1. 重金属土壤污染的治理措施有哪些
1、施用改良剂
施用改良剂是指向土壤中施用化学物质,以降低金属活性,减少重金属向植物体内的迁移,这种技术措施一般称之为重金属钝化,将其施在轻度污染的土壤中是有效的。常用的改良剂有石灰、碳酸钙、磷酸盐、硅酸钙炉渣和促进还原作用的有机物质,如有机肥等。
(1)调节土壤的PH值和施用碱性物质。可以向酸性土壤中施用石灰性物质如硅酸钙、碳酸钙、熟石灰等含钙的碱性材料。一般施用量以提高土壤PH值在7左右为目的,因为土壤的PH值提高到7以上,对重金属的抑制效果可达70%--80%。
(2)增施土壤有机质。任何一种有机肥料包括动物粪便、人粪便、泥炭和堆肥等,不仅可以提高土壤肥力带给植物所需营养元素,同时还提供土壤腐殖质物质,尤其在腐熟度比较高的堆肥中,胡敏酸数量也是比较大的。有机肥料施入土壤中可以提高土壤阳离子交换容量,并且也增加了土壤较多的螯合物质,如胡敏酸。施用有机肥不仅能改善土壤环境条件,促进植物生长,而且还能明显地降低土壤交换性金属含量。 (3)离子拮抗作用。利用离子的拮抗作用,即用一种化学性质相似而又不是污染的元素控制另外一种污染的重金属元素的吸收作用,如镉和锌,钼和铁之间。如利用硫酸铁作为铁的来源施用,可以明显减少稻田钼的活性,从而控制向水稻体中的迁移量,最终使水稻生长正常,各种指标都趋于正常。
2、调节土壤Eh(氧化还原电位)水浆管理
土壤多种重金属在还原条件下,随着淹水时间的延长,与生产的H2S的给源就可以减少重金属在土壤的活性,降低对作物的危害。在遭受镉、钼污染的土壤,采用长期淹水方法,尽量避免落干、烤田和间断灌水栽培,才能明显抑制作物吸收重金属。而对于砷污染的土壤中,就不能采用淹水控制土壤Eh方法,因为在还原条件下,砷会转化成亚砷酸,这样不但不能降低砷毒害,反而增加毒害作用。
3、客土和换土法
客土是指在现有的污染土壤上覆上一层未污染的土壤。换土是指将受污染的土壤挖除至适当深度后再填入未污染土壤。两种方法对改变污染现状是非常显着的。在采取客土和换土措施时,需要注意:①客土和换土材料尽量和当地土壤的理化性质相一致,以免引起土壤下层或新旧土壤之间性质差异过大,造成新的环境问题。如客土是酸性,而原来的土壤是偏碱性中性,这样就会引起土壤酸度增大,使下层土壤重金属活性增大;②所施用的客土或换土的厚度应大于耕层厚度。被换走的污染的土壤应有妥善的处理办法,以免引起异地污染问题;③在客土和换土过程中应依据土壤(落土材料)的性质,即肥力状况,同时混入一些提高肥力和钝化作用的土壤改良剂、肥料、以便使土壤性质迅速接近耕种土壤,不致于减产。
2. 土壤重金属污染治理的方法有哪些
当前,世界各国很重视对重金属污染治理方法研究,并开展广泛的研究工作。根据处理方式,处理后土壤位置是否改变,污染土壤治理技术可分为:原位(Insitu)治理和异位(Exsitu)治理。异位治理环境风险较低,见效快且系统处理预测性较高,但成本高、对环境扰动大。相对来说,原位治理则更为经济实用,操作简单。 根据治理工艺及原理的不同,污染土壤治理技术可分为:工程治理措施和物理化学修复两大类。工程治理措施主要包括:客土、换土、去表土和深耕翻土等措施;物理化学修复主要包括:固化/稳定化、电动修复、络合淋洗、蒸汽浸提、氧化还原、农业修复、生物修复等。四川永沁环境
3. 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,效果不显着。
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、效果不显着。 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。
