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我国土壤重金属污染现状监测及其防治策略

来源:时间:2025-04-22 01:49:57

針對我國土壤受重金屬元素汙染越來越嚴重的国土現象,提出了我國土壤重金屬汙染現狀監測及其防治策略。壤重首先應用新型監測方法,金属监测及監測出土壤的污染汙染程度;然後重點介紹了針對輕度汙染土壤的植物防治技術以及針對中重度汙染土壤的淋洗防治技術,為重金屬汙染土地的现状防治工作提供了理論支持。

土壤作為地球中珍貴的防治物質資源,主要分布於生物圈的策略岩石圈表麵,是国土人類以及絕大多數動植物賴以生存的主要棲息地。目前由於礦山過度開采、壤重工業汙染物的金属监测及不合理排放、各種化學藥品的污染隨意處置以及農業化肥的過量使用,導致了大量有害的现状廢氣、廢液和廢料入侵到我國的防治土壤環境中,造成了土壤資源被大麵積汙染的策略情況頻頻發生。所以當下我國的国土土壤正處於數量急劇下降,質量不斷下滑的可怕現象。因此,針對土壤汙染的監測與防治工作,應當作為我國環境保護部門的重點工作內容[1]。據可靠統計,我國眾多的土壤汙染問題中,要屬重金屬汙染問題最為嚴重。所謂被重金屬汙染的土壤,是指砷、鎘、鉻(六價)、銅、鉛、汞、鎳等這七種主要重金屬元素,在土壤中含量超過標準量,導致了土壤濃度過高,從而不能為植被提高正常生長環境的土壤資源。由於重金屬元素均為大分子元素,在土壤中不可自行擴散,所以必須采用人工方式針對受重金屬汙染的土壤進行治理,才能降低其重金屬含量,從而恢複到相對清潔的狀態。基於此,本文設計出新型土壤重金屬汙染監測方法,判定出被監測土地的汙染物等級,並針對該等級選擇適宜的方法進行防治,從而達到改良土壤的根本目的;下文為土壤監測與防治的詳細介紹過程。

1 新型土壤重金屬汙染監測方法

1.1 製作土壤監測懸濁液

本文所設計新型方法中製作土壤監測懸濁液的工作流程為:首先在監測區域內均勻挑選10個采樣點,並在每個采樣點內采取20cm以上的土壤樣品各1kg,從而完成土壤樣品的采集。其次將采集得到的土壤樣品放入實驗室內指定的風幹室,選擇2cm~3cm厚度的風幹盤通過適當的壓碎和翻動操作,進行土壤樣品的風幹工作[2]。然後將已風幹的土壤樣品倒入500ml燒杯內,使用木錘、木棒、玻璃棒,對樣品進行粗磨處理。之後將粗磨後的樣品倒入2mm孔徑的龍篩內進行篩選,從而得到顆粒小於2mm的細砂。最後采取實驗室的電子天平,準確稱取2g土壤樣品,放入50ml聚四氟乙烯溶液中,再加入l0ml硝酸,以及100ml去離子水,從而製成可用於監測重金屬成分的土壤監測懸濁液。

1.2 監測土壤重金屬含量

然後應用安捷倫ICP質譜儀,采用30×250um×0.30um規格的色譜柱,在初始溫度為90℃的情況下,對土壤懸濁液進行監測;在監測過程中先以15℃/min的速度加熱至200℃,再以5℃/min的速度加熱至300℃保持5min,並同時進行監測,再完成監測之後以25℃/min的速度進行降溫處理,從而減少儀器損耗[3]。在此次監測中,最終得到砷、鎘、鉻(六價)、銅、鉛、汞、鎳七種重金屬元素在土壤懸濁液中的百分含量。

1.3 判定土壤汙染類型

在得到單個重金屬元素在土壤樣品中的百分含量之後,則到了監測工作的最後一步,即判定土壤中汙染等級環節;該環節的工作流程為:首先應用土壤重金屬單因子汙染指數計算公式,得到土壤中單個重金屬的汙染指數;再通過內羅梅汙染指數計算公式,得到土壤中重金屬的綜合汙染指數;該過程中應用到的計算公式如下所示:


式中:i為七種金屬單因子的編號;

