譚學軍,向甲甲,殷 瑤,高 強,孫 瑞,黃 晟
(上海市政工程設(shè)計研究總院(集團)有限公司,上海 200092)
原環(huán)保部和國土資源部于2014 年發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》[1]顯示,全國范圍內(nèi)土壤重金屬污染狀況比較嚴峻,總點位超標率達到了16.1%,以Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni 等重金屬污染為主。隨著城市化進程加快,城市建設(shè)不斷向工業(yè)企業(yè)聚集的郊區(qū)推進,原遺留污染地塊對新居住居民構(gòu)成了威脅。土壤中重金屬不僅通過吸入、皮膚接觸等多種暴露途徑直接對人體造成危害,還會通過食物鏈進入人體,在體內(nèi)富集,造成腎功能損傷、神經(jīng)機能失調(diào)等疾?。?]。
目前,重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)主要包括淋洗修復(fù)、固化/穩(wěn)定化、生物修復(fù)、化學氧化修復(fù)、熱處理等[3-9]。淋洗修復(fù)技術(shù)能夠?qū)⒅亟饘傥廴疚飶耐寥乐袕氐滓瞥?,消除了污染隱患,成為重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)研究的熱點。美國等發(fā)達國家異位淋洗修復(fù)技術(shù)的工程應(yīng)用集中于20 世紀初期,占總修復(fù)項目的20%左右[10],我國工程應(yīng)用起步較晚。目前,土壤淋洗技術(shù)應(yīng)用的難點在于如何保持復(fù)合污染土壤重金屬的高效去除、淋洗廢水高效處理、淋洗后細砂粒處置、淋洗后土壤的處理、高效洗脫劑篩選、高效淋洗設(shè)備集成等。淋洗修復(fù)技術(shù)對一般的Cu、Ni、Zn、Hg、Pb 等重金屬污染土壤去除效率較高(達80%以上),但對于含As 及其他陽離子重金屬污染物共存的污染土壤處理效果不佳[11]。此外,該技術(shù)對土壤細粒(黏/粉粒)含量高于25% 的土壤處理效果也不理想[12],適用性不強。本研究針對目前土壤重金屬淋洗技術(shù)存在的難點進行介紹,總結(jié)淋洗聯(lián)合強化洗脫技術(shù)的種類與研究現(xiàn)狀,并對該技術(shù)的應(yīng)用條件及發(fā)展趨勢進行展望。
土壤團聚體作為土壤結(jié)構(gòu)的重要組成要素,是由一系列復(fù)雜的化學、物理及生物共同作用形成的[13],根據(jù)尺寸大小,土壤團聚體可分為大團聚體(>2.00 mm)、中團聚體(0.25~2.00 mm)和微團聚體(<0.25 mm)。按其抵抗水的分散作用力大小,團聚體可分為水穩(wěn)性團聚體和非水穩(wěn)性團聚體。水穩(wěn)性團聚體易受到土壤理化性質(zhì)的影響,相關(guān)研究表明,影響土壤團聚體的分布因素主要為土壤中有機質(zhì)和土壤黏粒含量[14]。同時,土壤團聚體的粒級分布是制約重金屬土壤環(huán)境行為的主要因素[15],重金屬在不同粒徑團聚體中的分布見表1。
表1 土壤中不同團聚體重金屬含量Table 1 The heavy metals content in different aggregates in soil
重金屬含量隨著土壤團聚體顆粒粒徑增大呈降低趨勢,蒲昌英等[15]研究土壤團聚體中重金屬的分布,發(fā)現(xiàn)水田微團聚體中Cu 含量最高,為822.710 mg/kg,類似地,對于林地土壤團聚體,Cu 在微團聚體中的含量高達1 672.600 mg/kg。強瑀等[16]的研究表明,在粒徑<0.053 mm 的團聚體中Cd 含量最高;在0.250~0.500 mm 粒徑范圍的團聚體中,Pb 和Zn 含量最高。Huang 等[17]的研究發(fā)現(xiàn),Cu 和Cd 在粒徑<0.002 mm 的團聚體中更加穩(wěn)定。相關(guān)研究表明,對于粒徑<0.053 mm 的土壤粉黏粒,雖然占比(約為6.46%)最小,但吸附重金屬的能力最強[18]。