4. 土壤污染有何特点常见重金属污染土壤治理方法有哪些
比起大气、水污染,土壤污染通常更难以治理,同时治理方法往往需要根据不同的污染情况而设计,并没有单一的解决方案。
常见的重金属土壤治理的方法包括化学法、生物法、热力学方法等,每种方法又包含不同的技术,每种技术又可以采用不同的施工方案实施。化学法主要通过将重金属污染土壤与化学稳定剂混合来实现重金属的稳定化,而石灰等稳定剂通常不能有长期的治理效果,分子键合是目前业界关注的一种以长期稳定性为特点的修复药剂。生物法一般有植物修复和微生物修复等。植物修复通过超积累植物吸收土壤中的重金属,比较安全但是修复周期长;微生物修复通过土壤中微生物降解重金属,但是影响修复效果的因素较多,目前应用较少。热力学方法可以通过高温来使重金属玻璃化,但是成本很高。
5. 土壤重金属检测,在样品消解时可采用电热板消解或微波消解,两者有什么不同
土壤湿法消解过程中需要注意的细节问题严平川1前言由于土壤结构的复杂性,要检测土壤的成分,特别是其中重金属元素的含量,必须进行消解。目前常用的消解方法有湿法、干灰化法和微波消解三种。国家标准(GB/T17138~17141-1997)(下文简称国标方法)使用的方法是湿法消解,主要用于测定土壤中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni等重金属元素的含量。下面针对国标方法采用的湿法消解土壤的过程中容易出现影响检测质量、操作安全等细节问题,提出个人的观点,希望和同行交流经验。2土壤成分与加酸的目的土壤一般由无机物(已经风化成沙、淤泥、黏土的小颗粒岩石)、有机物(分解的植物、动物遗体和肥料统称为腐殖质)、水和空气组成。用于检测的土壤样品一般只含有无机和有机成分。国标采用的消解方法就是用各种酸在高温环境下破坏复杂的土壤结构,最后制成澄清、透明、适于仪器检测的水溶液。首先加“王水”(盐酸和硝酸按照3:1的比例配制)和氢氟酸破坏土壤的晶格结构,使嵌在其中的重金属元素析出。氢氟酸的作用主要是破坏氧化硅的晶格结构,发生化学反应:SiO2(s)+4HF(aq)→SiF4(g)+2H2O(l),反应生成的SiF4有毒,具有腐蚀性、刺激性,可致人体灼伤。然后加高氯酸,破坏土壤中的有机质成分,使原本富集于动植物体内后形成的土壤腐殖质中的重金属元素析出。3加酸的时间控制国标方法中提到“用水湿润后加入10ml盐酸,于通风橱内的电热板上低温加热,使样品初步分解,当蒸发至约剩3ml时,取下稍冷,然后加入5ml硝酸、5ml氢氟酸、3ml高氯酸,加盖后于电热板上中温加热1h左右,然后开盖,继续加热除硅。用水冲洗坩埚盖和内壁,并加入1ml硝酸溶液温热溶解残渣。将溶液转移至25ml容量瓶中,冷却后定容,摇匀备测。”有的技术文献提到用“王水”消解,即先用盐酸和硝酸按照比例配制“王水”,然后一次性加入;或者先加入盐酸,紧接着按照比例加入硝酸。笔者认为后一方法加酸时间控制消解效果更好。国标方法中加入硝酸后,紧接着加入氢氟酸和高氯酸,笔者认为不妥。首先,三酸相继加入会发生反应:HNO3+HClO4---->NO2+(硝基正离子)+H2O+ClO4-,硝酸在高氯酸中得到质子而显示碱性,会降低硝酸消解的作用。其次,高氯酸与硝酸中含有的低价态氮氧化物反应,降低了高氯酸的消解效果。在实验中,我们经常会因为硝酸驱赶不尽而加入高氯酸,生成大量的棕黄色烟雾,即NO2气体。所以,加入高氯酸的最佳时间应该是在硝酸加入后消解约10~20分钟后,硝酸烟雾挥发殆尽。最后加入硝酸溶液进行温热,目的是溶解土壤消解后生成的大量无机盐结晶物。笔者认为加热时间应该更长些,让溶液煮沸,使其中的硝酸挥发掉,然后定容。4加酸量的控制国标方法中提到,称取土样于聚四氟乙烯坩埚中,用水湿润。用水均匀湿润的目的是把坩埚壁上的土壤洗到坩埚底部,既避免加硝酸时将土壤“冲起”,又防止加酸后没有均匀湿润的样品在加热不均时发生“爆沸”。在保证将土壤全部湿润的前提下,加水量越少越好,水加多了相当于把酸稀释了,不能保证消解效果,还会延长消解时间。
