土壤重金屬污染防治修復(fù)技術(shù)

WordWord資料重金屬污染防治修復(fù)技術(shù)篇目前重金屬污染的修復(fù)主要有兩種途徑：改變重金屬的存在狀態(tài)，降低其活性，使其鈍化，脫離食物鏈，減小其毒性。、利目前重金屬污染的修復(fù)主要有兩種途徑：改變重金屬的存在狀態(tài)，降低其活性，使其鈍化，脫離食物鏈，減小其毒性。、利用特殊植物吸收土壤中的重金屬，然后將該植物除去或用工程技術(shù)將重金屬變?yōu)榭扇軕B(tài)、游離態(tài)，再經(jīng)過(guò)淋洗，然后收集淋洗液中的重金屬，從而達(dá)到回收重金屬和減少土壤中重金屬的雙重目的。國(guó)內(nèi)外采用的方法一般可分為工程措施、農(nóng)業(yè)措施、改良措施和生物措施。場(chǎng)地重金屬污染土壤修復(fù)是利用物理、化學(xué)和生物的方法轉(zhuǎn)移、吸收、降解和轉(zhuǎn)化土壤中的重金屬，使其濃度降低到可接受水平，滿足相應(yīng)土地利用類型的要求。按照技術(shù)類別可以將場(chǎng)地土壤重金屬污染修復(fù)分為物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)、聯(lián)合修復(fù)以及農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)等?！Q反應(yīng)機(jī)理按技1物理修復(fù)物理修復(fù)技術(shù)主要包括物理工程措施、電動(dòng)力學(xué)法、淋洗法、電熱修復(fù)、玻璃化技術(shù)和冰凍土壤術(shù)類技術(shù)別分物理工程措施物理工程措施主要包括排土、換土、去表土、客土和深耕翻土等措施。排土、換土、去表土、

類客土被認(rèn)為是一種好方法，但是工程量大，并有污土的處理問(wèn)題?？屯梁臀弁粱旌洗胧┦且环N比較常見的方法，利用一定量的無(wú)污客土與污土成比例混合，從而降低土壤中重金屬的含量，減少客土需求量。深耕翻土即采用深耕，翻動(dòng)上下土層，使得表土壤中的重金屬含量降低。深耕翻土用于輕度污染的土壤，而客土和換土則是用于重污染區(qū)的常見方法。目前，一些發(fā)達(dá)國(guó)家在土壤污染嚴(yán)重地區(qū)試行固化技術(shù)和挖土深埋包裝技術(shù)。電動(dòng)力學(xué)法電動(dòng)修復(fù)是通過(guò)電流的作用，在電場(chǎng)的作用下，土壤中的重金屬離子如b、、等和無(wú)機(jī)離子以電透滲和電遷移的方式向電極運(yùn)輸，然后進(jìn)行集中收集處理。該方法特別適合于低滲透的粘土和淤泥土，可以控制污染物的流動(dòng)方向。研究發(fā)現(xiàn)，土壤、緩沖性能、土壤組分及污染金屬種類會(huì)影響修復(fù)的效果。鄭槊粲等模擬污染土壤，在電場(chǎng)強(qiáng)度為的條件下研究修復(fù)效果。結(jié)果表明，較低的值和較高的氧化還原電位都有利于的解吸并加速修復(fù)過(guò)程。淋洗法土壤淋洗是一種通過(guò)注入、抽吸淋洗液過(guò)程來(lái)去除土壤中有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物的修復(fù)技術(shù)，主要用于處理化學(xué)吸附在土壤微?？紫都爸車奈廴疚?。該技術(shù)先將淋洗液注入已污染的土壤，再用泵將含有污染物的淋洗液抽吸至地面就地處理。此過(guò)程中，淋洗液和污染土壤充分混合，被土壤吸附的污染物通過(guò)溶解、乳化和化學(xué)作用進(jìn)入淋洗液中，從而隨淋洗液的吸出從土壤中去除。一般需要用清潔的提取液反復(fù)多次淋洗以去除殘余的污染物，然后對(duì)含有污染物的淋洗液進(jìn)行處理與回用。電熱修復(fù)電熱修復(fù)是利用高頻電壓產(chǎn)生電磁波，產(chǎn)生熱能，對(duì)土壤進(jìn)行加熱，使污染物從土壤顆粒內(nèi)解吸出來(lái)，加快一些易揮發(fā)性重金屬?gòu)耐寥乐蟹蛛x，從而達(dá)到修復(fù)的目的。該技術(shù)可以修復(fù)被和等重金屬污染的土壤。