在淋洗技術(shù)應(yīng)用中,黏性土微團聚體對重金屬的吸附能力較強,通過機械攪拌的方式難以洗脫。對于非水穩(wěn)性大團聚體,在解體過程中產(chǎn)生更多的微團聚體,增加了對重金屬的專性吸附能力,增大了洗脫難度。程劍雄等[19]的研究表明,淋洗后土壤團聚體的平均直徑分別減小了77.25%、80.98% 和49.15%,淋洗后微團聚體上殘渣態(tài)Cd 占比升高。此外,對于水穩(wěn)性團聚體,在淋洗過程中不易分散,內(nèi)部重金屬無法與淋洗劑充分接觸,也可能導(dǎo)致重金屬洗脫效果不佳。
土壤與重金屬的作用主要為靜電吸附、專性吸附、絡(luò)合等,重金屬的環(huán)境行為在很大程度上受到土壤結(jié)構(gòu)、有機質(zhì)含量、離子交換量、氧化還原電位等理化性質(zhì)的影響[23]。土壤有機質(zhì)對控制重金屬的吸附和解吸過程具有一定影響,其中的羥基、羧基等官能團均能與重金屬形成穩(wěn)定化學鍵[23],從而降低重金屬的遷移性,增加了洗脫修復(fù)難度。研究人員通過探究土壤腐植酸對土壤吸附Cd、Ni 的影響發(fā)現(xiàn)[24],土壤腐植酸與土壤其他組分的相互作用產(chǎn)生新的吸附位點,腐植酸含量的增加使得土壤產(chǎn)生或暴露更多的點位與重金屬Cd、Ni 結(jié)合,增加了土壤對Cd、Ni 的吸附量。其他相關(guān)研究[25]表明,沉積物中腐殖質(zhì)同樣會增加重金屬的吸附能力,減少重金屬的有效性和流動性。此外,土壤有機質(zhì)的螯合作用與螯合類重金屬淋洗藥劑產(chǎn)生競爭,從而降低了淋洗藥劑的洗脫效果。因此,合理調(diào)控土壤有機質(zhì)含量對重金屬洗脫去除具有重要意義。同樣,pH 對土壤吸附重金屬也有一定的影響。唐浩然[14]的研究表明,pH 的變化對原土和各粒級團聚體吸附Cd2+和Cr6+的影響存在差異,隨著pH 的升高,對Cd2+的吸附量增加,對Cr6+的吸附量反而降低。酸性條件下,溶液中含有大量的H+,土壤中的CaCO3、Fe3O4等成分與H+發(fā)生反應(yīng),促使Fe3+、Ca2+等陽離子與Cd2+發(fā)生競爭吸附作用,降低團聚體對Cd2+的吸附能力;相對地,酸性條件可促使羥基質(zhì)子化作用增強,Cr6+和羥基物質(zhì)的表面絡(luò)合反應(yīng)在羥基物質(zhì)表面正電荷條件下,對Cr2O2-7等陰離子的吸附更為有利[26],增大了洗脫難度。pH 對土壤重金屬的形態(tài)分布及轉(zhuǎn)化也具有一定的影響,pH 降低可促進可交換態(tài)重金屬形成,從而增進淋洗去除效果。
Tessier 5 步連續(xù)提取法[27]是國內(nèi)外常用的土壤重金屬形態(tài)分類及提取方法,該方法將土壤中金屬形態(tài)分為可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)。其中,可交換態(tài)及碳酸鹽結(jié)合態(tài)遷移性較強,使用清水或在較低pH 條件下即可洗脫修復(fù);鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)在土壤較低的氧化還原電位時可提取洗出;對于有機結(jié)合態(tài),氧化還原電位升高,少量重金屬會溶出;殘渣態(tài)重金屬來源于土壤天然礦物,性質(zhì)穩(wěn)定,不易釋放,洗脫較困難[28]。在一定的淋洗工藝條件下,不同形態(tài)重金屬淋洗去除效果不同。邱瓊瑤等[29]研究發(fā)現(xiàn),采用最優(yōu)條件洗脫后,土壤中Cd 的殘渣態(tài)和交換態(tài)去除率存在一定差異,分別為81.6% 和95.2%。陳欣園等[30]研究不同淋洗劑對復(fù)合重金屬污染土壤的修復(fù)機理,發(fā)現(xiàn)EDTA 及FeCl3對Pb、Cu、Cd 和Zn 的碳酸鹽結(jié)合態(tài)與可還原態(tài)去除效果較好。