针对无机物污染,利用植物修复可以把一部分重金属从土壤中带走。合理利用污染土地,严重污染的土壤可改种非食用经济作物或经济林木以减少食品污染。调节土壤氧化还原电位主要是通过调节土壤水分管理和耕作措施实现。对于污染严重的土壤,采取铲除表土和换客土的方法;对于轻度污染的土壤,采取深翻土或换无污染客土的方法。
向土壤中施用石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂,加速有机物的分解,使重金属固定在土壤中,降低重金属在土壤及土壤植物体的迁移能力,使其转化成为难溶的化合物,减少农作物的吸收,以减轻土壤中重金属的毒害。针对有机物污染,用植物、细菌、真菌联合加速有机物降解。针对无机物污染,利用植物修复可以把一部分重金属从土壤中带走。
增加土壤有机质含量、砂掺粘改良性土壤,增加和改善土壤胶体的种类和数量,增加土壤对有害物质的吸附能力和吸附量,从而减少污染物在土壤中的活性。发现、分离和培养新的微生物品种,以增强生物降解作用。
2、强化污染土壤环境管理与综合防治,大力发展清洁生产
控制和消除土壤污染源,组织有关部门和科研单位,筛选污染土壤修复实用技术,加强污染土壤修复技术集成,选择有代表性的污灌区农田和污染场地,开展污染土壤治理与修复。重点支持一批国家级重点治理与修复示范工程,为在更大范围内修复土壤污染提供示范、积累经验。合理利用污染土地,严重污染的土壤可改种非食用经济作物或经济林木以减少食品污染。科学地进行污水灌溉,加强土壤污灌区的监测和管理,了解水中污染物的成分、含量及其动态,避免带有不易降解的高残留污染物随机进入土壤。
增施有机肥,提高土壤有机质含量,增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。强化对农药、化肥、除草剂等农用化学品管理。增施有机肥同时采取防治措施,不仅可以减少对土壤的污染,还能经济有效地消灭病、虫、草害,发挥农药的积极效能。在生产中合理施用农药、化肥,控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间,提高喷洒技术,改进农药剂型,严格限制剧毒、高残留农药的使用,大力发展高效、低毒、低残留农药。大力发展生物防治措施。
大力推广闭路循环、无毒工艺,以减少或消除污染物的排放。对工业“三废”进行回收净化处理,化害为利,严格控制污染物的排放量和浓度。大力推广和发展清洁生产。
针对土壤污染物的种类,种植有较强吸收能力的植物,降低有毒物质的含量,或通过生物降解净化土壤,通过改变耕作制度、换土、深翻等手段,施加抑制剂改变污染物质在土壤中的迁移转化方向,减少农作物的吸收,提高土壤pH值,促使镉、汞、铜、锌等形成氢氧化物沉淀。
根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点,既要防治病虫害对农作物的威胁,又要把化肥、农药对环境和人体健康的危害限制在最低程度。利用物理、物理化学原理治理污染土壤。大力开展植树造林,提高森林覆盖率,维护森林生态系统平衡。
3、调控土壤氧化还原条件
调节土壤氧化还原电位,使某些重金属污染物转化为难溶态沉淀物,控制其迁移和转化,降低污染物的危害程度。调节土壤氧化还原电位主要是通过调节土壤水分管理和耕作措施实现。
4、改变耕作制度,实行翻土和换土
改变耕作制度会引起土壤环境条件的变化,消除某些污染物的危害。对于污染严重的土壤,采取铲除表土和换客土的方法;对于轻度污染的土壤,采取深翻土或换无污染客土的方法。
5、采用农业生态工程措施
