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设三重门隔绝土壤重金属污染

2019-07-14 03:14:25来源:励志吧0次阅读

设“三重门”隔绝土壤重金属污染

SMM讯:近日来,对广州餐饮食品及相关产品的抽检结果让人大吃一惊:近一半的大米存在镉含量超标。大米镉危机说明人类世世代代生活所依存的土地正面临着一场污染之劫。土壤生病了该怎么办?近日,从上海交大相关发布会上获悉,该校环境科学与工程学院曹心德教授及其所带领的科研团队,就是修复土地污染的大地医生,基于以废治废的理念研发出土壤与地下水一体化修复技术,不仅让受污染土壤恢复健康,还能在不改变土壤结构与性能的情况下,在重金属与农作物之间形成无形的墙,有效防止农作物从土壤中吸收镉、铅等重金属。

受污土壤面积占耕地两成

我们熟悉的土地正变得越来越陌生。因为它生病了,也就是土壤受到污染。所谓土壤污染是指人为活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量恶化,造成农作物中某些指标超过国家标准。 曹心德介绍,土壤污染包括无机物污染和有机物污染,像镉、铅、砷等重金属污染属于无机物污染,在整个土壤污染中,重金属污染比例占65%。

目前全国受污染的土壤面积占耕地面积的1/5左右,总面积超过2000万公顷,农田污染修复规模高达50万亿元。随着城市产业结构调整、城市功能转型发展,大量工业用地转为商业居住和公共用地。遗留下来的污染场地,也就是常说的棕色地块给城市环境和居民健康造成潜在危害。曹心德教授介绍,目前,像这样的城市污染地块,全国至少有30万块,修复成本高达300多亿元。

土壤生起病来比较隐蔽,会潜伏,镉一旦进入土壤和食物链,去除就十分困难。曹教授说。以镉污染为例,土壤中的镉一方面来源于采矿、冶炼行业排放的废渣、废水以及各类工厂排放的废气;另一方面,大量使用的农业化肥,特别是磷肥也会促使土壤镉超标。镉进入土壤后,其污染具有长期性、隐蔽性、不均匀性等,很难将其去除。

联合国食品准则委员会规定大米中镉含量不得超过0.4mg/kg,欧盟规定大米中镉含量不得超过0.2mg/kg,中国的标准也是大米中镉含量不得超过0.2mg/kg。曹心德教授介绍:镉米被人体摄入后约95%直接从粪便排出,但仍有5%为人体所吸收。人体吸收的镉约1/3会积累在肾脏,1/4在肝脏,肾脏积累的镉达到200mg/kg后会导致肾衰竭。镉还能通过干扰内分泌系统对人体健康产生不良影响。镉中毒更大的麻烦在于它的长期性。

三重组合拳让土地康复

土壤中重金属超标,土壤就受到污染。曹心德教授带领团队研发土壤与地下水一体化修复技术,对治理土地污染打出三组重拳。

第一组重拳是通过重金属污染土壤的原位化学钝化技术,让土壤中不稳定的重金属变老实。曹心德说,向污染土壤中添加基于固体废物制备的碳、硅、磷材料,通过吸附、沉淀、络合、离子交换等一系列反应,使重金属向较为稳定化的形态转变,降低重金属的可迁移性和生物可利用性,达到污染土壤修复的目的。

第二组重拳是超累积植物吸收技术,即种植吃重金属的植物,它们被栽到土壤中,可有效吃掉农田里的镉、砷、铜、铅等重金属污染物。

第三组重拳是地下水修复技术。即将受重金属污染的地下水抽提到地表,再洒向已添加稳定化剂的土壤中,经土壤滞留、植物过滤,修复后的地下水又回到地下水层。

曹教授举例说:在铅污染土壤中添加%磷基材料,经过40天的修复,污染地下水中铅的去除率高达91%,同时土壤CaCl2提取态铅和TCLP提取态铅与对照组相比,分别下降了60.5%和62.8%。其团队研发的土壤与地下水一体化修复技术,就是把这三组重拳巧妙结合,形成良性循环,既把受重金属污染的地下水净化为可供农田灌溉水,又让土壤中的重金属毒性大大降低。 通过土壤与地下水一体化修复技术,土地恢复健康,农作物的生长、灌溉环境得到改善,这就给结出的果实上了一份天然的保险。

废弃物变吸盘可双重吸附

曹教授独辟蹊径,提出 以废治废的理念。他用矿物尾料、生物质废弃物制备含碳、硅、磷基材料,用于土壤中污染物的稳定化修复。以用某些生物质废弃物制备生物炭为例,这种生物炭是一种独特的吸附剂,可以像吸盘一样,对重金属和有机污染物具有双重吸附作用。

曹教授说,生物质废弃物是指农作物秸秆、蓝藻、木屑、稻壳、牛粪等材料。 我国是一个农业大国,拥有丰富的生物质废弃物资源,每年约有10亿吨农作物秸秆被焚烧,大气中的CO2高达30%都源于这些生物质废弃物的返田和焚烧处理。这些生物质废物并不是废料,而是创造生物炭的宝贝。这些宝贝在限氧和低于700℃条件下,被制成生物炭,通过农业机械设备将生物炭输入土壤中。这些生物炭就像吸盘一样,将土壤中的铅、镉等重金属钝化封锁,防止农作物对重金属的吸收。此外,生物炭还可以吸附莠去津等除草剂,防止农作物对除草剂的吸收。

除此之外,生物炭对土壤还有其他生态效应。曹教授举例说,生物炭最初是作为固碳材料提出的,当生物炭输入土壤后不仅发挥固碳增汇作用,还可以阻隔重金属、有机污染物的迁移,同时增加土壤持水量,提高土壤中的阳离子交换能力,丰富土壤中的氮磷等营养元素,提高作物的产量。生物炭是一种绿色资源,它本身不会破坏土壤原有的结构,从修复土壤功能角度讲,它的作用就是在农作物和造成土壤污染的重金属之间筑起一堵墙,把重金属挡在农作物的墙外。

土地修复正逐渐被接受

曹心德教授团队的大地医生常碰到这样的疑惑:农民会问我的土地挺肥沃的,也看不出有什么被污染的,你们土地一修复,万一把土地的肥料给修没了怎么办? 碰到这样的情况,大地医生们都要耐心地给他们作出解释。听到专家们说,新技术不会破坏土壤的结构和减少土壤的养分,农民们还是半信半疑。

这很正常!曹心德教授解释,土地修复还是一个新事物,从刚接触新事物,到接受它,再到运用它,总要有一个过程。对于土壤修复技术的未来,曹教授充满信心。随着土壤污染日益凸显,国家高度重视土壤污染的控制与修复。 2011年4月,我国首个十二五专项规划《重金属污染综合防治十二五规划》获得国务院批复。2012年2月,环保部制定的《土壤环保十二五规划》公布,首先启动污染场地治理与修复试点示范。中央实行4+1政策开展污染土壤修复。

曹心德教授预测,综合运用固废基稳定化材料以及土壤与地下水一体化修复技术,可使目前修复土地的费用降低至少一半。随着人们环保理念和土壤保护意识的增强,土地修复技术将会大有作为。

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