土壤是人類賴以生存的主要自然資源之一,也是人類生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。隨著工業(yè)、城市污染的加重和農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)的施用,土壤重金屬污染日益嚴(yán)重,幾乎威脅著每個(gè)國(guó)家。
1、物理修復(fù)
(1)電動(dòng)修復(fù)通過(guò)電流使土壤中的重金屬離子(如Pb、Cd、Cr、Zn等)和無(wú)機(jī)離子以電透滲和電遷移的方式向電極運(yùn)輸,再集中收集處理(圖1)。該方法適用于低滲透的粘土和淤泥土,可以控制污染物的流動(dòng)方向。在沙土上的實(shí)驗(yàn),土壤中Pb2+、Cr3+等重金屬離子的除去率也可達(dá)90%以上。電動(dòng)修復(fù)不攪動(dòng)土層,修復(fù)時(shí)間短,是一種經(jīng)濟(jì)可行的原位土壤修復(fù)技術(shù)。
(2)電熱修復(fù)利用高頻電壓產(chǎn)生的電磁波對(duì)土壤進(jìn)行加熱,使污染物從土壤顆粒內(nèi)解吸出來(lái),加快一些易揮發(fā)性重金屬?gòu)耐寥乐蟹蛛x,從而達(dá)到修復(fù)的目的(圖2)。該技術(shù)可以修復(fù)被Hg和Se等重金屬污染的土壤。
(3)土壤淋洗利用淋洗液把土壤固相中的重金屬轉(zhuǎn)移到土壤液相中去,再把富含重金屬的廢水進(jìn)一步回收處理。該技術(shù)要求尋找一種既能提取各種形態(tài)的重金屬,又不破壞土壤結(jié)構(gòu)的淋洗液。目前用于淋洗土壤的淋洗液,包括有機(jī)或無(wú)機(jī)酸、堿、鹽和螯合劑。
2、化學(xué)修復(fù)
化學(xué)修復(fù)就是向土壤投入改良劑,將重金屬吸附、氧化還原、拮抗或沉淀,降低重金屬的生物有效性。常用改良劑有石灰、沸石、碳酸鈣、磷酸鹽、硅酸鹽和促進(jìn)還原作用的有機(jī)物質(zhì),不同改良劑對(duì)重金屬的作用機(jī)理不同(圖4)?;瘜W(xué)修復(fù)簡(jiǎn)單易行,但它只改變了重金屬在土壤中的存在形態(tài),金屬元素仍保留在土壤中,容易再度活化危害植物。
由于土壤重金屬污染具有隱蔽性、表聚性、長(zhǎng)期性和不可逆性的特點(diǎn),且可經(jīng)由水環(huán)境直接毒害植物體,并可最終通過(guò)食物鏈危害人類健康。因此,其治理和恢復(fù)的難度大,但又顯得極為迫切。