劉霞等[31]的研究表明檸檬酸、鼠李糖脂及兩者復(fù)合溶液對土柱中可交換態(tài)和有機結(jié)合態(tài)重金屬的去除率較高,EDTA和EDTA-鼠李糖脂混合液對各種形態(tài)Cu 和Pb 的去除率都較大。周雙[32]通過對土壤重金屬污染的淋洗修復(fù)模擬實驗研究,發(fā)現(xiàn)熱NaOH 主要作用于5 種金屬(Pb、Cr、Ni、Cu、Zn)的可交換態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)的轉(zhuǎn)化;草酸主要作用于鐵錳氧化物結(jié)合態(tài);EDTA 淋洗劑主要影響可交換態(tài)(表2)。淋洗藥劑通常僅對可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機結(jié)合態(tài)重金屬的1種或幾種具有較好的洗脫效果,對殘渣態(tài)重金屬的去除率較低,需采取強化措施,促進難遷移態(tài)重金屬的釋放,提高淋洗去除率。
表2 不同形態(tài)重金屬淋洗去除率Table 2 Washing removal rate of different forms of heavy metals
重金屬淋洗效果受淋洗劑種類的影響,常用的淋洗劑包括無機淋洗劑、螯合劑、小分子有機酸、表面活性劑和復(fù)合淋洗劑[33]。無機淋洗劑主要包括無機鹽和酸類淋洗劑,Wang 等[34]研究了HNO3、H3PO4等酸類淋洗劑對土壤Cd 和Pb 的去除效果,發(fā)現(xiàn)HNO3對Cd 和Pb 的洗脫效果最高,去除率分別達到了5.7% 和60.6%。無機酸類淋洗劑容易破壞土壤環(huán)境,工程應(yīng)用受限。EDTA 作為廣泛使用的螯合劑,由于難以被生物降解,限制了其應(yīng)用,谷氨酸N,N-二乙酸(GLDA)等易于降解的新型螯合劑成為了研究熱點。Simon 等[35]的研究發(fā)現(xiàn)GLDA 對Cd 和Zn 的去除率分別能夠達到76% 和33%。小分子有機酸在土壤中易降解,同時對土壤理化性質(zhì)影響較小。陳欣園等[36]的研究表明,檸檬酸可有效去除弱酸可溶態(tài)重金屬。表面活性劑通過改變土壤顆粒表面性質(zhì),能夠提高配位體的溶解性;蔣煜峰等[37]的研究表明,加入表面活性劑十二烷基硫酸鈉可使EDTA 對Cd 和Pb 的去除率分別提高18.01% 和32.40%。復(fù)合型淋洗劑能夠結(jié)合多種淋洗劑的優(yōu)勢,擴大應(yīng)用范圍。許端平等[38]的研究表明,檸檬酸和FeCl3復(fù)配水解產(chǎn)生的H+溶解了土壤表面部分礦物質(zhì),促進了Pb、Cd 的洗脫。As 在土壤環(huán)境中多以HAsO2-4、H2AsO-4等陰離子存在,與其他陽離子性重金屬淋洗存在差異,陳燦等[39]采用0.5 mol/L NaOH+0.5 mol/L KH2PO4進行復(fù)合2 步淋洗時,可使土壤中As 的去除率提高至82.60%。液固比也是影響重金屬洗脫效果的重要因素,戴竹青等[40]通過鹽酸羥胺強化檸檬酸淋洗實驗發(fā)現(xiàn)隨著液固比提高,各重金屬洗脫率也隨之提高,當液固比為10∶1 時,洗脫率達到最高。陶虎春等[41]的研究發(fā)現(xiàn)草酸-FeCl3淋洗固液比由5∶1 增加至25∶1,Pb 和Zn 的去除率逐漸上升。液固比增加能夠充分分散土壤顆粒,促進淋洗劑與土壤顆粒重金屬的接觸,從而提高淋洗去除率;過高的液固比造成淋洗后的廢水量增加,影響處理成本和時間。此外,淋洗時間和淋洗次數(shù)在一定程度上也對重金屬去除率產(chǎn)生影響[41]。
在土壤重金屬淋洗修復(fù)工程中,由于受到多種因素的影響,常規(guī)的淋洗技術(shù)可能無法滿足修復(fù)要求,需要采取物理和化學強化措施提高重金屬的洗脫去除率,同時聯(lián)合生物修復(fù)等技術(shù)改善土壤環(huán)境,以降低重金屬環(huán)境毒性。
3.1.1 超聲強化
