土壤环境中重金属与有机物复合污染修复对策研究

戴作勇

摘　要:伴随着社会经济的快速发展ꎬ当下生态环境遭受到严重的污染ꎬ重金属、有机物以及各种复合污染已经对土壤环境造成了严重的威胁ꎬ对其修复对策进行研究有着十分重要的意义ꎮ本文就以往的研究成果进行总结ꎬ对土壤环境中重金属与有机物污染的研究进展进行分析ꎬ并提出若干研究对策ꎬ以望参考ꎮ

关键词:土壤环境ꎻ重金属ꎻ有机物复合污染ꎻ对策研究一、前言

土壤环境是生态环境中重要的组成部分ꎬ也是我国农业生产以及城市建设的基本条件ꎮ现代社会经济的快速发展导致我国农业以及农业生产的发展得到了有力的推动ꎬ加上城市化进程的不断深入ꎬ导致我国土壤环境遭受到了严重的污染ꎬ其中重金属和有机物的复合污染尤为突出ꎬ已经成为我国当下土壤污染环境治理工作中重要的内容之一ꎮ对于这种污染ꎬ相关学者以及研究领域十分的重视ꎬ甚至关于复合污染土壤的研究已经成为当下环境科学的重点ꎮ

二、土壤环境中重金属与有机物复合污染

自１９８９年起ꎬ我国相关学者针对土壤中各种污染的修复方法一直都在进行不断的研究ꎬ深入研讨了土壤中复合污染的特点、指标体系以及生态学效应ꎬ并在此基础上ꎬ对复合污染的几种重要类型进行相对权威的明确ꎮ同时ꎬ人们针对复合污染ꎬ开始了进一步的研究ꎬ有学者提出所谓的复合污染就是指两种不同性质的污染物ꎬ甚至好几种污染物在同一个环境下造成的交叉污染就是复合污染ꎮ

三、土壤环境中重金属与有机物复合污染修复研究进展随着我国社会生产生活的不断发展ꎬ工业化进程已经达到较高地步ꎬ石油、冶金、化工业的不断发展让经济取得较快进步的同时也让环境污染也进一步加深ꎮ由于环保意识的缺失以及工业技术相对落后等问题ꎬ土壤污染的案例不胜枚举ꎬ通过地下水源污染的叠加ꎬ农作物的生产受到了严重的限制ꎬ并且对人民大众的身体健康也产生了一定的威胁ꎮ«推上了新的层面土壤污染防治行动计划ꎬ人们对土壤污染的治理技术也在不断革»的颁布ꎬ也将土壤污染的治理要求新ꎻ针对我国目前土壤严峻的污染现状ꎬ科研人员一直在不断综合各专业知识进行各种深入的研究探索ꎬ尝试用各种技术对土壤污染进行防治、修复ꎻ经过多年的积累虽然已经取得了一些成效和突破ꎬ但是对于土壤修复的效果而言ꎬ各种修复方式的应用还存在很多局限性ꎬ并且土壤修复的效率也不容乐观ꎮ因此ꎬ加强土壤环境中重金属与有机物复合污染进一步、深入的研究仍然是土壤污染预防、风险管控以及修复的重中之重ꎮ

四、土壤环境中重金属与有机物复合污染修复对策(所谓的物理与化学联合修复法就是充分利用污染物的

一)物理与化学联合修复法

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化学以及物理特性ꎬ通过固定、分离以及改变存在状态的方式将污染物从土壤中排除ꎮ物理与化学联合修复法具备适用范围广、操作简单以及周期短的优点ꎮ但是在应用物理与化学联合修复法进行修复的过程中ꎬ修复费用较高ꎬ而且很容易产生二次污染ꎬ严重影响到土壤和微生物ꎬ所以想要大规模的应用这种技术还需要对这种技术进行不断研究与改良ꎬ保障其能够真正从实验室走向现实应用ꎬ达到修复目标的同时ꎬ在经济性上也能有所降低ꎮ随着相关研究人员对该技术的研究不断深入ꎬ结合化学修复方法ꎬ传统物理修复手段的一些缺点能够被最大限度地缓解和克服ꎬ不但促使修复效率得以提升ꎬ修复成本也能够得到充分的降低ꎬ所以才能够显著提升物理与化学联合修复法的应用水平ꎬ并且为我国未来该技术的应用提供了全新的思路与方向ꎮ

