土壤重金屬污染治理的化學(xué)固化研究進(jìn)展

張顯軍 胡 悅 朱 超

（1 浙江裕騰百諾環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?浙江杭州 310012 2 上海建科環(huán)境技術(shù)有限公司杭州分公司 浙江杭州 310000 3 浙江省工業(yè)環(huán)保設(shè)計(jì)研究院有限公司 浙江杭州 310012）

引言

重金屬在土壤理化性質(zhì)相對(duì)較為穩(wěn)定，而且遷移性相對(duì)較差，若重金屬含量沒(méi)有得到有效控制，其會(huì)對(duì)土壤造成相對(duì)較為嚴(yán)重的影響，難以保證土壤的結(jié)構(gòu)。要想通過(guò)優(yōu)化處理將問(wèn)題解決，應(yīng)該注重分析各項(xiàng)問(wèn)題產(chǎn)生原因，從而適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行優(yōu)化與改善，確?？梢匀姹Ｕ细鱾€(gè)區(qū)域生態(tài)環(huán)境，避免受重金屬污染的影響而導(dǎo)致土壤質(zhì)量無(wú)法得到保障。而且在實(shí)際運(yùn)用化學(xué)固化方法的過(guò)程中，還應(yīng)該對(duì)其有著相對(duì)較為全面的了解，掌握土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用效果，從而促進(jìn)其健康發(fā)展。

1 土壤重金屬污染危害

1.1 重金屬污染導(dǎo)致危害分析

重金屬作物高污染元素，若不夠重視對(duì)其的處理，則產(chǎn)生的影響污染無(wú)法有效解決，尤其是對(duì)水環(huán)境及土壤產(chǎn)生的危害較為嚴(yán)重，影響生物的生長(zhǎng)，同時(shí)違背保護(hù)環(huán)境原則。而且人與自然是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，要想避免受到多種因素影響與限制，應(yīng)該注重分析，掌握各項(xiàng)工作發(fā)展面臨的問(wèn)題，有效進(jìn)行優(yōu)化與創(chuàng)新，這樣可以根據(jù)重金屬危害程度，適當(dāng)?shù)膶?duì)各個(gè)環(huán)節(jié)工作進(jìn)行優(yōu)化，最大化發(fā)揮處理的效果，解決污染所帶來(lái)的影響。除此之外，要想杜絕重金屬污染，則必須要加強(qiáng)對(duì)其重視，確?？梢匀嬲莆罩亟饘伲瑢?duì)人類及生態(tài)環(huán)境發(fā)展所產(chǎn)生的危害，從而制定針對(duì)性防治方案，解決其所產(chǎn)生的危害，保證生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展。

1.2 土壤中污染情況

在農(nóng)業(yè)及工業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的背景，其規(guī)模及生產(chǎn)效率在不斷提升，但是由于部分企業(yè)對(duì)重金屬污染不夠重視，而且重金屬排放不符合各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，一旦重金屬影響土壤結(jié)構(gòu)，則會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響，難以保障各項(xiàng)工作的有序進(jìn)行，甚至?xí){農(nóng)業(yè)發(fā)展，不利于農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)。對(duì)于工業(yè)方面，如選礦采礦及質(zhì)量等各個(gè)環(huán)節(jié)及操作過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生重金屬，而且在排放的廢水廢氣中，也會(huì)有一定的，重金屬，若一旦沒(méi)有得到有效處理，將其流入到水體或土壤當(dāng)中則會(huì)產(chǎn)生重金屬超標(biāo)，一旦濃度嚴(yán)重超標(biāo)，則會(huì)對(duì)周圍空氣水體及土壤造成相對(duì)較為嚴(yán)重的影響，不利于保證環(huán)境的健康發(fā)展，甚至?xí){人們的日常生活[1]。

2 土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)