超聲波是一種成熟且應(yīng)用廣泛的技術(shù),工業(yè)上應(yīng)用于清洗、殺菌、干燥、霧化等。超聲波能夠直接作用于土壤樣品內(nèi)部,同時,超聲波作用于液體時會產(chǎn)生激烈而快速變化的機械運動,有利于淋洗劑的充分接觸,比常規(guī)的機械攪拌更高效[42]。此外,超聲強化的分散作用能夠有效打散土壤黏粒團聚體(圖1),促進內(nèi)部重金屬釋放,解吸附著在土壤顆粒及表面的固著態(tài)重金屬離子成為游離態(tài),增加重金屬的去除率[43]。另一方面,超聲空化作用產(chǎn)生的空化泡在水體中破裂瞬間會產(chǎn)生高溫高壓的微環(huán)境,從而促使氣相區(qū)和氣液過渡區(qū)中水蒸氣被熱解為羥基自由基[44]。對于As污染土壤,羥基自由基的強氧化作用(圖2)能夠?qū)⑾疵撘褐屑巴寥乐袣埩舻腁s3+氧化成As5+,從而有效降低淋洗處理后土壤再利用的環(huán)境毒性。同時,其氧化作用也能促進土壤有機態(tài)重金屬的釋放,提高淋洗去除率。高珂等[45]研究超聲強化淋洗修復(fù)重金屬復(fù)合污染土壤,發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)振蕩相比,超聲強化可以顯著提高重金屬去除率,在以EDTA 和皂角苷為淋洗劑時,對Pb、Cd、Cu 的去除率平均高出28.60%和120.47%。熊偉[46]研究表明,超聲波強化檸檬酸淋洗對土壤中不同形態(tài)Sb的淋洗效果分別提高了 19.29%、 33.50%、29.90%、15.80% 和6.40%。田寶虎等[47]研究發(fā)現(xiàn),超聲波強化檸檬酸淋洗不僅能有效去除有效態(tài)重金屬,更能將穩(wěn)定態(tài)重金屬轉(zhuǎn)化為不穩(wěn)定態(tài),增加對有機結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)重金屬的去除率。邱瓊瑤等[29]通過污染土壤中重金屬的超聲波強化EDTA 洗脫及形態(tài)變化研究,同樣發(fā)現(xiàn)超聲波強化洗脫不僅能有效去除可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)重金屬,對有機結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)重金屬也能有效去除。超聲強化淋洗技術(shù)在實驗室小試階段得到了有效驗證,在工程應(yīng)用中仍存在一些問題,有研究表明超聲作用僅在發(fā)生裝置附近強度大,距離較遠時作用不明顯,大型的超聲裝置發(fā)展還不完善[48],實際應(yīng)用時宜采用多套小型超聲發(fā)射裝置均勻分布于化學淋洗單元,以實現(xiàn)充分超聲強化淋洗的作用,同時,應(yīng)考慮超聲發(fā)射裝置淋洗對其他設(shè)備運行的影響。
圖1 超聲分散作用Figure 1 Ultrasonic dispersion
圖2 超聲氧化作用Figure 2 Ultrasonic oxidation
3.1.2 渦流強化
渦流強化淋洗包括機械作用和空穴作用,由于強大的渦流作用,土壤團聚體發(fā)生公轉(zhuǎn)螺旋運動及自轉(zhuǎn)運動[49],強化了重金屬的脫附效果。當高壓液體流經(jīng)設(shè)備縫隙時,由于通流截面驟減,造成壓強突降,使淋洗液產(chǎn)生空穴[50]??昭ㄔ谛纬珊烷]合時產(chǎn)生強大的沖擊作用,強化了傳質(zhì)作用,不僅對表面附著的重金屬有著良好的洗脫效果,而且對于團聚體內(nèi)部較難去除的重金屬也有一定的脫除效果。耿坤宇等[51]通過管式渦流強化石油烴污染土壤洗脫技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn),管式渦流洗脫技術(shù)相對于傳統(tǒng)機械洗脫技術(shù)具有效率高、能耗低、安全性好、穩(wěn)定性高等優(yōu)勢,土壤中污染物洗脫去除率高達78.6%。管式渦流強化洗脫主要采用特殊的幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(文丘里管),通過對淋洗泥漿加壓,流經(jīng)特殊結(jié)構(gòu),調(diào)控土壤顆粒運動,實現(xiàn)土壤中重金屬的脫附,自身無需消耗能量,因此,在減少碳排放方面具有明顯優(yōu)勢。另外,由于黏性土的黏結(jié)性及砂性土的易沉淀性,在渦流強化洗脫裝置設(shè)計時,需充分考慮裝置的解堵措施。
