重金属污染土壤的固化/稳定化和离子拮抗技术


  固化/稳定化是指向重金属污染土壤中加入某一类或几类固化/稳定化药剂,通过物理/化学过程防止或降低土壤中有毒重金属释放的一组技术。固化是通过添加药剂将土壤中的有毒重金属包被起来,形成相对稳定性的形态,限制土壤重金属的释放;稳定化是在土壤中添加稳定化药剂,通过对重金属的吸附、沉淀(共沉淀)、络合作用来降低重金属在土壤中的迁移性和生物有效性。固化/稳定化的效应一般统称为钝化。重金属被固化/稳定化后,不但可以减少其向土壤深层和地下水的迁移,而且可以降低重金属在作物中的积累,减少重金属通过食物链传递对生物和人体的危害。重金属固化/稳定化的关键是选择合适的具有固化/稳定化作用的药剂,药剂的选择一般要满足以下几个方面的要求: 1 药剂本身不含重金属或含量很低,不存在二次污染的风险; 2)药剂获得或制备成本较低; 3)药剂对重金属的固化/稳定化显著且持续性强。土壤中重金属固化/稳定化的关键是选择一种经济有效的药剂,有研究报道石灰、磷灰石、沸石、铁锰氧化物、硅酸盐、海泡石、赤泥、骨炭、堆肥、钢渣、蒙脱石、凹凸棒石和蛭石等可以有效地固化/稳定化土壤中的重金属,降低重金属的生物有效性。钝化技术需要考虑土壤重金属的污染程度和土壤本身的性质等因素再选出合理的钝化药剂,并计算出钝化药剂的用量。在工程上广泛应用的钝化药剂一般为工业副产物,故钝化技术的成本较低,但钝化技术并未将重金属从土壤中根本清除,因此需要进行长期的监测以防止重金属再次活化。

  离子拮抗技术:土壤中某些重金属离子间存在拮抗作用,当土壤中某种重金属元素浓度过高时,可以向土壤中加入少许对作物危害较轻的拮抗性重金属元素,进而减少该重金属对作物的毒害作用,达到降低重金属生物毒性的目的。在土壤中添加少量的 Se 抑制了蜈蚣草对 Cu Zn 的吸收,Se Cu Zn 表现为拮抗作用。Zn Cd 具有相似的化学性质和地球化学行为,Zn 具有拮抗植物吸收 Cd 的作用。向 Cd 污染土壤中加入适量的 Zn,可以减少植物对 Cd 的吸收积累。