隨著工業(yè)的發(fā)展,重金屬造成的環(huán)境污染危害日益凸顯。針對國內(nèi)外重金屬污染修復技術的發(fā)展現(xiàn)狀,結(jié)合我國土壤重金屬污染特性,以及國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展水平,有必要提出以化學修復技術為主,以植物修復技術為輔的原位修復技術,預期可以獲得快速的原位修復效果,滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展需要,保證農(nóng)作物等植物的生態(tài)安全,從而避免重金屬的生物放大和富集給人民群眾帶來的生態(tài)風險。
土壤中重金屬存在的形態(tài)一般根據(jù)國際上通用的Tessier分類法,一般分為可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳結(jié)合態(tài)、有機結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)。其中,可交換態(tài)最活躍,遷移性最強,最容易為生物所利用,碳酸鹽結(jié)合態(tài)次之;鐵錳結(jié)合態(tài)在氧化還原電位和pH值下降時才被還原釋放;有機結(jié)合態(tài)釋放過程緩慢,隨有機質(zhì)降解逐漸釋放;而殘渣態(tài)被包含在礦物晶格中,對土壤重金屬的遷移和生物可利用性貢獻不大,對環(huán)境比較安全。
因此,針對重金屬污染的土壤進行修復時,可以根據(jù)重金屬存在的形態(tài)及其活性和生物可利用性的關系,可以通過化學等技術手段將土壤中活性和生物可利用性大的形態(tài),如可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)盡可能地轉(zhuǎn)化為殘渣態(tài)、有機結(jié)合態(tài)和鐵錳結(jié)合態(tài),從而降低土壤中重金屬活性強和生物可利用性強的形態(tài),阻止重金屬從土壤遷移轉(zhuǎn)化到植物,防止重金屬的生物富集和放大,實現(xiàn)土壤中重金屬原位固定的目標。基于以上原理提出的修復技術——原位修復技術,就是利用環(huán)境功能修復材料將土壤中具有活性的重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定形態(tài),從事阻止重金屬從土壤遷移到植物(農(nóng)作物),恢復土壤原來的功能。
土壤重金屬污染修復主要分為5個步驟,分別為:
1) 土壤污染現(xiàn)狀監(jiān)測與風險評估。主要采用各種監(jiān)測手段對污染土壤或場地進行重金屬現(xiàn)狀監(jiān)測,并結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)評價污染程度、風險程度,為下一步土壤修復方案的制定提供基礎數(shù)據(jù)。
2) 土壤原位修復方案的確定。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果,針對不同的重金屬污染特性,進行修復方案的研究,篩選出最佳的修復材料,并經(jīng)過試驗研究,確定修復技術參數(shù)、工程參數(shù)等。
3) 修復工程實施。根據(jù)制定的修復方案,選擇相應的工程機械,在技術人員指導下進行修復工程的實施。
4) 修復效果評價。修復效果主要采取兩種評價體系進行評價,分別是化學方法,主要是參照美國EPA的標準進行評價,包括毒性特征瀝濾方法(TCLP)、重金屬多級化學提取法(SEP)等方法。另外一種評級方法為植物毒害試驗方法,也是參照美國EPA的標準進行。即采用農(nóng)作物,如白菜、油菜、水稻等植物進行早期幼苗生長抑制試驗來評價土壤修復前后的效果。
5) 工程驗收。主要通過第三方監(jiān)測后進行驗收。