土壤修复技术是一项综合了生物、化学、环境、地质等多种领域的技术。重金属污染土壤的修复技术大致可分为物理修复技术、化学修复技术、生物修复技术以及综合修复技术。
物理修复技术是指通过客土、换土、深耕翻土等方法去除或分离土壤中重金属的技术。这种技术的优点是对于土壤中重金属的去除有很强的稳定性和彻底性,其缺陷是成本高、工程量较大,更重要的是会破坏土壤的结构,降低土壤中微生物活性和土壤肥力,导致土壤在处理过后不宜使用,所以该技术只适用于面积较小的土地。73652
化学修复技术主要是向受污染的土壤中投加硅酸盐、磷酸盐、碳酸盐等化学改良剂改变土壤的理化性质,如pH值、阳离子交换量等。通过降低土壤中重金属的溶解性,达到降低其生物有效性的目的。化学修复技术具有操作简便、技术成熟的优点,可适用于大面积土地,因此此项技术被广泛应用于土壤的重金属修复中。
生物修复技术主要是利用动植物以及微生物的新陈代谢活动来吸收、富集、转化土壤中的重金属,以降低重金属的含量,提高土壤的质量。该方法操作简单、成本低、对环境影响小,但修复时间较长,因此适用于污染较轻的土壤。
综合修复技术又称联合修复技术,利用土壤、微生物和植物的共存关系,最大限度地发挥各项修复技术的优点,提高修复效率。综合修复技术具有非常广阔的应用前景[10-12]。
通过资料的收集和研究,靶场土壤污染的修复主要有以下三种途径:一是改变土壤中重金属的存在形态,尽可能地减少其对环境产生的危害;二是将重金属从土壤中去除,使其含量达到或接近土壤背景值,最大限度的减轻对土壤的污染程度;三是优化靶场的射击训练体制,减少铅、铜、锌等重金属在土壤中的沉积[10]。在众多修复受重金属污染土壤的方法中,利用化学改良剂来钝化和固定重金属是最常见也是较为经济和高效的方法。例如在铅污染土壤钝化修复中,无机钝化修复剂的使用较为广泛,主要有海泡石、粉煤灰、脱硫石膏、磷酸盐等,其中磷酸盐这一类修复剂因为具有高效经济的优势而被广泛应用[20-21]。论文网
近年来,含磷材料被广泛应用于重金属污染土壤的修复。众多研究者发现,磷酸盐材料在固定土壤、废水和污泥中的重金属有很好的效果,可以用来作为减少重金属污染的土壤钝化剂。根据相关文献,利用磷酸盐修复重金属污染土壤已经有近20年的历史了,并且取得了较大的成就和进展[13]。磷酸盐可作为化学钝化剂固定土壤中的重金属,通过改变重金属在动植物-微生物-土壤系统中的存在形态,迅速降低其生物活性或可利用性,进而降低生物毒性[11]。可采用去离子水、CaCl2以及TCLP毒性浸提法等化学形态提取法来对修复效果进行评价。以铅为例,当磷酸盐添加到土壤中,金属铅可与磷酸盐生成稳定的难溶沉淀磷铅矿[(Pb5(PO4)3)(Cl,OH,F)],使铅的活性大大降低,从而减少其对土壤环境的危害[10]。Boisson等人[12]以比利时某废弃锌冶炼厂场地的土壤为例,评价羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2)对冶炼厂土壤重金属(Zn、Pb、Cu和Cd)的固定效果。结果表明,当羟基磷灰石的投加量增加至5。0%时,用0。1 mol/L硝酸钙溶液进行提取,土壤中可交换态的重金属含量显著降低,对比修复前提取液中Zn、Pb、Cu和Cd浓度的降幅均超过90%。王碧玲等人[13]研究了过磷酸钙、钙镁磷肥和磷矿粉在铅锌矿污染土壤中的修复效果,其研究结果表明,如果同时添加过磷酸钙和碱性物质,再将土壤的pH调到6。5−7。5,可以使过磷酸钙修复Pb、Zn的效果达到最佳,降低幅度分别高达68%和94%。