潼關(guān)安樂鄉(xiāng)重金屬污染土壤的合理修復(fù)技術(shù)探究

趙通

摘 要 通過分析潼關(guān)安樂鄉(xiāng)附近土壤受污染成因，定性分析確定了污染土壤中的重金屬主要來源以及金屬類型，通過理論分析確定了適合于修復(fù)此區(qū)域污染土壤的聯(lián)合修復(fù)技術(shù)，并提出了此修復(fù)技術(shù)的相關(guān)施工工藝，但未能給出施工工藝中的具體參數(shù)。因此，還需進(jìn)一步通過試驗(yàn)，確定出施工工藝流程中的最佳具體參數(shù)，篩選出最佳的聯(lián)合修復(fù)模式。

關(guān)鍵詞 污染成因;理論分析;聯(lián)合修復(fù)技術(shù);施工工藝

中圖分類號(hào)：X53 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.09.090

我國擁有豐富的礦產(chǎn)資源，而大規(guī)模的礦產(chǎn)資源開發(fā)與利用，促使我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得了巨大進(jìn)步，但同時(shí)也使周邊環(huán)境與生態(tài)遭到了很大破壞。目前，我國共有26萬余座大中小型礦山，因其礦山開采所導(dǎo)致的土地破壞面積達(dá)到330 km2/年[1]。因此礦產(chǎn)開發(fā)所導(dǎo)致的土壤污染問題已成為污染土壤類型中不可忽視的重點(diǎn)。

隨著土壤修復(fù)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)如今的重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)可分為物理、化學(xué)、生物、農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)技術(shù)[2]。其中，物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)是通常將重金屬元素固結(jié)于特定土體中，使重金屬遷移性能大幅度降低，其施工靈活、工期短，且適用于有害的大部分種類重金屬;生物修復(fù)、農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)是將重金屬元素從污染土壤中去除掉，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，其施工方案確定較為困難、修復(fù)周期也長。

物理修復(fù)技術(shù)包括換土方法、阻隔填埋方法等，這些方法并未有效地將土壤中的重金屬處理移除出去，而是依然存在于土壤中，隨著時(shí)間的推移其會(huì)受到毛細(xì)作用而漸漸向上部種植土遷移，污染種植土。而化學(xué)修復(fù)技術(shù)通常以鈍化修復(fù)最為普遍[3-4]，其是按照污染土壤中的重金屬類型選擇相對(duì)應(yīng)的鈍化劑，將污染土壤與鈍化劑兩者均勻混合，使兩者之間產(chǎn)生拮抗、絡(luò)合、離子交換等一系列鈍化反應(yīng)，從而達(dá)到土壤中重金屬毒性、遷移能力降低的目的，但此技術(shù)也沒有將重金屬元素清除出土壤，其可能會(huì)發(fā)生再次活化，產(chǎn)生二次污染。生物修復(fù)技術(shù)與農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)都是以植物修復(fù)最為常見[5]，通過種植超富集植物從污染土壤中吸收重金屬元素而儲(chǔ)存于植物自身，以收割植物而達(dá)到大幅度降低甚至移除重金屬的目標(biāo)，沒有二次污染，但超富集植物對(duì)重金屬的提取量有限。

從上述方法可看出，土壤修復(fù)方法雖多，但都有其各自局限性，在實(shí)際修復(fù)時(shí)，通常以單一的修復(fù)方法是達(dá)不到修復(fù)目的，應(yīng)以多種修復(fù)方法相結(jié)合的聯(lián)合修復(fù)技術(shù)修復(fù)污染土壤為主，從而達(dá)到預(yù)期修復(fù)目的?；诖?，以潼關(guān)縣安樂鄉(xiāng)受開采金礦所導(dǎo)致的重金屬污染土地為研究分析對(duì)象，理論分析適合于此污染土地的有效修復(fù)技術(shù)。

1 潼關(guān)縣安樂鄉(xiāng)重金屬污染概況

潼關(guān)縣位于渭南東端，是陜西的東大門，貴金屬賦存量十分豐富，是我國重要的貴金屬產(chǎn)區(qū)。而潼關(guān)縣安樂鄉(xiāng)附近金礦開采歷史悠久，但由于長期對(duì)賦存的黃金資源無序開采、私人偷挖盜采、開采礦山過程操作不合乎規(guī)范，產(chǎn)生了大量隨處堆放的含重金屬廢礦、廢渣，且未對(duì)這些含重金屬廢礦、廢渣進(jìn)行有效的措施處理，使之隨礦區(qū)排水與大氣降雨直接進(jìn)入當(dāng)?shù)赝寥乐?，后期由于雨水的沖刷會(huì)導(dǎo)致更大面積土壤的污染，并會(huì)出現(xiàn)更深層次的遷移、轉(zhuǎn)化。最終導(dǎo)致這一地區(qū)土壤大部分都已受到不同程度大小的重金屬污染，因而對(duì)于污染的農(nóng)田土壤治理已迫在眉睫。

2 潼關(guān)縣安樂鄉(xiāng)土壤重金屬污染特性分析

研究分析區(qū)域土壤重金屬污染來源、污染元素種類，對(duì)于選擇合適的土壤修復(fù)技術(shù)有十分重要的指導(dǎo)意義，是進(jìn)行污染土壤修復(fù)的重要前提。