(这里所说的化学和生物联合修复法二)化学和生物联合修复法

ꎬ其本质上就是在传统化学修复的基础上与现代各种先进的生物修复技术进行结合ꎬ对各种修复参数进行有效的优化与改善ꎬ进而形成一种最佳的修复方式ꎬ通过优势互补和技术的综合对复合污染的土壤进行有效的修复ꎮ借助生物修复法中植物产生的化学聚合、土壤催化氧化以及化学氧化进行结合促使土壤中的重金属以及有机污染物得以去除是化学与生物联合修复法的基本原理ꎮ相较于单一的修复法ꎬ化学生物联合修复法能够提升有机物污染的修复效率ꎬ例如ꎬ有研究人员利用Ｏ位化学与生物联合的修复方式ꎬ借助浓度为６毫克/升的３原Ｏ处理含苯并芘土样ꎬ并且经过一段时间的放置ꎬ再使用生物３修复法ꎬ促使苯并芘的降解为３％ꎬ如果能够在实际允许的情况下将通气时间和Ｏ３的浓度都进行适量的增加ꎬ那么降解的效果还会得到持续的加强ꎮ

(在土壤修复中应用生物技术能够促使修复过程的安全三)植物与微生物联合修复法

性得到充分的提升ꎬ并在此基础上实现成本的控制ꎮ其中主要应用在对Ｚｎ、Ｐｂ以及Ｃｕ等重金属污染的治理中ꎮ微生物修复的原理就是氧化还原反应、沉淀还原反应、空炮吞饮、生物吸附、表面生物大分子吸收运转以及细胞代谢等ꎬ在土壤中微生物以胶体的形式出现ꎬ带有一定的电荷、代谢活动旺盛以及自身表面积比较大是其最主要的特征ꎬ能够通过多种　　　

(下转第１０６页)

Ｃａ＝

(５)模带电容ＣＳ的确定ꎮ(ｃｍ)ꎮ

４π２

ｈａ

[

１＋ｌｎ

４

(１＋μ)＝０.２２７２(ｃｍ)ꎮπ

]

述阳极冷却结构可以满足磁控管的工作要求ꎮ

(二)微波泄漏的控制

由于该管输出功率较大ꎬ阴极腿的微波能泄漏在所难免ꎬ这可能引起管外打火ꎬ危害操作人员ꎬ而且对管子的效率也有一定影响ꎮ为了尽量减少微波泄漏ꎬ我们在阴极腿的设计上做了扼流设计:我们在灯丝引出线部分使用了灯丝扼流筒ꎻ我们在阴极腿部分使用了扼流筒来减少微波泄漏ꎮ通过上述设计ꎬ经过漏能测试仪测试ꎬ微波泄漏在国家标准允许的范围内ꎮ

五、成果技术水平

本管自研制以来ꎬ随着设计结构和工艺的不断改进和完善ꎬ取得了一定的成果.目前达到的实际水平如下:灯丝电压Ｕｆ＝１２.３Ｖꎻ灯丝电流Ｉｆ＝１１５Ａꎻ阳极电压Ｕａ＝１７.２ｋＶꎻ阳极电流Ｉａ＝５.０Ａꎻ振荡频率ｆ０＝９１８ＭＨｚꎻ输出功率Ｐｏｕｔ＝７７ｋＷꎻ效率η＝８９.５％ꎮ

从以上数据可以看出ꎬ该管的各项技术指标均能达到要求ꎬ而且该管在用户整机上能长期平稳的运行ꎮ参考文献:

[１]电子管设计手册委员会.磁控管设计手册[Ｍ].北京:国防工业出版社ꎬ１９７９.

