納米零價鐵在污染土壤修復中的應用研究

魏邦億 李宗碩

新疆新能源集團環(huán)境發(fā)展有限公司

納米零價鐵在污染土壤修復中的應用研究

魏邦億 李宗碩

新疆新能源集團環(huán)境發(fā)展有限公司

經(jīng)濟體系的完善，綠色經(jīng)濟發(fā)展模式逐漸構(gòu)建，政府相關部門不斷開展土壤修復工作，提升我國生態(tài)改良與環(huán)境污染控制能力，滿足社會生產(chǎn)以及居民生活過程中，對生態(tài)環(huán)境的客觀要求。文章以納米零價鐵作為研究核心，在相關理論原則的指導下，從納米零價鐵運作原理分析、應用方式以及發(fā)展展望等幾個角度出發(fā)，將污染土壤修復工作與納米零價鐵進行有機結(jié)合，為后續(xù)污染土壤修復工作的開展提供了必要的參考。

污染土壤修復；納米零價鐵；應用；展望

1 前言

納米零價鐵作為一種新的污染治理技術體系，與傳統(tǒng)技術相比，其具有粒子表面積大以及還原性強的特點，因而在實際應用的過程中，表現(xiàn)出量子效應、表面效應以及體積效應等，因此納米零價鐵在使用過程中，對無機物、有機物以及重金屬等污染粒子有著較好的去除能力。近些年來，隨著納米零價鐵技術的日益成熟，納米零價鐵的應用范圍以及頻率日益提升，成為現(xiàn)階段我國污染治理工作的主流，為了切實有效地推動納米零價鐵在污染土壤修復工作中的科學高效應用，文章立足于納米零價鐵技術機理出發(fā)，對其應用方式進行全面優(yōu)化，提升污染土壤修復工作的有序開展，滿足綠色經(jīng)濟發(fā)展對于生態(tài)環(huán)境的客觀要求。

2 納米零價鐵分析

納米零價鐵（Nanoscale zero-valent）粒子半徑為1-100nm，與傳統(tǒng)污染物處理技術相比，其還原性較強，增強粒子反應效率，并且在一定環(huán)境條件下，表現(xiàn)出較為明顯的催化以及吸附功能，這種性能優(yōu)勢使得納米零價鐵在進行污染處置的過程中，被廣泛地應用于污染治理之中，從實踐情況來看，納米零價鐵在過往地下水污染修復工作中得到了較好的應用，對無機物、重金屬元素等污染物具有較強的凈化能力。例如我國專家學者王新新教授借助于納米零價鐵技術實現(xiàn)了對泥底中Cr以及VR污染的有效治理，由于納米零價鐵的表面積較大且還原性較強，在與Cr以及VR等污染物進行反應的過程中，能夠借助于化學反應生成無害沉淀并借助吸附能力，使得微小沉淀凝聚，最終實現(xiàn)Cr以及VR污染物的科學高效配排除。因此零價鐵技術對于泥底Cr以及VR污染物具有較高的凈化能力，占泥底比重1%的納米零價鐵粉在15d的處理周期內(nèi)，其對于Cr的去除率高達98.4%。因而為了進一步提升污染土壤修復能力，增強現(xiàn)階段我國污染生態(tài)環(huán)境，需要相關政府部門以及技術人員，對納米零價鐵的應用方式進行分析，實現(xiàn)納米零價鐵在污染土壤修復中的科學高效應用。

