淺談重金屬污染土壤修復(fù)清洗劑的研究與應(yīng)用

高月

摘 要：近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，推動(dòng)了現(xiàn)代工業(yè)和城市建設(shè)的發(fā)展速度，由此產(chǎn)生出來(lái)的污染也越來(lái)越多，水資源、大氣和土壤等自然環(huán)境要素受到的污染程度隨之日益加重。由于自然界的規(guī)律使得水體、大氣和土壤中的污染會(huì)形成一個(gè)循環(huán)，而這個(gè)循環(huán)的最終歸屬則是土壤。在土壤的眾多污染物中，重金屬元素是一種毒性較大且不易被降解的污染物，它對(duì)人體的健康危害最大。正因如此，人們對(duì)于土壤當(dāng)中重金屬的污染問(wèn)題越來(lái)越重視，對(duì)這一課題的研究也隨之增多。基于此點(diǎn)，該文就重金屬土壤修復(fù)清洗劑的研究與應(yīng)用進(jìn)行淺談。

關(guān)鍵詞：重金屬 土壤 修復(fù)清洗劑

中圖分類號(hào)：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）12（a）-0-01

1 土壤中重金屬的來(lái)源及其危害

1.1 土壤中重金屬的主要來(lái)源分析

土壤當(dāng)中的重金屬元素并非是與生俱來(lái)的，一般都是由于外因（主要都是人類活動(dòng)）導(dǎo)致重金屬元素進(jìn)入到土壤當(dāng)中，因?yàn)橹亟饘俦旧砗茈y被降解，所以其會(huì)始終存在于土壤當(dāng)中。污染土壤的重金屬主要包括以下元素：Hg（汞）、Cd（鎘）、Cr（鉻）、Pb（鉛）、As（類金屬砷），這些都是生物毒性較為顯著的元素，除此之外還包括一些毒性一般的Cu（銅）、Ni（鎳）、Zn（鋅）等元素。上述重金屬元素基本都來(lái)自于農(nóng)藥、污泥、廢水以及大氣沉降等。例如，Hg主要來(lái)源于含汞的廢水；Cd、Pb則主要來(lái)源于冶煉排放和汽車尾氣；As大部分都來(lái)自于除草劑、殺菌劑和殺蟲(chóng)劑等化學(xué)藥劑。

1.2 重金屬土壤的危害

由于土壤中的重金屬大部分都與人類活動(dòng)有關(guān)，而近些年來(lái)，國(guó)家在大搞建設(shè)和大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，使得土壤中的重金屬污染日益加重。因?yàn)橹亟饘僭谕寥喇?dāng)中較難遷移，具有殘留時(shí)間久、毒性大、隱蔽性強(qiáng)等特點(diǎn)，而且還會(huì)經(jīng)一些作物吸收后進(jìn)入人類的食物鏈當(dāng)中，也有可能借助一些遷移方式進(jìn)入大氣和水中，使人類的健康受到威脅。為此，國(guó)內(nèi)外都非常重視重金屬土壤及河流的治理，也將之作為重點(diǎn)課題來(lái)進(jìn)行研究。通常情況下，重金屬的生物毒性不但與量有關(guān)，而且還與形態(tài)分布有關(guān)。因不同的形態(tài)會(huì)產(chǎn)生出不同的環(huán)境效應(yīng)，這會(huì)對(duì)重金屬的毒性、循環(huán)規(guī)律以及遷移等造成直接影響。大部分重金屬都屬于過(guò)渡性元素，這種元素最為典型的特點(diǎn)之一是原子具有獨(dú)特的電子層結(jié)構(gòu)，從而使得重金屬在土壤當(dāng)中的化學(xué)行為也相應(yīng)地具有了一系列的特點(diǎn)。大部分重金屬元素都能夠在一定幅度內(nèi)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，這是因?yàn)橹亟饘僭囟季哂锌勺儍r(jià)態(tài)。由于不同的重金屬元素具有的可變價(jià)態(tài)均不相同，從而使得毒性和活性也都不相同。重金屬元素非常容易在土壤當(dāng)中發(fā)生水解反應(yīng)，進(jìn)而生成氫氧化物，同時(shí)還能夠與土壤當(dāng)中的某些無(wú)機(jī)酸發(fā)生反應(yīng)，生成硫化物、磷酸鹽和碳酸鹽等化合物。因?yàn)檫@些化合物本身的溶度積都比較小，故此會(huì)使重金屬累積在土壤當(dāng)中，不容易發(fā)生遷移。雖然重金屬的污染范圍不會(huì)擴(kuò)大，但卻會(huì)導(dǎo)致污染區(qū)域范圍內(nèi)的污染周期變長(zhǎng)，致使危害程度增大。

