日本人造沸石或有望助推中国土壤重金属污染修复
有古语云,世间万物生灵皆源于水,但土壤乃维持万物生长之根本。我国已然认识到土壤污染面积的日趋蔓延,而土壤污染中最为普遍的是重金属污染。
我国水土保持专家宋伟等依托收集的耕地土壤重金属污染案例资料,建立了我国138个典型区域的耕地土壤重金属污染数据库,推断出目前我国耕地重金属污染面积占耕地总量的1/6左右。这组数据实在触目惊心。
重金属是指相对密度在5以上的金属。包括铜、铅、锌、锡、镍、钴、锑、汞、镉和铋10种金属。随着全球经济的快速发展,重金属的应用越来越广泛,重金属污染的问题也随之而来,甚至连土壤也受到了严重的侵害。食物中的重金属过量会引起中毒,可引起恶心、呕吐、腹痛、血便、休克等问题,严重时会引发呼吸困难、肺水肿、急性肾衰竭等。
重金属通过植物吸收进入食物链造成毒害,与有机污染物不同的是,由于土壤中的重金属具有生物不可降解性和相对的稳定性,使得重金属污染土壤的修复和治理比较困难。我国已加强对重金属污染农田的治理,但目前治理水土重金属污染普遍采用工程措施或化学方法,这些措施或方法不仅成本昂贵,而且治理效果都不是很理想,还会导致地下水污染,造成“二次污染”,此外还会破坏土壤结构以及微生物区系。
人造沸石是一种人工合成的无机离子交换剂,最初常用于水的软化、海水脱盐和纯水制造等。因其功能与天然沸石相似,故称人造沸石,也叫合成沸石。
人造沸石在日本应用于重金属污染水土治理已有相当长的历史。我国有从事此方面的学者于2011年7月首次从日本引进利用废弃煤渣为主要原料生产的日本人造沸石,该沸石具有良好的热稳定性和水热稳定性、良好的离子交换性能和独特的阳离子选择吸附性能,对土壤有效重金属的吸附效果明显。
一、实验条件下的治理效果
实验条件下日本人工沸石的降解效果表明:5d后日本人造沸石对土壤中重金属Pb的吸附率最高为>80%,土壤中其他重金属Cr、Cu、Cd与Pb相比有同样的吸附效果,即随着污染土壤中投入日本人造沸石量的增加,土壤中各重金属的吸附率明显升高,差异明显,并以处理后5d已达到吸附平衡。
二、大田条件下的治理效果
在实际的大田实验中数据显示:30d后日本人造沸石对土壤中有效铅的吸附率为>95.4%;有效铜吸附率达85.3%;有效铬精华率达57.4%。
结果表明,在实际大田中施用时,当日本人造沸石每667m2施用量达到500kg时,对污染菜地中重金属的吸附效果明显,施后30d对污染土壤铅、铜、铬净化率分别为>95.4%、85.3%和>57.4%,而镉无明显差异。
土壤重金属污染问题日趋严重,18亿亩耕地红线受到威胁。除了严加保护现有的安全土地,那些已经被污染了的,但是还存在修复和开发潜质的土壤耕地急需恢复,一个行之有效并且快速经济的方法是成功恢复健康土地的必要前提。如若政府与有能力的企业能将该方法在全国范围内推广,假以时日,必将重还我国那大好河山!
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