另外可以把重金屬污染區(qū)土壤置于高溫高壓下，形成玻璃態(tài)物質(zhì)，從而達(dá)到從根本上消除土壤重金屬污染的目的。玻璃化技術(shù)玻璃化技術(shù)是將重金屬污染的土壤置于溫高壓條件下，形成玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)，使重金屬固定于其中，穩(wěn)定了土壤中的重金屬。該技術(shù)可以從根本上消除土壤中重金屬的污染且去除速度快，但其技術(shù)工程量大、費(fèi)用高，常用于重金屬重污染區(qū)的搶救性修復(fù)。冰凍土壤技術(shù)冰凍土壤修復(fù)是通過(guò)適當(dāng)?shù)墓艿啦贾?，在地下以等距離的形式圍繞已知的污染源垂直安放，然后對(duì)環(huán)境無(wú)害的冰凍溶劑送入管道而凍結(jié)土壤中的水分，形成地下凍土屏障，防止土壤或地下水中的污染

物擴(kuò)散。在美國(guó)的田納西州試驗(yàn)構(gòu)筑"”形結(jié)構(gòu)的冰凍容器，容器為XX，采用的若丹明溶液為假想污染物。結(jié)果表明，對(duì)于飽和土壤層的鉻酸鹽/和三氯乙烯/,冰凍技術(shù)可形成有效的冰凍層。、化學(xué)修復(fù)化學(xué)修復(fù)是根據(jù)土壤和重金屬的性質(zhì)，選擇合適的化學(xué)修復(fù)劑改良劑、沉淀劑、增容劑等加入土壤，通過(guò)對(duì)重金屬的吸附、氧化還原、沉淀以及萃取，以降低重金屬的生物有效性?；瘜W(xué)修復(fù)是根據(jù)土壤和重金屬的性質(zhì)，選擇合適的化學(xué)修復(fù)劑改良劑、沉淀劑、增容劑等加入土壤，通過(guò)對(duì)重金屬的吸附、氧化還原、沉淀以及萃取，以降低重金屬的生物有效性。化學(xué)固定技術(shù)化學(xué)固定技術(shù)就是加入土壤改良劑改變土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)，通過(guò)對(duì)重金屬的吸附、沉淀或共沉淀作用，改變了重金屬在土壤中的存在狀態(tài)，從而降低其生物有效性和遷移性。常用的改良劑有無(wú)機(jī)改良劑和有機(jī)改良劑，其中無(wú)機(jī)改良劑主要包括石灰、碳酸鈣、粉煤灰等堿性物質(zhì)，羥基磷灰石、磷礦粉、磷酸氫鈣等磷酸鹽以及天然、天然改性或人工合成的沸石、膨潤(rùn)土等礦物；有機(jī)改良劑包括農(nóng)家肥、綠肥、草炭等有機(jī)肥料。陳宏等研究表明，適當(dāng)劑量的石灰、腐殖酸能顯著抑制萵筍對(duì) 的吸收， 則能顯著抑制萵筍對(duì)的吸收。黃啟飛等研究表明，垃圾堆肥可顯著減少鉻污染土壤中有效鉻含量?；瘜W(xué)萃取技術(shù)黃寶榮等用、 、檸檬酸作為萃取劑在不同的萃取條件下對(duì)湘潭錳礦重金屬、和污染土壤進(jìn)行萃取實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，檸檬酸對(duì)重金屬表現(xiàn)出了比較高的萃取效率，重金屬的萃取效率主要受所用檸檬酸濃度的影響。劉云國(guó)等研究發(fā)現(xiàn)，腐殖酸對(duì)和在萃取劑中的溶解有促進(jìn)作用，粘土比砂土中的重金屬更難于被萃取出來(lái)。鰲合技術(shù)一般環(huán)境條件下，由于土壤中重金屬的表聚性，土壤中的重金屬吸附在土壤固體表面而殘留于土壤耕作層，因此向土壤中施加重金屬鰲合劑，可提高土壤中重金屬的活性和生物有效性，使其易于流動(dòng)和被吸收。楊麗紅等研究表明向土壤中添加乙二胺四乙酸、檸檬酸鈉和酒石酸鈉等有機(jī)配體可促進(jìn)小麥植株對(duì)稀土的攝取，增加其生物可利用性。 等研究也表明，向土壤中加 能顯著提高對(duì)、、 的積累，其中的濃度由對(duì)照的 /增加到/,由/增加到/ ,由/增加到 /g

