納米零價(jià)鐵在污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用研究

魏邦億 李宗碩

新疆新能源集團(tuán)環(huán)境發(fā)展有限公司

納米零價(jià)鐵在污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用研究

魏邦億 李宗碩

新疆新能源集團(tuán)環(huán)境發(fā)展有限公司

經(jīng)濟(jì)體系的完善，綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式逐漸構(gòu)建，政府相關(guān)部門(mén)不斷開(kāi)展土壤修復(fù)工作，提升我國(guó)生態(tài)改良與環(huán)境污染控制能力，滿足社會(huì)生產(chǎn)以及居民生活過(guò)程中，對(duì)生態(tài)環(huán)境的客觀要求。文章以納米零價(jià)鐵作為研究核心，在相關(guān)理論原則的指導(dǎo)下，從納米零價(jià)鐵運(yùn)作原理分析、應(yīng)用方式以及發(fā)展展望等幾個(gè)角度出發(fā)，將污染土壤修復(fù)工作與納米零價(jià)鐵進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，為后續(xù)污染土壤修復(fù)工作的開(kāi)展提供了必要的參考。

污染土壤修復(fù)；納米零價(jià)鐵；應(yīng)用；展望

1 前言

納米零價(jià)鐵作為一種新的污染治理技術(shù)體系，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，其具有粒子表面積大以及還原性強(qiáng)的特點(diǎn)，因而在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，表現(xiàn)出量子效應(yīng)、表面效應(yīng)以及體積效應(yīng)等，因此納米零價(jià)鐵在使用過(guò)程中，對(duì)無(wú)機(jī)物、有機(jī)物以及重金屬等污染粒子有著較好的去除能力。近些年來(lái)，隨著納米零價(jià)鐵技術(shù)的日益成熟，納米零價(jià)鐵的應(yīng)用范圍以及頻率日益提升，成為現(xiàn)階段我國(guó)污染治理工作的主流，為了切實(shí)有效地推動(dòng)納米零價(jià)鐵在污染土壤修復(fù)工作中的科學(xué)高效應(yīng)用，文章立足于納米零價(jià)鐵技術(shù)機(jī)理出發(fā)，對(duì)其應(yīng)用方式進(jìn)行全面優(yōu)化，提升污染土壤修復(fù)工作的有序開(kāi)展，滿足綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)于生態(tài)環(huán)境的客觀要求。

2 納米零價(jià)鐵分析

納米零價(jià)鐵（Nanoscale zero-valent）粒子半徑為1-100nm，與傳統(tǒng)污染物處理技術(shù)相比，其還原性較強(qiáng)，增強(qiáng)粒子反應(yīng)效率，并且在一定環(huán)境條件下，表現(xiàn)出較為明顯的催化以及吸附功能，這種性能優(yōu)勢(shì)使得納米零價(jià)鐵在進(jìn)行污染處置的過(guò)程中，被廣泛地應(yīng)用于污染治理之中，從實(shí)踐情況來(lái)看，納米零價(jià)鐵在過(guò)往地下水污染修復(fù)工作中得到了較好的應(yīng)用，對(duì)無(wú)機(jī)物、重金屬元素等污染物具有較強(qiáng)的凈化能力。例如我國(guó)專家學(xué)者王新新教授借助于納米零價(jià)鐵技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)泥底中Cr以及VR污染的有效治理，由于納米零價(jià)鐵的表面積較大且還原性較強(qiáng)，在與Cr以及VR等污染物進(jìn)行反應(yīng)的過(guò)程中，能夠借助于化學(xué)反應(yīng)生成無(wú)害沉淀并借助吸附能力，使得微小沉淀凝聚，最終實(shí)現(xiàn)Cr以及VR污染物的科學(xué)高效配排除。因此零價(jià)鐵技術(shù)對(duì)于泥底Cr以及VR污染物具有較高的凈化能力，占泥底比重1%的納米零價(jià)鐵粉在15d的處理周期內(nèi)，其對(duì)于Cr的去除率高達(dá)98.4%。因而為了進(jìn)一步提升污染土壤修復(fù)能力，增強(qiáng)現(xiàn)階段我國(guó)污染生態(tài)環(huán)境，需要相關(guān)政府部門(mén)以及技術(shù)人員，對(duì)納米零價(jià)鐵的應(yīng)用方式進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)納米零價(jià)鐵在污染土壤修復(fù)中的科學(xué)高效應(yīng)用。

3 納米零價(jià)鐵在污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用

3.1 污染土壤重金屬元素的修復(fù)

