土壤污染防治进展

土壤污染防治进展（共9篇）

土壤污染防治进展 篇1

为保障农产品质量安全，2012年农业部决定开展农产品产地土壤重金属污染防治普查工作。按照农业部相关要求，四川省率先在58个县启动开展农产品产地土壤重金属污染防治普查。全省制定并下发了项目实施方案，计划收集图件资料3.5万份，采集土样32 285个，分析化验6项重金属指标，获取近20万个检测数据，建立省、县两级土壤样品库。

目前，四川省已培训技术骨干300余人次，选择确定土样检测机构3家，落实了省级样品库房;各项目县将采样点位落实到了乡 (镇) 、村和田块，收集资料3.2万份，采集土样3万个，制备土壤样品12万份，占计划任务的90%，项目进展顺利。市、州现场采样检查率达100%，项目执行组现场抽查率达50%;技术专家组现场复查率达20%。由于项目推进工作扎实，四川省顺利通过了农业部组织的第一次督查，并获得督查组专家一致好评。

土壤污染防治进展 篇2

摘要：通过对国内外蔬菜重金属污染的研究现状、污染来源、蔬菜对重金属的.吸收与富集规律、重金属对蔬菜生理生化效应的影响等方面的论述,探讨了蔬菜中重金属污染的控制方法,为开展蔬菜重金属污染防治提供参考和借鉴.作 者：张珍 陆开形 孟秋峰 ZHANG Zhen LU Kai-xing MENG Qiu-feng 作者单位：张珍,陆开形,ZHANG Zhen,LU Kai-xing(宁波大学,生物工程与生命科学学院,浙江,宁波,315211)

孟秋峰,MENG Qiu-feng(宁波市农业科学研究院,蔬菜研究所,浙江,宁波,315040)

地下水污染及防治技术研究进展 篇3

1 造成地下水污染的原因及危害

1.1 地下水污染类型

对地下水造成污染的原因非常多, 主要有人为原因和自然原因两大类。随着我国经济的快速发展, 人们对淡水的需求正在不断增加, 人类在开采地下水的过程中造成了地下水污染, 同时由于工业的发展, 一些污染物渗漏到地下, 造成地下水污染。总体来说共分为四个类型:一是海水倒灌造成的地下水污染;二是地表水造成的污染;三是工业污水的污染;四是垃圾填埋造成的污染。

除此之外还有一些地区采取了淡水回灌来补给地下水, 但是在回灌的过程中会出现一些被细菌感染的水直接回灌, 这将给地下水带来极大的破坏, 造成严重的后果, 这种污染在一些地下水超采地方比较常见, 并且对地下水的污染比较严重。

1.2 地下水污染途径

对地下水的污染根据污染的途径不同可以分为四类:即:间歇入渗型, 连续入渗型, 越流型, 径流型。连续入渗和间接性入渗污染地下水的主要是污水潜水。对含水层污染的主要是越流型污染, 它对地下水的影响非常大。

1) 连续入渗型主要是污染随着地下水直接渗入到地下, 主要是污染潜水, 例如废水池、废水废井;

2) 间歇入渗型主要是自然降水或者其他形式的灌溉水通过非饱和水带, 周期性地渗到地下, 在日常生活中垃圾堆被雨淋后就会把污染的雨水渗透到地下;

3) 径流型污染物主要通过地下径流直接渗入到含水层, 在地下溶洞中进入含水层就是此类污染;

4) 越流型主要是把受污染的地下水越流到未被污染的地下水, 污染的水主要通过整个层间或者通过破损的地下管道直接渗透到地下水层。地下水的过度开采改变了越流方向, 使已受污染的潜水进入未受污染的承压水, 即属此类。

1.3 地下水污染的危害

地下水污染较地表水污染影响深远且不易治理, 地下水污染的危害也远比地表水污染程度更严重。城市与工业“三废”不合理或不达标排放量的迅速增加, 农牧区农药、化肥的大量使用, 导致我国地下水污染日益严重, 呈现由点到面、由浅到深、由城市到农村的扩展趋势。对我国190多个城市进行地下水监测, 结果令人不满意, 近全部城市都受到不同程度的污染, 近4成的城市地下水污染趋势加重, 无论是南方城市还是北方城市, 北方相对污染范围要比较广, 南方相对来说比较轻, 地下水的过度开采导致污染比较严重, 无论是海水倒灌还是地表污染都加剧了地下水的污染。

2 地下水资源污染的防治方法

地下水的污染很难引起注意, 这主要是它不易被发现, 地下水的污染不像其他地表水一样可以通过颜色、气味等进行判断, 地下水受到污染被发现时已经是被污染很长时间, 并且范围也会扩大。地下水受污染后比起地表水治理起来要困难的多, 并且费用也非常大, 因此要对地下水采取以预防为主。

1) 评价地下水现状

通过对地下水污染程度的评价, 为管理层及其相关人员提供比较全面的资料, 这样能够更好地对我国地下水采取应对之策, 指导工程的选址, 能够更好地为农业工业生产提供合理的产业布局, 同时能够对地下水的保护起到积极的作用。

2) 科技的进步

通过提高工业的生产工艺, 这样能够更好地减少污染物的产生, 在重点水源保护地区, 要对排放的污染进行严格控制, 对已存在的污染源能够搬迁的尽量搬迁, 不能搬迁的要对其进行严格的排污控制, 让其达到符合标准。

3) 严禁采用渗井、渗坑排放污水

在水源地要禁止采取永久性的污水排放池, 对固体污染物也要采取管制, 防止污染物随着雨水渗入到地下, 对地下水造成污染。

4) 合理使用肥料

在农业生产中, 很多地区在施用肥料时出现不当的现象, 出现氮肥过量, 这种流失对地表造成污染, 对地下水带来污染, 这就需要我们在农业生产中要正确使用氮肥。

5) 合理规划城市垃圾填埋场

在一些城市垃圾采取掩埋的办法进行解决, 这样虽然成本比较低, 但是后期污染比较严重, 一些工业废料在掩埋的过程中出现对土壤的污染, 这就是通过地下水渗透到地下水中去, 严重污染了地下水。