氧化還原技術(shù)通過(guò)對(duì)已污染的土壤添加氧化還原試劑，改變土壤中重金屬離子的價(jià)態(tài)來(lái)降低重金屬的毒性和遷移性。常用的還原劑有硫酸亞鐵、硫代硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、二氧化硫等，已研究最典型的是把價(jià)鉻還原為價(jià)鉻，從而降低了其的毒性。拮抗技術(shù)化學(xué)性質(zhì)相近的和，和，和等之間會(huì)產(chǎn)生拮抗競(jìng)爭(zhēng)作用，因此可根據(jù)土壤中重金屬元素的拮抗作用，利用一些對(duì)人體沒(méi)有危害的重金屬拮抗作用來(lái)控制土壤中重金屬污染。已有試驗(yàn)證明，土壤中適宜的/比可以抑制植物對(duì)的吸收。3生物修復(fù)污染土壤生物修復(fù)是利用生物包括動(dòng)物、微生物以及植物，通過(guò)人為調(diào)控，將土壤中重金屬吸收、分解或轉(zhuǎn)化為無(wú)害化物質(zhì)的過(guò)程。按照修復(fù)主體來(lái)分，生物修復(fù)可分為微生物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)、植物修復(fù)等。污染土壤生物修復(fù)是利用生物包括動(dòng)物、微生物以及植物，通過(guò)人為調(diào)控，將土壤中重金屬吸收、分解或轉(zhuǎn)化為無(wú)害化物質(zhì)的過(guò)程。按照修復(fù)主體來(lái)分，生物修復(fù)可分為微生物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)、植物修復(fù)等。微生物修復(fù)技術(shù)微生物修復(fù)是利用微生物的生物活性對(duì)重金屬的親合吸附或轉(zhuǎn)化為低毒產(chǎn)物，從而降低重金屬的污染程度。 等研究表明，根菌 可以提高向日葵對(duì)的耐性，促進(jìn)向日葵對(duì)的吸收。常文越等采用從鉻污染土壤中篩選出的土著微生物對(duì)某鉻污染場(chǎng)地土樣研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)溫度℃最佳和有機(jī)質(zhì)含量對(duì)六價(jià)鉻還原影響顯著，施用菌劑個(gè)月后，六價(jià)鉻的還原可達(dá)以上。動(dòng)物修復(fù)動(dòng)物修復(fù)就是利用土壤中的某些低等動(dòng)物如蚯蚓、鼠類等能吸收重金屬的特性，在一定程度上降低了污染土壤中的重金屬含量，達(dá)到了動(dòng)物修復(fù)重金屬污染土壤的目的。 等研究表明，在較低濃度污染土壤的條件下，蚯蚓的活動(dòng)、分泌物及其相互間的作用可以提高黑麥草對(duì)重金屬的吸收效果。植物修復(fù)技術(shù)植物修復(fù)就是利用植物根系吸收水分和養(yǎng)分的過(guò)程來(lái)吸收、轉(zhuǎn)化污染體如土壤和水中的污染物，以期達(dá)到清除污染、修復(fù)或治理的目的。根據(jù)植物修復(fù)原理可將其分為植物萃取、植物揮發(fā)、植物穩(wěn)定以及植物促進(jìn)等技術(shù)。植物萃取技術(shù)植物萃取 是指種植一些特殊植物，利用其根系吸收污染土壤中的有毒有害物質(zhì)并運(yùn)移至植物地上部，通過(guò)收割地上部物質(zhì)帶走土壤中污染物的一種方法。目前已發(fā)現(xiàn)有 多種超積累重金屬植物，積累、、、、的量一般在以上，、可達(dá)到以上。等研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)于歐洲中部的鉛圓錐遏藍(lán)菜是一種超富集的植物。等研究表明，天璇花是一種的超富集植物，其葉富集量為？植物揮發(fā)技術(shù)植物揮發(fā)是指利用植物根系分泌的一些特殊物質(zhì)或微生物使土壤中的重金屬轉(zhuǎn)化為揮發(fā)形態(tài)以去除其污染的一種方法。目前這方面研究較多的是金屬和非金屬元素e如煙草能使毒性大的二價(jià)汞轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的汞，洋麻可以使土壤的的三價(jià)硒轉(zhuǎn)化為甲基硒揮發(fā)去除。