网站首页
教育杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
医学杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
经济杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
金融杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
管理杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
科技杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
工业杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
SCI杂志
中科院1区 中科院2区 中科院3区 中科院4区
全部期刊
公務(wù)員期刊網(wǎng) 論文中心 正文

重金屬礦山土壤治理技術(shù)分析

前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了重金屬礦山土壤治理技術(shù)分析范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。

重金屬礦山土壤治理技術(shù)分析

摘要:在當(dāng)前的重金屬礦山尾礦庫中,土壤污染問題日益嚴(yán)重,導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞,給植被的正常生長帶來了不利影響。只有明確土壤治理技術(shù)的要點(diǎn),并加強(qiáng)各個(gè)實(shí)施環(huán)節(jié)質(zhì)量的有效控制,才能提升整體治理水平。本文將對重金屬礦山尾礦庫的環(huán)境狀況進(jìn)行探討,包括土壤污染的來源、危害和特點(diǎn)等,研究重金屬礦山尾礦庫土壤治理技術(shù)的應(yīng)用措施,為實(shí)踐工作提供參考。

關(guān)鍵詞:重金屬礦山;尾礦庫;土壤治理技術(shù) 

重金屬是我國工業(yè)發(fā)展的重要支撐,加大對重金屬礦山的開采力度,是促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵。近年來,我國工業(yè)化發(fā)展速度加快,重金屬資源的需求量逐年提升,這給礦山生產(chǎn)帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。重金屬礦山尾礦庫容易出現(xiàn)較為嚴(yán)重的土壤污染問題,主要表現(xiàn)為鉛、汞、鋅等重金屬元素在土壤中積累并長期存在,通過食物鏈進(jìn)入人體中,對人體機(jī)能造成嚴(yán)重?fù)p壞,威脅健康安全。因此,為了能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,應(yīng)該重視對重金屬礦山尾礦庫的土壤治理工作,使土壤生態(tài)環(huán)境得以恢復(fù)。重金屬元素難以被降解,而且會在土壤當(dāng)中發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)、沉淀和凝聚等,因此給治理工作帶來了較大的難度。人們應(yīng)該明確各個(gè)治理技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用方法,制定針對性的技術(shù)應(yīng)用方案。

1重金屬礦山尾礦庫土壤污染分析

冶煉廠廢水、井下廢水、礦坑水和選礦廢水等都會導(dǎo)致重金屬礦山尾礦庫出現(xiàn)土壤污染問題,其中包括了大量的可溶性離子和重金屬,如六價(jià)鉻、鋅、銅和氰化物等。同時(shí),礦業(yè)廢棄地等也會導(dǎo)致土壤污染問題,其中存在較多的有色金屬污染物,尤其是在低品位礦石當(dāng)中,重金屬含量相對較高。在降雨和酸化作用下,重金屬污染會發(fā)生較為嚴(yán)重的擴(kuò)散,導(dǎo)致周圍環(huán)境污染程度上升。首先,植物的生長狀況會受到重金屬污染的影響,導(dǎo)致其生長狀況受到抑制,影響植物的新陳代謝[1]。其次,人體健康也會受到重金屬污染的影響,其主要通過食物鏈進(jìn)入人體中。此外,土壤的生態(tài)功能也會由于重金屬含量超標(biāo)而發(fā)生改變,生物多樣性降低。鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、可交換態(tài)、殘留態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)和有機(jī)結(jié)合態(tài)等是重金屬在土壤當(dāng)中存在的主要形態(tài),具有較強(qiáng)的滯后性和隱蔽性,因此給治理工作帶來了較大的難度。

2重金屬礦山尾礦庫土壤治理技術(shù)的應(yīng)用措施

2.1物理方法

工程措施法和熱處理法是當(dāng)前土壤重金屬污染處理的主要物理措施。重金屬礦山尾礦庫的元素種類較為繁雜,汞污染可以借助熱處理法來治理,但是該方法較為繁雜,而且在應(yīng)用中的資源消耗較大,還會破壞土壤、水和有機(jī)質(zhì)等。在土壤表層富集重金屬元素,對其進(jìn)行集中處理,并通過活性土對下層土壤進(jìn)行覆蓋處理,或者采用耕作活化的措施,這就是工程措施法[2]。重金屬礦山尾礦庫土壤污染治理采用工程措施法,能夠有效控制污染物濃度,防止對該區(qū)域內(nèi)植被生長造成嚴(yán)重影響。

2.2物理化學(xué)法

2.2.1電動修復(fù)法電解池設(shè)置于重金屬礦山尾礦庫污染土壤當(dāng)中,通過直流電壓的施加能夠?qū)崿F(xiàn)對重金屬的轉(zhuǎn)移處理。其間主要借助電滲流、電遷移、電泳等作用,通過處理室的應(yīng)用提升實(shí)際處理效果,增強(qiáng)土壤的清潔性。在治理土壤污染時(shí),電動修復(fù)法能夠降低治理成本,提升治理效率,在淤泥土和黏土等土壤中的應(yīng)用效果更好[3]。同時(shí),可以實(shí)現(xiàn)對鈾、砷、鋅、汞、鉛和銅等重金屬的有效回收,創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益,防止產(chǎn)生較大的二次污染問題。然而,電動修復(fù)法也存在一定的局限性,在大規(guī)模土壤治理中遇到諸多問題。

