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土壤重金屬污染如何修復

文章來源:山東恒美科技有限公司????發布時間:2020-08-26????閱讀次數:129次

一、土壤重金屬修復措施綜述

1. 工程措施

包括客土法、換土法、深耕翻土法、固化、穩定化方法、電動力修復法等,工程措施具有穩定、見效快的優點,但存在工程量大、投資費用高、二次污染隱患等缺點,不適宜大面積污染土壤的治理。

亚搏体育官方网站登录 2. 化學治理措施

包括淋溶法、施用改良劑等方法,能夠在短期內降低土壤中重金屬的毒性和生物有效性,因人為向土壤中施加化學藥劑,易造成二次污染,需要用土壤重金屬檢測儀才能檢測,且該方法是一種原位修復方法,重金屬Cd仍存留在土壤中,容易再度活化危害植物,其潛在威脅并未消除。

亚搏体育官方网站登录 3. 農業生態修復措施

通過調節諸如土壤水分、土壤pH值、土壤陽離子代換量(CEC)、CaCo3和土壤氧化還原狀況及氣溫、濕度等因素,降低Cd生物有效性,以減弱重金屬對植物的毒害作用。Cd形態發生了改變,但仍存在土壤中,容易再度活化,對生物產生危害。

4. 微生物修復

微生物抗重金屬機制包括生物吸附、胞外沉淀、生物轉化、生物累積和外排作用。微生物一方面可以降低土壤中重金屬的毒性,并可以吸附積累重金屬;另一方面可以改變根系微環境,從而提高植物對重金屬的吸收、揮發或固定效率。目前,大部分微生物修復技術還局限在科研和實驗室水平,實例研究還不多,無法大面積推廣。

5. 動物修復

亚搏体育官方网站登录 利用土壤中的某些低等動物如蚯蚓進行重金屬cd污染修復的研究仍局限在實驗室階段,且因受低等動物生長環境等因素制約,其修復效率一般,并不是一種理想的修復技術。

6. 植物修復

將某種特定的植物種植在重金屬污染的土壤上,對土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力,將植物收獲并進行妥善處理(如灰化回收)后將重金屬移出土體,達到污染治理與生態修復的目的。

亚搏体育官方网站登录 6.1 植物提取法是利用一些植物對某種重金屬的吸收和在地上部的蓄積,并通過收獲地上部達到減少土壤重金屬含量的目的。是比較有前景的修復方法。

亚搏体育官方网站登录 6.2 植物揮發是指植物吸收土壤中的重金屬,將體內重金屬轉化為可揮發的狀態,并通過植物的葉片等部位揮發出去,從而降低土壤中重金屬含量。揮發出的重金屬會造成大氣的重金屬污染。