植物穩(wěn)定技術(shù)植物穩(wěn)定技術(shù)指通過(guò)植物根系的吸收、沉淀或還原作用，使土壤中重金屬活性降低，轉(zhuǎn)變?yōu)榈投拘孕螒B(tài)，從而固定于根系和根際土壤中，減少對(duì)環(huán)境和人類健康的污染風(fēng)險(xiǎn)。目前研究較多的是和的穩(wěn)定。等研究表明，施磷酸鹽可以促使鉛在根際土壤中形成磷氯鉛礦。植物促進(jìn)技術(shù)有些植物本身并不能吸收重金屬，但其根系分泌物氨基酸、糖、酶等可促進(jìn)根系周圍土壤中徽生物的活性和生化反應(yīng)，有利于土壤中重金屬的釋放和微生物的吸收。

4聯(lián)合修復(fù)聯(lián)合修復(fù)技術(shù)包括植物—-微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)、改良劑—-植物聯(lián)合修復(fù)、螯合劑—-植物聯(lián)di攵管由IT 精物底公核管苴田丁程 精物底公核管土土土合1修復(fù)、電壓 植物聯(lián)合修復(fù)、基因工程 植物聯(lián)合1修復(fù)技術(shù)植物一微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)微生物通過(guò)多種渠道影響土壤中重金屬的生物效應(yīng)。根區(qū)是植物根系和根際微生物作用的場(chǎng)所，微生物的活動(dòng)可以改變土壤溶液的值，從而改變土壤對(duì)重金屬的吸附特性；還可產(chǎn)生等，可與重金屬反應(yīng)，而微生物的細(xì)胞壁或粘液層能直接吸收或吸附重金屬。 等研究表明，豆科植物與重組的根菌之間的共生作用可以提高重金屬的吸收。蔡信德等研究表明，非根區(qū)土中添加鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌總數(shù)有一定的促進(jìn)作用，土壤中微生物生物量最大，從而提高其修復(fù)效果。改良劑一植物修復(fù)在土壤中加入土壤改良劑包括磷酸鹽、石灰、硅酸鹽等調(diào)節(jié)土壤營(yíng)養(yǎng)及其物理化學(xué)條件。廖敏等研究表明，在低石灰條件下，土壤中有機(jī)質(zhì)的主要官能團(tuán)羥基和羧基與反應(yīng)促使其帶負(fù)電，土壤可變電荷增加，土壤有機(jī)結(jié)合態(tài)的重金屬比較多。螯合劑一植物修復(fù) 等研究了 和檸檬酸對(duì)向日葵修復(fù)重金屬污染土壤的影響，結(jié)果表明，在一

定濃度下可提高向日葵對(duì)重金屬、 吸收。孫小峰等研究表明，添加 能在一定程度上提高海州香薷對(duì)、、 的吸收量，且對(duì)于地下水的潛在淋濾風(fēng)險(xiǎn)較小。電壓一植物修復(fù)在電壓作用下，電極附近土壤溶液發(fā)生電化學(xué)元素反應(yīng)，改變了土壤中的氧化一還原電位、等理化性質(zhì)，加快土壤固體上重金屬的解吸，提高土壤溶液中重金屬的含量，從而有利于植物的吸收、積累，加快修復(fù)過(guò)程?；蚬こ桃恢参镄迯?fù)利用基因重組技術(shù)是將具有金屬累積特性的基因?qū)氲缴锪看笄乙资斋@的植物中，并利用該植物特定的受體細(xì)胞與載體一起得到復(fù)制和表達(dá)，使受體細(xì)胞獲得新的遺傳特性，最后將轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)行田間試驗(yàn)，以確定是否達(dá)到目的。5農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)包括農(nóng)藝修復(fù)、生態(tài)修復(fù)農(nóng)藝修復(fù)包括改變耕作制度，調(diào)整作物品種，種植不進(jìn)入食物鏈的植物，選擇能降低土壤重金屬污染的化肥，或增施能夠固定重金屬的有機(jī)肥等措施，來(lái)降低土壤重金屬污染。