6)

加强水资源保护, 严格执法和管理, 增强环保意识, 自觉保护水资源。

3 结论

当前我国经济快速发展过程中对地下水的防治工作重视程度不够, 无论是在法律制度方面, 还是在管理方面都出现了空白, 同时我国在地下水监测方面还是处于空白状态, 缺乏有效的预警机制。我国应该在完善地下水环境保护法律体系, 将地下水和地表水的防治进行统一的规划和管理, 能够更好地防治地下水污染。

参考文献

[1]Schilling K E, Zhang Y K.Baseflow con-tribution to Nitrate-Nitrogen Export from a large, Agricultural, USA, 2004.

[2]Schilling K E, Zhang Y K.Increasing streamflow and baseflow in Mississippi River since1940, s:Effect of land use change, 2006.

[3]孙雪涛, 等.加强地下水管理的思路与对策[J].中国水利, 2007 (15) .

土壤污染防治进展 篇4

膜生物反应器(MBR)中膜污染防治方法的研究进展

摘要：文章综述了膜生物反应器中膜污染的机理,分析了影响膜污染的.主要因素,对膜污染的防治方法进行了总结与概括,并指出了今后为解决膜污染的研究工作重点.作 者：周政杰    温志良    梁志辉    范洪波    吕斯濠    Zhu Zhengjie    Wen Zhiliang    Liang Zhihui    Fan Hongbo    Lu Sihao  作者单位：周政杰,温志良,Zhu Zhengjie,Wen Zhiliang(东莞市环保产业促进中心,广东,东莞,50)

梁志辉,范洪波,吕斯濠,Liang Zhihui,Fan Hongbo,Lu Sihao(东莞理工学院,化学与环境工程学院,广东,东莞,523808)

期 刊：广东化工   Journal：GUANGDONG CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)：, 37(7) 分类号：X 关键词：膜生物反应器(MBR)    膜污染    污染防治   

石油污染土壤治理研究进展 篇5

关键词：土壤,石油污染,治理

石油是经济增长的“发动机”,在给人类创造巨大经济效益的同时,也对生态环境构成了巨大威胁。石油勘查、开采、运输、储存过程中发生的泄露、检修、井喷事故导致石油烃类物质的溢出和排放,含油污泥、污水等不合理的堆置、灌溉,石油开采过程中产生的落地原油,使油田区大面积土壤受到严重的污染[1]。据不完全统计,我国每年有近60万石油进入环境,截至2010年底,我国受石油污染的土壤达500万hm2,且每年仍在增长。

大量石油污染物进入土壤,破坏了土壤的质地和养分构成,降低甚至使土地丧失了可耕性与生物活性[2,3],由于土壤自净能力有限,一旦受到污染极难恢复。因此,迫切需要采取有效治理措施,防治土壤石油污染。现对我国西北地区石油污染土壤及治理情况作一探讨。

1 我国西北地区石油污染土壤现状及危害

近年来,我国西北地区石油工业如火如荼,原油泄漏造成的生态环境污染问题日益突出。加之西北油田区属干旱半干旱气候,土壤沙化和水土流失严重,土壤净化和承载力有限,由此带来的土壤生态环境保护和治理压力随之增大。

石油污染物进入土壤后,破坏土壤物理化学结构,致使土层盐碱化、板结化,降低了土壤的透气透水性[4];阻止了土壤中的硝化作用和解磷酸作用,氮、磷含量减少;石油污染物粘附在植物根表面形成黏膜,阻碍植物根系正常呼吸和吸收养分,造成植物根系腐烂;石油中含有的烷烃、苯类和复杂芳香烃等毒性很大,有“三致”作用,可通过食物链在动植物体内逐级富集,导致污染物的生物放大,从而危害人类的健康。

甘肃庆阳人大公布资料显示,仅华池县石油开采过程中,1995—2009年共发生土地污染事故803起,污染土地;油区河流也被严重污染,2007年抽样化验显示,多项指标大幅超过国家限制标准,如溶解性总固体超过10倍,总硬度超过6倍[5],河水及大部分地下水不能饮用和灌溉,且导致患肝脏、肺系统等病变的人数增多,畜禽也出现了异常死亡现象。油田区石油污染带来的生态环境极度恶化已引起政府和科研人员的高度重视。

2 石油污染土壤治理措施

治理土壤石油污染的研究广泛开展。目前,理论和技术上可行的治理方案主要有物理、化学、生物和联合技术修复等几大类。除极少量土壤和废弃油泥因含油率较高可经过萃取、分离等工艺回收一部分原油外,大部分中低浓度污染土壤均是通过一定的技术手段降低土壤含油率,以达到净化环境、改善生态的目的。

2.1 物理治理措施

物理修复技术是利用土壤和污染物的物理性质,将污染物与环境进行隔离以阻止其扩散产生污染的技术。常见的修复技术有焚烧法、隔离法、客土法等。

2.1.1 焚烧法。

焚烧法[6]是利用石油类物质易燃的特点,将污染土壤进行干化等预处理后送入焚烧炉,使之生成气体而脱离土壤,达到去除土壤石油污染物的目的。焚烧过程中产生的有毒气体需要收集处理,处理费用较高,不宜大范围推广。

2.1.2 隔离法。

隔离法[7]是采用黏土或其他合成惰性材料,将石油污染的土壤与周围环境隔离开来的技术。该方法可有效防止污染物的迁移,费用较低,但由于土壤自身降解能力有限,毒性依然存在,达不到永久治理的目的,若隔离措施不当,有造成二次污染的风险。