2.2.2土壤淋洗法土壤中的重金屬元素可以通過淋洗法進(jìn)行處理,達(dá)到控制土壤污染物濃度的目的。主要原理是固相的重金屬元素能夠在淋洗液作用下向液相轉(zhuǎn)移,然后集中處理廢水。該技術(shù)需要選擇合適的淋洗液,防止對原有土壤結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞,避免二次污染。有機(jī)鹽、有機(jī)堿和酸、螯合劑等是幾種常用的淋洗液,而硫酸、乙烯三胺五乙酸、草酸、鹽酸、乙二胺四乙酸和檸檬酸等能夠?qū)ν寥乐械闹亟饘僭剡M(jìn)行快速提取[4]。堆積淋洗和柱淋洗的方式在實(shí)踐中應(yīng)用較多,能夠降低淋洗成本。

2.2.3玻璃化技術(shù)法當(dāng)土壤含有較多的重金屬時(shí),可以通過電極對其熔化處理,并通過冷卻處理使其形成玻璃態(tài)物質(zhì),從而進(jìn)行有效處理,這就是玻璃化技術(shù)法的基本原理。在應(yīng)用該方法時(shí),關(guān)鍵點(diǎn)是導(dǎo)電材料的選擇及設(shè)置,包括了石墨和金屬等。尤其是在特殊重金屬的處理中,玻璃化技術(shù)法的應(yīng)用能夠防止對其造成損壞,如放射性廢物等。該技術(shù)應(yīng)用容易受到地下水的影響,同時(shí)熔化標(biāo)準(zhǔn)難以做到有效統(tǒng)一,因此加大了技術(shù)操作難度。另外,電能消耗量相對較大,因此也會導(dǎo)致土壤治理成本升高。

2.3化學(xué)方法

對于重金屬礦山尾礦庫土壤當(dāng)中的重金屬元素,為了能夠?qū)ζ鋽U(kuò)散性、水溶性和生物有效性等進(jìn)行控制,還可以運(yùn)用化學(xué)試劑進(jìn)行處理,這就是化學(xué)治理方法。鈣鎂磷肥、石灰、重金屬鈍化劑、沸石和硅肥等是幾種常用的化學(xué)試劑,能夠生成相應(yīng)的難溶物,防止重金屬向植物、微生物和人體等擴(kuò)散。當(dāng)土壤中的重金屬污染程度不高時(shí),可以采用化學(xué)方法進(jìn)行治理,其具有較好的經(jīng)濟(jì)性。在應(yīng)用化學(xué)方法時(shí),要重視管理,避免重金屬的活化。

2.4農(nóng)業(yè)方法

通過對當(dāng)前耕作管理制度進(jìn)行合理調(diào)整,實(shí)現(xiàn)對土壤重金屬的有效治理,也是當(dāng)前常用的方法。在使用農(nóng)業(yè)方法時(shí),要選擇不進(jìn)入食物鏈的植物,同時(shí)充分發(fā)揮化肥的處理作用,實(shí)現(xiàn)對重金屬的有效固定,也可以對重金屬活性加以抑制,防止出現(xiàn)大量轉(zhuǎn)移。農(nóng)業(yè)方法種類較多,包括作物搭配與調(diào)整、有機(jī)肥施加、氧化還原控制、養(yǎng)分控制、pH控制等[5]。該方法不會對生態(tài)環(huán)境造成污染,而且操作便捷,能夠降低土壤重金屬治理成本。在實(shí)踐中,其通常會與改良劑、生物治理措施相結(jié)合,增強(qiáng)治理效果,防止周期過長而導(dǎo)致治理效率低下。

2.5生物方法

2.5.1植物修復(fù)技術(shù)利用植物的超量富集作用和忍耐性能,同時(shí)在植物培育中借助遺傳工程等措施,在共存微生物體系作用下能夠?qū)χ亟饘傥廴具M(jìn)行治理,這就是植物修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)主要涉及穩(wěn)定、萃取、揮發(fā)和根際過濾等工藝,前三種在土壤重金屬污染治理中應(yīng)用較多。重金屬污染物能夠在植物根際特殊物質(zhì)的作用下發(fā)生改變,比如,部分多年生常綠植物能夠依靠發(fā)達(dá)的根系對其進(jìn)行惰化處理,其間涉及沉淀、分解和螯合等多個(gè)反應(yīng)。然而,該技術(shù)在長期處理中存在一定局限。植物萃取技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)τ泻ξ镔|(zhì)進(jìn)行吸收和轉(zhuǎn)移,通過植物收割和集中處理,改善土壤狀況。當(dāng)土壤中重金屬污染程度不高且深度不大時(shí),可以采用植物萃取技術(shù)進(jìn)行治理,在選擇植物時(shí)應(yīng)該確保其具有良好的抗病性,實(shí)現(xiàn)對重金屬的有效富集。對于汞污染的處理,可以采用黃頜蛇草;對于鉛污染的處理,可以采用綠肥植物和香蒲植物等;對于銅污染、鋅污染和鉛污染等的處理,可以采用向日葵和印度芥菜等[6]。土壤重金屬可以通過植物根系的特殊分泌物進(jìn)行揮發(fā)處理,這是植物揮發(fā)技術(shù)的基本原理,但是這是對重金屬的一種稀釋措施,因此也具有風(fēng)險(xiǎn)。

