污染土壤的修复方法在生态环境保护中运用分析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：路德贝（1979），男，汉族，山东嘉祥人，大学本科，中级职称，中船绿洲环保（南京）有限公司，项目管理、土壤修复。-97-污染土壤的修复方法在生态环境保护中运用分析 路德贝 孟如意 中船绿洲环保（南京）有限公司，江苏 南京 211161 摘要：摘要：在人类生存过程中土壤是非常重要的物质，但是通过调查发现，在我国工业开发聚集区、矿产资源开发集中区域等地区存在较为严重的土壤污染问题。近年来，国家越来越重视修复和治理土壤污染的问题，经过相关人员不断努力，大幅度提升了土壤污染修复效果。基于此，本文将首先介绍我国土壤污染现状，然后分析生态环境保护中运用的污染土壤修复方法，最后探讨土壤污染治理发展趋势。关键词：关键词：生态环境保护；污染土壤；修复技术 中图分类号：中图分类号：X53 0 引言 通过分析实际情况可知，很多物质可能导致土壤污染，在土壤中主要存在无机化合物、盐类、放射性化合物、重金属等污染物与苯类、酚类、洗涤剂、有机农药等有机污染物。近年来，我国不断提升对于生态环境保护的重视程度，在此过程中很多相关人员开始关注土壤污染和污染土壤修复问题，希望借助有效的污染土壤修复方法，解决土壤有机污染和无机污染问题。1 我国土壤污染现状 第一，污染范围广。结合中国环境保护部调查我国土壤污染情况的结果可知，我国污染土壤覆盖面积占据我国国土面积 16.1%，严重和重度污染在所有污染土壤中占比约为 20%。污染物具有非常复杂的种类，主要为有机物污染、化肥残留、重金属等。第二，存在多样污染来源。垃圾填埋场、农村生活废弃物处理不合理、矿山活动、农田面源污染、工业废气与废水排放、化肥和农药的使用均属于我国土壤污染主要来源1。各土壤污染地区存在明显差异，土壤污染较为严重的区域主要集中在农业发达地区、东部沿海地区以及工业集中地区。不仅如此，在我国推动工业化和城市化发展过程中中西部地区也开始出现土壤污染问题。2 生态环境保护中运用的污染土壤修复方法 2.1 物理修复技术 2.1.1 蒸汽浸提修复技术 技术主要是将空气融入污染土壤中，在此情况下实现使用外部空气挤出土壤中的气体，从而完成污染土壤修复目标。在实际开展工作时，相关人员可综合使用该方法和化学方法，能够加快输入空气替代土壤内空气的速度，增强挥发作用，此种方法最高可拥有2.5gm-2s-1 挥发速度，最终将土壤和污染物分离成两种单独的物质。2.1.2 热脱附技术 该技术在落实污染土壤修复工作时主要是利用高温，将土壤中具备挥发特性的化合物排除出去，进而排除土壤中存在的混合物质。相关人员有效借助该技术的作用可使土壤拥有更低的吸附能力和粘度，能对土壤中非水相液体起到良好修复效果。在有机农药土壤污染修复工作中使用热脱附修复技术，可在短时间内发挥修复作用，相关人员在实际工作中应重视选择催化剂的工作，在各种工作实践中最常用的是氢，其能与土壤中的聚氯联苯发挥作用，相关人员仅需连续3d 保持 225左右的处理温度，就能够回收土壤中 70%以上的聚氯联苯，整体去除效率可达到 99.5%以上，而且在越严重的聚氯联苯污染土壤中该方法的解吸率越高。在实际工作中，相关人员可借助蒸汽热脱附技术降低土壤中的五氯酚含量，应用该技术需要土壤含水量在 0.5%左右，可以去除 99.6%的五氯酚2。同时，相关人员还可在土壤中有机物脱除工作中使用热脱附土壤修复技术，在一定的时间和温度条件下，可在不同程度上处理土壤中的各种有机物。汽油需要控制121-178的操作温度，煤油需要维持 150-320处理中国科技期刊数据库 工业 A-98-温度，0.5-1.5h 处理时间。所以，在使用热脱附技术时相关人员应该在综合考虑所用设备、土壤实际情况、土壤污染物情况等因素的基础上，合理设置各项热脱附修复参数。例如，针对因农药导致的土壤污染地块，土壤中会存在多种氯类有机污染物，在此条件下相关人员可选择低温热脱附技术开展修复工作，在实际操作中应设备 150处理温度，其针对各种污染物的实际效果如表 1 所示。