2.1.3 客土法。

客土法[8]是用未污染的土壤替换部分污染土壤或与污染土壤进行掺混,以稀释污染物浓度,利用环境自净能力来消除污染的技术。此法工程量大,降解时间长,一般只用于事故后的简单处理,且置换出的污染土壤仍需进行后续处理。

2.2 化学治理措施

化学修复技术是利用石油污染物与氧化剂、改良剂等发生化学反应,对污染物进行氧化、分离等,以降低土壤中污染物浓度的技术。化学修复技术主要包括氧化法、土壤洗涤法等。

2.2.1 氧化法。

氧化法[9]是向石油污染的土壤中喷洒或注入强氧化剂,使其与污染物质发生化学反应来实现净化的目的。常用的氧化剂有臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等。氧化反应完成的时间短,大大加快了降解速率,但大范围地使用容易使土壤盐碱化,只适用于污染物易扩散、难分解的土壤修复中。

2.2.2 土壤洗涤法。

土壤洗涤法[10]是将污染土壤粉碎,混入足够的水和洗涤剂,得到土壤、水和洗涤剂相互作用的浆液,静置后,从水相中将部分污染物从土壤中分离出来。土壤洗涤法工序复杂,成本较高,仍局限于实验室研究,工程应用较困难。

2.3 生物治理措施

生物修复技术是利用植物或微生物的吸收、转化、清除或降解作用,将土壤中的石油污染物降解为二氧化碳和水或转化为其他无害物质的技术措施。生物修复技术按修复主体分微生物修复技术和植物修复技术。生物修复以其成本低、效果好及对环境二次污染少等优点,被认为是最有前景的修复手段,并已经成为近年来石油污染土壤治理研究的热点[11]。

2.3.1 植物修复技术。

植物修复技术[12]主要是利用植物对污染物的大量吸收或是植物体内释放能降解石油污染物的分泌酶或酶类物质或植物根际对微生物生长提供良好微环境,植物生长到一定阶段移除,如此反复种植以达到降低土壤石油烃含量的目的。植物富集石油污染物的能力受土壤类型、污染物性质等的制约[13]。因此,进行植物筛选应考虑以上诸多方面的因素。

2.3.2 微生物修复技术。

微生物修复技术[14]是利用微生物的新陈代谢作用,将石油污染物矿化为二氧化碳和水或简单化合物的技术。筛选以石油烃为利用碳源的高效降解菌,经扩大培养投入污染土壤进行修复。高效降解菌一般从土著微生物中进行筛选,主要是因为土著微生物已经适应了污染物的存在,并且外源微生物又不能与土著微生物有效地竞争。此外,为提高降解菌活性,需要创造良好的生长环境和加入必需的无机盐、影响因子等营养成分。

2.4 联合治理措施

单一修复技术虽有各自的优点,但均有一定的适用范围,难以达到将石油烃含量降至环境允许值、恢复土壤耕性的目的。随着修复技术手段的深入研究和应用的不断创新,跨学科、多技术联合修复成为降解土壤石油污染的研究方向。研究表明,利用表面活性剂的分散、增溶作用扩大了微生物与石油污染物的接触面积或直接选育出产表面活性剂的降解菌[15],植物与微生物联合修复[16],在进行微生物修复的同时,翻耕土壤或给土壤通气以促进降解菌生长繁殖,以及化学氧化-植物-微生物联合修复,石油烃降解率高,无二次污染,均优于单一修复技术。

由于不同的生态地理环境、土壤类型及生物种群、石油组分及污染程度等因素限制了治理措施的广谱性,加剧了石油污染土壤治理的复杂性。因此,开展修复技术前,应充分结合污染区实际情况开展研究。

3 展望

目前,以筛选适应当地环境的高富集性植物-高效降解菌修复为基础,结合其他措施开展土壤石油污染联合治理已成为当前研究的热点,部分成果已得到推广应用。据报道,南开大学与胜利油田合作,在油田区筛选出高吸收性、对降解菌生长有益的矮牵牛和紫茉莉,从石油污染土壤中分离、选育出高效降解菌,采用矮牵牛/紫茉莉—土著高效降解菌—翻耕—营养物—表面活性剂联合修复技术,经过半年的油田降解治理,土壤石油烃含量降至环境允许值以下,达到恢复土壤耕性要求,修复效果显著,该治理措施已在胜利油田推广应用。

石油污染土壤修复技术研究进展 篇6

一、国内外石油污染土壤修复技术

1. 物理法

物理法主要包括隔离法、:焚烧法、换土法和光催化法。

隔离法用的是粘土或者其它人工合成的惰性材料, 从周围环境中把被污染土壤隔离开。修复成本低, 适用于渗透性较差的地带。但是因其只是阻止了污染物的迁移而并未破坏石油烃, 因此不宜作为永久的修复方法。

焚烧法对设备要求较高, 不仅温度要达到815到1200℃而且对于过程中所产生的有毒有害物质也要进行收集并处理, 处理费用高昂, 且设备要求高, 故只适用于小面积被污染土壤的治理, 不宜大范围的推广使用。

换土法则是用没有被污染过的土壤换过被污染的土壤, 以达降低污染物浓度的目的。换土法耗费大量的人力物力财力, 仅适用于小面积严重污染土壤的治理, 且对于换出的土壤需进行处理。

2. 光催化法

在氧气存在的情况下, 太阳光的照射就可以使石油烃发生分解反应, 但这个过程是十分缓慢的。国内外科学家经过多年的研究, 发现氧化锌、氧化钨、硫化锌、二氧化钛等物质作为光催化剂参与到石油烃的分解反应中去, 均可显著提高其降解率。光催化法, 大大降低了成本, 同时操作简单易行;但是受自然条件和天气因素的制约较大, 有很大的局限性, 因此更适用于太阳能丰富的地区和时间段。

