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镉污染土壤的修复

镉污染土壤的修复

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【摘要】:
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
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。
    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。一个案例:湖南农业大学和中科院生态环境研究中心等单位承担了国家水体污染控制与治理科技重大专项“湘江水环境重金属污染整治关键技术研究与综合示范” 的一个子课题研究,负责湘江流域重金属面源污染控制技术的工作。据他们说,在其中的一个施用硅钙肥和石灰的 3.33 hm2 水稻的示范工作中, 2011-2012 年稻谷增产49.8%~51.4%;水稻糙米 Cd 含量降低 56.6%~63.8%;示范区排水 Cd 浓度降低 54.7% (数据尚未发表)。在湘江流域重金属污染土壤添加生物炭的示范工作中,生物炭添加显著地降低了 Cd 在水稻、根系、茎叶、稻壳和籽粒中的含量,水稻籽粒 Cd含量降低 26%~71% 。