Pi為土壤中單個重金屬因子的汙染指數;Ci土壤樣品中為單個重金屬因子所占百分含量;Si為土壤樣品中為單個重金屬因子汙染物的環境質量常數;I為土壤中重金屬的綜合汙染指數;Pimax為土壤中各重金屬單項汙染指數的平均值;Piave為土壤中重金屬單項汙染指數的最大值。最後將所得的單個重金屬含量和土壤綜合汙染指數對比土壤等級程度評價表以及土壤中單個重金屬標準含量表,確定其土壤汙染等級與類型,從而使其治理工作具有了方向性。

2 土壤重金屬汙染防治策略

2.1 輕度汙染土壤防治策略

針對輕度汙染土壤的防治策略,通常采用植物防治技術,應用指定植物對該土壤進行提取、吸收、分解、轉化等措施,實現土壤中重金屬元素的轉化,從而得到清潔土壤;其工作流程為:首先引入筒篙、菠菜、葛首三種指定的物種,通過植物萃取的方法對土壤中的重金屬元素進行原位固定或分解轉化,從而達到重金屬元素的吸收和處理的作用。然後引入向日葵、水葫蘆兩種指定物種,利用植物的根際特征,將土壤中銅、鋅、鉻、錫等重金屬汙染物轉化為相對無害物質,從而實現針對重金屬元素的根係過濾處理過程。之後在大量引入浮萍、藍藻、念珠藻等水生物種,利用這些植物特殊性分泌物或微生物呼吸作用產物清除土壤中揮發性重金屬元素,並將其轉化為揮發形態轉移到大氣中,由於金屬中具有揮發性的元素極少,目前植物揮發修複技術應用範圍僅為金屬汞。最後為防止被治理區域的再次汙染,需要引入樺樹、榕樹等穩定性植株,改變該地區的土壤環境,提高其生態係統的自我調節能力,避免重金屬汙染現象的再次發生。植物修複技術可以從根本上解決重金屬元素對於生物圈中土壤資源的危害,因此是目前應用最為廣泛的土壤防治技術。

2.2 中重度汙染土壤防治策略

針對中度以及重度汙染土壤的防治策略,由於其土壤受到嚴重汙染已不能順利進行植物的播種工作,因此需要采用化學中淋洗防治技術降低其汙染等級;該技術的工作流程為:首先在被監測土壤所在區域開鑿排水渠道,為其洗脫廢水提供專用通道。其次應用碘化鉀、EDTA、硫代硫化物或氯化氫作為溶質與一定量蒸餾水混合,製作成淋洗液。然後將淋洗液注入到汙染土壤內,利用淋洗液與土壤中可重金屬離子相互反應的化學性質,使得土壤固體中的重金屬轉移到淋洗液中,並形成混合溶液。之後通過物理加壓的方式,將土壤中的液體成分壓縮至事前準備的排水渠道。最後將土壤中廢液定向排出,完成重度汙染土壤的防治工作。應用該方法能夠在不破壞土壤機構的情況下,達到30%以上的土壤重金屬去除率,從而將其恢複至輕度汙染區。由於該方法所需成本費用極高,且會造成土壤中營養成分的大量流失,因此在恢複到輕度汙染區之後,應替換為植物修複法繼續工作。

3 結語

本文針對我國土壤重金屬汙染嚴重的現象,設計出新型土壤重金屬汙染監測方法,首先將被監測土壤細分為絕對清潔、相對清潔、輕度汙染、中度汙染和重度汙染五個等級;然後根據其汙染等級進行針對性的防治工作;最後針對其汙染等級製定適應的防治策略,其中針對輕度汙染土壤采用植物防治技術,有效降低其超標的重金屬元素;而中重度汙染土壤則采用淋洗防治技術對受汙染土壤進行治理,從而提高其汙染防治的工作效率。

從目前的治理情況來看,我國環境保護部門針對土壤重金屬汙染的認識情況尚不夠深入,並且應用的防治技術也比較單一,所以其治理速度遠遠低於土壤的汙染速度,因此土壤防治工作也成為當前的一大難題。不僅需要我國環境保護部門對其進行深入研究,同時也需要我國公民意識到土壤汙染防治與人類健康生活的密切關係,從而在日常生活中注意生活垃圾的分類處理方法,為避免我國土壤的進一步惡化出一份力。

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