3. 化学法

化学法一般包括化学氧化法、土壤洗涤法和萃取法。

化学氧化法[3]是向石油污染土壤喷洒化学氧化剂, 通过发生化学反应以进行石油污染土壤的净化。这种方法经济实用, 减少了对土壤结构的破坏, 且没有二次污染的顾虑。但是缺点是工艺复杂。

洗涤法是将污染土壤、水以及洗涤剂混合成浆液, 经静置后分离的方法。存在的缺陷是使用洗涤剂会造成二次污染。因此, 洗涤法适用于渗透系数大的土壤环境。

萃取法根据的是相似相溶的原理, 首先使用有机溶剂萃取被污染土壤中的原油, 再分离有机相。此法中的有机溶剂可循环使用。此法成本高昂, 工艺繁琐, 流程冗长, 更适于油污浓度较大的土壤。

4. 生物法

生物修复是人们目前比较关注的一种新型石油污染治理技术。它利用微生物、植物等, 将环境中的有毒有害物质降解为水和二氧化碳, 或是转化成其它不会造成环境污染的物质[4], 具有成本低、能耗低、降解率高、不会造成二次污染等诸多优点, 是一种高效、经济、环保的清洁技术。

(1) 植物修复技术

植物修复技术是利用污染物在植物体内的富集作用, 植物新陈代谢过程对污染物的矿化和转化作用, 以及植物根圈与根茎的共生作用来增加微生物的活性, 以提高污染物在土壤中的降解速度, 以达到对环境污染物处理的效果。具体包括植物的提取、植物的降解和植物的稳定化三种手段[5]。

(2) 微生物修复技术

微生物修复是在可变环境下, 利用自然界中已存在的或人工培养的微生物, 将有毒污染物转化为无毒污染物的技术手段[8]。微生物修复技术是目前研究较多且相对成熟的一种技术手段。根据其取土与否又能分成两类, 即异位生物修复和原位生物修复。

结束语

随着石油工业的不断进步与发展, 石油污染土壤现象日趋严重。对被污染土壤进行处理, 使其能在尽量短的时间里达到重复利用的标准, 是污染土壤治理过程中的重要问题。在生命科学急速发展的今天, 我们更应采用低成本、无污染、高效率的方法进行石油污染的治理。近年来, 物理、化学、生物技术在国内外都得到了较快的发展, 其中, 尤以生物技术更甚。各企业应充分结合传统技术与新兴技术, 发挥各自优点, 以更好地作用于土壤修复领域, 达到修复的系统化和最优化。同时, 也要综合考虑经济效益、环境效益和社会效益。

参考文献

[1].史红星, 黄廷林.黄土地区土壤对石油类污染物吸附特性的实验研究[J].环境科学与技术, 2002, 25 (3) :10-12.

[2].陆秀君, 郭书海, 孙清, 等.石油污染土壤的修复技术研究现状及展望[J].沈阳农业大学学报, 2003, 34 (1) :63-67.

[3].SA V HO.Integrated in situ soil remediation technology:theLasagna proceeds[J].Environment Science Technology, 1995, 29:2528-2534.

[4].马文漪, 杨柳燕.环境微生物工程[M].南京:南京大学出版社, 1998.

土壤污染防治进展 篇7

电动修复技术是近20年才兴起的一种高效、原位修复技术。由于其无二次污染、对土壤的扰动小、特别适用于黏性土壤等优点而被广泛关注, 被称为一种新型的“绿色修复技术”, 显示出了巨大的应用前景。实验室证实了电动修复技术在修复重金属、多环芳烃、多氯联苯等有机污染物、以及放射性核素等污染土壤方面的有效性。文章主要阐述了电动修复法的技术原理及其增强电动法以提高电动修复效率的研究进展。

1 电动修复技术机理研究

19世纪初期俄国学者Reuss将直流电场加在泥水混合物两端时发现了电动力学现象, 此后该技术就广泛应用于土木工程领域。20世纪90年代初美国人Acar创先将电动修复技术用于污染土壤修复上, 并取得了较好的修复效果。

电动修复技术的基本原理类似于原电池, 即向插入土壤中的电极通入电流, 水溶的或者吸附在土壤颗粒表面的污染物在电场力的作用下通过电渗析、电迁移、电泳三种方式向电极区移动, 使污染物富集在电极区附近, 并最终通过电镀、共沉淀、抽取电极附近的污染水以及使用离子交换树脂等处理方式集中处理或者分离达到污染治理的目的。表1列出了几种主要的电动效应。

电动修复污染土壤时伴随着污染物的迁移在电极处会发生水的电解反应。即:

电解反应产生的H+、OH-会导致电解槽内电解液p H值发生剧烈改变, 可以使阳极区p H下降至2, 阴极区p H升至12左右。产生的H+、OH-在电迁移的作用下向中部的土壤室移动, 分别形成酸性、碱性迁移带。酸性区中的H+能够促进土壤矿物质的溶解, 增加孔隙水中的离子强度和导电性, 增强修复效果;但是过低的p H值也会造成电渗流减弱, 甚至改变方向, 从而影响离子型污染物的去除。发生迁移的金属离子在碱性区与OH-相遇形成氢氧化物沉淀, 会阻止其进一步的迁移, 并且还会堵塞土壤孔隙, 造成电流以及电导率降低, 导致电动修复效应的停止, 从而降低修复效率。因此在采用传统电动法修复污染土壤时, 修复效果常不尽人意, 在后续电动法的发展研究中, 研究者多采用各种增强方法以提高电动法的修复效率。