表 1 热脱附修复技术应用效果 污染物 去除率 多环芳烃 99.9%氯乙烯 99.2%氯苯 98.7%三氯乙醛 97.8%2.2 生物修复技术 2.2.1 植物修复技术 经过相关实践证明，土壤中存在的部分污染物会被区域内种植的植物吸收，植物吸收物质范围内存在Se、Hg、Ag 等有害物质，在植物体系这些物质会变成气体并经由植物排放到空气中，部分植物根系吸收污染物中的部分物质，综合发挥隔断、钝化等效果。例如在处理无机污染土壤时，相关人员在正确认识植物修复技术重要作用的基础上，将可吸收相关物质的植物种植在特定区域，这些植物为了维持自身生长会吸收土壤中的 P、N 等物质，在此过程中 P、N 的等物质在土壤中的含量将逐步降低，采取此种方式每年每平方米可吸收 15gP 物质，每天每平方米可吸收 0.3gN 物质。不同种类的富集植物在可吸收污染物类型和吸收速度方面存在差距，相关人员想要充分发挥植物修复技术的作用，可优先选用龙葵、荠菜等植物。当种植的富集植物达到一定规模后可持续降低覆盖区域内污染土壤的镍、钙、镉、铅等污染物含量，在污染浓度越来越高的过程中植物各器官位置累计系数也将提升，其吸收污染物的能力也将持续增强，直到吸收完土壤中重金属污染物3。例如相关人员可使用向日葵等植物去除土壤中的污染物质，针对放射性物质 Cs137 可达到 48%的去除效率；针对镉可达到 28%的去除效率；针对铅可达到 72%的去除效率，详细植物修复技术公式如下：CH3COOH，C2H5OH-CO2，H2O 离子。在实际开展污染土壤植物修复工作时，仅仅依靠一种植物很难达到理想的修复效果，在重金属污染土壤修复期间，相关人员可综合运用多种植物的修复作用，形成合力促进修复效果提升，当然相关人员还需要充分考虑当地气候情况和土质情况，在实际运用中向日葵、龙葵等植物较为常见，能取得如表 2 所示的各类污染去除效率。表 2 联合植物种植污染物去除效率 污染物 去除率 Cs137 88.7%镉 92.6%镍 94.5%钙 93.4%铅 86.8%N 87.9%P 92.1%2.2.2 微生物修复技术 在土壤污染物处理工作中微生物修复技术也是一个非常好的方法，该技术在土壤中污染物去除、分解、转化中主要是借助微生物代谢活动。第一，生物增殖。相关人员可在土壤中加入适宜量的磷、有机物、氮等营养物质，在土壤中构建良好的微生物生长环境，进一步提升微生物生长速度。这些微生物在生长过程中会消耗土壤中的污染物，从而提升污染物分解和转化速度；第二，生物界面。其简单理解就是由各种微生物构成的界面，其可以对土壤污染范围扩散起到有效的抑制作用。相关人员通过在污染土壤中繁殖可快速生长的微生物，能在短时间内形成生物膜，可起到限制污染物渗透和迁移的效果，避免其影响生态环境的情况；第三，生物激发。相关人员在深入了解土壤中污染物的基础上，将特定的微生物菌群注入土壤中4。这些菌种持续进行土壤中目标污染物讲解工作，以此达到土壤修复目标。在运用生物激发措施时，如何合理选择菌株是最为关键的问题，不但要保证其对污染物具有较强的降解作用，而且需要保证其生存环境与目标环境相符；第四，生物转化。此方法就是利用微生物降解和转化污染物的能力，降低或彻底清除有机污染物的毒性。在利用微生物的过程中，其能够利用还原土壤污染物物质、转变污染物存在形态等方法修复被污染土壤；第五，生物修复助剂。相关人员可使用具备生物增殖、生物激发、生物表面活性增强等药剂来强化微生物自身能力，进而缩短污染土壤修复需要的时间。微生物修复技术的运用效果在很大程度上会受到微生物适应性、污染物性质、土壤环境条件的影响。所以，在微生物修复技术实际应用过程中，相关人员中国科技期刊数据库 工业 A-99-应详细全面地开展前期评估工作，并加强事中监测，及时合理地调整微生物修复方案。2.3 化学修复技术 2.3.1 化学淋洗修复技术 该方法通过添加活性剂、酸碱、结合剂等物质，使其具有较强的溶解、乳化能力。在使用化学淋洗法时，需要考虑土壤性质、筛选淋洗剂，并落实相应的土壤修复实验，以确定最优淋洗液比例、淋洗时间、淋洗水比例等，并完善淋洗剂、固定剂等配置。如果被淋溶的是被重金属污染的土壤，有关部门可以采用水流冲刷的方法，利用水流冲刷型的土壤表层滤水设备对被污染的土壤开展破碎、搅动，然后在合适的时候向正在运转的体系中添加药剂和固定剂，然后通过清洗和分类系统来运送污染物5。