2.5.2動物與微生物修復(fù)技術(shù)土壤動物能夠?qū)χ亟饘俸科鸬揭欢ǖ目刂谱饔?,如鼠類和蚯蚓等,?shí)現(xiàn)對重金屬礦山尾礦庫土壤的有效修復(fù)。微生物修復(fù)技術(shù)則主要利用微生物活性特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)對重金屬元素的有效沉淀、吸收和氧化還原等,使其轉(zhuǎn)變?yōu)榈投井a(chǎn)物,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對毒性的控制。生物修復(fù)技術(shù)能夠有效降低成本,同時(shí)保障操作的便捷性,防止出現(xiàn)較大的二次污染問題。

3案例分析

桂陽縣輝山礦區(qū)重金屬尾砂污染綜合治理工程總投資為6379萬元,其中,專項(xiàng)補(bǔ)助資金為2400萬元。項(xiàng)目實(shí)施能有效消除輝山礦區(qū)環(huán)境安全隱患,改善舂陵江鎮(zhèn)的土壤環(huán)境質(zhì)量。治理場地外對照土壤檢測結(jié)果如表1所示。本項(xiàng)目實(shí)際為礦山植被恢復(fù)工程,治理工藝為:對于選礦尾砂(Ⅰ類固廢),就地安全處置,采取集中零散尾砂、修整尾砂堆、覆土綠化的措施;對于砷渣,清運(yùn)到異地填埋場進(jìn)行安全填埋。項(xiàng)目位于邊遠(yuǎn)礦區(qū),土壤重金屬含量特別是砷含量的背景值高,治理場地現(xiàn)為林業(yè)用地、非農(nóng)業(yè)用地和非建設(shè)用地。所以,治理場地土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)擬選用《土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618—2018)中的農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控值標(biāo)準(zhǔn)。砷渣清理場地土壤質(zhì)量既不符合《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618—2018)中的農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值,也不符合管制值;砷超過篩選值8~15倍,砷超過管控值2~3倍。砷含量高出礦區(qū)土壤樣(背景值)4~5倍。尾砂場Pb、Cd、As、Cu和Zn治理前排放量分別為49.804、5.624、381.562、329.348、494.824kg/a,治理后排放量分別為9.338、1.054、71.542、61.752、92.78kg/a。砷渣場地Pb、Cd、As、Cu和Zn治理前排放總量為53.482、6.024、393.53、349.068、494.824kg/a,治理后排放量為10.007、1.054、72.905、62.356、92.78kg/a。

4結(jié)語

物理方法、物理化學(xué)法、化學(xué)方法、農(nóng)業(yè)方法和生物方法等是當(dāng)前重金屬礦山尾礦庫土壤治理的常用方法,能夠?qū)崿F(xiàn)對土壤中重金屬含量及濃度的有效控制,從而降低對自然生態(tài)環(huán)境的破壞。尤其是在礦產(chǎn)行業(yè)的繁榮發(fā)展當(dāng)中,應(yīng)該明確各個(gè)治理技術(shù)的特點(diǎn)及優(yōu)勢,在工作中加以綜合運(yùn)用,提升環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)同性。

參考文獻(xiàn)

1史國武.有色金屬尾礦庫對周邊土壤環(huán)境污染特征評價(jià)及治理[J].山西冶金,2020,43(3):89-91.

2吳啟明.重金屬礦山廢棄地生態(tài)恢復(fù)新技術(shù)的應(yīng)用[J].銅業(yè)工程,2018,(6):17-19.

3王振生,趙巖.土壤改良技術(shù)在重金屬礦山尾礦庫環(huán)境治理中的應(yīng)用探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2017,14(9):126.

4鄧慧娟.廢石堆及尾礦庫覆蓋降氡治理用土壤的改良研究[D].衡陽:南華大學(xué),2017.

5黃彤,王攀峰,花榕.江西某鈾礦尾礦庫周邊鈾污染土壤綜合治理策略研究[J].江西化工,2016,(2):149-151.

6汪勇,陳建芳,高柏.鈾礦山附近土壤中重金屬的形成機(jī)制、分布特征及土壤重金屬治理現(xiàn)狀[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,42(2):403-406.

作者:胡潔 單位:湖南有色黃沙坪礦業(yè)有限公司

免责声明

本站为第三方开放式学习交流平台,所有内容均为用户上传,仅供参考,不代表本站立场。若内容不实请联系在线客服删除,服务时间:8:00~21:00。

AI写作,高效原创

在线指导,快速准确,满意为止

立即体验
文秘服务 AI帮写作 润色服务 论文发表