重金属污染土壤修复
⑴ 如何对受到重金属污染的土壤进行修复
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,且该方法是一种原位修复方法,重金属Cd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Cd生物有效性,以减弱重金属对植物的毒害作用。Cd形态发生了改变,但仍存在土壤中,容易再度活化,对生物产生危害。
4. 微生物修复
微生物抗重金属机制包括生物吸附、胞外沉淀、生物转化、生物累积和外排作用。微生物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。目前,大部分微生物修复技术还局限在科研和实验室水平,实例研究还不多,无法大面积推广。
5. 动物修复
利用土壤中的某些低等动物如蚯蚓进行重金属cd污染修复的研究仍局限在实验室阶段,且因受低等动物生长环境等因素制约,其修复效率一般,并不是一种理想的修复技术。
6. 植物修复
将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上,对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力,将植物收获并进行妥善处理(如灰化回收)后将重金属移出土体,达到污染治理与生态修复的目的。
6.1 植物提取法是利用一些植物对某种重金属的吸收和在地上部的蓄积,并通过收获地上部达到减少土壤重金属含量的目的。是比较有前景的修复方法。
6.2 植物挥发是指植物吸收土壤中的重金属,将体内重金属转化为可挥发的状态,并通过植物的叶片等部位挥发出去,从而降低土壤中重金属含量。挥发出的重金属会造成大气的重金属污染。
6.3 植物稳定是通过吸收、分解、氧化、固定等过程,降低重金属的流动性和生物可利用性,防止重金属的渗漏和转移,减少重金属对植物的危害。重金属Cd仍存留在土壤中
二、超积累植物
1. 特征
1)超积累植物地上部分的重金属含量是同等生境条件下其它普通植物含量的 100 倍以上。镉为100mg/kg。
2)地上部的重金属含量高于根部该种重金属含量,即运转率大于1。
3)地上部重金属含量高于土壤含量,即富集系数大于1。
2. 局限性
1)超积累植物一般植株矮小,生物量低,生长缓慢,季节性较强,不易机械化作业,修复效率不高。
2)多为野生型植物,对生物气候条件的要求也比较严格,区域性分布较强,引种受到严重限制。
3)专一性强,一种植物往往只作用于一种或两种特定的重金属元素,对土壤中其他含量较高的重金属则表现出中毒症状,从而限制了在多种重金属污染土壤治理。
4)植物器官往往会通过腐烂、落叶等途径使重金属重返土壤。
5)防止植物的籽实可能被误食导致食物链污染。
3. 镉积累植物
公认的镉超积累植物只有遏蓝菜属的少数几种植物。但遏蓝菜属植物生长缓慢、植株矮小、 地上部生物量小,在实际应用中受到限制。
镉富集植物:蕨类、向日葵、油菜、月季等花卉作物、杂草。
⑵ 受重金属污染的泥土要如何修复
什么是土壤修复???(1)改变污染物在土壤中的存在形态或同土壤的结合方式,降低其在环境中的可迁移性与生物可利用性;
(2)降低土壤中有害物质的浓度。
未来土壤修复市场竞争越来越激烈,覆盖全产业链、提供整体解决方案的大型修复企业早已存在,但高水平专业化、精细化服务的企业还不多,如果土壤修复企业在不断提升综合能力的同时,打造具有自主知识产权的修复材料、装备、工艺,是立于不败之地的核心竞争力。
中地净土拥有中国地质矿产研究院陈明教授独家研发的矿物微胶囊技术,可以高效、长久的稳定土壤重金属,把重金属从有害状态转化为无害状态,使得重金属不能进入植物根系,从而大幅度降低农产品中的重金属含量。
⑶ 土壤中重金属超标如何处理
(一)常见治理方法
土壤重金属污染治理途径主要有两种,一是改变重金属在土壤中的存在状态,使其由活化态转为稳定态;二是从土壤中除去重金属。