在污染土壤上繁殖非食用的种子、种经济作物,从而减少污染物进入食物链的途径;或利用某些特定的动植物和微生物较快地吸走或降解土壤中的污染物质,从而达到净化土壤的目的。
6、工程治理
利用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤,是一种最为彻底、稳定、治本的措施,但投资大,适于小面积的重度污染区,主要有隔离法、清洗法、热处理、电化法等。近年来,把其他工业领域,特别是污水、大气污染治理技术引入土壤治理,为土壤污染治理研究开辟了新途径。
治理土壤污染一般是比较困难的,特别是大面积的治理更困难。常用的措施:把污染物质浓度高的上层翻至下层,而把浓度低的下层翻至上层,以此稀释耕层中污染物质的浓度。如果耕层以下土层中污染物质浓度高,则此法无效。此外,土层浅薄,翻耕法也无效。再者,为使翻上来的心土熟化,还必须考虑施用土壤改良剂和增加施肥量。
施用客土系指在现有的污染土上覆上一层未污染土壤。换土系指将受污染的耕层挖除至适当深度后再填入未污染土壤。覆盖客土使耕地地面增高,因此在稻田的情况下会使水浆管理产生困难,所以客土量是受限制的,客土效果常常是不大的。目前,采取换土的办法居多。无论客土、换土或深翻,对小面积污染严重的土壤均可采用。但对换下来的土壤一定要妥善处理,客土的厚度一般为10~25厘米。将污染的土壤深翻到下层也可以。这些工程都很大,一般的人力手工操作难以办到。故对大面积的换土与深翻,适用于机械操作。
了解有害金属元素的特性及其在土壤中的活动,对于研究某些能使作物减少吸收该元素的方法来说,是极为重要的。在自然条件下重金属的自然背景值保持着极为缓慢的动平衡而很少发生变化。与此相反,在耕种条件下人为活动使土壤环境发生变化,从而也使土壤中重金属的活动发生变化。这就是说,在自然土壤中这些物质的变化是在很长的时间里完成的,而在耕种土壤中这些变化是在极短的时间里完成的,这些变化对制定减少有毒物质吸收的措施则是很重要的。从这一观点出发,改良受重金属污染的土壤的根本措施是施用客土,但是我们不能在任何情况下总是局限于追求永久性效果,排土、客土这样的根本性措施也不是一成不变。即使是采取这样的根本性措施也要作到因地制宜,在污染程度轻而不宜于采取排土、客土措施的情况下,可考虑利用土壤中污染物质的特性(难溶化),施用改良剂来防治土壤污染。在土壤受重金属(如镉、铜、锌等)污染的情况下,施用石灰性物质提高土壤pH可使重金属形成氢氧化物沉淀;施用促进还原的有机物质可使重金属形成硫化物沉淀;施用磷酸盐物质可使重金属形成难溶性磷酸盐;利用离子拮抗减少植物对重金属的吸收,所有这些措施都可考虑采用。
目前常用的污染场地修复技术主要包括挖掘、稳定/固化、化学淋洗、气提、热处理、生物修复等几种方法:
1.挖掘
指通过机械、人工等手段,使土壤离开原位置的过程。一般包括挖掘过程和挖掘土壤的后处理、处置和再利用过程。在场地修复的各个阶段和多种修复技术实施过程中都可能采用挖掘技术,如场地环境评估、修复活动中和后评估阶段。作为修复技术,本导则推荐挖掘只能作为修复方案的一部分,不能适用于传统的挖掘填埋技术方案。
2.稳定/固化
指通过固态形式在物理上隔离污染物或者将污染物转化成化学性质不活泼的形态,降低污染物的危害,可分为原位和异位稳定/固化修复技术。原位稳定/固化技术适用于重金属污染土壤的修复,一般不适用于有机污染物污染土壤的修复;异位稳定/固化技术通常适用于处理无机污染物质,不适用于半挥发性有机物和农药杀虫剂污染土壤的修复。
3.化学淋洗