3.1.3 微波強化
微波是頻率為0.3~300.0 GHz 的電磁波,由于其具有無污染、重現(xiàn)性好、高效節(jié)能等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于石油化工、有機合成及污染治理等領(lǐng)域[52]。近年來,微波技術(shù)更多地應(yīng)用于土壤樣品中重金屬的分析前處理,張祎瑋等[53]采用微波消解聯(lián)合ICP-MS 法快速測定土壤中的稀土元素,有效提高了測定的準確度。王倩等[54]的研究表明,采用微波消解對土壤樣品進行前處理不僅減少了用酸種類,還避免了干擾離子的引入。微波強化聯(lián)合淋洗修復(fù)技術(shù)在重金屬污染土壤修復(fù)領(lǐng)域也有一定應(yīng)用。薛臘梅等[55]通過研究微波強化乙二胺二琥珀酸淋洗修復(fù)重金屬污染土壤,發(fā)現(xiàn)在微波強化下,EDDS 對Cd、Pb、Zn 的去除率分別提高了8%、26%、33%,并且有效降低了重金屬的生物有效性和環(huán)境風險。劉志超[56]研究表明微波輔助淋洗對污染土壤中Zn、Pb 和Cd 的去除率分別達到了99%、82%、26%,并可大幅縮短淋洗修復(fù)時間,同時,設(shè)計的修復(fù)設(shè)備在實際修復(fù)工程中也有較好的應(yīng)用。李華鵬[57]基于Cr 污染場地淋洗修復(fù)工程,研究了微波輻照對Cr 的去除效果,發(fā)現(xiàn)在微波作用下4 個場地污染物去除率分別達到了17.06%、16.83%、75.55% 及76.47%。對于重金屬污染土壤的修復(fù),微波主要通過瞬間升高體系溫度、提高反應(yīng)速率、促進重金屬轉(zhuǎn)化、促進重金屬遷移活性來實現(xiàn)淋洗去除。微波加熱易受到吸波介質(zhì)、土壤含水率等因素的影響,干燥的土壤介電常數(shù)小,不容易吸收微波;當含水率較高時,土壤體系吸收微波能量明顯增大,體系的溫度也明顯升高;但當含水率過高時,溫度上升速度開始減慢。在實際應(yīng)用中,應(yīng)注意微波功率、輻照時間與淋洗體系固液比例、介電常數(shù)等因子的關(guān)系,確定最優(yōu)的微波強化淋洗條件。
3.2.1 化學氧化
化學氧化強化是通過向重金屬污染土壤中添加氧化劑(H2O2、Na2S2O8等)來促進重金屬的遷移,從而提高淋洗去除率?;瘜W氧化強化作用主要包括:①與土壤有機質(zhì)反應(yīng),促進有機結(jié)合態(tài)重金屬釋放;②將部分難遷移的低價態(tài)重金屬轉(zhuǎn)化成易遷移的高價態(tài)重金屬;③氧化過程中放出的熱量促進重金屬釋放。邵樂等[58]的研究表明,化學氧化聯(lián)合淋洗修復(fù)汞污染土壤效果較好,可能是因為氧化劑使難溶的零價汞、有機汞和一價汞全部轉(zhuǎn)化為較易洗脫的氧化汞或二價汞鹽,同時氧化劑還能將難溶的硫化汞氧化為溶解性更高的二價汞鹽,提高了汞的去除效率。李華鵬[57]的研究發(fā)現(xiàn)加入氧化劑使總Cr 去除率分別提高了2.58%、2.87%、6.74%、9.37%。劉亦博等[59]研究電化學聯(lián)合H2O2氧化淋洗修復(fù)典型化工廠遺留地Cr 污染土壤,發(fā)現(xiàn)4 個廠區(qū)土壤中Cr(Ⅲ)轉(zhuǎn)化率和總Cr 去除率隨著H2O2質(zhì)量分數(shù)的升高,呈現(xiàn)升高趨勢??紤]到氧化劑可能影響淋洗劑的洗脫效果,聯(lián)合使用時宜在化學洗脫前加入,同時應(yīng)根據(jù)土壤有機質(zhì)含量及可還原態(tài)重金屬分布情況嚴格控制氧化劑的用量,不宜過量使用。
3.2.2 化學還原