土壤重金屬污染主要就是重金屬不標(biāo)準(zhǔn)排放，或通過(guò)河流等方式滲透到土壤當(dāng)中，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)中的重金屬含量超標(biāo)，從而導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化，嚴(yán)重影響土壤的運(yùn)用，產(chǎn)生的影響較為嚴(yán)重。要想有效對(duì)土壤重金屬進(jìn)行修復(fù)，應(yīng)該重視自身的責(zé)任，并合理的選擇針對(duì)想方法，從而能夠得到更為全面的優(yōu)化，這樣可以降低重金屬的遷移性和生物有效性，消減有效重金屬含量。其中在實(shí)際通過(guò)物理化學(xué)及生物技術(shù)進(jìn)行修復(fù)的過(guò)程中，需要事先對(duì)土壤污染的現(xiàn)狀有了一定的了解，這樣可以在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上合理的運(yùn)用多樣化技術(shù)。例如，針對(duì)物理技術(shù)來(lái)講，主要是通過(guò)電熱及多種方式將重金屬?gòu)耐寥乐腥コ?，而且這種治理方式相對(duì)較為徹底，但由于效率無(wú)法得到有效提高，而且會(huì)花費(fèi)較為嚴(yán)重的成本受到的限制。針對(duì)生物技術(shù)的有效運(yùn)用，其能夠發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，但是在實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中涉及到的內(nèi)容相對(duì)較多，一旦某一環(huán)節(jié)沒(méi)有得到重視，則無(wú)法提高處理的效果。而且這種方法主要就是通過(guò)提取與揮發(fā)等方式對(duì)重金屬進(jìn)行固化處理，從而有效的對(duì)土壤重金屬污染進(jìn)行處理，全面發(fā)揮固化的效果，降低產(chǎn)生的影響。再加上這種方法方法處理時(shí)涉及到的內(nèi)容相對(duì)較為全面，若固化效率無(wú)法得到保證，或者固化技術(shù)應(yīng)用不夠全面，則會(huì)產(chǎn)生二次污染或處理效果不佳的情況，無(wú)法保障其修復(fù)的效果，甚至?xí)a(chǎn)生一定的影響。對(duì)于工程技術(shù)的應(yīng)用來(lái)講，主要是通過(guò)深耕翻土等方式，對(duì)土壤進(jìn)行優(yōu)化，但由于其工程量相對(duì)較大，而且需要花費(fèi)一定的成本，在實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中難以得到推廣，所以無(wú)法廣泛的應(yīng)用到各個(gè)環(huán)節(jié)。而針對(duì)重金屬化學(xué)固化技術(shù)的應(yīng)用來(lái)講，主要是通過(guò)向土壤中添加固化劑或材料，使得重金屬生物可以降低提利用性，雖然不能夠完全被生物吸收，但在不斷處理優(yōu)化的過(guò)程中能夠成為陳定狀態(tài)，而且固化材料來(lái)源相對(duì)較為廣泛，在實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中不僅材料廉價(jià)，而且可以有效降低土壤中的Pd 和Cd 含量。

3 土壤重金屬化學(xué)固化分析

3.1 沉淀作用

土壤重金屬污染的處理涉及到的內(nèi)容相對(duì)較多，要想保證工作的有序進(jìn)行，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)固化材料運(yùn)用的重視，這樣能夠通過(guò)材料的自身溶解發(fā)揮一定的效果，從而實(shí)現(xiàn)沉淀作用。其中比較常見(jiàn)的材料主要有石灰石，這樣可以形成堿性純化修復(fù)劑，使得土壤溶液pH 數(shù)值能夠得到一定的提升，從而保證土壤中重金屬形成氫氧化物沉淀。而且石灰石自身特性適合運(yùn)用到沉淀作用當(dāng)中，能夠降低土壤中的金屬元素，避免土壤中重金屬含量過(guò)多而產(chǎn)生一定的影響，最大化發(fā)揮固化的效果，避免其對(duì)土壤產(chǎn)生相對(duì)較為嚴(yán)重的影響。據(jù)有關(guān)研究證實(shí)，在土壤中適當(dāng)?shù)拟}鎂磷肥石灰及硅肥等肥料，不僅可以實(shí)現(xiàn)重金屬固化效果，同時(shí)可以有效降低其CD 含量。所以，針對(duì)土壤重金屬處理來(lái)講，為了能夠有效發(fā)揮沉淀作用，則必須要加強(qiáng)對(duì)固化材料的重視，確?？梢院侠淼倪x擇并降低重金屬的遷移性和生物有效性，使得處理的效果最大化發(fā)揮[2]。

3.2 吸附作用

在土壤重金屬固化處理的過(guò)程中，要想保證效果，應(yīng)該注重選擇物理或化學(xué)吸附方案，使得其吸附作用可以有效實(shí)現(xiàn)，優(yōu)化材料的運(yùn)用，這樣可以保證特殊結(jié)構(gòu)的吸附性能更加有效發(fā)揮。而且，各項(xiàng)工作在實(shí)際落實(shí)的過(guò)程中，必須要掌握特殊結(jié)構(gòu)的吸附性能，這樣可以對(duì)其分子結(jié)構(gòu)中的重金屬含量有著充足的了解，從而可以通過(guò)金屬回收，放射性重金屬污染治理等各項(xiàng)工作來(lái)完成其吸附作用。所以，實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中必須要做好相對(duì)較為全面的分析，這樣可以最大化發(fā)揮固化的效果，從而避免受多種因素影響而產(chǎn)生一定的限制。

