、農(nóng)村家畜糞便等,城市“毒地”的污染源頭是化工、農(nóng)藥、焦化等類企業(yè)。
換土是目前國內(nèi)最常見的一種土壤修復技術(shù)。就是一種異位土壤修復技術(shù),它包括異地填埋和異地水泥窯焚燒等。這種技術(shù)通過大規(guī)模挖土換土,可以在短時間內(nèi)解決表面的污染問題,但是并不徹底。而植物修復效果徹底、綠色環(huán)保,成本相對較小。但植物修復所需時間與土壤污染的重金屬濃度直接相關(guān),重金屬超標不高的土壤,3年到5年可見效;如果超標嚴重,修復的時間則需翻倍。
我國采用異位土壤修復技術(shù)原因有三。一是我國房地產(chǎn)開發(fā)商普遍面臨開發(fā)周期短的壓力,通常能分配給修復土壤的時間只有三個月,因此只能動用土方工程將污染土壤挖出。二是目前大部分原位修復技術(shù)還停留在技術(shù)研發(fā)階段,較少能夠滿足工程應(yīng)用的要求。三是我國相關(guān)法律尚不完善,沒有專門的污染土壤修復法在約束土壤修復的后續(xù)污染問題,因此企業(yè)大多會選擇異地填埋焚燒這種造成二次污染但周期較短的方式。
千億市場
就在土壤修復市場逐漸熱鬧喧囂之時,嗅覺靈敏的產(chǎn)業(yè)資本和金融資本都開始紛紛進軍土壤修復這個正在快速擴張的新產(chǎn)業(yè),但是由于土壤修復市場門檻較低,甚至一些簡單的土木轉(zhuǎn)移填埋也可以成為企業(yè)的支撐。土壤環(huán)境修復產(chǎn)業(yè)同樣又是一個技術(shù)密集型和資金密集型產(chǎn)業(yè),一些缺少技術(shù)實力的企業(yè)僅僅將修復工程變成土方工程,污染場地的土拉出后,只是進行異地堆積而非處理,造成土壤污染的異地擴散。政府應(yīng)制定明確的技術(shù)標準及市場監(jiān)管系統(tǒng),引導產(chǎn)業(yè)規(guī)范健康發(fā)展。
隨著近幾年土壤修復產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,如今已經(jīng)初步形成一條產(chǎn)業(yè)鏈。產(chǎn)業(yè)鏈既包括調(diào)查評估、咨詢和修復工程,也包括第三方檢測等行業(yè)。目前形成了以環(huán)保部門的監(jiān)測機構(gòu)為主、商業(yè)檢測機構(gòu)為輔的市場格局。
一些比較成熟的污水治理企業(yè),也開始延伸自身的產(chǎn)業(yè)鏈條,涉足水體或土壤及地下水修復領(lǐng)域。因此,它們可能會成為潛在土壤和地下水修復企業(yè),憑借自身的資本、技術(shù)、人才優(yōu)勢,都正在向土壤及地下水修復行業(yè)滲透。
最保守的測算,“十二五”期間國內(nèi)土壤修復產(chǎn)業(yè)也將達到千億規(guī)模的市場,據(jù)知情人士則透露,“十二五”期間,國家用于防治土壤污染的全部財政資金將達數(shù)千億元,其中,僅僅是國家治理重金屬污染的投入就達595億元。
缺乏監(jiān)管
污染土壤修復作為新興環(huán)保行業(yè),技術(shù)的研發(fā)或應(yīng)用還處在試驗階段,還沒有形成比較成熟的技術(shù),暫時沒有技術(shù)壁壘;而且國家的行業(yè)標準和準入制度也都在制訂過程中,因此,在環(huán)境修復市場逐漸成熟后,將會有越來越多從事其他環(huán)保產(chǎn)業(yè)的企業(yè)涌入到環(huán)境修復行業(yè)。
在今年五月末舉辦的2012重金屬污染土壤治理與生態(tài)修復論壇上,陳同斌研究員指出:國內(nèi)土壤修復產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展初期,理論探索十分活躍,技術(shù)發(fā)展不斷完善,規(guī)范的工程實例和產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗尚少。我國土壤污染修復產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略不明確,市場混亂;土壤修復技術(shù)水平參差不齊,產(chǎn)業(yè)鏈合作亟待解決,這些因素很大程度限制了行業(yè)的發(fā)展。
現(xiàn)在房地產(chǎn)開發(fā)商基本都是將“毒地修復”流程簡化成兩個程序——挖干凈“毒土”,然后轉(zhuǎn)移至別處,而一些承包修復場地的企業(yè)也不需要申請資質(zhì),有幾臺挖掘機就可以成立一個土壤修復公司,“只要能找到工程,就可以盈利”。
發(fā)達國家的環(huán)境修復產(chǎn)業(yè)起步較早,發(fā)展較快。土壤污染修復技術(shù)研究起步于上世紀70年代后期。在過去的30多年中,美、日、澳等國紛紛制定了土壤修復計劃,投巨資用于土壤修復技術(shù)與設(shè)備的研發(fā),積累了豐富的現(xiàn)場修復技術(shù)與工程實踐經(jīng)驗。
美國、日本等國家的土壤修復產(chǎn)業(yè)可以占到本國環(huán)保產(chǎn)業(yè)市場份額的30%~50%,產(chǎn)業(yè)相當成熟。
而我國土壤修復市場缺乏一批具有自主研發(fā)能力的大中型修復企業(yè),尚未構(gòu)成以修復企業(yè)為主的場地調(diào)查、風險評估、修復設(shè)計、修復工程、規(guī)劃開發(fā)的良性產(chǎn)業(yè)鏈條,無法形成規(guī)模效應(yīng)。