土壤重金屬處理方式 土壤砷污染的治理方法有哪些?
一、土壤砷污染的治理方法有哪些?
砷污染治理重要性突出 行業(yè)發(fā)展前景良好
砷是一種非金屬元素,在潮濕空氣中易被氧化,其化合物三氧化二砷即為砒霜,具有很強(qiáng)毒性。砷及其化合物可應(yīng)用在合金冶煉、農(nóng)藥、半導(dǎo)體、顏料、有色玻璃等領(lǐng)域,這些行業(yè)生產(chǎn)過程中排放出的廢氣、廢水、廢渣中含有砷及其化合物,會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,進(jìn)而影響人類身體健康,因此砷污染治理的重要性日益顯現(xiàn)。
砷污染主要來源于工業(yè)領(lǐng)域和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。工業(yè)領(lǐng)域如砷礦開采、合金冶煉、玻璃生產(chǎn)、顏料生產(chǎn)、農(nóng)藥制造等行業(yè),會(huì)排放出含砷廢棄物,對(duì)大氣、水體、土壤造成污染;農(nóng)業(yè)領(lǐng)域主要是含砷農(nóng)藥及化肥的濫用,對(duì)水體、土壤造成污染。砷污染對(duì)人體健康危害主要來自呼吸被污染大氣,飲用被污染水源,以及食用被砷污染土壤產(chǎn)出的農(nóng)作物等方面。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2020-2024年中國砷污染治理市場可行性研究報(bào)告》顯示,在全球范圍中,中國是砷污染較為嚴(yán)重的國家之一,食品砷污染問題頻發(fā),例如水稻、小麥、蔬菜等農(nóng)作物中頻繁出現(xiàn)砷含量超標(biāo)問題。此外,醫(yī)藥行業(yè)中也出現(xiàn)因使用被污染藥材,生產(chǎn)出的藥品砷含量超標(biāo)事件,對(duì)國民人身健康安全造成威脅。隨著我國冶金、化工行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,砷污染問題日益嚴(yán)重,砷污染處理行業(yè)發(fā)展的重要性日益突出。
我國是全球最大的砷礦資源存儲(chǔ)國,已探明儲(chǔ)量占比達(dá)到70%左右,每年砷產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的68%左右,砷及其化合物生產(chǎn)及應(yīng)用規(guī)模龐大。為防治環(huán)境砷污染,促進(jìn)涉砷行業(yè)生產(chǎn)工藝和污染防治技術(shù)進(jìn)步,2015年12月,我國環(huán)境保護(hù)部發(fā)布《砷污染防治技術(shù)政策》,對(duì)砷污染治理和管理行為進(jìn)行規(guī)范。在國家政策的推動(dòng)下,我國砷污染治理行業(yè)發(fā)展速度加快。
砷污染治理方法主要包括物理法、化學(xué)法、生物法三大類。物理法主要使用過濾器進(jìn)行砷過濾,主要應(yīng)用在污水處理領(lǐng)域,其投資較大,處理費(fèi)用較高,難以大規(guī)模使用。化學(xué)法主要是沉淀法,主要應(yīng)用在污水處理方面,由于需要添加化學(xué)藥劑使砷及其化合物沉淀,會(huì)產(chǎn)生大量廢渣,處置難度較高。生物法是使用植物和微生物來吸收水體及土壤中的砷及其化合物,具有高效、無二次污染、處理費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn),是未來發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮牡奶幚矸绞健?/p>
新思界行業(yè)分析人士表示,砷及其化合物對(duì)環(huán)境及人類健康危害較大,隨著我國冶煉、化工等行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,含砷合金、含砷農(nóng)藥、含砷玻璃制品等產(chǎn)量不斷增多,砷污染問題日益嚴(yán)重。我國環(huán)保政策日益嚴(yán)厲,砷污染治理受到國家關(guān)注,相關(guān)政策的推出,拉動(dòng)我國砷污染治理行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。我國是全球砷礦儲(chǔ)量大國,也是全球砷產(chǎn)量大國,砷污染治理需求將長期存在,由此來看,行業(yè)發(fā)展前景良好。
二、土壤中重金屬超標(biāo)如何處理?
(一)常見治理方法?