指借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用的溶剂,通过水力压头推动清洗液,将其注入被污染土层中,然后再将包含污染物的液体从土层中抽提出来,进行分离和污水处理的技术,可分为原位和异位化学淋洗技术。原位化学淋洗技术适用于水力传导系数大于10-3 cm/s的多孔隙、易渗透的土壤,如沙土、砂砾土壤、冲积土和滨海土,不适用于红壤、黄壤等质地较细的土壤;异位化学淋洗技术适用于土壤粘粒含量低于 25%、被重金属、放射性核素、石油烃类、挥发性有机物、多氯联苯和多环芳烃等污染的土壤。
4.气提技术
指利用物理方法通过降低土壤孔隙的蒸汽压,把土壤中的污染物转化为蒸汽形式而加以去除的技术,可分为原位土壤气提技术、异位土壤气提技术和多相浸提技术。气提技术适用于地下含水层以上的包气带;多相浸提技术适用于包气带和地下含水层。原位土壤气提技术适用于处理亨利系数大于 0.01 或者蒸汽压大于 66.66Pa 的挥发性有机化合物,如挥发性有机卤代物或非卤代物,也可用于去除土壤中的油类、重金属、多环芳烃或二恶英等污染物;异位土壤气提技术适用于修复含有挥发性有机卤代物和非卤代物的污染土壤;多相浸提技术适用于处理中、低渗透型地层中的挥发性有机物。
5.热处理
指通过直接或间接热交换,将污染介质及其所含的有机污染物加热到足够的温度 (150~540℃),使有机污染物从污染介质挥发或分离的过程,按温度可分成低温热处理技术(土壤温度为 150~315℃)和高温热处理技术(土壤温度为 315~540℃)。热处理修复技术适用于处理土壤中挥发性有机物、半挥发性有机物、农药、高沸点氯代化合物,不适用于处理土壤中重金属、腐蚀性有机物、活性氧化剂和还原剂等。
6.生物修复
生物修复指利用微生物、植物和动物将土壤、地下水中的危险污染物降解、吸收或富集的生物工程技术系统。按处置地点分为原位和异位生物修复。生物修复技术适用于烃类及衍生物,如汽油、燃油、乙醇、酮、乙醚等,不适合处理持久性有机污染物。
1物理修复方法
主要包括客土、换土和深耕翻土等措施。通过客土、换土和深耕翻土与污土混合,可以降低土壤中重金属的含量,减少重金属对土壤一植物系统产生的毒害,从而使农产品达到食品卫生标准。
2物理化学修复
主要包括以下三种方法。
①电动修复是通过电流的作用,在电场的作用下,使土壤中的重金属离子(如Pb、Cd、Cr、Zn等)和无机离子以电透渗和电迁移的方式向电极运输,然后进行集中收集处理。
②电热修复是利用高频电压产生电磁波,产生热能,对土壤进行加热,使污染物从土壤颗粒内解吸出来,加快一些易挥发性重金属从土壤中分离,从而达到修复的目的。
③土壤淋洗是利用淋洗液把土壤固相中的重金属转移到土壤液相中去,再把富含重金属的废水进一步回收处理的土壤修复方法。该方法的技术关键是寻找一种既能提取各种形态的重金属,又不破坏土壤结构的淋洗液。
3化学修复
化学修复是利用经济有效的石灰、沸石、碳酸钙、磷酸盐、硅酸盐等不同改良剂,通过对重金属的吸附、氧化还原、拮抗或沉淀作用,以降低重金属的生物有效性。
4生物修复
生物修复是目前普遍认为的一种比较经济的修复技术,也称生物恢复、生物整治等,是利用生物技术和方法来治理污染土壤使其恢复其正常功能的途径。
1、施用改良剂
施用改良剂是指向土壤中施用化学物质,以降低金属活性,减少重金属向植物体内的迁移,这种技术措施一般称之为重金属钝化,将其施在轻度污染的土壤中是有效的。常用的改良剂有石灰、碳酸钙、磷酸盐、硅酸钙炉渣和促进还原作用的有机物质,如有机肥等。
(1)调节土壤的PH值和施用碱性物质。可以向酸性土壤中施用石灰性物质如硅酸钙、碳酸钙、熟石灰等含钙的碱性材料。一般施用量以提高土壤PH值在7左右为目的,因为土壤的PH值提高到7以上,对重金属的抑制效果可达70%--80%。
