重金属污染土壤的修复技术研究进展及发展前景

目前,我国重金属污染呈现出长期积累和近期集中爆发、历史遗留问题和新出现问题相交织的特点,重金属污染在环境中存在多、形态多,整治重金属污染是一项长期、复杂、艰巨的任务.重金属污染物极难降解,尤其是存在于水和土壤中的重金属兼具富集性,是不可逆转的.重点阐述了重金属污染土壤的修复技术研究进展及发展前景.     

萱草对重金属铅污染土壤的修复效果研究

当下,全世界都面临着一个严峻的土壤环境污染的难题——重金属污染。选取萱草作为研究对象,通过原子吸收分光光度法对植物修复前后土壤中铅的浓度进行测定,得出萱草对重金属铅的修复效率最大分别为79.63%和80.22%;通过计算萱草在不同浓度梯度下的重金属铅的富集和转运系数,发现金属铅在萱草体内的富集和转运规律一般情况下均为萱草根大于萱草叶。     

微波辐照修复氯丹污染土壤的影响因素

采用微波辐照技术修复氯丹污染土壤,以氯丹的挥发率和分解率为主要评价指标,研究了微波辐照条件对土壤修复效果的影响。实验结果表明:氯丹的挥发率随微波辐照功率的增大而增大,而氯丹的分解率则无明显变化;当活性炭与土壤质量比为9∶120时,氯丹的去除效果最好,去除率达89%;氯丹的挥发性能在前20min内随微波辐照时间的延长而增强,而氯丹的分解性能则刚好相反;当土壤含水率为15%时,氯丹的挥发率最高,为2.5%,而氯丹分解率最小,为16.8%;在酸性偏中性范围内氯丹的去除效果较差,随土壤p H的不断增大,氯丹的挥发率明显升高,且氯丹的分解率也增大。     

丛枝菌根真菌-植物修复矿区重金属污染土壤的研究进展

阐述了丛枝菌根真菌(AMF)-植物对重金属污染土壤的修复机制,重点介绍了AMF-植物联合技术在金属矿区、煤矿区重金属污染土壤修复中的应用,并对今后该技术的发展和应用前景进行了展望。指出:加大AMF-植物联合修复技术的研究和实践,将会带来更好的经济效益和环境效益。     

亚铁活化及铁碳强化过硫酸钠氧化法修复模拟机油污染土壤

分别采用传统的Fe²⁺活化过硫酸钠（Na₂S₂O₈）氧化和铁碳强化Na₂S₂O₈氧化两种方法修复模拟机油污染土壤。实验结果表明：对于传统Fe²⁺-Na₂S₂O₈体系,在Na₂S₂O₈投加量为3.0%（w）、FeSO₄·7H₂O投加量为0.6%（w）的优化条件下,土壤中总石油烃（TPH）的去除率仅为33.12%;而对于Fe⁰-C-Na₂S₂O₈体系,在Na₂S₂O₈投加量为1.0%（w）、还原铁粉和活性炭的投加量均为0.1%（w）的优化条件下,土壤中TPH的去除率为42.99%;Fe⁰-C-Na₂S₂O₈体系较Fe²⁺-Na₂S₂O₈体系对土壤具有更好的修复效果,且Na₂S₂O₈的投加量减少了2/3。此外,Fe⁰-C-Na₂S₂O₈体系较Fe²⁺-Na₂S₂O₈体系对土壤pH的影响小,在实际应用中可适当提高铁粉的投加量来减小Na₂S₂O₈对土壤pH的影响。     

不同碳源对微生物修复石油污染土壤的促进作用

为解决石油污染土壤中以石油为唯一碳源的土著微生物生长缓慢的问题,研究了分别添加玉米淀粉、玉米粉、可溶性淀粉和葡萄糖4种碳源对土样细菌总量和石油烃降解率的影响。研究结果表明：玉米淀粉作为碳源时土样TN和TP的下降幅度均最大;添加玉米淀粉和玉米粉比添加可溶性淀粉和葡萄糖更有利于细菌的生长繁殖;细菌对直链烷烃化合物均具有较好的降解效果,但对较为复杂的芳香烃化合物降解效果较差。降解反应第40天时,分别添加玉米淀粉、玉米粉、可溶性淀粉和葡萄糖的石油烃降解率分别为67.25%、48.60%、46.30%和28.57%。     

高效石油烃降解菌的筛选及其对原油污染土壤的修复

从陕北原油污染土壤中筛选出7株高效石油烃降解菌,其中黄杆菌属CC-2、不动细菌属SC-5、假单胞菌属SC-6表现出较强的石油烃降解能力。通过单因素试验和正交试验考察总石油烃(TPH)降解效果的影响因素,得出各因素对TPH降解率影响程度的大小次序为:溶液p H降解温度降解菌接种量摇床转速,且在降解菌接种量为7%(φ)、溶液p H为7、降解温度为30℃、摇床转速为150 r/min的最适处理条件下,菌株SC-6的TPH降解率可达61.23%。原油污染土壤生物修复实验结果表明:高效石油烃降解菌的投加有利于土壤TPH降解率和酶活性的提高;"菌株SC-6+营养剂"组修复处理42 d后的TPH降解率可达57.59%。     