3 納米零價鐵在污染土壤修復中的應用

3.1 污染土壤重金屬元素的修復

土壤中的重金屬元素移動性較差、停滯周期較長且無法被有機物分解，這些重金屬元素一旦在人體內(nèi)集聚，將會引發(fā)癌癥乃至遺傳基因缺陷。例如Cr作為現(xiàn)階段我國主要的土地污染物，無法被生物體分解，因此一旦在人體內(nèi)富集，將會對人體的健康帶來極大地威脅。在利用納米零價鐵對污染土壤中重金屬元素修復的過程中，要充分體現(xiàn)科學性的原則，只有從科學的角度出發(fā)，對污染土壤修復的相關內(nèi)容、納米零價鐵處理技術工作的定位以及具體職能，進行細致而全面的考量，才能夠最大限度地保證納米零價鐵處理技術能夠滿足污染土壤修復工作的客觀要求，只有在科學精神、科學手段、科學理念的指導下，我們才能夠以現(xiàn)有的技術條件與操作方式為基礎，確保納米零價鐵處理技術在污染土壤修復工作中的科學高效實現(xiàn)?；谶@種考量，技術人員要根據(jù)污染區(qū)域土壤重金屬元素的種類以及污染程度，進行全面分析，采取有效的應對方案，借助于納米零價鐵的技術優(yōu)勢，對各類重金屬元素進行必要的還原，實現(xiàn)污染土壤的高效修復。例如針對于土壤中存在濃度為100mg·kg-1Cr的重金屬元素，技術人員可以使用0.25 g·kg-1的納米零價鐵進行修復，使得其轉(zhuǎn)化為無害無毒狀態(tài)，并且削弱了重金屬元素的遷移性，實現(xiàn)污染土壤的安全修復。

3.2 污染土壤無機物的修復

污染土壤中的無機物主要為硝酸鹽以及亞硝酸鹽兩種主要類型，這兩種無機無物一旦進入到人體，就會與人體內(nèi)的物質(zhì)發(fā)生還原反應，生成亞硝酸鹽，最終導致人體內(nèi)氧濃度降低，造成傷害。為了實現(xiàn)對硝酸鹽以及亞硝酸鹽的處理，技術人員在明確其反應機制的基礎上，遵循相關原則的指導，由于污染土壤修復工作內(nèi)容多樣，信息數(shù)據(jù)繁多。為了適應這一現(xiàn)實狀況，確保納米零價鐵在污染土壤修復中的有效應用，就要盡可能的增加納米零價鐵應用方案的兼容性，減少復雜冗環(huán)節(jié)據(jù)對污染土壤修復中納米零價鐵應用活動的不利影響。因此納米零價鐵以及相關技術應用流程必須進行簡化處理，降低操作的難度，提升納米零價鐵應用方案的實用性能。政府相關部門以及技術人員在實際操作的過程中，需要以實用性原則為指導，采取必要的應用手段，對土壤中的無機物處理環(huán)節(jié)進行必要的優(yōu)化，避免冗余操作環(huán)節(jié)對于修復工作的不利影響，并在這一過程中，對無機物的環(huán)境、ph值等進行全分析，使用合理濃度的納米零價鐵，增強反應動力，實現(xiàn)硝酸鹽高效脫硝處理，對無機物進行修復。

3.3 污染土壤有機物的修復

納米零價鐵在對土壤有機污染物進行修復處理的過程中，主要是對PCB、TCE等有機物進行脫氯處理，因此在實際操作的過程中，需要根據(jù)土壤自身的特性，分析土壤的流動性，采取必要的修復措施，對有機物進行降解以及吸附，提升現(xiàn)階段土壤污染中有機物的修復能力。同時重視溫度因素對于有機污染物降解作用的影響，在實際修復的過程中，營造起科學化的修復條件，推動土壤污染物修復工作的順利進行。

4 結(jié)語

納米零價鐵由于自身微粒特性，使其在實際使用的過程中，會帶來一系列問題，對生態(tài)環(huán)境本身也會帶來一定的威脅。因此在對納米零價鐵技術發(fā)展的過程中，需要采取合理化的應對方案，對納米零價鐵的使用進行風險評估，確保其在實踐中的無害化使用。

[1]聶天琛.淺談納米零價鐵在污染土壤修復中的應用[J].低碳世界,2015(30):1～2.

[2]劉軍，愈盛龍，王琳，徐軍.納米零價鐵修復鈾污染土壤可行性淺析[J].廣州化工,2015(11):32～34.