安樂鄉(xiāng)附近不僅存有金礦開采區(qū)，還具有選金冶煉企業(yè)以及分布存在于各村莊之內(nèi)的家庭作坊式冶煉提金點(diǎn)。在選金冶煉過程中產(chǎn)生大量未被進(jìn)行廢水、廢渣處理的含汞污染物，隨著廢水灌溉農(nóng)田方式，對(duì)附近水土環(huán)境產(chǎn)生一定程度的污染，Hg污染顯得最為嚴(yán)重，而研究者也已通過實(shí)驗(yàn)及研究，分析確定出Hg污染是導(dǎo)致區(qū)內(nèi)環(huán)境污染的主要問題之一;而金礦開采區(qū)的開采廢渣在礦區(qū)排水、長期風(fēng)吹揚(yáng)塵的作用下，也會(huì)逐漸遷移到附近農(nóng)業(yè)生產(chǎn)土地中，造成土地重金屬含量超標(biāo)，以Pb、Cd和Cu等為主，而相關(guān)研究學(xué)者通過取樣檢測(cè)也證實(shí)了此觀點(diǎn)，認(rèn)為廢渣中的污染元素是Hg、Pb、Cd和Cu，且安樂鄉(xiāng)附近土壤重金屬以Cd、Hg含量最高;而冶煉混汞法提金過程中添加的汞是安樂鄉(xiāng)附近土壤重金屬汞污染的主要來源，Pb、Cd、和Cu污染主要來自于開采廢渣。

3 潼關(guān)縣安樂鄉(xiāng)合理污染土壤修復(fù)技術(shù)分析

通過對(duì)潼關(guān)縣安樂鄉(xiāng)土壤重金屬來源及其類型分析，可以針對(duì)不同污染源及類型，選取針對(duì)性的修復(fù)措施，再進(jìn)一步組合起來，形成可以最大程度修復(fù)污染土壤的聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。

安樂鄉(xiāng)附近土壤主要污染重金屬是Cd、Hg、Pb，因此選取的土壤修復(fù)材料、技術(shù)應(yīng)對(duì)于Cd、Hg、Pb具有針對(duì)性。而現(xiàn)有研究表明，通過在重金屬污染土地中加入粉煤灰改良土壤的理化性質(zhì)，明顯增大其pH值，使Cd、Hg、Pb有效態(tài)含量均有所減小，有良好的重金屬固定作用;但是趙小虎等[6]研究發(fā)現(xiàn)，在汞污染土壤中，只在pH值是6～7的酸堿環(huán)境下才能有效，當(dāng)pH值超過7且繼續(xù)升高時(shí)，會(huì)出現(xiàn)反作用，因而針對(duì)于Hg金屬含量超標(biāo)的污損土壤需將粉煤灰與其他修復(fù)劑共同使用，起到聯(lián)合修復(fù)污染土壤的目的。而通過相關(guān)材料文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)：活性炭是一種多孔碳，是一種非常普遍的過濾水中重金屬、雜質(zhì)的過濾材料，因此能一定程度的物理吸收污染土壤中的Hg金屬，Zhang J等[7]利用活性炭粉末進(jìn)行含汞廢物固化處理實(shí)驗(yàn)，且取得了良好的效果。但許多研究者發(fā)現(xiàn)粉煤灰鈍化、活性炭粉末物理吸附，不管單一作用還是共同作用均只能降低Cd有效態(tài)含量，但不能使Cd有效態(tài)含量降低到國際標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，因此需要Cd耐性植物對(duì)污染土壤進(jìn)一步處理，李念[5]研究發(fā)現(xiàn)本地的三葉鬼針草、向日葵、繁穗莧均具有好的Cd富集能力，表明這些植物擁有從較強(qiáng)的地下向地上 Cd 的轉(zhuǎn)移能力;魏樹和等[8]研究也發(fā)現(xiàn)三葉鬼針草是Cd超富集植物。

因此在粉煤灰、活性炭粉末混合的物理-化學(xué)修復(fù)技術(shù)上，還應(yīng)增添植物修復(fù)技術(shù)，形成物理吸附-化學(xué)鈍化-植物修復(fù)的聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。

聯(lián)合修復(fù)技術(shù)工藝流程：在污染土壤投入一定比例的粉煤灰、活性炭，將土壤、粉煤灰和活性炭利用機(jī)械充分混合攪勻，然后平整土地，種植Cd超富集植物（三葉鬼針草、向日葵、繁穗莧）。

4 結(jié)論

1）通過對(duì)潼關(guān)縣安樂鄉(xiāng)土壤重金屬來源及其類型分析，再進(jìn)一步針對(duì)不同污染源及類型，選取針對(duì)性的修復(fù)措施理論研究分析，確立了適合該區(qū)域污染土壤的修復(fù)技術(shù)，即物理吸附-化學(xué)鈍化-植物修復(fù)的聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。2）提出適合的修復(fù)工藝流程：將一定比例的土壤、粉煤灰和活性炭利用機(jī)械充分混合攪勻，然后平整土地，種植Cd超富集植物。3）可通過在該區(qū)域污染土壤選取試驗(yàn)田塊，進(jìn)行土壤、粉煤灰和活性炭合理比例參數(shù)，以及三葉鬼針草、向日葵、繁穗莧三種Cd超富集植物合理搭配研究，以期篩選出適于該區(qū)域污染土壤的最佳聯(lián)合修復(fù)模式。

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（責(zé)任編輯：趙中正）