生態(tài)修復(fù)生態(tài)修復(fù)是將人類所破壞的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)成具有生物多樣性和功能平衡的本地生態(tài)系統(tǒng)，使之具有某種形式和一定水平的生產(chǎn)力，維持相對(duì)穩(wěn)定的生態(tài)平衡。陸引里等研究表明，較低濃度的有利于提高土壤微生物活性，高濃度嚴(yán)重污染破壞了土壤微生物區(qū)系，使土壤細(xì)菌、放線菌及真菌數(shù)量下降，放線菌對(duì)重金屬毒性影響最為敏感，重金屬富集植物車前草引起土壤微生物區(qū)系的變化較小，表現(xiàn)了良好的修復(fù)能力。6一 提取法一 提取劑是一種組合試劑，這種組合提取劑既滿足對(duì)重金屬陽(yáng)離子的提取，又滿足對(duì)以含氧酸根陰離子存在、對(duì)生態(tài)環(huán)境有重要意義的元素的提取。一 提取劑是一種組合試劑，其組成為 / — / P對(duì)于中性和堿性土壤，提取劑中 通過(guò)離子交換形式提取陽(yáng)離子如、和一些微量元素。 通過(guò)絡(luò)合作用提取e、、、等重金屬元素；提取劑中的 一在振蕩過(guò)程中轉(zhuǎn)化為碳酸根離子，與土壤溶液中非沉淀形式的 化合物中的 生成沉淀并釋放出其中的磷酸根離子。同樣原理， 一

也可以釋放出、；一、一等含氧酸根陰離子，而這些陰離子恰好是相應(yīng)元素的生物有效形態(tài)。這種組合提取劑既滿足對(duì)重金屬陽(yáng)離子的提取，又滿足對(duì)以含氧酸根陰離子存在、對(duì)生態(tài)環(huán)境有重要意義的元素的提取?！鳛轲ね恋V物修復(fù)重金屬污染土壤模擬試驗(yàn)中使用的土壤多元素有效態(tài)提取劑，必須滿足個(gè)要求：①能準(zhǔn)確地衡量土壤中重金屬的有效態(tài)含量；②經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和計(jì)算，既能得到提取劑浸提出的土壤中殘留重金屬的有效態(tài)含量，比較修復(fù)效果的差異，又能區(qū)分出浸提劑提取出的黏土礦物已吸附的重金屬含量；③具有穩(wěn)定的浸提能力，適合用于多組平行實(shí)驗(yàn)的對(duì)比。、間套作體系修復(fù)技術(shù)間套作體系可以減少普通作物對(duì)重金屬的吸收，可以提高植物對(duì)土壤重金屬的提取并且在間套作體系中要選種重金屬低累積作物。間套作體系減少普通作物對(duì)重金屬的吸收重金屬富集植物與非富集植物種植在一起，能為與之間套作的植物提供一定保護(hù)作用。鋅超富集植物 和同屬的非超富集植物 互作在添加或 的土壤上與之互作的 吸鋅量則明顯降低由于鋅的吸收減少，的生物量顯著增加，其原因是由于 有很強(qiáng)的吸鋅能力，能優(yōu)先吸收土壤中的鋅，從而減少了鋅對(duì) 的毒害。據(jù) 報(bào)道，超富集植物遏藍(lán)菜 與大麥種植在一起，減少了大麥對(duì)的吸收。鎘富集植物油菜與中國(guó)白菜間作在一起，降低了中國(guó)白菜對(duì)的提取量，但白菜鎘濃度不低。在 和 的處理土壤上，與油菜中油雜號(hào)套種的小白菜有較高的地上部生物量和較低的累積量，油菜可以減輕對(duì)小白菜的毒性，但小白菜的濃度也是比較高的。葉菜類蔬菜，如菜心、白菜等，與富集植物油菜間作是不可行的，因?yàn)榉N植在污染土壤上的葉菜會(huì)帶來(lái)健康風(fēng)險(xiǎn)。間作能降低一種作物對(duì)重金屬的吸收，在農(nóng)產(chǎn)品安全方面可以發(fā)揮積極的作用。也可以通過(guò)研究間作系統(tǒng)減少植物吸收重金屬的機(jī)理，進(jìn)而尋找到新的限制植物吸收重金屬的微生物或改良物質(zhì)。間套作提高植物對(duì)土壤重金屬的提取不同作物種植在一起也會(huì)提高植物對(duì)重金屬的吸收。豌豆和大麥混作，豌豆地上部的、、、和濃度是分別是單作的...和倍，混作中大麥的根系分泌物能活化土壤中金屬并有利于豌豆吸收。鋅超富集植物 和同屬的非超富集植物 互作在添加或的土壤上，與單作相比， 的吸鋅量顯著增加。富集植物甘藍(lán)型油菜 與菜心 或玉米問(wèn)作在一起，油菜地上部濃度和累積量明顯得到提高，表明問(wèn)作技術(shù)用