镉污染修复技术方案 镉污染土壤修复技术研究进展

2017-12-21 - 镉污染

北极星环保网讯:镉是环境中毒性最强的重金属元素之一,位于元素周期表中第二副族,也是《重金属污染综合防治"十二五"规划》重点监控与污染物排放量控制的5种重金属之一;具有生物迁移性强、极易被植物吸收和积累的特点,对动植物和人体均可产生毒害作用,严重时甚至会造成骨痛病、高血压、肾功能紊乱、肝损害、肺水肿等疾病;据统计,我国每年生产的镉含量超标农产品和动物造成累积性毒害品达146万t,镉污染的农田面积已超过28万hm2,年产镉超标农产品达150万t,我国市场上常见的市售大米约10%存在镉超标,对环境经济和人类的身体健康造成了极大的隐患。

近年来湖南浏阳、云南曲靖以及广西河池地区先后发生的镉污染事件造成了极大的影响,因此控制镉污染,加大对镉污染土壤修复力度已经势在必行,笔者对目前最新镉污染土壤修复的方法予以全面概述,着重于镉污染土壤的生物修复,旨在为后续的研究提供参考。

1 农业生态修复

农业生态修复措施是指因地制宜选择耕作管理制度来减轻重金属危害,主要包括农艺修复措施和生态修复措施。农艺修复措施一般是通过耕作制度的改变,辅以多种植物组合间作、轮作以及套作或者通过向镉污染土壤中加入能结合游离态的镉形成有机络合物的有机肥,从而达到有效减少土壤中镉的含量、降低植物对镉的吸收的目的,实现土壤中镉的迁移、吸收和降解。

我国在生态修复措施方面研究较多,一般通过调节包括土壤水分等在内的生态因子来实现对污染物所处环境介质的调控。农业生态修复措施既能保持土壤的肥力,又能促进自然生态循环和系统协调的运作,但存在着修复时间长、见效慢等不利因素。

2 物理修复

镉污染土壤修复常用的物理方法有客土法、换土法、翻土法、电动力修复法等;客土法、换土法、翻土法是常用的物理修复措施,通过对污染地土壤采取加入净土、移除旧土和深埋污土等方式来减少土壤中镉污染。汪雅各等进行客土深度改良试验,使青菜体内镉等浓度平均下降50%~80%;目前英、美、荷、日等国家先后实现了此法的应用,但由于其投资成本大、易发生二次污染和降低土壤肥力而难以广泛推广。

电动力修复主要是通过在污染土壤两侧施加直流电压,使土壤中的污染物质在电场作用下富集到电极两端,从而去除污染土壤中的重金属,目前该技术己应用于Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、Ni等重金属污染土壤的修复。

Karim et al采用电动和水动相结合的方法对重金属污染土壤修复100 h后,土壤中约97%污染物被成功去除。

物理法修复镉污染土壤简单、快速,但并没有真正将镉污染从土壤中去除,具有潜在的危害性,加上此法需要大量的财力、人力和物力,不适宜于大面积的镉污染土壤治理。

3 化学修复

化学修复是指通过向污染土壤中投入化学改良剂,对重金属进行固定转换、溶解抽提和提取分离,从而减少污染土壤中的重金属含量,改变土壤环境条件;化学固定、淋洗和提取是镉污染土壤化学修复较常见的方法。周国华研究发现土壤中活动态镉与稳定态镉可以相互转化。

碱性改良剂(石灰、钙镁磷肥等)、黏土矿物(沸石、海泡石等)、拮抗物质(硫酸锌、稀土镧等)和有机质(泥炭、有机堆肥等)是较为常用的镉污染修复化学材料;除此之外,一些金属螯合剂和表面活性清洗剂目前也逐渐应用于镉污染土壤修复。

化学修复是在污染土壤基础上进行的,简单易行。但它只是改变了镉在土壤中存在的形态,并没有真正意义上去除镉污染,存在再度活化危害的可能性,不是一种永久性的修复措施。

4 生物修复

生物修复是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良重金属污染。镉污染土壤修复一般有动物修复、植物修复和微生物修复。

4.1 动物修复

土壤中的某些低等动物如蚯蚓、鼠类能吸收土壤中的重金属,从而在一定程度上降低土壤中重金属含量;目前该技术对重金属镉污染修复的研究仍局限在实验室阶段,敬 佩等通过在重金属污染土壤中接种蚯蚓发现:蚯蚓对镉具有较强的富集能力,富集量随着蚯蚓培养时间的延长而逐渐增加。但受低等动物生长环境等因素制约,其修复效率一般,并不是一种理想的修复技术。

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