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工业用地中土壤重金属污染治理的必要性及治理措施论文

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  关键词:工业用地;土壤重金属污染;环境保护

  0引言

工业用地中土壤重金属污染治理的必要性及治理措施论文

  近年来,我国在应对工业重金属污染方面已经取得了一定的成果。在可持续发展理念的指引下,大部分污染物已经通过科学方法得到了有效处理。然而,在一些工业用地上,重金属污染仍然是一个严重的问题。为了防止污染进一步扩大,及时的治理措施是必要的。针对工业用地土壤中的重金属污染,常见的治理方法包括物理法、生物法和化学法等。这些方法各有优劣,需要根据污染程度和具体情况因地制宜地选择合适的方法。

  1工业用地中土壤重金属污染治理的必要性

  近年来,尽管我国工业用地土壤重金属污染问题的增速已经有所减缓,但在总量上仍然是一个不可忽视的问题。尤其是在年代较久的工业用地中,几乎都存在重金属污染。

  重金属污染对土壤的功能产生显著的影响,不仅会妨碍植物的生长,还会改变土壤生物群落和物质组成。例如,汞(Hg)、镉(Cd)和铬(Cr)等重金属会对微生物产生严重的危害,导致微生物死亡或变异。此外,重金属污染也直接威胁到人体健康,例如有机砷和氢化砷等化学物质可以通过空气、水等途径进入人体。酸雨等现象也可能在重金属污染的作用下形成,进一步威胁生物和微生物的生命安全。

  为了解决这一问题,我国需要积极开展土壤重金属治理工作。通过精确检测土壤中的重金属污染物种类、浓度及影响,有针对性地进行治理。一方面,避免重金属污染物影响的进一步扩大,并提高公众对土壤重金属污染问题的认识,促使大家自觉保护土地。另一方面,解决土壤重金属污染问题,使土地逐步恢复健康,进而保护周边生态环境,保障人们的生命健康[1]。

  2工业用地中土壤重金属污染治理常用方法

  2.1生物法

  生物法利用动物、植物和微生物等生物体来处理土壤中的重金属污染,从而改善土壤质量。该方法的最大优点是副作用小且成本低。然而,其缺点在于适用范围有限,操作难度相对较高。

  2.1.1利用动物进行重金属污染治理

  利用土壤动物是早期一种处理土壤重金属污染物的方式。通过结合它们的繁殖习性以及对周边微生物的影响,蚯蚓、蜘蛛等生物被用于处理土壤中的重金属污染物。这些土壤动物能将土壤中的有机物转化为有机酸,有机酸与重金属污染物发生作用,促使重金属污染物失去毒性。蜘蛛等土壤动物还能富集重金属,并促进微生物对土壤成分的转化。蚯蚓在土壤中运动的过程中,其新陈代谢会对重金属产生影响,其运动过程也会带动微生物的转移,从而加强微生物对土壤的促进作用。然而,这种方法的效率相对较低。

  2.1.2利用植物进行重金属污染物治理

  植物在重金属污染物处理中扮演着重要角色。一方面,植物可以通过固定作用防止重金属污染物的扩散,通过改变土壤的pH值和Eh值来改变重金属的形态,从而降低其生态毒性。例如,对于挥发性较强的汞,植物可以吸收汞,然后通过气态转化将其释放到大气中,从而将有毒物质留在植物体内。另一方面,植物还可以通过吸收和转移土壤中的重金属污染物到植株上,通过对植株进行处理来达到处理重金属污染物的目的。为了实现这一目的,需要寻找超富集植物物种,并在被污染的土壤上进行大面积种植,通过频繁收割等方法来达到污染物处理的目的[2]。

  2.1.3利用微生物进行重金属污染物治理

  生物降解法能有效分解有毒物质,改变重金属污染物的形态,从而达到解决污染问题的目的。通常情况下,为了处理重金属污染物,研究人员会培养特定的功能微生物群落,通过加强微生物的代谢活动来实现降解。随着时间的推移,这些微生物对重金属污染物的处理效果会不断增强,是一种非常环保的污染物处理方法。然而,这种方法也存在一些明显的缺点。首先,为了获得具有降解重金属污染物能力的微生物群落,需要有针对性地进行培养和筛选,这需要大量的时间和精力。其次,这些微生物很容易受到环境因素的影响而发生变异,一旦环境发生变化,生物降解的效果可能会受到影响。最后,该方法的作用速度相对较慢,对于大范围的污染情况可能无法起到良好的效果。因此,在实际应用中需要综合考虑各种因素来选择合适的处理方法。