2 增强电动修复技术研究

通过分析电动法的修复原理, 各国研究者主要从以下几个方面着手来提高其修复效果。首先是控制因电解造成的酸碱度发生剧烈变化, 保持土壤p H值在适合的范围内;其次是促使吸附的污染物从土壤颗粒表面解吸出来成为游离态或者溶于液体中, 以利于后续电动效应的发生;最后是通过与其它技术联用以降解、破坏或者是改变原有污染物的状态来达到治理增强的效果。

2.1 控制土壤p H值

土壤p H值决定着土壤污染物的吸附与解吸、沉淀与溶解、络合与解离等作用, 从而影响污染物在土壤中的存在方式。H+的迁移速率大约是OH-的两倍, 因此迁移的H+、OH-会在靠近阴极的地方发生中和, 造成土壤p H阶跃, 促使游离的重金属离子在此点沉淀下来, 发生聚焦效应, 从而引起修复效率的降低。因此控制电动修复系统的p H值是电动修复的主要因素之一。

2.1.1 电极控制法。

由于阳极产生大量的H+造成阳极液成强酸性, 而阴极产生大量的OH-呈现出强碱性, 因此可以简单的通过交换阴阳电极或者循环阴、阳极电解液来中和水电解造成的酸碱突变, 以提高电动修复的效率。路平等采用交换电极法, 在交换频率分别为4d和2d, 在运行8d的情况下, 土壤中总铬的去除率从固定电极去除率的59.04%分别上涨到70.18%、86.10%, 土壤中总铬平均含量从506.36mg/kg降至73.56mg/kg, 得到了较好的修复效果。

在大量的电动修复室内研究和野外试验中, 正负电极的设置一般采取简单的一对正负电极 (即一维设置方式) 形成均匀的电场梯度。但是一维电极设置方式会在相同电极之间形成一定面积电场无法作用的土壤, 从而影响修复效率。为优化电极设置方式, 研究者提出二维电极设置方式, 即在中心设置阴极/阳极, 四周环绕阳极/阴极, 带正电/带负电污染物在电场作用下从四周迁移到中心的电极池中。电极设置形状可分为六边形、正方形和三角形等。范向宇等通过对几种电极的分析比较得出“中”字形和六边形为最优电极设置方式, 可节省电极材料费, 同时保持系统的稳定性和污染物去除的均匀性, p H波动小, 去除率高。罗启仕等通过小型实验得出非均匀电场对土壤的p H值影响较小, 并且对土壤水分的影响范围和程度比均匀电场小, 运行的稳定性较高。

2.1.2 阴极施加缓冲液。

大多数重金属污染物在低p H值下可以形成离子游离状态, 由此使土壤保持在较低的p H状态下有利于金属类污染物的去除。为了中和阴极电解反应产生的OH-, 研究者直接向阴极槽添加酸性缓冲溶液以抑制p H升高。实验室常添加的酸性缓冲溶液有盐酸、乙酸、柠檬酸、草酸等。王业耀等选用重铬酸钾作为污染物, 以盐酸、醋酸控制阴极p H值, 实验结果表明总铬的去除率在无p H控制状态下仅为37.6%, 当阴极添加醋酸缓冲液时去除效率升高到79.2%、添加盐酸时效果达到了90.8%。研究表明添加强酸作为缓冲液时能够很好的控制阴极p H值升高, 增强效果优于弱酸, 但是添加的SO4-、Cl-等阴离子可能会与土壤中迁移的重金属离子形成沉淀, 而且施加的Cl-可能会造成地下水污染, 并且Cl-会在阴极电极上参加电极反应, 产生有害的Cl2。有机酸不但能够有效的中和产生的OH-, 使土壤维持在酸性范围内, 而且能够促进土壤中的重金属离子解吸出来, 以及与重金属形成可溶性的络合物, 同时由于有机物的生物可降解性, 环境友好性等特点, 使其在增强电动法修复效果具有良好的应用前景。

由于去除有机物主要是通过电渗析方式, 为保证电渗流方向不发生改变, 土壤的p H应控制在电荷零点之上, 针对此类污染土壤电动修复应控制阳极产生的H+。常用的阳极缓冲液有Na OH、Ca (OH) 2和Na2CO3等。

2.1.3 离子交换膜。

利用阴离子交换膜的选择透过性可以有效的阻止阴极产生的OH-进入土壤中, 将高p H区间限制在靠近阴极的附近, 从而避免金属氢氧化物沉淀的形成。Puppala等使用Nafion TM离子交换膜处理伊利石矿床Pb污染, 这种膜能够让阳离子以及极性化合物顺利通过, 阻止阴离子及非极性化合物通过, 结果表明Nafion TM有效地限制了氢氧根离子往阳极的迁移。

使用离子交换膜不施加其他物质就可以很好的控制土壤p H值, 提高电动法的效果, 但是当重金属离子向膜迁移并在膜的表面发生沉淀时就会造成膜的污染, 从而使离子交换膜失去作用, 并且离子交换膜的价格昂贵也是限制其大规模使用的原因之一。

