礦區(qū)重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)

（甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741020）

礦物質(zhì)資源是人們?cè)谏a(chǎn)生活中所需要的基本資源之一，但是隨著礦物質(zhì)資源的不斷開(kāi)發(fā)，對(duì)我國(guó)的環(huán)境也造成了一定污染，尤其是在采礦地區(qū)中，由于重金屬的污染，造成地下水資源和土壤資源受到了嚴(yán)重的影響，不僅導(dǎo)致農(nóng)作物出現(xiàn)減產(chǎn)和品質(zhì)下降的問(wèn)題，還直接危害到了人們的生命健康。

1 礦區(qū)土壤污染簡(jiǎn)介

當(dāng)前在礦區(qū)土壤污染的治理過(guò)程中，首先要明確礦區(qū)的土壤污染的主要來(lái)源，現(xiàn)階段礦區(qū)土壤污染主要是受到了，礦物質(zhì)在開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的重金屬元素的污染，其主要來(lái)源分為兩個(gè)方面，第一個(gè)方面，由于在金屬礦山的開(kāi)采過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)一些井下廢水、選礦廢水或者冶煉廠的廢水，這些廢水中含有較多的重金屬元素[1]。同時(shí)重金屬元素可能會(huì)通過(guò)可溶性離子的方式進(jìn)入到地下土壤資源中，因此造成了土壤污染現(xiàn)象。

當(dāng)前環(huán)境下在礦區(qū)土壤的重金屬元素中包含很多有害元素，例如鉛元素，銅元素，鉻元素等，這些重金屬元素不僅會(huì)對(duì)土壤造成污染，使農(nóng)產(chǎn)品出現(xiàn)減產(chǎn)以及品質(zhì)下降的問(wèn)題，還會(huì)對(duì)土壤中的地下水造成嚴(yán)重的影響，在人們使用地下水的過(guò)程中，受到生命健康威脅。第二個(gè)方面，重金屬元素的污染來(lái)源是在金屬礦物質(zhì)資源開(kāi)采完成以后，可能會(huì)產(chǎn)生大量的礦業(yè)廢棄地，這些礦業(yè)廢棄地中，如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)合理的處理會(huì)遺存很多的污染重金屬元素，尤其是在尾礦和一些被廢棄的低品位的礦石中，重金屬元素的含量相對(duì)過(guò)高，因此對(duì)土壤造成一定的污染，一般情況下，一噸有色金屬的生產(chǎn)過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生上百?lài)嵉墓腆w廢棄物，這些廢棄物中含有大量的重金屬元素，所以，隨著我國(guó)礦物質(zhì)資源開(kāi)采量的不斷增加，固體廢棄物的總排放量也在逐漸的增加，而由于這些固體廢棄物的利用率相對(duì)較低，所以，導(dǎo)致固體廢棄物在長(zhǎng)時(shí)間的遺存過(guò)程中，對(duì)地下的土壤環(huán)境造成了嚴(yán)重的威脅。當(dāng)前礦區(qū)土壤受到重金屬污染的特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，首先由于不同的礦物質(zhì)資源開(kāi)采的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生的重金屬?gòu)U棄物種類(lèi)相對(duì)較多，所以在對(duì)土壤進(jìn)行污染的過(guò)程中，不僅污染程度較大，而且污染的現(xiàn)象也相對(duì)較為復(fù)雜，這也導(dǎo)致了在后期治理過(guò)程中的難度增加。其次是礦區(qū)土壤在受到重金屬污染的過(guò)程中，污染的范圍都相對(duì)過(guò)大，一般以廢棄的堆積物為中心向四周進(jìn)行擴(kuò)散，如果沒(méi)有及時(shí)的清除掉廢棄的堆積物將會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)散的范圍越來(lái)越大，從而使我國(guó)大面積土壤受到重金屬的污染，既降低了土壤的使用價(jià)值，又對(duì)我國(guó)的環(huán)保提出了更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)。最后是在一些有色金屬的開(kāi)采過(guò)程中，其重金屬的含量相對(duì)較大，例如，在一般有色金屬開(kāi)采過(guò)程中，周?chē)寥乐秀U元素的含量是正常土壤中的30倍左右，而銅的含量是正常土壤中的10倍左右，鋅的含量在7倍左右，所以礦區(qū)周?chē)耐寥乐泻械闹亟饘僭睾恳蚕鄬?duì)較高[2,3]。針對(duì)越來(lái)越嚴(yán)峻的礦區(qū)重金屬污染土壤問(wèn)題，必須要采取合理的修復(fù)技術(shù)，并且盡量提高修復(fù)技術(shù)的修復(fù)質(zhì)量和修復(fù)效率，確保我國(guó)土壤資源能夠得到更好的維護(hù)。

2 礦區(qū)重金屬污染土壤資源的修復(fù)技術(shù)

當(dāng)前針對(duì)礦區(qū)的重金屬污染土壤資源進(jìn)行修復(fù)的過(guò)程中，主要使用了物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)和植物修復(fù)技術(shù)。在使用物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)的過(guò)程中，主要是通過(guò)改變重金屬在土壤資源中的儲(chǔ)存狀態(tài)，從而確保重金屬元素的活性降低，并且減少重金屬元素在土壤中所產(chǎn)生的毒性，其主要包含的處理方法為化學(xué)固化，土壤淋洗法和電動(dòng)修復(fù)法。