(2)增施土壤有机质。任何一种有机肥料包括动物粪便、人粪便、泥炭和堆肥等,不仅可以提高土壤肥力带给植物所需营养元素,同时还提供土壤腐殖质物质,尤其在腐熟度比较高的堆肥中,胡敏酸数量也是比较大的。有机肥料施入土壤中可以提高土壤阳离子交换容量,并且也增加了土壤较多的螯合物质,如胡敏酸。施用有机肥不仅能改善土壤环境条件,促进植物生长,而且还能明显地降低土壤交换性金属含量。 (3)离子拮抗作用。利用离子的拮抗作用,即用一种化学性质相似而又不是污染的元素控制另外一种污染的重金属元素的吸收作用,如镉和锌,钼和铁之间。如利用硫酸铁作为铁的来源施用,可以明显减少稻田钼的活性,从而控制向水稻体中的迁移量,最终使水稻生长正常,各种指标都趋于正常。
2、调节土壤Eh(氧化还原电位)水浆管理
土壤多种重金属在还原条件下,随着淹水时间的延长,与生产的H2S的给源就可以减少重金属在土壤的活性,降低对作物的危害。在遭受镉、钼污染的土壤,采用长期淹水方法,尽量避免落干、烤田和间断灌水栽培,才能明显抑制作物吸收重金属。而对于砷污染的土壤中,就不能采用淹水控制土壤Eh方法,因为在还原条件下,砷会转化成亚砷酸,这样不但不能降低砷毒害,反而增加毒害作用。
3、客土和换土法
客土是指在现有的污染土壤上覆上一层未污染的土壤。换土是指将受污染的土壤挖除至适当深度后再填入未污染土壤。两种方法对改变污染现状是非常显著的。在采取客土和换土措施时,需要注意:①客土和换土材料尽量和当地土壤的理化性质相一致,以免引起土壤下层或新旧土壤之间性质差异过大,造成新的环境问题。如客土是酸性,而原来的土壤是偏碱性中性,这样就会引起土壤酸度增大,使下层土壤重金属活性增大;②所施用的客土或换土的厚度应大于耕层厚度。被换走的污染的土壤应有妥善的处理办法,以免引起异地污染问题;③在客土和换土过程中应依据土壤(落土材料)的性质,即肥力状况,同时混入一些提高肥力和钝化作用的土壤改良剂、肥料、以便使土壤性质迅速接近耕种土壤,不致于减产。
治理土壤污染有以下几个步骤:
1.挖掘。通过机械、人工等手段,使土壤脱离原位的过程。通常包括挖掘过程和后处理、处置和再利用挖掘土壤的过程。挖掘技术,如场地环境评价、修复活动中和后评价阶段,在场地修复的各个阶段以及多种修复技术实施中都有可能被应用。
2.稳定/固化。污染物以固体形式在物理上隔离或将污染物转化为非活性的化学物质形态,以减少污染物的危害。
3.化学洗刷。借助一种溶剂,在土壤环境中促进污染物的溶解或迁移作用,通过水力压头推动清洗液,将其注入到被污染的土层中,然后将含有污染物的液体从土壤中抽出,用于分离和污水处理。
4.气提法。采用物理方法将土壤中的污染物转变成水蒸气压力,通过降低土壤孔隙的蒸气的压力来去除的技术,可分为土壤现场气提技术、异位土壤气提法和多相浸提法。
5.热处理。污染介质及其所含有机污染物通过直接或间接的热交换,加热至适当温度(150~540℃),使污染介质中的有机污染物挥发或分离有机污染物的过程,根据温度可分为低温热处理技术(土壤温度为150~315℃)和高温热处理技术(土壤温度为315~540℃)。
6.生物修复。生物学是指利用微生物、植物和动物对土壤和地下水中的有害污染物进行降解、吸收或富集的生物工程技术系统。根据处理地点的不同将其分为原位和异位生物修复。生物修复技术适用于汽油、燃料、乙醇、酮、醚等烃类及衍生物,不适合处理持久性有机污染物。
声明:本网页内容旨在传播知识,若有侵权等问题请及时与本网联系,我们将在第一时间删除处理。
E-mail:langhai8@163.com
本文链接:https://www.wumai.net/wumai/20221206173009.html