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镉超标土壤的修复方法

(2014-04-30 15:18:02)
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杂谈

对镉 (Cd) 污染土壤的修复主要有以下方法:

一、物理 / 化学修复技术

客土、换土、去表土、深耕翻土法:成本高,且不能从根本上清除重金属,存在占用土地、渗漏和二次污染等问题。此类方法适合于小面积污染土壤的治理。

玻璃化技术:将重金属污染土壤置于高温高压的环境下,待其冷却后形成坚硬的玻璃体物质。此类物质结构稳定,很难被降解,可以实现对土壤重金属的永久固定。玻璃化技术最早用于处理核废料,处理土壤的话,处理完就不是土壤了。

电动修复:向重金属污染土壤中通直流电,使重金属离子在电场作用下进行定向迁移,在电极附近富集,再进行适当的物理或化学处理。

土壤淋洗:用淋洗剂去除土壤中重金属污染物,可用于大面积、重度污染土壤的治理,尤其在砂质土中效果较好。土壤淋洗需添加昂贵的淋洗液,且淋洗液对地下水也有污染风险;另一方面,淋洗液在淋洗土壤重金属的同时也将植物必需的 Ca 和 Mg 等营养元素淋洗出根际,造成植物营养元素的缺失。土壤淋洗后淋洗液也需要处理。

固化 / 稳定化:固化是通过添加药剂将土壤中的有毒重金属包被起来,形成相对稳定性的形态,限制土壤重金属的释放;稳定化是在土壤中添加稳定化药剂,通过对重金属的吸附、沉淀(共沉淀)、络合作用来降低重金属在土壤中的迁移性和生物有效性。

离子拮抗技术:土壤中某些重金属离子间存在拮抗作用,当土壤中某种重金属元素浓度过高时,可以向土壤中加入少量对作物危害较轻的拮抗性重金属元素,进而减少该重金属对作物的毒害作用,达到降低重金属生物毒性的目的。向 Cd 污染土壤中加入适量的 Zn,可以减少植物对 Cd 的吸收积累[1]。

二、生物修复技术

植物修复技术:①植物提取:利用超积累植物吸收污染土壤中的重金属并在地上部积累,收割植物地上部分从而达到去除污染物的目的。杂交狼尾草( Pennisetum americanum (L.)Leek × P. purpureum Schumach)和热研 11 号黑籽雀稗( Paspalum atratum cv. Reyan No. 11)都对提取 Cd 有较好的作用。 ②植物固定:利用植物根系固定土壤重金属的过程 重金属被根系吸收积累或者吸附在根系表面,也可通过根系分泌物在根际中被固定。串叶松香草(Silphium perfoliatum Linn)可用于固定 Cd。

微生物修复技术:土壤中一些微生物对重金属具有吸附、沉淀、氧化、还原等作用,因此可以通过工程菌培养、微生物投放来降低污染土壤中重金属的活性和毒性。例如,香蒲( Typha latifolia)根际中分离出的一些菌株能钝化固定土壤中的 Cd,降低它们在土壤中的可交换态含量。

三、农业生态修复技术

因地制宜地调整一些耕作管理制度,向土壤中添加物质改变其物理化学性质,在污染土壤中种植不进入食物链的植物等,从而改变土壤重金属的活性,降低其生物有效性,减少重金属从土壤向作物的转移。这是一种较为综合、且温和的方法。

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