6. 土壤重金属检测方法和标准有哪些
各项重金属的检测原理及采用标准
1、重金属砷的检测原理及采用标准
采用标准(GB/T5009.11-2003)硼氢化物还原比色法,即样品经消化后,加入碘化钾-硫脲并加热,将五价砷还原为三价砷,在酸性条件下硼氢化钾将三价砷还原为负三价,经仪器检测得出砷含量。
2、重金属铅的检测原理及采用标准
采用相关标准(GB/T5009.12-2003)二硫腙比色法,即样品经消化后,在弱碱性条件下,铅离子与二硫腙生成红色络合物,比色测定。
3、重金铬的检测原理及采用标准
样品经消化后,在二价锰存在条件下,铬离子与二苯碳酰二肼反应生成紫红色络合物,络合物颜色的深浅与六价铬含量成正比,比色测定可得出铬含量。
4、重金属镉的检测原理及采用标准
采用标准(GB/T5009.15-2003)比色法,即样品经消化后,在碱性条件下,镉离子与6-溴苯丙噻唑偶氮萘酚生成红色络合物,比色测定。
5、重金属汞的检测原理及采用标准
采用标准(GB/T5009.17-2003)二硫腙比色法,即样品经消化后,在酸性条件下,汞离子与二硫腙生成橙红色络合物,比色测定。
7. 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 。
8. 怎样消除土壤种重金属铬
目前消除土壤重金属污染已经是很大的技术难题,还没有一个真正简单可行的方法。
1、工程治理措施主要包括:客土、换土、去表土和深耕翻土等措施;
2、物理化学修复主要包括:固化/稳定化、电动修复、络合淋洗、蒸汽浸提、氧化还原、农业修复、生物修复等。
其实很多微生物对重金属有很强的吸附能力,建议你多施生物有机肥,其中的微生物可选含枯草芽孢杆菌、酵母菌;有机质选用玉米芯为原料的;再适量加一些高岭土;虽然不能完全消除掉土壤中的重金属铬,但也会减少在50-70%左右吧
9. 土壤中重金属污染的特点和治理办法
土壤重金属污染的主要特点:污染范围广、持续时间长、污染隐蔽性、无法被生物降解,并可能通过食物链不断地在生物体内富集,甚至可转化为毒害性更大的甲基化合物,对食物链中某些生物产生毒害,或最终在人体内蓄积而危害健康。
治理方法及特点:包括工程治理、生物治理、化学治理及农业治理方法。工程治理效果彻底、稳定,但实施复杂、治理费用高、易引起土壤肥力下降;生物治理实施简便、投资少,对环境破坏小,但是治理效果不理想;化学方法治理效果和费用都适中,但容易再度活化;农业治理方法易操作、费用低,但是周期长、效果不显着。
综上,根据不同的污染项目特点及对治理效果、周期及经费要求,应选择最适宜的治理方法.化学稳定化治理的方法往往存在不能确保治理效果长期稳定性的问题,但目前比较受关注的分子键合修复技术可以很好解决这一问题,它将成为一种集治理效果好、费用低和治理周期短为一体的优选治理方法。常见的重金属土壤治理的方法包括化学法、生物法、热力学方法等,每种方法又包含不同的技术,每种技术又可以采用不同的施工方案实施。化学法主要通过将重金属污染土壤与化学稳定剂混合来实现重金属的稳定化,而石灰等稳定剂通常不能有长期的治理效果,分子键合是目前业界关注的一种以长期稳定性为特点的修复药剂。生物法一般有植物修复和微生物修复等。植物修复通过超积累植物吸收土壤中的重金属,比较安全但是修复周期长;微生物修复通过土壤中微生物降解重金属,但是影响修复效果的因素较多,目前应用较少。热力学方法可以通过高温来使重金属玻璃化,但是成本很高。