常采用的物理及物理化学的方法时热解吸法、电化学法和提取法。对于挥发性重金属可用加热方法从土壤中解吸出来。若重金属渗透性不高且传导性差则用电化学法除去。提取法可利用试剂和土壤中的重金属作用,形成溶解性的重金属离子或金属试剂络合物,回收再利用。
(二)工程物理化学法
工程物理化学法是利用物理、化学等方法治理重金属污染土壤的方法。在重金属污染的初期,由于污染较集中,这种方法较为普遍采用,主要方法有:客土法、冲洗络合法、电动化学法、热处理法、物理固化法等。对于污染重、面积小的土壤运用物理化学法具有治理效果明显、迅速的优点,但对于污染面积较大的土壤则需要消耗大量的人力与财力,而且容易导致土壤结构的破坏和土壤肥力的下降,因此对于大面积重金属污染地不宜采用这种方法。
热处理法是将污染土壤加热,使土壤中的挥发性污染物挥发并收集起来进行回收或处理;电解法是使土壤中重金属在电解、电迁移、电渗和电泳等的作用下在阳极或阴极被移走。
(三)生物修复法
生物修复是指利用生物的新陈代谢活动减少土壤中重金属的浓度或使其形态发生改变,从而使污染的土壤环境能够部分或完全恢复到原始状态的过程。修复措施主要包括植物修复、微生物修复和动物修复等。因其具有效果好、投资省、费用低、易于管理与操作、不产生二次污染等优点,日益受到人们的重视,成为污染土壤修复研究及工程运用的热点。 1、植物修复措施
植物修复措施是以植物忍耐和超量积累某种或某些化学元素理论为基础,一些重金属污染区存在着对重金属具耐性的植物,这些植物通过排斥或在局部使重金属富集,使重金属在植株根部细胞壁沉淀而“束缚”其跨膜吸收,或与某些蛋白质、有机酸结合生成不具生物活性的解毒形式,从而提高了对重金属伤害的忍耐度。利用植物及其共存微生物体系清除环境中的污染物是一门新兴起的环境应用技术。植物治理措施的关键是寻找合适的超积累或耐重金属植物,超积累植物可吸收积累大量的重金属,但植物修复措施也有局限性,如超积累植物通常生物量低,生长缓慢,效果不显著。
2、微生物修复措施
微生物治理是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,从而降低土壤中重金属的毒性。原核生物(细菌、放线菌)比真核生物(真菌)对重金属更敏感,利用此原理在土壤中培养富汞细菌,将这些细菌收集后,经蒸发、活性碳吸附等方法治理受汞污染的土壤。当前运用遗传、基因工程等生物技术,培育对重金属具有降毒能力的微生物,并运用于污染治理,是土壤重金属污染研究中较活跃的领域之一。
土壤重金属污染的微生物修复主要包括2方面:即生物吸附和生物氧化-还原。生物吸附是重金属被生物体吸附,如蓝细菌、硫酸还原菌以及某些藻类能够产生具有大量阳离子基团的胞外聚合物如多糖、糖蛋白等,并与重金属形成络合物;而生物氧化是微生物对重金属离子进行氧化、还原、甲基化和脱甲基化作用,降低土壤环境中重金属含量。
3、低等动物修复措施
土壤中的某些低等动物(如蚯蚓类)能吸收土壤中的重金属,因而能一定程度地降低污染土壤中重金属的含量。韩国有科学家运用蚯蚓毒理学试验对3个废弃的砷矿及重金属矿区尾矿进行修复实验,研究表明蚯蚓对锌和镉有良好的富集作用。由此可见,在重金属污染的土壤中放养蚯蚓,待其富集重金属后,采用电激、清水等方法驱出蚯蚓集中处理,对重金属污染土壤有一定的治理效果。
(四)农业治理方法
农业治理是因地制宜的改变一些耕作管理制度来减轻重金属的危害,在污染土壤上种植不进入食物链的植物。主要有:控制土壤水分是指通过控制土壤水分来调节其氧化还原电位,达到降低重金属污染的目的;选择化肥是指在不影响土壤供肥的情况下,选择最能降低土壤重金属污染的化肥;增施有机肥是指有机肥能够固定土壤中多种重金属以降低土壤重金属污染的措施;选择农作物品种是指选择抗污染的植物和不要在重金属污染的土壤上种植进入食物链的植物。