土壤中的重金屬元素移動(dòng)性較差、停滯周期較長(zhǎng)且無(wú)法被有機(jī)物分解，這些重金屬元素一旦在人體內(nèi)集聚，將會(huì)引發(fā)癌癥乃至遺傳基因缺陷。例如Cr作為現(xiàn)階段我國(guó)主要的土地污染物，無(wú)法被生物體分解，因此一旦在人體內(nèi)富集，將會(huì)對(duì)人體的健康帶來(lái)極大地威脅。在利用納米零價(jià)鐵對(duì)污染土壤中重金屬元素修復(fù)的過(guò)程中，要充分體現(xiàn)科學(xué)性的原則，只有從科學(xué)的角度出發(fā)，對(duì)污染土壤修復(fù)的相關(guān)內(nèi)容、納米零價(jià)鐵處理技術(shù)工作的定位以及具體職能，進(jìn)行細(xì)致而全面的考量，才能夠最大限度地保證納米零價(jià)鐵處理技術(shù)能夠滿足污染土壤修復(fù)工作的客觀要求，只有在科學(xué)精神、科學(xué)手段、科學(xué)理念的指導(dǎo)下，我們才能夠以現(xiàn)有的技術(shù)條件與操作方式為基礎(chǔ)，確保納米零價(jià)鐵處理技術(shù)在污染土壤修復(fù)工作中的科學(xué)高效實(shí)現(xiàn)。基于這種考量，技術(shù)人員要根據(jù)污染區(qū)域土壤重金屬元素的種類以及污染程度，進(jìn)行全面分析，采取有效的應(yīng)對(duì)方案，借助于納米零價(jià)鐵的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)各類重金屬元素進(jìn)行必要的還原，實(shí)現(xiàn)污染土壤的高效修復(fù)。例如針對(duì)于土壤中存在濃度為100mg·kg-1Cr的重金屬元素，技術(shù)人員可以使用0.25 g·kg-1的納米零價(jià)鐵進(jìn)行修復(fù)，使得其轉(zhuǎn)化為無(wú)害無(wú)毒狀態(tài)，并且削弱了重金屬元素的遷移性，實(shí)現(xiàn)污染土壤的安全修復(fù)。

3.2 污染土壤無(wú)機(jī)物的修復(fù)

污染土壤中的無(wú)機(jī)物主要為硝酸鹽以及亞硝酸鹽兩種主要類型，這兩種無(wú)機(jī)無(wú)物一旦進(jìn)入到人體，就會(huì)與人體內(nèi)的物質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)，生成亞硝酸鹽，最終導(dǎo)致人體內(nèi)氧濃度降低，造成傷害。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)硝酸鹽以及亞硝酸鹽的處理，技術(shù)人員在明確其反應(yīng)機(jī)制的基礎(chǔ)上，遵循相關(guān)原則的指導(dǎo)，由于污染土壤修復(fù)工作內(nèi)容多樣，信息數(shù)據(jù)繁多。為了適應(yīng)這一現(xiàn)實(shí)狀況，確保納米零價(jià)鐵在污染土壤修復(fù)中的有效應(yīng)用，就要盡可能的增加納米零價(jià)鐵應(yīng)用方案的兼容性，減少?gòu)?fù)雜冗環(huán)節(jié)據(jù)對(duì)污染土壤修復(fù)中納米零價(jià)鐵應(yīng)用活動(dòng)的不利影響。因此納米零價(jià)鐵以及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用流程必須進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，降低操作的難度，提升納米零價(jià)鐵應(yīng)用方案的實(shí)用性能。政府相關(guān)部門(mén)以及技術(shù)人員在實(shí)際操作的過(guò)程中，需要以實(shí)用性原則為指導(dǎo)，采取必要的應(yīng)用手段，對(duì)土壤中的無(wú)機(jī)物處理環(huán)節(jié)進(jìn)行必要的優(yōu)化，避免冗余操作環(huán)節(jié)對(duì)于修復(fù)工作的不利影響，并在這一過(guò)程中，對(duì)無(wú)機(jī)物的環(huán)境、ph值等進(jìn)行全分析，使用合理濃度的納米零價(jià)鐵，增強(qiáng)反應(yīng)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)硝酸鹽高效脫硝處理，對(duì)無(wú)機(jī)物進(jìn)行修復(fù)。

3.3 污染土壤有機(jī)物的修復(fù)

納米零價(jià)鐵在對(duì)土壤有機(jī)污染物進(jìn)行修復(fù)處理的過(guò)程中，主要是對(duì)PCB、TCE等有機(jī)物進(jìn)行脫氯處理，因此在實(shí)際操作的過(guò)程中，需要根據(jù)土壤自身的特性，分析土壤的流動(dòng)性，采取必要的修復(fù)措施，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解以及吸附，提升現(xiàn)階段土壤污染中有機(jī)物的修復(fù)能力。同時(shí)重視溫度因素對(duì)于有機(jī)污染物降解作用的影響，在實(shí)際修復(fù)的過(guò)程中，營(yíng)造起科學(xué)化的修復(fù)條件，推動(dòng)土壤污染物修復(fù)工作的順利進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

納米零價(jià)鐵由于自身微粒特性，使其在實(shí)際使用的過(guò)程中，會(huì)帶來(lái)一系列問(wèn)題，對(duì)生態(tài)環(huán)境本身也會(huì)帶來(lái)一定的威脅。因此在對(duì)納米零價(jià)鐵技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，需要采取合理化的應(yīng)對(duì)方案，對(duì)納米零價(jià)鐵的使用進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，確保其在實(shí)踐中的無(wú)害化使用。

[1]聶天琛.淺談納米零價(jià)鐵在污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用[J].低碳世界,2015(30):1～2.

[2]劉軍，愈盛龍，王琳，徐軍.納米零價(jià)鐵修復(fù)鈾污染土壤可行性淺析[J].廣州化工,2015(11):32～34.