土壤重金屬污染治理的化學(xué)固化研究進(jìn)展

齊建(九江市輻射環(huán)境監(jiān)測站，江西 九江 332000)

0 引言

重金屬在土壤中具有明顯的性質(zhì)，其在土壤中的理化性質(zhì)比較穩(wěn)定，遷移性較強(qiáng)，一旦重金屬沒有得到有效的控制，隨著時間的推移，土壤污染問題會越來越嚴(yán)重，甚至?xí)茐耐寥赖恼＝Y(jié)構(gòu)[1]。因此，必須要運(yùn)用化學(xué)固化方案，對土壤開展治理工作，幫助土壤恢復(fù)到正常水平，促進(jìn)土壤的健康正常發(fā)展。

1 土壤重金屬污染的危害

1.1 土壤重金屬污染的危害

重金屬是土壤中的高污染元素，如果長時間不處理土壤的污染問題，就極易使污染無法解決，并進(jìn)一步污染水環(huán)境，影響生物的正常生長，最終危害人類自身的健康與安全。人與自然本應(yīng)該是和諧相處的共同體，但是隨著工業(yè)化的不斷推進(jìn)，自然環(huán)境受到多種因素的影響，發(fā)生了改變[2]。當(dāng)前，為了更加深入了解土壤重金屬的危害，應(yīng)當(dāng)利用重金屬的危害程度，細(xì)致劃分工作，對各個環(huán)節(jié)開展優(yōu)化與分析工作，以制定出相應(yīng)的處理措施。要想徹底消滅重金屬污染，不僅需要相關(guān)環(huán)境保護(hù)部門的支持，還需要社會各界的支持，從而制定相應(yīng)的防治方案，并解決相應(yīng)的危害，保證生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展。

1.2 土壤的污染現(xiàn)狀

當(dāng)農(nóng)業(yè)與工業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的背景下，工業(yè)的發(fā)展規(guī)模逐漸擴(kuò)大，生產(chǎn)的污染問題困擾著居民的生活，有部分企業(yè)對于重金屬污染的問題重視成都不夠，常常會出現(xiàn)重金屬排放標(biāo)準(zhǔn)不合格的現(xiàn)象，隨著重金屬污染的加重，土壤結(jié)構(gòu)會被進(jìn)一步破壞，造成比較嚴(yán)重的影響，甚至?xí)绊懻５木用裆頪3]，并威脅農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)。在工業(yè)生產(chǎn)中，會產(chǎn)生重金屬的環(huán)節(jié)，主要是選礦采礦等環(huán)節(jié)，甚至在排放的廢水中也會存在一定的重金屬，一旦對重金屬的處理方式不妥當(dāng)，就會產(chǎn)生污染問題，并破壞周圍的水和空氣質(zhì)量，嚴(yán)重影響周圍居民的生活[4]。

1.3 土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)

土壤中重金屬污染的形成原因，主要由于人類在生產(chǎn)活動中，排放大量的重金屬，并以河流等方式，逐漸滲透到土壤中，如果常見不能及時處理，周圍土壤中的重金屬含量就會高于土壤的正常水平，嚴(yán)重危害土壤健康。土壤中重金屬污染處理的難度較大，主要是因?yàn)槠渚哂忻黠@的隱蔽性、潛伏性、長期性，會耗費(fèi)大量的人力與物力。通過物理、化學(xué)、生物以及工程技術(shù)，能夠?qū)ν寥乐械闹亟饘傥廴酒鸬揭欢ǖ男Ч鸞5]。比較常見的方式是物理技術(shù)，通過電熱、土壤淋浴等形式將去除土壤中的重金屬，去除的效果比較好，但是具有明顯的劣勢，即處理效率低，花費(fèi)的時間較長。工程技術(shù)主要通過客土、覆土、深耕翻土等途徑將土壤重金屬轉(zhuǎn)移到別處[6]，工程技術(shù)更適合工程量較大的項(xiàng)目，應(yīng)用的性價比較高，但是實(shí)際上大多數(shù)的項(xiàng)目所需要處理的土壤面積較低，需要大量的資金，性價比較低，在土壤重金屬污染領(lǐng)域推廣難度較大。生物處理技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，能夠較好提取與揮發(fā)土壤中的重金屬，發(fā)揮出較好的固化作用，涉及的土壤重金屬處理環(huán)節(jié)較多，具有全面性、高效率的特點(diǎn)。在處理受污染的重金屬土壤中，對固化的效率、固化的技術(shù)要求較高，需要極力避免二次污染情況的發(fā)生。

2 土壤重金屬化學(xué)固化原理

2.1 沉淀作用

固化材料的有效運(yùn)用，能夠順利推進(jìn)土壤污染重金屬修復(fù)工作的開展。固化材料主要通過自身溶解作用，改善土壤狀況，是土壤重金屬固化的一種重要方式。固化材料發(fā)生溶解后，能在較短的時間內(nèi)產(chǎn)生陰離子與重金屬，進(jìn)而發(fā)生沉淀，破壞重金屬的生物有效性與遷移性。固化材料對重金屬具有明顯的固化作用，并減少土壤重金屬毒性的浸出量。做好土壤重金屬固化工作，為了保證工作的有效開展，不僅要保證土壤中的重金屬能夠發(fā)生氫氧化物的化學(xué)反應(yīng)，更要加強(qiáng)對固化材料的合理運(yùn)用，降低Cd 含量，從而實(shí)現(xiàn)真正的沉淀作用。常見的材料的就是石灰，又被稱為堿性純化修復(fù)劑[7]，在實(shí)際運(yùn)用中，能夠進(jìn)一步提升土壤溶液pH，石灰石的自身特性適合運(yùn)用到沉淀中，能夠明顯減少土壤中重金屬的毒性浸出量，并逐漸固定住重金屬，避免土壤中出現(xiàn)過多的土壤污染物。通過實(shí)踐表明，適當(dāng)?shù)氖乙约肮璺实任镔|(zhì)，能夠極強(qiáng)土壤重金屬的固化效果，并有效降低其中的Cd 含量。這對土壤中的重金屬處理過程，為了有效發(fā)揮出沉淀作用，必須選擇合理的方式，以降低重金屬的遷移性、生物有效性，以發(fā)揮出最大的處理效果[8]。