相關(guān)研究[30-31,45,60]表明淋洗之后土壤中仍有較多的鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)重金屬未去除?;瘜W還原強化將有效破壞鐵錳氧化物結(jié)構(gòu),在淋洗過程中促進重金屬釋放,提高淋洗修復(fù)去除率。張金永等[61]通過多種還原劑強化淋洗重金屬研究,發(fā)現(xiàn)EGTA/Na2S2O3還原增溶強化淋洗處理后土壤中Cu、Zn、Pb 和Cd 的可還原態(tài)組分含量分別降低了91.9%、82.2%、68.3%和93.8%。Chien 等[62]的研究發(fā)現(xiàn),還原劑Na2S2O4聯(lián)合可溶性有機碳(DOC)對水稻土中Cr、Cu、Zn 和Ni 具有較好的去除效果,洗脫去除率分別達到15%、86%、32% 及52%。此外,在重金屬污染土壤淋洗修復(fù)后添加還原劑,能夠降低部分殘留重金屬的生物毒性。包麗婷[63]通過淋洗與還原聯(lián)合技術(shù)對Cr 污染土壤的解毒研究,發(fā)現(xiàn)用FeSO4還原穩(wěn)定,Cr6+含量低于50 mg/kg,達到修復(fù)目標值。紀國柱[64]的研究發(fā)現(xiàn)電淋洗還原修復(fù)Cr 污染土壤后Cr6+含量低于對應(yīng)的風險管控標準值?;瘜W還原強化洗脫主要針對鐵-錳氧化物結(jié)合態(tài)重金屬及Cr 污染土壤,采取還原強化措施前應(yīng)探明土壤重金屬形態(tài)分布及Cr 污染物價態(tài),同時,建議使用廉價易得、環(huán)境友好型還原劑,以減小對土壤理化性質(zhì)的影響。
化學淋洗能夠快速高效地去除土壤重金屬,但淋洗后的土壤中會殘留痕量的各種形態(tài)重金屬,殘留重金屬仍具有一定的生態(tài)風險,同時土壤中殘留的淋洗劑在一定時間內(nèi)無法完全分解,對于植物生長也構(gòu)成了不同程度的危害。此外,淋洗改變了土壤的理化性質(zhì),造成養(yǎng)分流失[65]。生物強化作為淋洗修復(fù)后續(xù)改善措施,主要作用包括:①生物鈍化,以微生物鈍化為主,使活性金屬離子轉(zhuǎn)化為不活動相;②植物富集,利用重金屬超積累植物對殘留的重金屬進一步吸取修復(fù);③土壤養(yǎng)分改良,提高土壤生產(chǎn)力。杜蕾[66]的研究發(fā)現(xiàn)FeCl3淋洗后的土壤經(jīng)蒸餾水、熟石灰、生物炭、微生物(OPW2-6)及無菌培養(yǎng)基處理后,降低了Cd 的生物可利用性,提高了其穩(wěn)定性;該研究還發(fā)現(xiàn)添加生物炭和有機磷菌(OPW2-6)后土壤有機質(zhì)含量、陽離子交換量及酶活性均有所提高,有效改善了淋洗后的土壤肥力。趙婕[67]通過伴礦景天繼續(xù)修復(fù)采用土柱淋洗方式處理后的重金屬污染土壤,發(fā)現(xiàn)對Cd 的植物吸收達0.58 mg/kg,同時顯著提高了淋洗后土壤的微生物群落結(jié)構(gòu),有助于土壤性質(zhì)的恢復(fù)。淋洗修復(fù)后續(xù)生物強化措施更適用于土壤修復(fù)之后作為種植活動使用的情況,對于亟待開發(fā)的建設(shè)用地,應(yīng)充分考慮后續(xù)生物強化對工程建設(shè)的影響,宜使用微生物類型的強化藥劑,在改善土壤質(zhì)量的同時,不影響工程進度。
土壤重金屬淋洗修復(fù)技術(shù)在實驗室小試和實際修復(fù)工程方面都有較多研究及應(yīng)用。單一的淋洗可能受到土壤團聚、重金屬形態(tài)及復(fù)雜土壤性質(zhì)的影響,導(dǎo)致其洗脫效果不佳、適應(yīng)性不強。采取物理、化學、生物等聯(lián)合強化措施加強土壤團聚體分散、促進重金屬釋放、降低淋洗后土壤風險,能夠顯著擴展土壤淋洗修復(fù)的適用范圍。
今后的淋洗修復(fù)技術(shù)應(yīng)基于重金屬吸附機理、土壤團聚作用、重金屬賦存形態(tài)及土壤理化性質(zhì),開展新型淋洗劑研發(fā)、高效淋洗設(shè)備研制等工程應(yīng)用研究。