3.3 配位作用

粘土礦物可以通過(guò)靜電作用與溶液中離子中的配位反應(yīng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)重金屬的治理，但是粘土礦物層與層之間是分子引力相連接，重金屬離子可以進(jìn)入發(fā)生晶體配合作用。而且向污染中添加粘土礦物，可以實(shí)現(xiàn)配位作用，降低土壤中重金屬的含量，最大化發(fā)揮多種處理方案的效果。而且此環(huán)節(jié)工作在實(shí)際開(kāi)展的過(guò)程中，還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)重金屬離子配位作用的有效分析，這樣可以在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上保證各項(xiàng)工作的有序進(jìn)行。

3.4 有機(jī)絡(luò)合作用

為了能夠有效改善土壤的肥力，可以通過(guò)有機(jī)絡(luò)合作用，來(lái)合理的運(yùn)用蚯蚓類，這樣可以使得重金屬遷移性和生物有效性得到降低，但由于具體效果與土壤金屬堆肥性質(zhì)有著一定的差異，所以部分細(xì)菌及真菌細(xì)胞壁上含有大量的活性基團(tuán)，對(duì)金屬離子產(chǎn)生的絡(luò)合能力相對(duì)較強(qiáng)。針對(duì)有機(jī)質(zhì)豐富土壤中的重金屬治理來(lái)講，需要加強(qiáng)對(duì)有機(jī)絡(luò)合作用的重視，從而能夠落實(shí)好各項(xiàng)處理方案，最大化發(fā)揮處理的效果[3]。

4 化學(xué)固化方法在土壤重金屬污染治理中存在的問(wèn)題及發(fā)展方向

國(guó)內(nèi)土壤重金屬化學(xué)固化研究，較為重視實(shí)踐方向的發(fā)展，而且各項(xiàng)工作在開(kāi)展的過(guò)程中比較關(guān)注固化效果，忽視了作用機(jī)理的研究，所以在實(shí)際開(kāi)展各項(xiàng)工作的過(guò)程中，必須要將理論與實(shí)踐進(jìn)行有效融合，這樣可以避免所產(chǎn)生的影響，同時(shí)可以全面提高重金屬化學(xué)固化的效果。而且針對(duì)土壤重金屬污染治理中存在的問(wèn)題，必須要加強(qiáng)重視，確?？梢詫?duì)化學(xué)固化技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并全面發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)將各項(xiàng)問(wèn)題有效解決。

4.1 重金屬化學(xué)固化效果的穩(wěn)定性

化學(xué)固化減少重金屬的有效性或可遷移含量，但自身總量并不會(huì)出現(xiàn)明顯的變化，而且在土壤環(huán)節(jié)發(fā)生變化及調(diào)整時(shí)，會(huì)釋放固化完成的重金屬。所以，對(duì)于此環(huán)節(jié)的處理來(lái)講，為了能夠保證化學(xué)固化效果的穩(wěn)定性，則應(yīng)該對(duì)土壤的透氣性進(jìn)行分析，確保養(yǎng)分充足，從而呈現(xiàn)氧化環(huán)境，提高重金屬離子化學(xué)固化的效果，同時(shí)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)各項(xiàng)工作的重視，掌握固化過(guò)程中面臨的問(wèn)題，有效的進(jìn)行優(yōu)化與完善，并通過(guò)方法的創(chuàng)新與調(diào)整，使得重金屬化學(xué)固化效果更加穩(wěn)定，避免受重金屬影響而導(dǎo)致土壤質(zhì)量無(wú)法得到保證。

4.2 固化材料及配套應(yīng)用技術(shù)

部分固化材料吸附或固化效果不夠顯著，而且固化材料自身的化學(xué)穩(wěn)定性和生物降解性，無(wú)法得到保障，為了能夠有效解決多種問(wèn)題，則應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)改性固化材料的重視，確?？梢酝ㄟ^(guò)各項(xiàng)材料的代替語(yǔ)應(yīng)用最大化發(fā)揮土壤污染治理的效果，避免受多種固化材料效果不佳的影響而導(dǎo)致工作無(wú)法有序進(jìn)行。除此之外，與生物技術(shù)和工作環(huán)境結(jié)合，可以加強(qiáng)固化材料自身的效果，從而能夠最大化發(fā)揮土壤污染治理的能力，最大化發(fā)揮多元化技術(shù)的效果[4]。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，通過(guò)對(duì)土壤重金屬污染治理，可以全面保障土壤質(zhì)量，并且避免受多種因素影響而導(dǎo)致周邊環(huán)境受到一定的限制。所以，在實(shí)際開(kāi)展治理工作的過(guò)程中，需要加強(qiáng)對(duì)化學(xué)固化方法的應(yīng)用，掌握其運(yùn)用優(yōu)勢(shì)，提高重金屬污染處理的效果，并深入研究這項(xiàng)技術(shù)，不斷的進(jìn)行完善，推動(dòng)重金屬污染技術(shù)水平的提升，為日后的發(fā)展打下良好基礎(chǔ)，解決傳統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用所面臨的問(wèn)題。