重金属污染修复

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重金属污染修复相关知识

①生物治理法,是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良重金属污染。主要包括动物治理法,即利用土壤中低等动物如蚯蚓、鼠类等吸收土壤中的重金属;微生物治理法,即利用土壤中的某些微生物对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用,降低土壤中重金属的毒性;植物治理法即利用某些植物能忍耐和超量积累重金属的特性清除土壤中的重金属。

②化学治理法,是指向土壤中投入改良剂、抑制剂,增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒含量,从而改变土壤pH值、氧化还原电位(Eh)和电导率等理化性质,使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制、拮抗等作用,以降低重金属的生物有效性。

③农业治理法,是指因地制宜地改变耕作制度来减轻重金属的危害,在污染土壤中种植不进入食物链的经济作物;控制土壤水分以改变其氧化还原电位(Eh);实行配方施肥,选择能降低土壤重金属污染的化肥,增施有机肥;有目的选择农作物的品种等。

1. 工程措施,包括客土法、换土法、深耕翻土法、固化、稳定化方法、电动力修复法等,工程措施具有稳定、见效快的优点,但存在工程量大、投资费用高、二次污染隐患等缺点,不适宜大面积污染土壤的治理。

2. 化学治理措施,包括淋溶法、施用改良剂等方法,能够在短期内降低土壤中重金属的毒性和生物有效性,因人为向土壤中施加化学药剂,易造成二次污染,且重金属仍存留在土壤中,容易再度活化危害植物,其潜在威胁并未消除。

3. 农业生态修复措施通过调节诸如土壤水分、土壤pH值、土壤阳离子代换量(CEC)、CaCo3和土壤氧化还原状况及气温、湿度等因素,降低重金属的生物有效性,以减弱重金属对植物的毒害作用。

4. 微生物修复,一方面可以降低土壤中重金属的毒性,并可以吸附积累重金属;另一方面可以改变根系微环境,从而提高植物对重金属的吸收、挥发或固定效率。

耕地重金属污染修复技术

一是原位钝化技术。通过吸附、耦合、沉淀、氧化还原反应,把重金属变成不活泼的,减少植物对重金属的吸收。该技术主要产品就是钝化材料,现在已经开发得非常多。从原来非常简单的含磷物质,到现在的纳米材料等,还包括各种新型材料,这是我国目前研究的热点。

二是植物阻隔技术。就是种植低吸收品种,一种是通过常规的筛选方法,一种是通过选育方法,这种技术是非常有效的,能够大幅度降低重金属在农产品中的累积。例如,低吸收的水稻品种和常规的水稻品种的镉吸收量相差一倍;不同的蔬菜品种,镉的累积有很大的差别。

三是超富集植物提取技术。这是我国发展最早的、在世界上最有话语权的技术,就是在污染区种超富集植物。所谓超富集植物,就是植物地上部污染物的积累量大于根部的积累量。最早提出超富集植物的是一位国外科学家,国内最早研究超富集植物的是南京大学马奇英教授和中科院地理科学与资源研究所陈同斌研究员,他们发现了蜈蚣草。目前,有很多团队比如南土所、浙江大学在做超富集植物提取的相关研究,很有成效。

湿地重金属污染修复技术

1、有机物的去除机制

人工湿地对有机物具有较强的净化能力,土壤有巨大的比表面积,在土壤颗粒表面形成一层生物膜,污水流经颗粒表面时,大量的SS被填料和植物根系阻挡截留,不溶性的有机物通过在湿地基质中的沉淀、过滤、吸附作用,很快被截留,然后被微小生物利用;可溶性有机物通过植物根系生物膜的吸附、吸收及微生物的代谢过程而被分解去除。在土壤好氧区,有机物被好氧菌分解为二氧化碳和水;在厌氧区有机物被厌氧菌通过发酵作用分解为二氧化碳和甲烷。污水中的大部分有机物最终被异养微生物转化为微生物体、二氧化碳、甲烷和水、无机氮、无机磷。

人工湿地对COD、BOD有较高的去除率,大多数处理系统的去除率为80%-90%。国内对人工湿地净化城市污水的研究表明,在进水浓度较低的情况下人工湿地对BOD5的去除率可达85%-95%,对COD的去除率达80%,处理出水BOD5的浓度在10mg/L左右,SS小于20mg/L。COD和BOD的去除率与各种微生物数量有明显的相关性,说明有机物的去除主要是微生物的作用。

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