内酯型槐糖脂修复石油污染土壤的影响因素

采用内酯型槐糖脂(SL50)修复石油污染土壤。通过单因子实验与正交实验,考察了槐糖脂溶液质量浓度、振荡时间、反应体系初始pH、NaCl加入量以及固液比(土壤质量与表面活性剂溶液体积之比)对污染土壤石油烃洗脱率的影响。单因子模型回归分析结果表明,参数变量均符合二次拟合模型,槐糖脂溶液质量浓度、反应体系初始pH以及NaCl加入量的二次模型拟合效果较好。正交实验结果表明,槐糖脂溶液质量浓度和反应体系初始pH是该实验的敏感性因子,最优洗脱条件为槐糖脂溶液质量浓度40 mg/L、反应体系初始pH 9、NaCl加入量6%(w)。     

重金属污染土壤淋洗优化技术进展

综述了重金属污染土壤常规淋洗的优化技术,包括复合减量化技术、淋洗助剂的使用等化学优化技术以及电动力法、超声和微波法等物理优化技术;同时介绍了新型绿色淋洗剂的研发和使用情况,包括可降解螯合剂、植物浸提液及生物表面活性剂;概述了淋洗液的后处理和回用工艺。提出了开发新型淋洗剂、淋洗优化技术及淋洗液后处理技术的建议。     

典型磷矿区表层土壤重金属空间分布特征研究

以开阳磷矿区为对象,结合地统计学普通克里金插值法以及单因素分析法,研究了矿区表层土壤重金属的空间分布特征,并对其进行了污染评价。结果表明：以矿区当地土壤重金属背景值为标准,Cu,Zn,Pb,Cd,As含量均存在超标情况;5种元素含量的变异程度均为高度变异,Pb,Cd,As的变异系数远大于Cu,Zn的变异系数;土壤重金属空间分布特征为Cd,As含量在东北部的积累程度大于西南部,东北—东南方向Cu,Zn,Pb,Cd,As的富集程度远大于西北—西南方向;不同土地利用类型对重金属的积累没有显著影响,这很可能与其他因素如背景值、风向、人类干扰（如化工产业）等有关。     

无患子皂苷与柠檬酸协同洗脱污染土壤中镉铅

以某废弃铅锌矿区重金属污染土壤为研究对象,采用无患子皂苷与柠檬酸(CA)协同洗脱污染土壤中的Cd和Pb.以无患子果皮投加量为20 g/L所得水浸提液和浓度为0.3 mol/L的CA配制复配淋洗剂.在浸提液中添加CA后,能有效提高对土壤中Pb的去除率.在浸提液和CA的体积比为1:3、淋洗剂pH为5、淋洗时间为12.0 h...     

腐殖酸-海泡石复合钝化剂的制备及其对Cd污染土壤的修复

对海泡石进行热改性,以腐殖酸和海泡石为原料,制备了腐殖酸-海泡石复合钝化剂。采用BCR形态分析法研究了复合钝化剂对镉污染土壤的钝化效果。结果表明,制备复合钝化剂的最佳工艺条件为：腐殖酸与海泡石质量比2∶1,氢氧化钠质量浓度0.04 g/mL,热反应时间40 min,热反应温度80 ℃。复合钝化剂的最佳添加量为7%（w）,培养3 d后,钝化效率达46.87%,土壤pH升高至7.02,活稳比降低为0.65,土壤中镉的释放风险显著降低。复合钝化剂修复镉污染土壤时,会促使活性态镉向稳定态镉转化,使镉在土壤中的稳定性提高。     

皂素和柠檬酸复合淋洗土壤中的钍

采用振荡淋洗和土柱动态淋洗实验研究了皂素和柠檬酸复合对土壤中钍的淋洗性能。实验结果表明:将质量浓度为20 g/L的皂素与浓度为20 mmol/L的柠檬酸以体积比1∶10配制复合淋洗液对污染土壤中钍的去除效果最佳,淋洗3.0 h,钍去除率为84.98%;准一级动力学方程能更好地描述复合淋洗液对钍的淋洗动力学特征;动态淋洗实验中当复合淋洗液用量为1 600 mL时,钍的累积去除量为73.66 mg/kg;淋洗后土壤中钍的酸可提取态、氧化结合态和有机结合态含量分别减少了79.63%、38.13%和20.34%,残渣态含量变化不大;淋洗后土壤中钍的稳定性增加。     

Effects of Acid Rain on Competitive Releases of Cd, Cu, and Zn from Two Natural Soils and Two Contaminated Soils in Hunan, China

Leaching experiments of rebuilt soil columns with two simulated acid rain solutions (pH 4.6–3.8) were conducted for two natural soils and two artificial contaminated soils from Hunan, south-central China, to study effects of acid rain on competitive releases of soil Cd, Cu, and Zn. Distilled water was used in comparison. The results showed that the total releases were Zn>Cu>Cd for the natural soils and Cd>Zn≫Cu for the contaminated soils, which reflected sensitivity of these metals to acid rain. Leached with different acid rain, about 26–76% of external Cd and 11–68% external Zn were released, but more than 99% of external Cu was adsorbed by the soils, and therefore Cu had a different sorption and desorption pattern from Cd and Zn. Metal releases were obviously correlated with releases of TOC in the leachates, which could be described as an exponential equation. Compared with the natural soils, acid rain not only led to changes in total metal contents, but also in metal fraction distributions in the contaminated soils. More acidified soils had a lower sorption capacity to metals, mostly related to soil properties such as pH, organic matter, soil particles, adsorbed SO₄ ²⁻, exchangeable Al³⁺ and H⁺, and contents of Fe₂O₃ and Al₂O₃.