农业治理措施的优点是易操作、费用较低,缺点是周期长、效果不显著。 目前,土壤重金属污染治理的主要措施就是“预防为主,防治结合”。对于没有被污染的土壤以预防为主,切断污染源,提高土壤环境容量;对于已被污染的土壤主要是进行改造、治理,以消除污染。土壤重金属污染物的迁移转化非常复杂,治理极其艰难,必须引起人类的高度注重,杜绝土壤的重金属污染。
⑷ 土壤重金属污染生物修复的主要方法及其基本原理
生物修复
1选择金属耐性物,既能够耐受金属毒性,也能够适应干旱和极端贫瘠的基质条件,特别适用于稳定和改良矿业废弃地。在一定管理条件和水肥条件下,耐性植物能在废弃地上很好地生长,随着耐性植物对基质的逐渐改善,其他野生植物也逐渐侵入,最终可形成一个稳定的生态系统。金属富积植物能够在含不同重金属的基质上正常生长,在植物体内往往积累大量的重金属(1 000Ⅱlg/kg以上,干重),因此,可以通过反复的种植和刈割的方法,即可除去土壤中的大部分重金属,它特别适用于解除轻度重金属污染的矿业废弃地土壤。
2引入固氮生物。利用生物固氮作用在重金属含量较低的废弃地进行土壤改植被重建显出很大的作用和潜力。。对于具较高重金属毒性的废弃地,必须用相应的工程措施(如掺入一定比例的污水污泥等)
以解除其毒性,保证植物结瘤固氮。菌根能够有效地利用基质中的磷,而且不受尾矿中富含金属的毒害,所以将其接种于相应的共生树种,可以较好地适应废弃地的生境,这对尾矿上植物定居起着重要作用,达到一定的改良目的。
⑸ 土壤重金属污染怎么治理
土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属加入到土壤中.致使土壤中重金属含量明显高于其自然背景含量,并造成生态破坏和环境质量恶化的现象。
传统土壤重金属污染治理方法包括客土、换土和深耕翻土等工程措施,电动修复、电热修复、土壤淋洗等物理化学修复,利用生物削减、净化土壤中的重金属或降低重金属毒性的生物修复等。但这几种方法都具有较大的弊端:工程措施是比较经典的土壤重金属污染治理措施,它具有彻底、稳定的优点,但实施工程量大、投资费用高,破坏土体结构,引起土壤肥力下降,并且还要对换出的污土进行堆放或处理;物理化学修复属于原位修复,不搅动土层,并可以缩短修复时间,但是耗电量大;生物修复的难点在于寻找对某种或某族、某系金属具有吸附作用的耐重金属植物和微生物,调研成本较高,短期内无法得出准确结论
土壤重金属污染治理方案,是重金属医生开发的土壤重金属污染原位修复方案。此法通过向土壤中针对性的投加科创重金属稳固剂,利用稳固剂对重金属的吸附、氧化还原、拮抗或沉淀作用,降低重金属的生物有效性,使重金属颗粒矿化,失去与外界反应的条件,从而降低土壤重金属浓度。此法对土壤进行原位修复,节约了搬运费用和储存场地费用;环境污染小、对环境破坏可以降低到最小程度。更多重金属污染治理方法及技术信息咨询重金属医生。
⑹ 已经被重金属污染的土壤该怎么治理
1、热解吸法
在处理重金属污染土壤时, 先将土壤破碎, 然后向土壤中添加能使重金属化合物分解的添加剂, 对土壤 进行加热升温处理 (常用的加热方法有蒸汽、 红外辐射、 微波 和射频 ), 将有害物质解吸出来, 再对解吸出的重金属蒸汽进 行收集、 回收利用。该法主要用于处理具有于挥发性的重金 属, 如 H g Se等。美国的一家汞回收服务公司对汞的回收利 、 用进行了实验室和中型模拟试验研究, 最后成功地应用于 现场治理, 至今已治理了 2 300 t H g污染土壤, 治理后土壤 中汞的含量达背景值 ( < 1 m g /L) 。该法的不足之处在于 土壤有机质和结构水在治理过程中遭到破坏, 并难以恢复。
2、超积累植物龙葵 ( Solanum nigrum )