6.3 植物穩定是通過吸收、分解、氧化、固定等過程,降低重金屬的流動性和生物可利用性,防止重金屬的滲漏和轉移,減少重金屬對植物的危害。重金屬Cd仍存留在土壤中

二、超積累植物

1. 特征

1)超積累植物地上部分的重金屬含量是同等生境條件下其它普通植物含量的 100 倍以上。鎘為100mg/kg。

亚搏体育官方网站登录 2)地上部的重金屬含量高于根部該種重金屬含量,即運轉率大于1。

亚搏体育官方网站登录 3)地上部重金屬含量高于土壤含量,即富集系數大于1。

2. 局限性

1)超積累植物一般植株矮小,生物量低,生長緩慢,季節性較強,不易機械化作業,修復效率不高。

2)多為野生型植物,對生物氣候條件的要求也比較嚴格,區域性分布較強,引種受到嚴重限制。

3)專一性強,一種植物往往只作用于一種或兩種特定的重金屬元素,對土壤中其他含量較高的重金屬則表現出中毒癥狀,從而限制了在多種重金屬污染土壤治理。

4)植物器官往往會通過腐爛、落葉等途徑使重金屬重返土壤。

5)防止植物的籽實可能被誤食導致食物鏈污染。

亚搏体育官方网站登录 3. 鎘積累植物

公認的鎘超積累植物只有遏藍菜屬的少數幾種植物。但遏藍菜屬植物生長緩慢、植株矮小、 地上部生物量小,在實際應用中受到限制。

亚搏体育官方网站登录 鎘富集植物:蕨類、向日葵、油菜、月季等花卉作物、雜草。

三、土壤重金屬鎘污染植物修復效率

1. 《4種植物對鉛、鎘和砷污染土壤的修復作用研究》,狗尾草生物量參考《武漢天河機場狗尾草群落生物量的調查》;

亚搏体育官方网站登录 2. 80%的土壤鎘積累在30cm以上的土層,《土壤中鎘污染現狀與防治方法的研究進展》

每平米30cm厚土壤的重量=1*0.3*2.65=0.8t=800kg

亚搏体育官方网站登录 土壤含鉻量=土壤重量×土壤鎘含量

3. 寶山董菜《一種新的超富集植物》,其生物量為3t/公頃;

4.《一種新發現的鎘超積累植物龍葵》,生物量根據龍葵草百度百科種植密度計算;

5.《雜草對重金屬的生物積累特性的研究》,5,6中生物量按每平米100株計算;

6.《雜草中具重金屬超積累特征植物的篩選》

亚搏体育官方网站登录 7.《油菜作為超累積植物修復鎘污染土壤的潛力》

亚搏体育官方网站登录 8. 《印度芥菜對土壤Cd,Pb的吸收富集效應及修復潛力研究》

9. 《重金屬污染土壤的植物修復研究》

分析:

亚搏体育官方网站登录 1. 生物量太小,文獻報道的植物主要為雜草,生物量均較小,需要找高生物量的植物。加強植物馴化和栽培管理,提高其生物量。 如寶山董菜的的每公頃才3噸,如擴大到30噸,修復年數能減少到28年。

2. 富集系數不高。 如文獻5中的雜草富集系數提高10倍,修復年數能大大減少。

亚搏体育官方网站登录 3. 同樣都是印度芥菜,在不同濃度和地點進行的試驗,修復效率差別較大。

4. 修復植物的無害化處理技術較少研究。比如向日葵、油菜修復后籽實鎘含量及食用油中鎘含量。

5. 注重和農田管理措施(如澆水、耕地、有機肥施用)、特定微生物結合打組合拳,提高修復效率。

結論:

亚搏体育官方网站登录 1. 土壤重金屬鎘污染植物修復效果非常不理想。需要加強尋找、篩選、培育超累積植物,并通過現代生物學手段進行改良。加強馴化和栽培管理提高植物生物量和富集系數,科技專家利用土壤重金屬檢測儀測試不同地區的土壤數據。

亚搏体育官方网站登录 2. 以上修復試驗基本為盆栽模擬試驗,試驗研究很多,但利用植物修復鎘污染土壤的實例極少。從試驗研究到成熟的植物修復技術還有很長的一段路要走。

3. 盡量選擇環境條件較好的基地,避開污染源。

4. 對投入物特別是雞糞、豬糞等工廠化飼料養殖的糞肥進行調查或檢測。

5. 和油菜合理輪作,降低土壤重金屬水平。

作者:觀土

鏈接:http://www.zhihu.com/question/20328124/answer/34751044

來源:知乎

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在土壤重金屬分析中,測定方法也很關鍵,早在2012年美國曾經有一位大學教授用XRF測定來自亞洲的大米含鉛超高,并將此結果提交美國化學學會上發表且接受BBC采訪,但后來這個結果因為不可重復,文章撤銷了,也成為一個笑柄。

 

且不說大米測定的笑話了,說說如何看待土壤的重金屬數據超標的問題。土壤污染數據的解讀比數據測定遠遠來得復雜。

 

1.重金屬在土壤中以各種形態和價態存在。

 