土壤重金屬污染治理途徑主要有兩種,一是改變重金屬在土壤中的存在狀態(tài),使其由活化態(tài)轉(zhuǎn)為穩(wěn)定態(tài);二是從土壤中除去重金屬。?
常采用的物理及物理化學(xué)的方法時(shí)熱解吸法、電化學(xué)法和提取法。對(duì)于揮發(fā)性重金屬可用加熱方法從土壤中解吸出來。若重金屬滲透性不高且傳導(dǎo)性差則用電化學(xué)法除去。提取法可利用試劑和土壤中的重金屬作用,形成溶解性的重金屬離子或金屬試劑絡(luò)合物,回收再利用。?
(二)工程物理化學(xué)法?
工程物理化學(xué)法是利用物理、化學(xué)等方法治理重金屬污染土壤的方法。在重金屬污染的初期,由于污染較集中,這種方法較為普遍采用,主要方法有:客土法、沖洗絡(luò)合法、電動(dòng)化學(xué)法、熱處理法、物理固化法等。對(duì)于污染重、面積小的土壤運(yùn)用物理化學(xué)法具有治理效果明顯、迅速的優(yōu)點(diǎn),但對(duì)于污染面積較大的土壤則需要消耗大量的人力與財(cái)力,而且容易導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)的破壞和土壤肥力的下降,因此對(duì)于大面積重金屬污染地不宜采用這種方法。?
熱處理法是將污染土壤加熱,使土壤中的揮發(fā)性污染物揮發(fā)并收集起來進(jìn)行回收或處理;電解法是使土壤中重金屬在電解、電遷移、電滲和電泳等的作用下在陽極或陰極被移走。?
(三)生物修復(fù)法?
生物修復(fù)是指利用生物的新陳代謝活動(dòng)減少土壤中重金屬的濃度或使其形態(tài)發(fā)生改變,從而使污染的土壤環(huán)境能夠部分或完全恢復(fù)到原始狀態(tài)的過程。修復(fù)措施主要包括植物修復(fù)、微生物修復(fù)和動(dòng)物修復(fù)等。因其具有效果好、投資省、費(fèi)用低、易于管理與操作、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn),日益受到人們的重視,成為污染土壤修復(fù)研究及工程運(yùn)用的熱點(diǎn)。 1、植物修復(fù)措施?
植物修復(fù)措施是以植物忍耐和超量積累某種或某些化學(xué)元素理論為基礎(chǔ),一些重金屬污染區(qū)存在著對(duì)重金屬具耐性的植物,這些植物通過排斥或在局部使重金屬富集,使重金屬在植株根部細(xì)胞壁沉淀而“束縛”其跨膜吸收,或與某些蛋白質(zhì)、有機(jī)酸結(jié)合生成不具生物活性的解毒形式,從而提高了對(duì)重金屬傷害的忍耐度。利用植物及其共存微生物體系清除環(huán)境中的污染物是一門新興起的環(huán)境應(yīng)用技術(shù)。植物治理措施的關(guān)鍵是尋找合適的超積累或耐重金屬植物,超積累植物可吸收積累大量的重金屬,但植物修復(fù)措施也有局限性,如超積累植物通常生物量低,生長緩慢,效果不顯著。?
? ? 2、微生物修復(fù)措施?
微生物治理是利用土壤中的某些微生物對(duì)重金屬具有吸收、沉淀、氧化和還原等作用,從而降低土壤中重金屬的毒性。原核生物(細(xì)菌、放線菌)比真核生物(真菌)對(duì)重金屬更敏感,利用此原理在土壤中培養(yǎng)富汞細(xì)菌,將這些細(xì)菌收集后,經(jīng)蒸發(fā)、活性碳吸附等方法治理受汞污染的土壤。當(dāng)前運(yùn)用遺傳、基因工程等生物技術(shù),培育對(duì)重金屬具有降毒能力的微生物,并運(yùn)用于污染治理,是土壤重金屬污染研究中較活躍的領(lǐng)域之一。?
土壤重金屬污染的微生物修復(fù)主要包括2方面:即生物吸附和生物氧化-還原。生物吸附是重金屬被生物體吸附,如藍(lán)細(xì)菌、硫酸還原菌以及某些藻類能夠產(chǎn)生具有大量陽離子基團(tuán)的胞外聚合物如多糖、糖蛋白等,并與重金屬形成絡(luò)合物;而生物氧化是微生物對(duì)重金屬離子進(jìn)行氧化、還原、甲基化和脫甲基化作用,降低土壤環(huán)境中重金屬含量。?