2.2 增强土壤中污染物质的溶解度

2.2.1 螯合剂。

当土壤的酸碱缓冲能力强时, 利用向土壤中施加酸碱缓冲溶液来调节土壤p H值是很困难的。因此通过向土壤中施加螯合剂以促使吸附在土壤颗粒表面的污染物解吸出来, 并使它们保持溶解状态是增强电动修复法的另一种常用方法。目前常用的增强剂有络合剂 (螯合剂) 、表面活性剂、氧化还原剂以及阴离子。络合剂能与重金属形成一种强水溶性的配合物, 使其从土壤颗粒表面解吸出来, 最终通过电渗流、电迁移的形式去除金属螯合物来实现去除重金属的目的。常用的螯合剂有羧酸、磷酸酯、多胺、工业废水、氨基羧酸盐类 (EDTA、DTPA、EDDS) 、柠檬酸等。卢静等向铬污染的沙土中分别施加0.1mol/L的乙酸、EDTA、柠檬酸来增强电动修复效率, 实验结果表明添加乙酸去除铬的效率最低仅为38%;施加EDTA的去除效率明显增加到71.88%;施加柠檬酸的效果最好, 去除率达到78.39%, 结果表明施加络合剂能够显著的提高电动法的去除效率。方一丰等通过向铅污染土壤中施加EDTA的实验结果显示Pb的去除率达到82.1%;但是EDTA的利用率仅在5%~10%之间。因此如何提高络合剂的利用率以及发展有效的络合剂再生法将大大提高络合剂强化电动法的经济可行性。但是一些常用的络合剂如EDTA等在自由的状态下对环境是有害的、不宜被生物降解的, 由此选用天然的环境友好型的螯合剂成为目前研究的热点。环糊精具有无毒、可生物降解性以及在较宽p H值范围内对土壤颗粒表面吸附能力弱等优点, 在利用环糊精增强电动法去除污染土壤中的有机污染物以及重金属方面取得了较大的成效。

2.2.2 表面活性剂。

土壤中的疏水性有机物 (HOCS) 在水相中的溶解度低, 对土壤表面和土壤矿物质有很强的吸附力, 因此在处理此类物质时有必要采取措施以增大疏水性物质在水相中的溶解度, 从而增强其迁移能力。向土壤中施加表面活性剂可以提高HOCS溶解性, 减少表面张力, 降低临界胶束浓度, 增强润湿能力和发泡容量。王焘等向苯酚污染土壤中添加十二烷基苯磺酸钠 (LAS) 增强电动修复效率, 当LAS的添加浓度为0.046mol/L时, 苯酚的去除效率达到91.16%。常施加的表面活性剂分为阳离子型、阴离子型、非离子型以及生物表面活性剂。由于阳离子型表面活性剂毒性强;阴离子型表面活性剂易于向阳极迁移, 与电渗流的方向相反, 所以通常选用非离子型表面活性剂或生物表面活性剂。鼠李糖脂是目前运用比较广泛的生物表面活性剂。Gonzini等施加鼠李糖脂以提高电动法治理汽油污染土壤中汽油的迁出率为86.7%, 并且施加的鼠李糖酯还提高了汽油的生物降解性。

2.2.2 氧化还原剂。

向土壤中施加氧化还原剂常利用于原位的化学及微生物修复法中, 目的是提高污染的移除率或是通过氧化还原作用降低污染物的毒性。汞在土壤中主要以不溶性的Hg S, Hg (I) 和Hg2Cl2等形式存在, 移动性较差。通过向土壤中加入I2/I-溶液将汞氧化为Hg2+, 并进一步与土壤中的I-反应生成Hg I2-, 可通过电迁移的方式迁移出污染土壤。

虽然向土壤中施加助溶剂能够有效的提高土壤中污染物的解吸, 但是由于有的助溶剂本身价格偏贵且在土壤中的利用率较低, 而且有的助溶剂由于其本身的毒性或者难降解性有可能会对土壤造成二次污染。因此在选用助溶剂增强电动修复效率时应充分考虑其环境友好性以及经济适用性。

2.3 电动法与其它技术联用

2.3.1 电动—Fenton联用法。

Fenton强化电动修复技术是通过在土壤离阳极区5cm处加入铁屑 (主要成分是Fe SO4或铁屑粉) , 充当类似的可渗透性反应墙, 同时用0.3%H2O2作为阳极区溶液。Fenton强化电动法处理有机污染土壤的机理首先是H2O2在电渗析的作用下向阴极区移动, 通过铁屑反应墙时被催化分解产生羟基自由基, 随后羟基自由基氧化降解土壤中的有机物。Fenton要求的最佳p H值条件在3~5左右, 而阳极反应造成的p H值降低正好利于Fenton反应的进行。Yang等首先将电动法与Fenton技术联用修复苯酚污染土壤, 通过10d的实验得出整体迁移、降解苯酚的效率达到99.7%。Tzai-Tang Tsai等设计了三种实验方法对比去除土壤中的总石油烃, 其中单独使用Fenton的去除率仅为27%, 单独使用电动法的去除率为55%, 以铁为电极, Fenton联合电动法的去除率达到97%, 表明Fenton法可以明显的提高电动法的修复效果。

2.3.2 电动—生物联合修复法。

电动—生物联合修复技术包括电动—微生物联用法、电动—植物联用两种方法。电动—微生物联用法是通过电渗析及电泳的方式向污染土壤中添加微生物、电子受体、营养物等以利于土壤中的微生物降解污染物质。由于电渗流方向比较容易控制, 并且电动法适用于黏性土壤, 使得向土壤中施加的各种物质能够得到很好的传输效果。阎朝霞等[]通过电动法向土壤中成功注入硫酸盐以及硝酸盐, 实验表明当采用变换电场方向的运行方式时可以使营养盐相对均匀的分布于土壤中;在较短时间内 (24~36h) 就可以使土壤中的硫酸盐达到或超过目标浓度;电场可能会导致不同氮的形式的转变, 造成氮营养盐的有效形态流失, 因此注入硝酸根的时间不宜过长。电动—生物联用技术最初用于研究处理污染土壤中的重金属, 目前已经越来越多地关注于土壤中的持久性有机污染物 (POPs) , 处理的POPs有烷烃类、卤代烃类、酚类和多环芳烃类等。

电动—植物联合修复技术可以促使土壤中的污染物质向植物的根部移动, 加强污染物的可生物利用性, 从而加强植物对污染物的效率。苍龙等通过施加直流电以影响印度芥菜在复合重金属污染土壤中吸收重金属及其生物利用度的盆栽实验研究中得出电动技术增加了印度芥菜吸收重金属的量, 并且得出电压梯度是影响植物生长的最重要因素, 土壤理化性质和重金属含量都会影响植物吸收土壤中的重金属。电解反应造成的土壤性质改变影响植物的生长是电动—植物联合修复技术需要值得注意的地方。