  2.2化学法

  化学法是利用化学试剂与重金属污染物发生反应,以解决污染问题。此方法具有效果显著、成本较低和具有广泛适用性等优点,但也存在反应后物质处理以及操作不当可能导致化学污染等问题。由于操作简便,这种处理方法在土壤重金属污染治理中得到了广泛应用。化学方法包括固定法、淋洗法和修复法。固定法通过添加固化剂来降低重金属污染物的可移动性,适用范围广泛,成本较低。淋洗法能有效地提取和分离重金属污染物,但工作量较大,且对处理环境有一定要求。修复法利用电场富集重金属离子,尤其适用于黏土和淤泥的处理,且成本相对较低。在实际应用中,应根据重金属污染物的类型、土壤性质和处理需求,合理选择和运用这些化学方法。

  2.2.1固定法

  重金属污染物的可移动性是导致污染扩散和加剧的重要因素,因此固定重金属污染物至关重要。改变重金属污染物的形态可以降低其移动性,例如通过调整土壤pH值、有机质含量等参数达到降低形态的目的。固定法是一种向污染物中加入固化剂以达到限制重金属迁移的方法,通过固化剂与污染物的相互作用能够改变土壤性质。常见的固化剂包括石灰、堆肥、钢渣等。不同固化剂具有不同的性质和作用原理,生成的物质也有很大差异,因此需要根据重金属污染物的具体情况来合理选择固化剂。固定法的应用成本较低,适用范围广泛,因此在土壤重金属污染治理中具有广泛的应用前景[3]。

  2.2.2淋洗法

  淋洗法是一种通过使用淋洗液与土壤中的重金属物质发生反应,实现重金属物质的提取和分离的方法。此方法通常需要将土壤与淋洗液混合,使淋洗液与重金属发生化学反应,再利用提取剂将重金属提取出来,直至土壤中的重金属浓度达到标准。提取出的重金属可以进行重复利用。然而,在应用此方法时,需要注意提取剂的选择。既要确保土壤结构的完整性,又要实现良好的提取效果。常见的提取剂包括EDTA和盐酸等。尽管淋洗法在重金属污染物处理方面具有较好的去除效果,但此方法的工作量大,对处理环境有一定要求,因此不适合用于处理污染严重且面积较大的场景。

  2.2.3修复法

  修复法,也称为电动修复法,是一种利用电极产生电场进行重金属富集,并对富集的重金属进行集中处理的修复方式。在处理土壤中的重金属物质时,将电极放置于土壤中,利用电场效应促使金属离子在电极附近区域进行富集。处理人员可结合其他方法对富集的重金属进行处理。修复法通过电场效应将重金属离子引向同一区域,是一种重金属污染物处理方法。目前,这种方法已经在许多国家得到应用,并取得了良好的效果。特别是对于黏土和淤泥等类型的土壤,其处理效果尤为显著,且应用成本相对较低[4]。

  2.3物理法

  物理法是通过利用物理技术(如分离、隔离和换土等方法)对重金属污染物进行处理,以达到解决土壤污染问题的目的。物理法对于技术以及设备的依赖性较强,通常情况下副作用小,对土壤的影响小等特点。但是应用成本相对较高,操作难度也相对较高。

  2.3.1分离法

  分离法是利用现代分离技术,如水力学分离和泡沫浮选分离等,对无机污染物进行处理的方法。水力学分离利用水动力作用,土壤中的不同物质会受到不同的影响。根据重金属污染物的特性,能够将其从土壤中分离出来。此方法不会破坏土壤结构和营养,对处理重金属污染物具有良好效果。但由于技术限制,其应用范围较有限。在污染范围较小、污染情况不太严重的情况下,可以采用这种方法来分离土壤中的重金属物质,达到清洁土壤的目的。

  2.3.2隔离法

  隔离法是一种重金属污染物处理方法,通过对被重金属污染的土壤进行隔离再处理。通常,处理人员使用防渗透隔离材料对污染区域进行垂直向上的隔离,以避免重金属污染物进一步向下渗透至地下水。在对污染区域进行隔离后,根据具体情况再结合其他重金属污染物处理方法进行处理。此外,隔离法也可作为一种应急“抢救”措施,在突发情况下重金属污染物向土壤中扩散时,若来不及采用其他处理方式,为避免事态恶化,可迅速采用隔离法将污染物有效隔离开来,为后续处理争取时间。