亚搏体育官方网站登录 各種重金屬、同一種的不同形態、不同價態不僅毒性不同,在土壤中的物理、化學和生物學的行為也不同,在土壤-受體(作物、人體、動物)中的遷移能力也不同。

 

不談及重金屬的形態、價態和曝露途徑,土壤重金屬的數據其實是個“死”數據。

 

重金屬本身就是環境中的一種客觀存在,看到污染超標多少倍多少倍而受到驚嚇其實是不必要的。當受體不存在或者無暴露途徑時,重金屬超標本身并沒有多大意義。

 

2.土壤重金屬污染問題必須和糧食安全和人體健康聯系起來。

 

食物鏈污染是土壤重金屬帶來人體健康風險較主要的途徑,土壤重金屬污染的問題的解析必須和人體健康、糧食超標等聯系起來考慮才有意義,根植于以上三者相關關系的政策和治理才能得到較有效、較經濟地確保糧食安全和人體健康。

 

亚搏体育官方网站登录 同時糧食重金屬的積累問題涉及品種問題、土壤自身的條件和污染特征、甚至氣候和大氣污染物等等。土壤重金屬污染本身的確是個問題,但糧食安全、人體健康問題是更大的問題。

 

3.土壤污染倍數的判斷是基于標準基礎上的判斷。

 

土壤污染倍數的意義本身受到標準使用的范圍、標準本身的合理性的制約。我國的土壤環境質量標準制定于1995年,根據土壤應用功能和保護目標,劃分為三類,Ⅰ類為主要適用于國家規定的自然保護區(原有背景重金屬含量高的除外)、集中式生活飲用水源地、茶園、牧場和其他保護地區的土壤,土壤質量基本上保持自然背景水平。Ⅱ類主要適用于一般農田、蔬菜地、茶園果園、牧場等到土壤,土壤質量基本上對植物和環境不造成危害和污染。Ⅲ類主要適用于林地土壤及污染物容量較大的高背景值土壤和礦產附近等地的農田土壤(蔬菜地除外)。

 

土壤質量基本上對植物和環境不造成危害和污染。目前公認這套全國劃一的標準早已不合時宜。用它來判斷標準其實僅能用來參考而已,而很多研究或報道用這套標準甚至用II類標準來判斷底泥等土壤外的環境物質則是顯得張冠李戴,當然這恐怕是處于找不到底泥重金屬含量的判斷標準下的無奈之舉。

 

以鎘為例,用農業生產的耕地鎘標準來判斷日本的耕地,其日本的耕地土壤幾乎全部都超標,而用臺灣的農田土壤的鎘標準來判斷中國大陸的耕地,則中國大陸的土壤鎘超標的百分數將大大降低,當然這并非說中國大陸土壤不存在鎘的問題,相反從食物鏈傳遞和人體健康風險來看,中國大陸耕地土壤的較大的重金屬隱患就是鎘。

 

亚搏体育官方网站登录 4.農業生產中,土壤重金屬的風險性很大程度上決定于重金屬的有效性,而后者又很大程度上受制于土壤本身的性質。

 

世界上土壤鎘含量較高的礦區當屬英國Shipham礦區,鎘含量高達998mg/kg,按照我國的土壤環境質量標準,其超標3326倍。但并沒有帶來很大的人體健康效應,但與之相反日本痛痛病區土壤鎘較高在6mg/kg,大寶山“癌癥村”土壤鎘含量較高不到1mg/kg。

 

亚搏体育官方网站登录 之所以有如此大的差別在于英國的礦區是堿性礦區,同時礦體主要是碳酸鋅,而日本的是單純的鉛鋅礦,大寶山礦是鐵銅礦且含有大量的硫,這些物質大量進入下游的土壤在干旱條件下強烈的酸性。

 

 

亚搏体育官方网站登录 5.重金屬在土壤中的含量具有高度的不均一性,有時受到灌溉的影響,一塊田的進水口和出水口都可以相差好幾倍或者幾十倍,受到翻動或者犁耙的影響上下層也可以相差好幾倍。


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