2.3.3 电动—可渗透反应墙。

可渗透反应墙 (PRB) 主要用于原位地下水污染修复中, 常用的处理介质有零价铁 (Fe0) , 螯合剂、吸附剂等。其原理是通过水利梯度流过反应墙而与地下水中的污染物反应以实现去除污染物的目的。PRB强化电动法则是通过电渗析, 电迁移等方式促使土壤中的污染物向反应墙迁移并发生反应以去除污染物。目前与电动法联用的PRB技术主要有以下几种:传统的Lasagna技术、零价铁PRB、不同反应介质的PRB、零价铁纳米粒子PRB。研究者通过多种实验证实了针对不同种类的污染物应选择不同媒介的PRB才可以取得好的修复效果。PRB联合电动法技术处理有机氯化污染物的最大特点是不仅能将污染物从土壤中移除, 而且能通过去氯作用减少其毒性。迄今为止不同的研究人员结果表明PRB联合电动法去除效率的主要贡献是PRB介质对污染物的吸附能力。

2.3.4 电动—超声波联合处理技术。

研究证明超声波可以加强土壤中有机或无机污染物质的迁移能力, 以提高后续处理的效率。超声波强化电动法可以不施加任何物质就可以提高污染物的迁移能力, 能最大限度的降低二次污染发生的可能性。目前这种方法常用于移除土壤中重金属以及有机污染土壤。Chung等利用超声波提高电动法修复Pb、菲复合污染土壤, 试验结果证明电渗流以及重金属的迁移量在加入超声波后都得到了有效的提高, 试验表明在添加超声波后Pb、菲的去除率达到了91%, 90%。郑雪玲等通过超声波强化电动法修复铜污染土壤的室内研究中也显示出在实验初始的3h内施加超声波可以加强Cu2+的迁移, 比未施加超声波提高了43%。

3 结论

电动修复技术应用于土壤修复至今仅有20余年, 目前大多数的研究还局限于实验室模拟阶段, 应用于工程实践的还不多, 因此该项技术的实用性还有待现场实践的检验。文中提及的各种增强方法都可以提高电动法的去除效率, 但是每种方法都还有其局限性。如向土壤中施加的酸碱缓冲溶液以及增强剂等都可能造成土壤以及地下水的二次污染, 并且增强剂的利用率低, 经济性不高;其次随着向土壤通电将造成土壤温度升高, 适当的升高温度可以提高土壤中污染物的迁移率, 加快土壤中微生物群体分解代谢污染物质, 但是过高的升高温度将影响微生物群落的分布, 影响微生物的生长;再次有机无机复合污染是目前土壤污染的现状, 针对不同种类的复合污染提出高效, 经济的电动强化技术是未来电动法的发展趋势之一。

摘要：电动修复技术是近年来快速发展的一种新型绿色土壤修复技术, 其原理是向土壤中施加直流电场, 利用电渗析、电迁移、电泳等方式去除土壤中的污染物。为提高电动法的修复效率, 目前已经发展了多种增强技术。从电极、污染物以及与其它技术联用三个方面出发, 对不同的增强方法进行了分析和讨论, 提出电动修复土壤的发展趋势和研究方向。

土壤污染防治进展 篇8

5月28日, 国务院公布《土壤污染防治行动计划》 (简称“土十条”) , 要求以农用地中的污染耕地为重点, 坚决守住影响农产品质量的土壤环境质量底线。“土十条”指出, 为保障农业生产环境安全, 将对农用地分类管理, 按污染程度将农用地划为三个类别, 未污染和轻微污染的划为优先保护类, 轻度和中度污染的划为安全利用类, 重度污染的划为严格管控类, 以耕地为重点, 分别采取相应措施。

“土十条”明确要合理使用化肥农药, 鼓励农民增施有机肥, 推行农作物病虫害专业化统防统治和绿色防控, 推广高效低毒低残留农药和现代植保机械。到2020年, 全国主要农作物化肥、农药使用量实现零增长, 利用率提高到40%以上, 测土配方施肥技术推广覆盖率提高到90%以上。“土十条”还指出, 强化畜禽养殖污染防治。严格规范兽药、饲料添加剂的生产和使用, 防止过量使用, 促进源头减量。加强畜禽粪便综合利用, 在部分生猪大县开展种养业有机结合、循环发展试点。鼓励支持畜禽粪便处理利用设施建设, 到2020年, 规模化养殖场、养殖小区配套建设废弃物处理设施比例达到75%以上。 (来源:农资导报)

我国土壤污染及其防治 篇9

1 我国土壤污染现状及危害

1.1 我国土壤污染现状

土壤污染大致可分为:重金属污染、农药和有机物污染、放射性污染、病原菌污染等多种类型。

1.2 土壤污染的危害

1.2.1 土壤污染导致严重的直接经济损失

对于各种土壤污染造成的经济损失, 目前尚缺乏系统的调查资料。仅以土壤重金属污染为例, 全国每年就因重金属污染而使粮食减产, 对于农药和有机物污染、放射性污染、病原菌污染等其他类型的土壤污染所导致的经济损失, 目前尚难以估计。

1.2.2 土壤污染导致食物品质不断下降

我国大多数城市近郊土壤都受到了不同程度的污染, 有许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、铬、砷、铅等重金属含量超标或接近临界值。

1.2.3 土壤污染危害人体健康

土壤污染会使污染物在植 (作) 物体中积累, 并通过食物链富集到人体和动物体中, 危害人畜健康, 引发癌症和其他疾病等。

1.2.4 土壤污染导致其他环境问题

土地受到污染后, 含重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力的作用下分别进入到大气和水体中, 导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他生态问题。