我国植物种类繁多, 资源丰富, 在寻找超积累植物方面仍有很大的空间。 植物挥发是指植物吸收土壤中的重金属, 将体内重金属 转化为可挥发的状态, 并通过植物叶片等部位挥发出去, 从 而降低土壤中重金属含量。这种修复方法应用范围较小, 更 多地用于一些挥发性的重金属, 如 H g Se等。并且, 通过植 、 物挥发虽然减少了土壤中重金属含量, 但挥发出的重金属进 入大气, 会造成大气的重金属污染。从整体环境考虑, 修复 土壤中的重金属污染不能以对其他环境造成污染为代价。 目前, 重金属的转化挥发机制尚在研究中。 植物稳定是通过吸收、 分解、 氧化、 固定等过程, 降低重 金属的流动性和生物可利用性, 防止重金属的渗漏和转移, 减少重金属对植物的危害。在这一过程中, 土壤中重金属含 量并不减少, 只是存在形态发生了变化。
3、在 土壤环境方面, 通过施有机肥来提高土壤肥力, 减弱土壤中 重金属的毒性, 减小对植物的毒害; 或通过施有机肥提高重 金属的生物有效性, 以利于修复植物的吸收, 提高修复效率。 在植物方面, 通过植物培育和驯化, 增强植物对重金属的耐 性和累积率, 提高植物的修复效率。另外, 通过调节诸如土 壤水分、 土壤 pH、 土壤氧化还原状况及气温、 湿度等生态因 子, 利用生态手段对环境介质进行控制, 以减弱重金属对植 物的毒害。
4、动物修复
利用土壤中的某些低等动物如蚯蚓能吸收 重金属的特性, 在一定程度上降低污染土壤中重金属比例, 达到动物修复重金属污染土壤的目的。有研究表明, 当土壤 中 Pb的质量分数为 170~ 180 mg /kg时, 蚯蚓的富集系数为 0. 36。在 Pb污染的土壤中投放蚯蚓, 待其富集重金属后, 采 用电激、 清水等方法驱出蚯蚓集中处理, 对于 Pb污染的土壤 、 重金属污染土壤 改良剂及植物和化学联合修复方法 等。多种修复技术的 综合应用必将是土壤修复技术研究的趋势。
5、植物修复
1983年, 美国科学家 Chaney 等首次提出利 用植物去除土壤中重金属污染物的设想。这是一种处理土 壤重金属污染的生态技术, 其机理主要是通过某些植物对重 金属元素的吸收、 积累和转化, 达到减轻重金属污染土壤的 目的。与传统的修复方法相比, 植物修复具有绿色、 环保、 经 济等优势。植物去除土壤中重金属的机理主要依靠植物萃 取作用、 根系 过滤 作用、 物挥 发作 用和 植物 固定 化 作 植 用 。
⑺ 重金属污染土壤的修复方法有哪些,哪些是可行性较高,应用较广
看图说话
⑻ 重金属污染土壤的植物修复技术优缺点
植物修复技术是以植物忍耐和超量积累某种或某些化学元素的理论为基础,利用植物及其共存微生物体系清除环境中污染物的一项环境污染治理技术。目前国内外对植物修复技术的基础理论研究和推广应用大多限于重金属元素,因此狭义的植物修复技术也主要指利用植物清除污染土壤中的重金属。但是,随着对重金属植物修复技术研究的深入,特别是重金属耐受和超积累植物及其根际微生物共存体系的研究,植物修复技术的涵义和应用得到了延伸。如美国阿岗国家实验室利用野生植物建立各种生物反应器,净化石油天然气生产过程中产生的污水及其污染物,如Newman等(1997)用白杨树来修复三氯乙烯(TCE)污染的地下水。在这些植物修复技术中,根际耐性微生物和化学添加剂的强化作用使修复效果更加理想,大大改进了植物修复技术。
植物修复是生物治污工程中一个非常独特的治理技术,与物理的、化学的和微生物的处理技术相比,有其独特的优点;但同时植物修复技术本身及发展过程中也存在一些问题,需要进一步研究解决。植物修复技术的优缺点具体见表5-1。
表5-1 植物修复技术的优缺点(Glass 2000)
优点 缺点
成本低廉 修复时间较长,处理过程比物理化学处理慢
原位的、主动的修复 不能修复所有污染对象,只针对浅层地下水、表层土壤和沉积物
净化与美化环境 生物降解产物的生物毒性还不清楚
增加土壤有机质和肥力 超积累植物吸收重金属的分子、生化、生理过程有待深入阐明,限制了植物修复的潜力发挥
环境扰动小 食草动物对修复植物的取食行为使污染物进入食物链
大面积处理 修复植物的后期处置问题难以解决
易为公众所接受 外来修复植物种类可能对当地的土壤、生物多样性产生不良影响
⑼ 土壤重金属修复剂有哪些
重金属土壤修复剂是系列产品,根据重金属种类和浓度的不同修复剂也有差异。业内比较专业的是北京润鸣公司等。