[２]黄宏嘉.微波原理.２[Ｍ].北京:科学出版社ꎬ１９９０.出版社ꎬ１９６６.

[３]高包ꎬ孟侃.电磁波导和谐振腔[Ｍ].上海:上海科学技术

模带电容ＣＳ的值由下式决定:ＣＳ＝Ｃ∑－Ｃ′ｒ－Ｃａ＝２.３８１四、研制过程中解决的主要问题(一)腔体的冷却问题

我们知道磁控管工作时有一定的效率ꎬ损耗的功率会在

阳极形成耗散ꎬ如果不及时对阳极进行有效冷ꎬ会影响磁控管的正常工作ꎮ因此磁控管腔体冷却必须设计专门的冷却回路ꎮ

７５ｋＷ磁控管的最大输入功率Ｐｉｎ为９０ｋＷꎬ最小输出功

率Ｐｏ为７５ｋＷꎬ不考虑负载反射(因实际使用中ρ≤１.２)ꎬ阳极耗散的最大功率可估算如下:最大阳极电压Ｕｍａｘ＝散功率可计算如下:

１８０００Ｖꎻ阳极电流Ｉａ＝５Ａꎻ最低效率ηｍｉｎ＝８５％ꎬ因此最大耗

Ｐｈａｏ＝Ｕｍａｘ×Ｉａ×(１－ηｍｉｎ)＝１８０００×５×０.１７＝１５.３ｋＷꎬ设计

后的水路示意图如图２所示:

图２　７５ｋＷ磁控管冷却水路示意图

该冷却结构显示:水路采用“π”型结构ꎻ水路中增加了螺杆ꎬ增大了冷却水与阳极的接触面积ꎮ通过装管验证ꎬ上(上接第１０４页)

作者简介:

王荣川ꎬ孙陵斌ꎬ南京三乐集团有限公司ꎮ

六、结语

总而言之ꎬ面对当下社会经济发展与生态环境保护的矛盾愈发激烈ꎬ社会各个领域高度重视土壤中重金属以及有机物污染情况ꎬ对这种污染的修复对策进行研究有着十分重要的意义ꎮ本文就以往我国对该方面的研究进行充分的分析与总结ꎬ以当下污染治理修复的进展为基础ꎬ探究其修复对策ꎬ以望能够通过本文中提出的修复方式ꎬ充分保障我国土壤环境修复水平得到优化ꎬ控制土壤中重金属与有机物污染的情况再度恶化ꎮ参考文献:

[１]谷盼妮ꎬ王美娥ꎬ陈卫平.环草隆与镉复合污染对城市绿地重金属污染土壤有机氮矿化量、基础呼吸和土壤酶活性的影响[Ｊ].生态毒理学报ꎬ２０１５(４):６７－８９.作者简介:

戴作勇ꎬ江苏大地益源环境修复有限公司ꎮ

作用方式排除土壤中的污染物ꎮ

五、问题与展望

针对以上的分析ꎬ我们可以总结出复合污染中最常见的一种就是重金属和有机物的复合污染ꎬ虽然当下对于该方面的研究已经取得了良好的凶过的ꎬ但是仍然还有很多问题在其中ꎮ针对现有的技术而言ꎬ应当针对以下几个部分进行优化整改ꎮ首先ꎬ当下的研究主要是小规模和实验室中的实验模拟ꎬ而修复技术在相对复杂的环境中进行实际应用则需要进行进一步的验证ꎮ同时ꎬ怎样将研究的成果转变为真实的土壤复合污染修复成果还是一个难题ꎮ其次ꎬ对于修复手段对土壤中土著微生物的影响以及修复生物对生物多样性带来的威胁方面的研究十分找见ꎬ因此ꎬ确实存在一些修复风险ꎬ怎样将风险控制在一定的范围之内也是未来相关领域应当重视的问题之一ꎮ最后ꎬ针对不同的修复手段ꎬ其在不同的修复周期以及成本甚至副作用等多方面都存在一定的差异ꎬ相关领域应当将现有的技术进行有效的整合研究出更加有效的游戏技术ꎮ

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