在使用植物修復(fù)法進(jìn)行修復(fù)的過(guò)程中，主要是將不同的植物種植到土壤中，然后通過(guò)植物的獨(dú)特性能對(duì)土壤中的重金屬元素進(jìn)行吸附，然后再將植物去除，植物修復(fù)法的主要工作方法是包括植物的提取、植物的揮發(fā)以及植物的穩(wěn)定性研究。

2.1 物理化學(xué)修護(hù)技術(shù)

物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)主要包含三種，首先是化學(xué)固化法，化學(xué)固化法的主要工作原理是向被污染的土壤中加入一定的土壤添加劑，通過(guò)土壤添加劑可以有效的改變土壤的理化性質(zhì)，然后對(duì)土壤中的重金屬元素進(jìn)行吸附和沉淀，確保其在土壤中改變相應(yīng)的存在形態(tài)，這樣既可以降低重金屬元素的遷移性又可以降低滋生生物的活效性，當(dāng)土壤中的重金屬元素被有效的固定以后，可以防止重金屬元素向更深層的土壤進(jìn)行移動(dòng)，或者向地下水資源進(jìn)行遷移[4]?；瘜W(xué)固化法的原材料主要包含石灰、磷肥，含鐵氧化物等，由于不同的固化原材料對(duì)重金屬元素的固化機(jī)理不同，所以在針對(duì)土壤進(jìn)行修復(fù)的過(guò)程中，要根據(jù)重金屬元素的具體種類(lèi)選擇不同的固化劑。例如石灰在固化的過(guò)程中，主要根據(jù)重金屬元素出現(xiàn)水解反應(yīng)而吸收其中的氫氧元素從而形成碳酸鈣沉淀，這樣可以有效的防止重金屬的移動(dòng)。使用化學(xué)固化的方法可以確保重金屬能夠固定在原位，這樣可以有效降低重金屬去除的成本，但是使用固化的方法有效性相對(duì)較短，并且重金屬只要存在于土壤中即可以發(fā)生形態(tài)的轉(zhuǎn)變，所以，很難保證土壤能夠恢復(fù)到原始的狀態(tài)。其次是使用土壤淋洗的方法及主要的工作原理是通過(guò)提取劑可以把土壤中的重金屬元素由固相轉(zhuǎn)移到液相，然后將含有提取劑的土壤經(jīng)過(guò)清水洗滌以后，去除掉相應(yīng)的提取劑，再將處理后的土壤放入到原位使用。而對(duì)于含有大量重金屬元素的廢水來(lái)說(shuō)則可以進(jìn)行重金屬元素的回收利用和提取劑的回收利用，在實(shí)施的過(guò)程中關(guān)鍵的步驟是提取劑的選擇，現(xiàn)階段針對(duì)重金屬污染現(xiàn)象所使用的提取劑，分別為硝酸、鹽酸，草酸檸檬酸以及EDTA和氫氧化鈉等[5]。當(dāng)前EDTA提取劑在實(shí)際使用過(guò)程中適用范圍最為廣泛，并且也可以使金屬元素形成相對(duì)較為穩(wěn)定的復(fù)合物，但是由于這種提取機(jī)的價(jià)格相對(duì)較為昂貴，所以必須要保證能夠?qū)ζ浠厥绽?，進(jìn)行合理的處理。同時(shí)一些草酸、檸檬酸等有機(jī)酸也是天然的有機(jī)提取及其對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染，同時(shí)還很容易被生物體進(jìn)行降解，另外對(duì)重金屬進(jìn)行清除的過(guò)程中能力也相對(duì)較為穩(wěn)定。最后，是通過(guò)電動(dòng)修復(fù)的方法，主要工作原理是可以對(duì)被污染的土壤施加一定的直流電壓，由于土壤中會(huì)有天然的導(dǎo)電性，所以土壤中的污染物在電場(chǎng)的作用下會(huì)形成電流，從而吸收到電極的兩端進(jìn)行去除。

2.2 植物修復(fù)技術(shù)

植物修復(fù)技術(shù)的首要步驟是需要進(jìn)行植物的遴選，這時(shí)在選擇了合理的植物以后，將植物種植在土壤中，則可以吸收到一種或幾種重金屬元素，并且將其轉(zhuǎn)移到根部以及地上的莖葉部位進(jìn)行集中的收集，然后收割掉植物即可完成重金屬元素的提取。然后需要進(jìn)行植物的揮發(fā)，主要是通過(guò)植物的種植可以吸收到一些揮發(fā)性的污染物，從而轉(zhuǎn)化為植物生長(zhǎng)所需要的某種元素。最后是植物的穩(wěn)定，是通過(guò)植物根系的巨大表面積，能夠去除掉污染土壤中的重金屬元素，防止地下水以及食物鏈等受到重金屬元素的污染。

3 結(jié)束語(yǔ)

由于現(xiàn)階段我國(guó)礦物質(zhì)資源的開(kāi)采，相對(duì)較為頻繁，并且礦區(qū)也相對(duì)較多，所以被污染的土壤面積越來(lái)越大，因此，重金屬污染土壤的治理問(wèn)題已經(jīng)成為現(xiàn)階段環(huán)保部門(mén)需要關(guān)注的重要問(wèn)題，并且在進(jìn)行治理的過(guò)程中也需要采取更加高效的措施，保障治理效果和治理過(guò)程的工作效率能夠得到有效的提高。