利用螯合剂、酸碱盐等化学淋洗溶剂，使土壤中重金属含量得到降低，再配合适宜的冲洗时间，可以取得 99.7%左右的脱除率。2.3.2 氧化还原修复技术 该技术以氧化钙氧化、芬顿氧化、活化过硫酸根氧化等为主要手段，通过在土壤中添加多种还原剂和氧化剂，促进其与土壤中的各类物质进行化学作用，从而达到降低或减少污染的目的。采用芬顿氧化工艺，按一定次序向土壤中投加高浓度的 H2O2，加快 TPH 的降解速率，多氯联苯的降解率可达 98%。以 PAHs 为主要污染物的过硫酸盐氧化技术，其去除率可达 90%以上。相关研究表明，生物炭能够激活硫酸根自由基活性，加快其在土壤中降解速度，从而维持平衡的土壤生态。2.3.3 光催解修复技术 该技术是以光催化作用为核心，借此完成污染土壤中有机污染物向低毒性或非毒性物质转化，从而达到污染土壤的深度处理。目前使用最多的是二氧化钛，该催化剂在与 ATZ 溶液融合后，对二氧化钛具有非常强的降解作用。借助光催化技术合理修复有机物污染土壤，最终可取得较为明显的效果。2.4 纳米材料修复技术 该技术属于一种近年来才出现的新型污染土壤修复方法。结合相关研究可知，纳米材料对土壤中的有毒物质具有隔离和吸收的作用，而且其具有较为特别的物理和化学性质，是一种极具应用前景的材料。在对重金属污染进行治理的过程中，所使用的吸附剂以纳米粒子为主，具有对污染物的固化与吸收功能。此外，该材料还可参与氧化还原和催化等反应，实现对土壤中的污染物的有效转移。其中，零价铁是一种比较常用的纳米金属。纳米铁颗粒的还原性能强，可完成污染物还原。同时，在污染土壤修复工作中，相关人员还可运用氧化锌、二氧化硅、氧化铁等纳米氧化物。纳米氧化物具有非常高的催化活性和吸附能力，可以完成土壤污染物转化和吸附6。纳米复合材料结合了纳米颗粒与其他材料的优势，其功能丰富，不仅能完成污染物吸附，还可以在一定区域内构建更为稳定的土壤环境，提升修复效果。3 土壤污染治理发展趋势 在使用传统污染土壤修复技术的过程中有一定几率出现二次污染的情况，在未来一段时间，相关人员的工作重点将逐渐集中在天然植物资源开发方面，借助风能、光能等新型能源，推动污染土壤自然修复技术优化。为了使各种污染土壤修复技术拥有更强的适应性和应用效果，相关人员将大力清除外部影响因素，以此降低二次污染出现的几率。同时，相关人员为了实现防止二次污染、脱除污染物、确保土壤肥力等目标，将逐渐提高各种修复技术的环保性能、安全性能以及节能性能，同时以各种传统作物为依据，致力于细胞再生技术、基因工程以及酶工程研究。除此之外，由于我国存在较为严重的现实土壤污染情况，而且存在很多污染来源和种类，相关人员必然会推动各种修复技术协调发展。但是我国现阶段还没有构建出一套健全的土壤污染评价体系，部分土壤修复技术与相关标准还存在一定差距，在未来一段时间相关人员将投入到评价系统完善工作中，逐渐建立起健全的土壤污染修复标准体系，为修复技术应用和推广工作提供支持。4 结束语 综上所述，在生态环境保护中合理运用污染土壤修复方法非常重要。相关人员务必以实际情况为依据合理运用纳米材料、化学、生物、物理等可修复污染土壤的技术。这些修复技术的适用条件和使用方法存在一定差异，相关人员务必在充分考虑环境条件、土壤特征、污染物类型等情况的前提下合理选择修复技术，并积极落实实时监测工作，及时调整土壤修复方案，只有这样才能达到理想的土壤修复效果。中国科技期刊数据库 工业 A-100-参考文献 1孙磊.简述土壤重金属污染的治理与修复方法J.皮革制作与环保科技,2023,4(14):114-116.2周伟.污染土壤修复系统和修复污染土壤的方法分析J.皮革制作与环保科技,2023,4(09):97-99.3祝浪.固体废物对土壤的污染与修复方法研究J.造纸装备及材料,2023,52(05):197-199.4袁静,刘丽,王小茹.重金属污染土壤的修复技术与方法研究J.农业开发与装备,2022,24(12):107-108.5端爱玲,杨树俊,韩张雄等.矿区土壤重金属污染化学修复及强化方法研究进展J.矿产综合利用,2022,13(06):104-109.6张瑞.污染土壤生态修复的方法及具体应用研究J.清洗世界,2022,38(05):120-121,124.