化學固化/穩定技術修復重金屬污染土壤研究

葛志鵬 何婉儀 陸穎茵

摘要：由于重金屬污染物在土壤中移動性差、滯留時間長、不能被微生物降解，并可經水、植物等介質最終影響人類健康，因此需采取適當措施對其進行處理。其中，固化/穩定化技術即為其中一種。固化穩定化技術是通過向污染土壤中添加固化/穩定化藥劑，經充分混合，使其與污染介質、污染物發生物理化學作用，將污染土壤固封為結構完整的具有低滲透性的固化體，或將污染物轉化成化學性質不活潑形態，降低污染物在環境中的遷移和擴散。

關鍵詞：化學固化/穩定技術;修復;重金屬

引言

目前，對重金屬污染土壤修復技術存在多種形式，其中固化/穩定化技術因其具有修復周期短、達標能力強、作用對象廣泛且易與其他修復技術聯用等特征，被廣泛應用于國內外污染土壤的治理與修復工程中。也可以運用化學固化方案，對土壤開展治理工作，幫助土壤恢復到正常水平，促進土壤的健康正常發展。

1土壤重金屬污染的危害

1.1土壤重金屬污染的危害

重金屬是土壤中的高污染元素，如果長時間不處理土壤的污染問題，就極易使污染無法解決，并進一步污染水環境，影響生物的正常生長，最終危害人類自身的健康與安全。人與自然本應該是和諧相處的共同體，但是隨著工業化的不斷推進，自然環境受到多種因素的影響，發生了改變。當前，為了更加深入了解土壤重金屬的危害，應當利用重金屬的危害程度，細致劃分工作，對各個環節開展優化與分析工作，以制定出相應的處理措施。

1.2土壤的污染現狀

當農業與工業穩定發展的背景下，工業的發展規模逐漸擴大，生產的污染問題困擾著居民的生活，有部分企業對于重金屬污染的問題重視成都不夠，常常會出現重金屬排放標準不合格的現象，隨著重金屬污染的加重，土壤結構會被進一步破壞，造成比較嚴重的影響，甚至會影響正常的居民生活，并威脅農業的生產。

2固化穩定化技術的應用類型

2.1水泥

包含硅酸三鈣與硅酸二鈣的無機水泥材料比較容易凝固，在水分混合的情況下可以達到較好的穩定性以及固化效果。技術人員針對土壤固化劑如果選擇了水泥，那么化學危險性較高的毒害物質與廢棄物質都能夠全面得到處理。土壤深部如果含有較多的有害重金屬類物質，那么經過水化反應以及元素分解處理后的土壤就不再包含任何毒性元素，并且對于流失與遷移重金屬元素的危險傾向能夠有效加以阻止。土壤深部在沉淀碳酸鈣的基礎上，可充分展現水泥固化劑與穩定劑的良好土壤處理效果。

2.2有機物料

有機固化穩定劑具有低廉造價以及廣泛材料來源的優點，現階段已經得到普遍采用，尤其是涉及到處理帶有重金屬污染的城鄉地區土壤。通常情況下，有機類的固化穩定劑重點應當包含作物秸稈、禽畜排泄物與糞便、城市地區污泥以及農田堆肥等。重金屬類物質在遇到腐殖酸與有機固化劑的過程中，應當能夠充分確保土壤綠色植被得以旺盛生長，對于土壤進行徹底凈化并且對于重金屬類的有害物質進行了分解。

3化學固化修復重金屬污染土壤

3.1沉淀作用

固化材料的有效運用，能夠順利推進土壤污染重金屬修復工作的開展。固化材料主要通過自身溶解作用，改善土壤狀況，是土壤重金屬固化的一種重要方式。固化材料發生溶解后，能在較短的時間內產生陰離子與重金屬，進而發生沉淀，破壞重金屬的生物有效性與遷移性。固化材料對重金屬具有明顯的固化作用，并減少土壤重金屬毒性的浸出量。做好土壤重金屬固化工作，為了保證工作的有效開展，不僅要保證土壤中的重金屬能夠發生氫氧化物的化學反應，更要加強對固化材料的合理運用，降低Cd含量，從而實現真正的沉淀作用。常見的材料的就是石灰，又被稱為堿性純化修復劑，在實際運用中，能夠進一步提升土壤溶液pH，石灰石的自身特性適合運用到沉淀中，能夠明顯減少土壤中重金屬的毒性浸出量，并逐漸固定住重金屬，避免土壤中出現過多的土壤污染物。通過實踐表明，適當的石灰以及硅肥等物質，能夠極強土壤重金屬的固化效果，并有效降低其中的Cd含量。這對土壤中的重金屬處理過程，為了有效發揮出沉淀作用，必須選擇合理的方式，以降低重金屬的遷移性、生物有效性，以發揮出最大的處理效果。

3.2吸附作用

在土壤重金屬固化處理的吸附作用，相當于吸附劑的有效應用，主要利用了質點之間的相互吸引作用，分為物理吸附、化學吸附兩種方法，以實現明顯的吸附的作用，優化對材料的運用，保證吸附的作用。在開展吸附工作之前，為了保證固化材料對于土壤中重金屬的吸附作用，必須要深入掌握各個物質的吸附結構與吸附效果，并將即將使用于土壤重金屬固化處理的材料進行歸類，主要包括沸石、柿單寧等物質，并對后續的金屬回收工作做好規劃，以發揮最大的固化作用，積極消除外在因素，避免吸附作用受到影響。沸石是一種特別的四面體結構，具有十分明顯吸附作用，將土壤中的有害重金屬吸附于沸石表面。

3.3配位作用

黏土物質在重金屬土壤中，具有較好的配位作用，其作用機制是通過靜電作用與溶液中離子發生了較強的配位反應，不斷破壞重金屬污染土壤中的遷移性、生物有效性。黏土礦層之間依靠分子引力，相互之間被連接，重金屬離子也隨著黏土物質的加入，出現了配合作用。通過修復技術的不斷改進，在黏土物質中添加土壤改良劑（如：骨粉、凹凸棒），以最大程度發揮出黏土礦物的作用。

結束語

隨著土壤重金屬污染狀況的日益嚴峻，治理污染、改善土壤的生態環境備受社會關注。修復被重金屬污染的土壤，本質上就是清除土壤中的重金屬，或者改變重金屬在土壤中的存在方式，讓重金屬不再對土壤產生危害，以恢復土壤原本的生態功能與生產功能。治理與修復被重金屬污染的土壤，是一項難度大、耗時久的系統性工程，需要采用多種修復技術相結合的方式，因地制宜地制訂治理方案，有效抑制土壤的污染。

參考文獻：

[1]姚萬程，劉庚，石瑛，等.山西省土壤重金屬污染特征及生態風險評價[J].江西農業學報，2021，33（1）：91-97.

[2]郭宏偉.工業區土壤重金屬污染評估和治理研究[J].工程建設與設計，2021，（2）：135-136.

[3]閆晗，段騰騰.重金屬污染土壤修復技術研究的現狀與展望[J].魅力中國，2021，（3）：429.

[4]陳文亮，滕東曉，張燕，等.重金屬污染土壤修復技術研究進展[J].世界有色金屬，2020（6）：178-180.