一體化修復(fù)技術(shù)可消弭土壤重金屬
近期的“鎘大米”事件，加重了中國公眾對土壤重金屬超標(biāo)問題的擔(dān)憂。記者近日從上海交通大學(xué)獲悉，該校環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院曹心德團(tuán)隊“以廢治廢”，研發(fā)出土壤與地下水一體化修復(fù)技術(shù)。這一技術(shù)不僅能讓土壤“恢復(fù)健康”，還能在重金屬與農(nóng)作物之間形成無形的“墻”，有效防止農(nóng)作物從土壤中吸收鎘、鉛等重金屬元素。
數(shù)據(jù)顯示，我國受重金屬污染的耕地面積已達(dá)2000萬公頃，占全國總耕地面積的1/6，防治形勢十分嚴(yán)峻，并且呈現(xiàn)不斷加劇的趨勢。據(jù)估算，如果對這些耕地進(jìn)行修復(fù)，所需資金將達(dá)數(shù)萬億元。
曹心德介紹說，隨著城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、城市功能轉(zhuǎn)型發(fā)展，大量工業(yè)用地轉(zhuǎn)為商業(yè)居住和公共用地，一些遺留污染場地也會給城市環(huán)境和居民健康造成潛在危害，被稱作“棕色地塊”。“像這樣的城市污染地塊，全國至少有30萬塊，修復(fù)成本高達(dá)300多億元。”
此次研發(fā)的土壤與地下水一體化修復(fù)技術(shù)，通過原位化學(xué)鈍化、超累積植物吸收及地下水修復(fù)三組技術(shù)為土壤“治病”，并形成良性循環(huán)，使農(nóng)作物的生長、灌溉環(huán)境得到改善。
曹心德解釋說，向污染土壤中添加基于固體廢物制備的碳、硅、磷材料，通過吸附、沉淀、絡(luò)合、離子交換等一系列反應(yīng)，使重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的形態(tài)，降低其可遷移性和生物可利用性，可在一定程度上修復(fù)污染土壤。同時，種植“吃”重金屬的植物，可有效“吃掉”農(nóng)田里的鎘、砷、銅、鉛等重金屬污染物。此外，將受重金屬污染的地下水抽提到地表，再灑向已添加穩(wěn)定化劑的土壤，經(jīng)土壤“滯留”和植物“過濾”，修復(fù)后的地下水再回到地下水層。
據(jù)悉，在鉛污染土壤中添加1%～2%磷基材料，經(jīng)過40天的修復(fù)，污染地下水中鉛的去除率可達(dá)91%，同時土壤氯化鈣提取態(tài)鉛和重金屬毒性浸出測試提取態(tài)鉛與對照組相比，分別下降了60.5%和62.8%。
與此同時，該團(tuán)隊提出“以廢治廢”的理念。用于土壤中污染物穩(wěn)定化修復(fù)的含碳、硅、磷基材料，均由農(nóng)作物秸稈、藍(lán)藻、木屑、稻殼、牛糞等生物質(zhì)廢棄物或礦物尾料制備。
經(jīng)過制備的生物炭經(jīng)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備輸入土壤，會像“吸盤”一樣，將土壤中的鉛、鎘等重金屬鈍化封鎖，同時吸附莠去津等除草劑，實現(xiàn)對重金屬和有機(jī)污染物的雙重吸附，防止農(nóng)作物吸收。生物炭作為綠色資源，本身不會破壞土壤原有的結(jié)構(gòu)，還可阻隔重金屬、有機(jī)污染物的遷移，同時增加土壤持水量，提高土壤中的陽離子交換能力，豐富土壤中的氮、磷等營養(yǎng)元素，提高作物產(chǎn)量。
據(jù)介紹，綜合運用固廢基穩(wěn)定化材料以及土壤與地下水一體化修復(fù)技術(shù)，可使目前修復(fù)土地的費用降低至少一半。
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