砷污染土壤修复技术综述

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砷污染土壤修复技术综述

龙良俊,宋雪婷,潘宝宇,龙涛,刘诗珂,周海波,李越,廖梓呈,宋梦雨

(重庆工商大学环境与资源学院,重庆)

摘要:综述了砷污染土壤不同修复技术的研究进展。可用的方法可分为化学、物理和生物学方法。化学方法中,常用的是土壤洗涤或固定剂;物理技术主要是从产量的角度进行讨论;植物提取技术是目前中国最广泛用于砷污染土壤的技术,是生物修复的重点。多种技术的综合利用对于提高修复效率也是很普遍的。此外,总结了评价土壤修复效率的方法,提出了进一步的研究方向。

关键词:砷;土壤污染;修复技术;评价技术

砷(As)是一种剧毒的金属,对环境构成了高风险。As在土壤中的流动性很高,很容易渗入地下水。据年发布的全国土壤环境质量调查,2.7%的土壤样品被砷污染。与10年前相比,年砷表层土壤中砷的积累更加明显。与水或空气污染相比,土壤污染不被重视,且直到本世纪初才得到公众认知。土壤中砷有多种污染途径进入人体,对人体健康产生影响。饮食接触是主要途径之一,土壤中过量的砷可向上运输到农作物的可食用部分,食用该部分可使砷进入人体[1]。

本文综述了砷污染土壤修复技术,包括化学修复、物理修复、生物修复技术等。而在整块特定土地的整治中,评估可被视为最重要的步骤。因此,总结了评估被As污染土壤的修复效率的方法。

1砷(Arsenic(As))

砷具有金属性和准金属性,但因其高毒性和无法自然降解而在环境科学中经常被认为是重金属。由于采矿、选矿、冶炼和含砷矿石的加工以及工业或农业生产和应用中的二次污染,该元素存在于环境中。砷矿开采导致大量砷污染。由于工业活动,有害物质处理或环境事故,还会增加相关的环境风险[2]。砷主要以高毒性的无机砷酸盐(AsV)或亚砷酸盐(AsIII)的形式存在。AsV是磷酸盐的类似物,当干扰必需的磷酸盐所需的过程(例如ATP合成)时,可能具有毒性。

2砷污染土壤修复技术

砷污染土壤修复技术,可用的方法有化学、物理和生物学方法,多种技术的综合利用对于提高修复效率也是很普遍的。在化学方法中,通常使用土壤洗涤或固定剂;砷污染土壤的物理修复技术包括土壤置换、土壤覆盖、土壤周转和衰减以及电动修复;植物提取技术是目前我国应用最广泛的砷污染土壤修复技术,是生物修复的重点。

2.1化学技术

砷污染土壤化学修复技术主要包括水洗和土壤固定化,前者旨在从土壤中去除砷,后者旨在稳定土壤中的砷含量。

2.1.1土壤清洗土壤洗涤或土壤浸出是指注入化学试剂以促进土壤污染物的溶解或运输,然后收集富含污染物的渗滤液,从而从土壤中去除污染物的技术。目前,土壤洗涤已用于不同污染程度的砷污染土壤。洗涤试剂包括酸和碱、有机配体、螯合剂和最近的生物表面活性剂[3-5]。

在这些洗脱液中,酸和碱是前两种,分别通过溶解铁矿物和提高pH值对特定洗涤参数显示出可接受的结果[6]。随着洗脱液浓度的增加,砷的去除率也增加并且造成土壤性质的高度破坏和沥滤液的处理成本高。磷酸是最有效的酸,它可溶解吸收As的Fe矿物,并因AsV和之间的相似性而替代AsV。其最高去除率达到90%。Zhao等还研究了使用各种具有高提取能力的磷酸盐洗涤被As污染的土壤的可能性[7]。在或吸附到铁或锰的氧化物中,磷酸盐可与AsV竞争,从而从吸收的馏分中替代AsV。磷酸盐优于磷酸的优点是前者对土壤特性(土壤pH和肥力)的影响很小。

单独的螯合物对砷的提取效率很低,因为一种螯合物只具有有限的官能团,只有一小部分砷可被官能团螯合。组合或顺序使用多种洗脱液,最大限度地发挥几种不同性质洗脱液的优点,在土壤中提取效率可达98%[8]。除了洗脱液的种类和用量外,确定萃取效率时,接触时间、pH值和洗涤的顺序也很重要。

土壤清洗有两种方式:原位或异位。原位清洗很容易进行,但是必须严格控制富砷浸出液扩散造成的二次污染。异位洗涤不太可能引起渗滤液的扩散,但是污染土壤的运输可能会沿运输路线对环境造成二次污染。

土壤洗涤可有效地将As污染从土壤转移到水中,从而降低处理难度。该技术的主要问题是土壤成分的破坏,以及高昂的成本。

2.1.2固定土壤土壤固定化是指化学试剂的应用,以固定土壤污染物,从而减少土壤中过量污染物引起的潜在风险的技术。由于土壤固定化成本低、操作方便,土壤固定化正受到越来越多的


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