日本人造沸石或有望助推中國土壤重金屬污染修復
有古語云,世間萬(wan)(wan)物生靈皆源于水,但(dan)土壤(rang)乃維持萬(wan)(wan)物生長之根本。我國已然認識(shi)到土壤(rang)污(wu)染面積的日趨蔓延(yan),而土壤(rang)污(wu)染中最為(wei)普(pu)遍的是重(zhong)金(jin)屬污(wu)染。
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我(wo)國水土保持專家(jia)宋偉等依托(tuo)收集的(de)耕地(di)土壤重金(jin)屬污染案(an)例資(zi)料(liao),建立了我(wo)國138個典型區域(yu)的(de)耕地(di)土壤重金(jin)屬污染數(shu)據(ju)庫,推斷出(chu)目前我(wo)國耕地(di)重金(jin)屬污染面積占耕地(di)總(zong)量的(de)1/6左右。這組數(shu)據(ju)實在觸(chu)目驚心。
重(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)是指相對密度在5以上的金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)。包括(kuo)銅、鉛、鋅、錫、鎳、鈷(gu)、銻、汞(gong)、鎘和(he)鉍10種金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)。隨著全球經濟(ji)的快速發展,重(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)的應用越來越廣泛(fan),重(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)污染的問題(ti)也隨之而來,甚(shen)至連(lian)土(tu)壤也受(shou)到了嚴重(zhong)的侵害(hai)。食物中的重(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)過量會引(yin)起(qi)中毒,可引(yin)起(qi)惡心、嘔(ou)吐(tu)、腹(fu)痛、血便、休克(ke)等(deng)問題(ti),嚴重(zhong)時(shi)會引(yin)發呼吸困難、肺水(shui)腫、急性腎衰(shuai)竭等(deng)。
重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)通過植(zhi)物(wu)(wu)吸收進入食物(wu)(wu)鏈造成毒害(hai),與有(you)機污(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)不(bu)同的是,由于土(tu)壤中的重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)具有(you)生物(wu)(wu)不(bu)可降解性和相對的穩(wen)定性,使(shi)得重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)污(wu)染(ran)(ran)土(tu)壤的修復(fu)和治理(li)比較困難。我國已加強對重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)污(wu)染(ran)(ran)農(nong)田的治理(li),但目前治理(li)水土(tu)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)污(wu)染(ran)(ran)普遍采用工程措施或(huo)化(hua)學方法(fa),這些措施或(huo)方法(fa)不(bu)僅(jin)成本(ben)昂貴,而且治理(li)效果(guo)都不(bu)是很理(li)想,還會(hui)導致地下水污(wu)染(ran)(ran),造成“二次污(wu)染(ran)(ran)”,此外(wai)還會(hui)破(po)壞土(tu)壤結(jie)構(gou)以及(ji)微生物(wu)(wu)區系(xi)。
人造(zao)沸(fei)石(shi)是一種人工合成的(de)無機離子交(jiao)換劑(ji),最初常用于水(shui)的(de)軟化、海水(shui)脫鹽和純水(shui)制造(zao)等(deng)。因其功能與天然沸(fei)石(shi)相似,故稱人造(zao)沸(fei)石(shi),也叫合成沸(fei)石(shi)。
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人造(zao)沸石(shi)在日(ri)本(ben)(ben)應(ying)用于(yu)重(zhong)金屬污染水土治(zhi)理(li)已(yi)有相當長的歷(li)史。我(wo)國有從(cong)事此方(fang)面的學(xue)者(zhe)于(yu)2011年(nian)7月(yue)首次從(cong)日(ri)本(ben)(ben)引進利(li)用廢(fei)棄煤渣為主要原料生產的日(ri)本(ben)(ben)人造(zao)沸石(shi),該沸石(shi)具(ju)有良好的熱穩定(ding)性和水熱穩定(ding)性、良好的離子交換(huan)性能和獨特(te)的陽離子選(xuan)擇(ze)吸附(fu)性能,對土壤有效重(zhong)金屬的吸附(fu)效果明顯。
一、實驗條件下的(de)治理效果
實驗條(tiao)件下日(ri)本人(ren)工沸(fei)石(shi)的降(jiang)解(jie)效果(guo)表明:5d后日(ri)本人(ren)造(zao)沸(fei)石(shi)對土壤中(zhong)重金屬(shu)Pb的吸附(fu)率最(zui)高為>80%,土壤中(zhong)其他重金屬(shu)Cr、Cu、Cd與Pb相(xiang)比(bi)有同樣的吸附(fu)效果(guo),即隨著污染土壤中(zhong)投入日(ri)本人(ren)造(zao)沸(fei)石(shi)量的增加,土壤中(zhong)各(ge)重金屬(shu)的吸附(fu)率明顯(xian)升高,差異明顯(xian),并以(yi)處理后5d已達到吸附(fu)平衡。
二(er)、大田條件下的治(zhi)理(li)效(xiao)果
在實際的(de)大田(tian)實驗中數據顯示:30d后日(ri)本人造沸石對(dui)土壤中有效鉛的(de)吸(xi)附(fu)率(lv)為>95.4%;有效銅吸(xi)附(fu)率(lv)達85.3%;有效鉻精華率(lv)達57.4%。
結果表明,在實際大田中(zhong)施(shi)用時(shi)(shi),當(dang)日(ri)本人造沸石每667m2施(shi)用量達(da)到(dao)500kg時(shi)(shi),對污染(ran)菜地中(zhong)重(zhong)金屬的吸附效(xiao)果明顯(xian),施(shi)后30d對污染(ran)土壤鉛、銅(tong)、鉻凈化率分別為>95.4%、85.3%和(he)>57.4%,而(er)鎘無明顯(xian)差異。
土(tu)壤重金屬污(wu)染(ran)問題日趨嚴重,18億(yi)畝耕(geng)地(di)紅(hong)線受到威脅(xie)。除了(le)嚴加保護現有的(de)安全(quan)土(tu)地(di),那(nei)些(xie)已經被(bei)污(wu)染(ran)了(le)的(de),但(dan)是還存在修(xiu)復(fu)和(he)開(kai)發潛(qian)質的(de)土(tu)壤耕(geng)地(di)急需恢(hui)復(fu),一(yi)個行(xing)之(zhi)有效并(bing)且快速經濟的(de)方法是成功恢(hui)復(fu)健(jian)康土(tu)地(di)的(de)必要前提。如若政府與有能(neng)力(li)的(de)企(qi)業能(neng)將該方法在全(quan)國(guo)范圍內推廣(guang),假以時日,必將重還我(wo)國(guo)那(nei)大(da)好(hao)河(he)山!

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