3、低等動(dòng)物修復(fù)措施?
土壤中的某些低等動(dòng)物(如蚯蚓類)能吸收土壤中的重金屬,因而能一定程度地降低污染土壤中重金屬的含量。韓國有科學(xué)家運(yùn)用蚯蚓毒理學(xué)試驗(yàn)對(duì)3個(gè)廢棄的砷礦及重金屬礦區(qū)尾礦進(jìn)行修復(fù)實(shí)驗(yàn),研究表明蚯蚓對(duì)鋅和鎘有良好的富集作用。由此可見,在重金屬污染的土壤中放養(yǎng)蚯蚓,待其富集重金屬后,采用電激、清水等方法驅(qū)出蚯蚓集中處理,對(duì)重金屬污染土壤有一定的治理效果。?
(四)農(nóng)業(yè)治理方法?
農(nóng)業(yè)治理是因地制宜的改變一些耕作管理制度來減輕重金屬的危害,在污染土壤上種植不進(jìn)入食物鏈的植物。主要有:控制土壤水分是指通過控制土壤水分來調(diào)節(jié)其氧化還原電位,達(dá)到降低重金屬污染的目的;選擇化肥是指在不影響土壤供肥的情況下,選擇最能降低土壤重金屬污染的化肥;增施有機(jī)肥是指有機(jī)肥能夠固定土壤中多種重金屬以降低土壤重金屬污染的措施;選擇農(nóng)作物品種是指選擇抗污染的植物和不要在重金屬污染的土壤上種植進(jìn)入食物鏈的植物。?
農(nóng)業(yè)治理措施的優(yōu)點(diǎn)是易操作、費(fèi)用較低,缺點(diǎn)是周期長、效果不顯著。 目前,土壤重金屬污染治理的主要措施就是“預(yù)防為主,防治結(jié)合”。對(duì)于沒有被污染的土壤以預(yù)防為主,切斷污染源,提高土壤環(huán)境容量;對(duì)于已被污染的土壤主要是進(jìn)行改造、治理,以消除污染。土壤重金屬污染物的遷移轉(zhuǎn)化非常復(fù)雜,治理極其艱難,必須引起人類的高度注重,杜絕土壤的重金屬污染。
三、垃圾土怎么處理?
基本上是三種主要的處理方法
1.填埋處理
填埋是大量消納城市生活垃圾的有效方法,也是所有垃圾處理工藝剩余物的最終處理方法,目前,我國普遍采用直接填埋法。
所謂直接填埋法是將垃圾填入已預(yù)備好的坑中蓋上壓實(shí),使其發(fā)生生物、物理、化學(xué)變化,分解有機(jī)物,達(dá)到減量化和無害化的目的。
天津市在水上公園南側(cè)用垃圾堆山,營造人工環(huán)境,變害為利,工程占地近80萬平方米,以垃圾與工程廢土按1:1配合后作為堆山土源,對(duì)于滲濾液和發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣和山坡的穩(wěn)定性等,都采取了必要的措施。
美國堪薩斯城(Kansas City)是一個(gè)不大的城市,人口不多,城市周圍是廣闊的鄉(xiāng)村,在遠(yuǎn)離城市的一塊丘陵山地的低洼處選建填埋場,為了防止二次污染,采取如下措施:
(1)在底部和周圍鋪有防滲層;
(2)分層鋪放,即堆放一層垃圾,而后蓋土壓實(shí),根據(jù)介紹,有些垃圾堆放層還安裝導(dǎo)氣和導(dǎo)水管道,并利用產(chǎn)生的沼氣。
日本東京都江東區(qū)有一片樹林濃密,花草繁茂的土地,人們稱之為“夢(mèng)島”,夢(mèng)島全部都是用垃圾填海造成的。
但是,我國許多城市的垃圾仍有大多采取露天堆放,沒有任何防護(hù)措施。每一個(gè)垃圾堆放場都成了一個(gè)污染源,蚊蠅孽生,老鼠成災(zāi),臭氣漫天,大量垃圾污水由地表滲入地下,對(duì)城市環(huán)境和地下水源造成嚴(yán)重污染。沈陽市曾經(jīng)對(duì)35處填埋場中的10處進(jìn)行鉆探取樣,分析垃圾斷層樣品和地下水質(zhì),分析結(jié)果發(fā)現(xiàn):
