套种和化学淋洗联合技术修复重金属污染土壤

更新时间：2014-02-20 10:50 来源：环境科学作者: 阅读：1929

摘要：联合不同的重金属污染土壤修复技术可以弥补单一措施的不足，其中植物提取联合化学淋洗技术就是有效的途径之一。本研究通过盆栽试验，在东南景天和玉米套种情况下，用不同浓度和种类的混合试剂对土壤进行化学淋洗，测定淋洗液中重金属含量、植物的吸收量以及土壤重金属的剩余量。结果表明，第1季10mmol·L-1的混合试剂对套种系统淋洗，Zn、Cd的总去除量（植物提取量和淋洗量）最高，两季合计对Zn、Cd的总去除率分别达到6.0%、40.46%，大于单一植物提取。土壤测定结果表明，通过两季（约9个月）套种植物联合淋洗技术处理后，土壤重金属Cd、Zn和Pb的降低率分别达到27.8%～44.6%、12.6%～16.5%和3.6%～5.7%.50mmol·L-1的混合试剂对套种系统淋洗，会影响后季东南景天的生长，而且淋洗结束后用清水淋洗产生的淋出液浓度高于其他低浓度处理，风险较大。EDDS（乙二胺二琥珀酸）混合试剂亦能促进东南景天吸收Zn和Cd，但不能有效淋洗出土壤中的Pb。在该套种+淋洗联合技术中，Zn、Cd的去除主要靠植物提取，Pb的去除主要靠淋洗，套种+淋洗加快土壤修复，而且可能解决Zn/Cd/Pb复合污染问题。

关键词：套种，植物提取，土壤淋洗，东南景天，玉米，混合试剂

近年来，土壤重金属污染问题，引起了各方面的广泛关注。针对重金属污染土壤，研究人员发展了许多修复技术。目前研究者认为利用重金属超富集植物提取土壤中的重金属的植物提取技术是一项具有前景的技术。植物提取的提取效率取决于土壤重金属浓度和有效性、植物吸收累重金属的能力和植物生物量等几个因素。向土壤中施加螯合剂，如EDTA、柠檬酸等，能改变重金属的活性，提高重金属的植物可利用性，促进植物吸收。然而，EDTA价格较贵、不易降解，容易造成地下水污染。因此，研究人员寻求更安全的螯合剂。吴启堂等也研制了包括味精废液在内的多种有机试剂混合而成的添加剂（MC），该混合试剂（MC）具有廉价和对地下水低污染的特点，能促进超富集植物吸收重金属。此外，在提高植物修复效率方面，选择适当的植物种植在一起，有利于提高超富集植物对重金属的吸收。例如，将超富集植物东南景天与低累积玉米种植在一起修复重金属污染土壤，植物提取土壤重金属的效率得到明显提高，同时可以收货符合一定卫生标准的农产品。

土壤淋洗技术也是去除土壤重金属的有效技术手段，利用淋洗剂溶解土壤中的重金属使其随淋洗液流出，然后对淋洗液进行后续处理，从而达到修复污染土壤的目的，其中原位土壤淋洗由于投资消耗相对较少且不扰动土壤而备受青睐。土壤淋洗过程中产生的洗液可以采用化学方法或人工湿地等方法处理。然而，高浓度的淋洗剂处理后的土壤将严重影响后续植物的生长。

Kos等采用螯合诱导植物提取+可降解络合剂淋洗+投性墙过滤联合技术来修复重金属污染土壤，使植物修复技术更加具有效率性，因为活化的重金属除了随淋出液流出土壤，也能促进植物吸收。但在土层下安装可透性墙处理含重金属滤液不尽合理。根际过滤技术可以去除废水中的重金属，然而Guo等进行的初步研究表明，酸末根系不能有效吸收去除污染土壤淋出液中的重金属。目前，利用在深层土壤添加化学药剂固定从耕作层污染土壤淋下来的金属的新技术已经被开发。可以预见，植物提取与土壤淋洗联合技术将越来越完善。

已有的研究表明用混合有机络合剂（MC）淋洗单独种植东方景天的重金属污染土壤的效果比EDTA和味精废液好，本研究将在套种的条件下，分析不同浓度的MC的效果，并尝试用较易降解的EDDS代替MC中的EDTA，以完善植物与化学联合修复技术。

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