2.2 吸附作用

在土壤重金屬固化處理的吸附作用，相當(dāng)于吸附劑的有效應(yīng)用，主要利用了質(zhì)點(diǎn)之間的相互吸引作用，分為物理吸附、化學(xué)吸附兩種方法，以實(shí)現(xiàn)明顯的吸附的作用，優(yōu)化對材料的運(yùn)用，保證吸附的作用。在開展吸附工作之前，為了保證固化材料對于土壤中重金屬的吸附作用，必須要深入掌握各個物質(zhì)的吸附結(jié)構(gòu)與吸附效果，并將即將使用于土壤重金屬固化處理的材料進(jìn)行歸類，主要包括沸石、柿單寧等物質(zhì)，并對后續(xù)的金屬回收工作做好規(guī)劃[9]，以發(fā)揮最大的固化作用，積極消除外在因素，避免吸附作用受到影響。沸石是一種特別的四面體結(jié)構(gòu)，具有十分明顯吸附作用，將土壤中的有害重金屬吸附于沸石表面。

2.3 配位作用

黏土物質(zhì)在重金屬土壤中，具有較好的配位作用，其作用機(jī)制是通過靜電作用與溶液中離子發(fā)生了較強(qiáng)的配位反應(yīng)，不斷破壞重金屬污染土壤中的遷移性、生物有效性。黏土礦層之間依靠分子引力，相互之間被連接，重金屬離子也隨著黏土物質(zhì)的加入，出現(xiàn)了配合作用。通過修復(fù)技術(shù)的不斷改進(jìn)，在黏土物質(zhì)中添加土壤改良劑(如：骨粉、凹凸棒)，以最大程度發(fā)揮出黏土礦物的作用。在此環(huán)節(jié)中，相關(guān)的工作人員要利用作用機(jī)制，不斷加強(qiáng)對重金屬離子配位作用，使土壤中的重金屬被吸附并固定，以保證其他各項(xiàng)工作的順利開展[10]。

3 土壤重金屬污染治理的化學(xué)固化的發(fā)展方向

3.1 加強(qiáng)重金屬化學(xué)固化效果的穩(wěn)定性

為了有效提升重金屬化學(xué)固化效果的穩(wěn)定性，必須充分分析土壤的透氣性，確保有充足的養(yǎng)分供應(yīng)，提供良好的氧化環(huán)境，以提高重金屬離子化學(xué)固化的效果。并加強(qiáng)對各項(xiàng)工作的重視程度，不斷進(jìn)行調(diào)整與創(chuàng)新，避免受到重金屬的影響，而進(jìn)一步影響土壤的質(zhì)量。

3.2 完善固化材料以及配套的應(yīng)用技術(shù)

在實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)，有部分固化材料吸附以及固化的效果并不明顯，主要是因?yàn)楣袒牧系幕瘜W(xué)穩(wěn)定性、生物降解性都無法得到有效的保障。為了最大程度地將固化材料吸附以及固化的效果發(fā)揮出來，必須要加強(qiáng)對固化材料的改進(jìn)與完善，確保在運(yùn)用中發(fā)揮出理想的土壤治理效果，避免土壤重金屬污染受到擾亂。此外，為了提升土壤重金屬治理的效果，應(yīng)當(dāng)不斷加強(qiáng)對固化材料以及配套的應(yīng)用技術(shù)，將生物技術(shù)與工作環(huán)境相互結(jié)合，最大程度地發(fā)揮治理土壤污染的作用，將多元化的治理技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際的治理工作中。

4 結(jié)語

土壤污染，并不同于水污染、大氣污染，其往往不會直接作用與人體或是人體的感官，土壤污染的速度較慢，污染的類型主要以重金屬污染為主，尤其是工廠搬遷后土壤污染的問題會更加嚴(yán)重，土壤污染的總體狀況也不容樂觀。重金屬污染具有典型的生物富集性，能夠從植物的根系一直向上，并富集到植物的葉片中，并由此進(jìn)入食物鏈，最終到達(dá)人類的餐桌，當(dāng)重金屬污染積累到一定的量時，會對機(jī)體的正?；顒釉斐捎绊懀l(fā)病變。隨著國內(nèi)的重金屬化學(xué)固化不斷發(fā)展，各項(xiàng)工作在發(fā)展的過程中，常常過于關(guān)注固化的效果，對作用機(jī)理的研究并不夠全面，因此，在今后的發(fā)展中，必須要實(shí)事求是，將理論與實(shí)際相互結(jié)合，全面提升重金屬化學(xué)固化的效果，不斷優(yōu)化化學(xué)固定技術(shù)，并發(fā)揮各項(xiàng)優(yōu)勢，全面解決土壤重金屬污染的問題。