2 土壤污染的特点

土壤污染具有明显的隐蔽性、滞后性、累积性和不可逆转性等特点, 土壤一旦受到污染, 则需要很长的治理周期和较高的投资成本, 造成的危害也比其他污染更难消除。

土地污染具有隐蔽性和滞后性。它往往要通过对土壤样品化验和农作物的残留检测, 其严重后果仅能通过食物给动物和人类健康造成危害, 因而不易被人们察觉;因此, 从产生污染到出现问题通常会滞后很长的时间。土壤污染具有累积性, 污染物质在土壤中不容易迁移、扩散和稀释, 因此容易在土壤中不断积累而超标。土壤污染具有不可逆转性, 重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程, 许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解;土壤污染很难治理, 积累在污染土壤中的难降解污染物很难靠稀释作用和自净化作用来消除。因此, 治理污染土壤通常成本较高、治理周期较长。

3 防治土壤污染的措施

3.1 生物防治

土壤污染物可以通过生物降解或吸收而净化土壤。研究分离和培育新的微生物品种, 以增强生物降解作用。这是提高土壤净化能力的重要措施之一。

3.2 施加抑制剂

轻度污染的土壤施加某些抑制剂, 可改变污染物在土壤中的迁移转化方向, 促进某些有毒物质的移动, 淋洗或转化为难溶物质而减少作物吸收。常用的控制剂有石灰、碱性磷酸盐等。施用石灰可提高土壤pH值, 使镉、铜、锌和汞等形成氢氧化物沉淀。施用石灰石, 稻谷含镉量可降低30%左右。氢氧化镉的pH值在10以上才能完全沉淀, pH值大于6.5时汞就能形成氢氧化物和磷酸盐沉淀, 而钙离子能防止汞离子争夺植物根表面的代换位置, 使植物吸收汞明显减少。因此, 施用石灰还可以使作物降低对放射性物质的吸收达70%~80%。碱性磷酸盐可与土壤中的镉作用生成磷酸镉沉淀, 在不能引起硫化镉沉淀的弱还原条件下, 磷酸镉的形成对清除镉污染具有重要意义。

3.3 控制氧化还原条件

水稻田的氧化还原状况, 可控制水稻田中重金属的迁移转化。水稻田在还原条件下产生S2-与Cd2+, 形成难溶解的CdS沉淀, 故灌水可抑降低, 镉可溶入土壤转化为植物易吸收的形态, 而促进了对镉的吸收。铜、锌、铅等重金属元素均能与土壤中的H2S, 产生硫化物沉淀, 都可进行上述反应变化。因此, 加强稻田的水灌管理, 可有效地减少重金属的危害。

3.4 增施有机肥, 改良砂性土壤

有机胶体和粘土矿物对土壤中重金属和农药有一定的吸附力。因此, 增加土壤有机质, 改良砂性土壤, 能促进土壤对有毒物质的吸附作用, 是增加土壤容量, 提高土壤自净能力的有效措施。

3.5 改变耕作制

改变耕作制, 改变土壤环境条件, 可消除某些污染物的毒害。DDT和六六六在旱田中降解速度慢, 积累明显, 残留量大。改水田后DDT降解加快, 仅1年左右土壤中残留的DDT已基本消失。所以实行水旱轮作, 是减轻或消除农药污染的有效措施。

3.6 换土、深翻、刮土

被重金属与难分解的农药严重污染的土壤在面积不大的情况下, 可采用换土法, 这是目前彻底清除土壤污染的最有效手段, 但是对换出的污染土壤必须妥善处理, 防止次生污染。此外也可进行深翻, 将污染的土壤翻到下层, 掩埋深度应根据不同作物根系发育特点, 以不致污染作物为原则。

4 解决土壤污染问题的几点建议

第一、要坚持全面、协调、可持续的科学发展观, 反对以环境污染为代价的破坏性发展观和以一味追求经济为目的片面性发展观, 切实转变经济增长方式, 提高发展质量, 推进经济社会全面协调可持续发展。

第二、在我国现行的法律体系中, 已经制定了防治大气污染、水污染、海洋污染的法律, 但是防治土壤污染的法律基本上还是空白。土壤污染防治的立法要结合我国土壤污染的现实情况。从而实现土壤污染依法防治、依法监督、依法管理。

第三、建立长期有效的土壤质量监测机制。及时的土壤质量监测可以了解土壤污染的程度, 为环境管理和污染防治提供科学的依据。环境保护行政主管部门应该会同其他部门定期地对土壤质量进行监测, 以便及时采取措施防止土壤污染的进一步扩展和生态环境的恶化。

第四、大力提倡清洁生产, 控制工业和城市“三废”的排放, 合理施用农药、化肥, 提高土壤环境质量, 控制土壤中污染物的转移, 降低对人体健康和农业生产的危害。保护人们生活和生产的安全。

5 结论

防治土壤污染是一项长期而艰巨的任务, 不可能一蹴而就, 也非一朝一夕之功所能解决。它不仅需要各级党政、相关部门的高度重视, 强力防治, 更需要广大人民群众树立起牢固的环保意识, 自觉参与环境保护。只有对土壤加强立法, 加强管理, 加强控制, 加强宣传教育, 我国土壤环境才能够保护好。希望全社会共同努力, 维护蓝天、碧水、净土的良好的生态环境, 促进人与自然、人与环境的和谐共处。

摘要：土壤是生物和人类赖以生存和生活的重要环境。随着工业化的发展、城市化进程的深入, 我国土壤环境污染不断加剧。土壤环境质量变化较大, 土壤环境污染物种类和数量不断增加, 发生的地域和规模在逐渐扩大, 危害也进一步深入。