  2.3.3换土法

  换土法主要包含换土和客土两种方法。换土法适用于土壤重金属污染情况不太严重的情况,通过深耕作业,将下层土壤翻到上层,以解决重金属污染问题。客土法则是用其他地区的土壤来替换原有土壤,以修复土壤中的微生态环境,降低重金属污染程度。这种方法在土壤污染面积较小的情况下较为适用,但在土壤面积较大时,需要面对修复成本较高的问题,并且可能导致土壤肥力下降等问题[5]。

  3工业用地中土壤重金属污染治理策略

  3.1创新治理策略,多种方法相结合

  3.1.1生物法与化学法的结合

  生物法和化学法在土壤重金属污染治理中具有互补特性。生物法利用生物体(如植物、动物和微生物)的生理代谢功能来改善土壤质量,这种方法环保且具有可持续性,但见效较慢。化学法通过使用化学试剂与重金属污染物发生反应,效果显著,但可能产生二次污染。通过将生物法和化学法结合起来,可以充分利用两者的优势,提高污染治理效果。

  3.1.2物理法与化学法的结合

  物理法和化学法在土壤重金属污染治理中具有互补特性。物理法利用物理技术(如分离、隔离和换土等方法)对重金属污染物进行处理,这种方法对土壤的副作用较小,对土壤的影响也较小,但应用成本相对较高。化学法则具有成本低、适用范围广的优点,但可能产生二次污染。通过结合物理法和化学法的优点,可以降低污染治理成本,提高治理效果。因此,在开展治理工作时,应结合不同方法的特性以及具体的污染情况,采取多种方法相结合的方式以保障治理效果。

  3.2采取综合评估办法,遵循因地制宜原则

  在工业用地中,针对土壤重金属污染治理策略的首要步骤是进行综合评估,包括对土壤污染程度、污染类型、污染范围以及土壤性质等因素进行全面分析。根据评估结果,应因地制宜地选择适合的污染治理方法。对不同类型的土壤污染,可以采用不同的方法组合进行治理,以达到最佳治理效果[6]。

  3.3强化检测预警,保障检测效果

  在工业用地土壤重金属污染治理过程中,应加强对土壤污染的监测和预警。通过定期对土壤进行检测,及时了解污染治理效果和土壤质量变化,从而调整治理策略。同时,建立预警系统,对可能出现的土壤污染情况进行预测,采取预防措施,以降低污染风险。

  3.4加大政策支持,促进科技创新

  政府应加大对土壤重金属污染治理的支持力度,通过制定相关政策来鼓励企业采取污染治理措施。同时,推动科技创新,鼓励研发新型污染治理技术和设备,以提高污染治理效率。此外,还应加强国际合作与交流,借鉴其他国家和地区的成功经验,以提升我国工业用地土壤重金属污染治理的整体水平[7]。

  4结语

  综上所述,治理工业用地中的土壤重金属污染是一项复杂且艰巨的任务,需要综合运用多种方法以达到理想效果。在实际操作中,应根据具体状况选择合适的治理策略,充分发挥生物法、化学法、物理法的优势,并加强监测与预警,以保障土壤质量的改善和生态环境的安全。同时,政府、企业和科研机构应加强合作,加大政策支持与科技创新力度,推动土壤重金属污染治理技术的发展,为改善我国工业用地土壤环境质量并保障生态安全作出贡献。

  参考文献:

  [1]袁林.工业用地中土壤重金属污染治理探究[J].皮革制作与环保科技,2022,3(16):109-110,114.

  [2]梅德均.某遗留工业用地土壤重金属污染状况分析及评价[J].环境与发展,2021,33(3):58-62.

  [3]曲少东.工业用地中土壤重金属污染治理研究[J].企业科技与发展,2020(1):141-142.

  [4]张笑辰,刘煜,张兴绘,等.江西省主要城市土壤重金属污染及风险评价[J].环境科学与技术,2022,45(8):206-217.

  [5]李晓曼,李青青,杨洁,等.上海市典型工业用地土壤和地下水重金属复合污染特征及生态风险评价[J].环境科学,2022,43(12):5687-5697.

  [6]徐丰冰,黄海峰.上海某区域低效工业用地土壤重金属含量特征及生态风险分析[J].上海国土资源,2021,42(1):29-32,40.

  [7]胡卫军.工业用地用途变更的类型及管控研究—基于csQCA方法[J].中国集体经济,2023(11):57-60.

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