1、地下水質(zhì)惡化,污染嚴(yán)重,水混濁發(fā)臭,水中均檢出厭氧大腸桿菌;
2、垃圾斷層樣品均檢出有毒有害物質(zhì)。上海市每天有萬噸垃圾運(yùn)往郊區(qū)海邊堆放,一座座高達(dá)二三十米的垃圾山拔地而起,造成周圍環(huán)境的嚴(yán)重污染。
填埋處理方法是一種最通用的垃圾處理方法,它的最大特點(diǎn)是處理費(fèi)用低,方法簡單,但容易造成地下水資源的二次污染。隨著城市垃圾量的增加,靠近城市的適用的填埋場地愈來愈少,開辟遠(yuǎn)距離填埋場地又大大提高了垃圾排放費(fèi)用,這樣高昂的費(fèi)用甚至無法承受。
2.焚燒處理
焚燒法是將垃圾置于高溫爐中,使其中可燃成分充分氧化的一種方法,產(chǎn)生的熱量用于發(fā)電和供暖。美國西屋公司和奧康諾公司聯(lián)合研制的垃圾轉(zhuǎn)化能源系統(tǒng)已獲成功。該系統(tǒng)的焚燒爐在燃燒垃圾時(shí)可將濕度達(dá)7%的垃圾變成干燥的固體進(jìn)行焚燒,焚燒效率達(dá)95%以上,同時(shí),焚燒爐表面的高溫能將熱能轉(zhuǎn)化為蒸汽,可用于暖氣、空調(diào)設(shè)備及蒸汽渦輪發(fā)電等方面,美國部分焚燒廠的主要技術(shù)指標(biāo)列于表1。
我國石家莊市建造了焚化站、沈陽市環(huán)境科學(xué)研究所引進(jìn)日本垃圾焚燒裝置對(duì)醫(yī)院等單位的特殊垃圾進(jìn)行無害化處理,焚燒過程中產(chǎn)生的殘灰約占焚燒前生物垃圾重量的5%,一般為優(yōu)質(zhì)磷肥。近幾年我國對(duì)垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)生再生能源技術(shù)越來越給予重視。
焚燒處理的優(yōu)點(diǎn)是減量效果好(焚燒后的殘?jiān)w積減少90%以上,重量減少80%以上),處理徹底。但是,根據(jù)美國的報(bào)道焚燒廠的建設(shè)和生產(chǎn)費(fèi)用極為昂貴。在多數(shù)情況下,這些裝備所產(chǎn)生的電能價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期的銷售額給當(dāng)?shù)卣粝戮揞~經(jīng)濟(jì)虧損。由于垃圾含有某些金屬,焚燒具有很高的毒性,產(chǎn)生二次環(huán)境危害。焚燒處理要求垃圾的熱值大于3.35MJ/kg,否則,必須添加助燃劑,這將使運(yùn)行費(fèi)用增高到一般城市難以承受的地步。
3.堆肥處理
將生活垃圾堆積成堆,保溫至70℃儲(chǔ)存、發(fā)酵,借助垃圾中微生物分解的能力,將有機(jī)物分解成無機(jī)養(yǎng)分。經(jīng)過堆肥處理后,生活垃圾變成衛(wèi)生的、無味的腐殖質(zhì)。既解決垃圾的出路,又可達(dá)到再資源化的目的,但是生活垃圾堆肥量大,養(yǎng)分含量低,長期使用易造成土壤板結(jié)和地下水質(zhì)變壞,所以,堆肥的規(guī)模不易太大。
不論城市生活垃圾的填埋、焚燒或堆肥處理,都必須要有預(yù)處理。
本網(wǎng)站文章僅供交流學(xué)習(xí) ,不作為商用, 版權(quán)歸屬原作者,部分文章推送時(shí)未能及時(shí)與原作者取得聯(lián)系,若來源標(biāo)注錯(cuò)誤或侵犯到您的權(quán)益煩請(qǐng)告知,我們將立即刪除.