众所周知,耕地土壤是不可或缺的资源,这对于我国农作物种植质量有着较大的影响。但是,一旦治理不当,很有可能出现耕地土壤重金属污染的现象,导致土壤肥力下降,破坏土壤土质,使得环境污染问题变得愈加严重。因此,有必要加强耕地土壤重金属污染治理技术的研究,作为其中常见的治理技术之一,钝化修复技术的研究不在少数,通过持续进行钝化修复技术的研究与应用,实现土壤重金属污染的有效处理,减少农田污染程度,真正保证我国农产品食品安全。
1重金属钝化修复技术机理
重金属钝化技术,顾名思义,主要是针对重金属土壤而研发的一类技术,核心在于钝化剂的使用。其技术原理是向重金属污染土壤施加重金属钝化剂,利用钝化剂的成分发生溶解反应等,以便溶解土壤中的重金属,提高重金属的迁移能力等,使得土壤重金属逐渐向着低毒性转变,修复周围生态系统,甚至解决土壤重金属污染问题。因此,该技术的应用目的就是降低土壤重金属污染物的生物有效性,达到去除重金属污染或者转化重金属污染的效果。目前,重金属钝化技术应用较为广泛,很多重金属钝化剂都得到很好地应用。
2耕地土壤重金属污染钝化修复技术研究分析
2.1石灰作土壤重金属钝化剂的技术应用研究
处于900~1000℃的高温状态下,石灰被煅烧而成,是一种碱性无机物。在实际钝化修复应用中,可以用作石灰类钝化剂,提升土壤的PH值,为常见的土壤重金属钝化修复技术措施。石灰进入土壤后,主要通过多种吸附过程和沉淀形成难溶性盐这两类方式降低土壤重金属的生物有效性。不少学者的研究表明,石灰的施入可以较快降低土壤中多种重金属迁移性和环境毒性,尤其是对Cd的钝化,主要原因在于难溶性碳酸镉的生成以及添加石灰促进Cd 2+水解,而土壤对水解产物Cd(OH)+的吸附效果更好。据有关研究表明,当向重金属污染土壤撒下石灰后,土壤PH值将会提升,达到20%左右,与此同时,无论是Cu元素,还是Zn元素的有效态,相比于对照组都有所下降。所以,通过施入石灰有助于减少耕地土壤中的重金属含量。此外,海游馆试验研究表明,如果种植油麦菜,施入石灰的情况下,Pb含量会下降20%,但是若是长时期施用石灰,极有可能会破坏其中的团粒结构,导致土壤土质下降,甚至造成板结、养分流失等现象的出现。为此,施用石灰时,需要考虑到用量、施用周期等问题,科学加以应用,减少负面作用的产生。
2.2粉煤灰作土壤重金属钝化剂的技术应用研究
粉煤灰是一种化石燃料经过燃烧后产生的一种物质,主要从烟气中进行收集,最终收集而成的细灰就是粉煤灰。这种物质呈碱性特征,并且有着丰富的铁硅铝酸盐,就其颗粒结构而言,主要呈现孔型蜂窝状结构,甚至要大于表面积。在实际粉煤灰的研究试验中发现,粉煤灰有着很好地吸水性与吸附性,因此可以应用在土壤重金属污染治理中,有效处理土壤中的无机污染物。经过有关学者研究表明,粉煤灰可以作为土壤重金属钝化剂加以应用,能够去除无机污染物,甚至中性土壤中粉煤灰还能钝化Cu、Cr、Cd等物质。此外,还有学者进行露天油麦菜盆栽试验,将粉煤灰施入重金属污染的土壤内,其油麦菜叶片内的重金属含量能够下降到大约30%,同时,增强土壤内微生物活性,避免土壤出现过多的养分流失现象,减少毒害,真正帮助作物健康生长。
2.3有机肥作土壤重金属钝化剂的技术应用研究
有机肥也可以作为土壤重金属钝化剂,它的作用是降低土壤重金属的生物有效性,主要利用的是重金属络合作用原理,通过施加有机物,能够增加污染土壤中的CEC,减少重金属生物有效性。由于有机肥芳香结构较为明显,而且还有较多含氧基团和氨基,所以满足重金属的络合需要,提供充足的配位基。此外,利用含氧基团的静电吸附作用,土壤重金属迁移能力也有所下降。经过有关试验研究表明,当PH值处于3.9以下时,向污染土壤中施用有机肥,依然能够降低Cu和Pb的淋溶性,甚至迁移能力也有所下降。若是长期使用有机肥,土壤的固碳能力将有所强化,利于土壤修复。
2.4生物炭作土壤重金属钝化剂的技术应用研究
除了以上物质外,生物炭也是土壤重金属钝化剂之一,这类物质是生物质在低温等条件下谈话形成的产物,比较常见的生物质有木材、植物组织以及一些废弃物等。经过热解碳化影响,最终生成生物炭。这类物质呈碱性,而且可溶性极低,不仅孔隙度较大,表面积也较大,富含芳香化结构等,可以用于土壤土质改善、污染物吸附等。目前,耕地土壤改良中,添加生物炭的方法较为常见,能够减少土壤中的重金属含量,并减低对于人体健康危害。有关研究发现,生物炭这类钝化剂的应用,还可以减少土壤养分流失,使得土壤质量得到提升,促使农作物产量增加,满足实际生产生活需要。由于生物炭的生产原料较为简单,而且成本较低,日常生活的有机废弃物等都能作为原料,通过加强生物炭的持续利用,不仅解决有机废弃物垃圾处理问题,还能实现土壤重金属问题的有效治理。
3结语
我国耕地面积紧张,土地资源利用极为重视。近几年,很多人开始关注土壤重金属污染治理问题,尤其更注重钝化修复技术的科学应用。为充分发挥钝化修复技术的作用,国内外较多学者对其技术进行深入探究。经过有关研究发现,石灰、粉煤灰、有机肥、生物炭这几种物质都在钝化修复中扮演着关键的角色,在实际技术应用中,有关人员需要合理进行钝化剂的选择,从而达到预期的土壤修复目的,解决耕地土壤重金属污染的问题。
参考文献
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