土壤重金屬污染會(huì)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境造成以下危害：其一，受重金屬污染的土壤由于直接暴露在環(huán)境當(dāng)中，其中的重金屬元素會(huì)通過(guò)土壤顆粒直接或間接地被人吸收，從而威脅人體健康；其二，在雨水的作用下，土壤當(dāng)中的重金屬元素會(huì)逐漸向下滲透，這樣一來(lái)便有可能使地下水系受到污染；其三，外界環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)，會(huì)使土壤中的重金屬活性和生物可用性提高，致使重金屬容易被土壤上的植被吸收從而進(jìn)入人類的食物鏈對(duì)人體產(chǎn)生毒害

作用。

2 重金屬污染土壤修復(fù)清洗劑的研究與應(yīng)用

2.1 無(wú)機(jī)溶液

這是一種較為常用的重金屬污染土壤清洗劑，其主要通過(guò)溶解作用或絡(luò)合作用來(lái)增強(qiáng)土壤當(dāng)中重金屬元素的溶解性。常見(jiàn)的無(wú)機(jī)溶液有水、無(wú)機(jī)鹽、無(wú)機(jī)堿以及無(wú)機(jī)酸等等。這是人們最早使用的一類土壤重金屬清洗劑。在諸多無(wú)機(jī)溶液中水最容易獲得的一種，但是水對(duì)土壤中重金屬的清洗效果卻比較有限，為了提高水的清洗效果，一些專家學(xué)者利用粒徑分離，用水清洗的方法將鉛含量為1700 mg·kg-1的土壤清洗至鉛含量≤150 mg·kg-1，這一研究極大程度地提高水的清洗效果；還有一些專家經(jīng)試驗(yàn)研究后發(fā)現(xiàn)，利用9.4%的H3PO4清洗被類金屬砷污染的土壤，通過(guò)6 h的清洗，土壤當(dāng)中類金屬砷的去除率可達(dá)到99.9%。

2.2 復(fù)合清洗劑

前文中提到重金屬元素的種類較多，為此，土壤當(dāng)中有可能同時(shí)存在多種重金屬元素，如果僅僅采用針對(duì)某一種污染物的清洗劑可能無(wú)法達(dá)到徹底去除的目的。而此時(shí)便需要聯(lián)合使用或者依次使用清洗劑來(lái)對(duì)土壤進(jìn)行清洗，這有助于提高污染物的去除效果。復(fù)合清洗劑是目前土壤重金屬清洗技術(shù)研究的一個(gè)主要方向，業(yè)內(nèi)的一些專家學(xué)者提出采用HC1+CaC12復(fù)合淋洗劑來(lái)去除含有鎘和鉛的土壤，通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)復(fù)合淋洗劑淋洗后的土壤中污染沉積物的浸出毒性檢測(cè)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求；還有一些學(xué)者提出了采用ETDA和SDS加強(qiáng)型清洗劑對(duì)含鉛和MDF的復(fù)合污染土壤進(jìn)行修復(fù)，經(jīng)研究后發(fā)現(xiàn)，使用EDTA后再依次使用SDS可以使該土壤中的鉛去除率達(dá)到最高，而顛倒使用順序則可以使MDF的去除率達(dá)到最佳。這一研究充分證明了當(dāng)土壤當(dāng)中存在多種不同重金屬元素時(shí)可以通過(guò)復(fù)合清洗劑進(jìn)行去除修復(fù)，并且清洗劑使用先后順序的不同去除效果也是不同的。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)土壤當(dāng)中重金屬元素的危害分析，使我們清楚地認(rèn)識(shí)到重金屬元素的危害性，為了保護(hù)我們懶以生存的土地和人類的健康，有必要加大對(duì)重金屬污染土壤清洗劑的研究，并將一些切實(shí)可行、效果較好的清洗劑應(yīng)用到土壤重金屬污染較為嚴(yán)重的地區(qū)，以此來(lái)降低和消除重金屬造成的危害，這對(duì)于人類社會(huì)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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