重金属污染土壤与地下水修复工程环境监测策略研究_李静.pdf

环保节能环保节能环保节能环保节能清 洗 世 界Cleaning World第39卷第3期2023年3月0 引言随着现代化工业的高速发展，企业以牺牲土地自然环境承载力为基本代价，导致土壤资源和地下水资源中重金属污染物大量累积，使得土壤资源和地下水环境污染严重。重金属污染物质通过土壤和饮用水直接进入植物，可能会对人们的身体健康造成严重威胁。为了有效改善人们的健康状况，必须大力加强防治污染、水土保持重点工程建设，寻找更合理高效的生态监测管理方法，确保各类环境治理工程有序稳步推进，减少人为环境污染，保持生态平衡，促进社会经济健康持续发展。1 土壤重金属污染的来源更广泛的分析发现，工业生产和农业经营会造成土壤污染。如炼钢后钢铁厂产生的废气、废水等，如果不按标准处理，可能直接污染土壤。农田长期过度大面积使用重金属农药也是中国目前遭受土壤重金属污染风险的几个主要原因之一。建筑施工也会导致城市土壤重金属污染，为了尽快将城市土壤中残留的重金属粉尘浓度降低到最低限度，环保部门提倡尽可能减少粉尘施工等建筑施工活动。2 地下水重金属污染的原因（1）污水处理不当。对于工业生产和居民生活用水的处理，污水处理系统无法保障处理过的污水中所含的重金属不超标。此外，地表水和深层地下水区域实际上也处在同一循环供水管网系统环境中，这又使得有毒重金属污水更容易大量进入浅层地下水，也会造成深层地下水的污染。（2）工业废水无法处理。大部分工业企业所排出的废水含有大量的重金属，一部分环保意识比较强的企业都事先制定出台相对严格的工业废水限量排放标准，但还有部分企业环保意识淡薄，直接违规向其他河流排放含有重金属的工业废水。3 目前的土壤及地下水修复技术3.1 土壤修复技术（1）化学修复。化学生态修复术的主要任务，就是要通过现代仪器科学分析与测定污染土壤介质作者简介：李静（1988-），女，硕士研究生，工程师，研究方向：环保。收稿日期：2022-11-15。文章编号：1671-8909（2023）3-0164-003重金属污染土壤与地下水修复工程环境监测策略研究李 静（山东省聊城生态环境监测中心，山东 聊城 252002）摘要：随着绿色发展理念的提出，环境保护成为人们重点关注的对象。进入 21 世纪以来我国工业水平不断提升，不断发展壮大的工业导致了土壤与地下水的重金属污染，这与绿色发展理念相悖。面对这种状况，各地应当及时对土壤与地下水进行修复。为保障环境修复工作的顺利进行，建立良好的环境监测系统是十分必要的，选择合适的监测方法能够推动环境修复工程的顺利开展。因此，本文通过对重金属污染土壤与地下水修复方法进行分析，在此基础上提出了环境修复工程监测策略，为后续的研究提供一定的借鉴参考。关键词：重金属污染；土壤；地下水；修复工程；环境监测中图分类号：X53 文献标识码：A165第 39 卷李 静.重金属污染土壤与地下水修复工程环境监测策略研究物中含可溶性重金属污染物形态结构的各项基本化学特性，在各种污染重金属土壤沉积物样品中定量随机添加一种相应的化学态修复底剂，通过对其进行如氧化、还原、沉淀、吸附以及降解还原等一系列复杂生物化学反应作用，以完全改变土壤其游离重金属形态，成功而有效的去除在污染的土壤物质样品中的可溶性游离重金属。该技术虽具有养分吸收转化效率高、应用范围较大等优点，但同时很容易因氧化破坏了原土壤结构，导致原有的土壤养分物质发生大量地氧化或流失，致使土壤生物活性有所降低。（2）生物修复。生物修复对于加固土壤至关重要。对于自然界其他保护土壤方法来说，生物修复方法是其中一种相对较好的保护土壤自身免受污染损害的一种自然技术方法。土壤重金属污染防治的化学原理主要是通过生物的富集、转化、氧化与还原、甲基化反应和脱甲基反应、重金属生物溶解过程和微生物有机酶结合。植物修复可以快速吸收和有效分解土壤有机质中富集的有毒重金属。植物生态修复工程不仅是可以快速修复植物土壤，而且可以有效净化水质和生态绿化植物周围水环境。在保证不直接影响周边自然生态环境健康的前提下，可以说，这是一项原位修复处理技术。植物生态修复技术可以通过提高土壤有机质含量，增加土壤中的可再育的植物和净化的生物土壤库，使作物处于中间位置，使地表达到长期稳定的修复 目标。（3）物理修复技术。物理修复技术中的热解吸附法，就是利用各种重金属气体在一定高温情况下具有的高挥发物特性来加热被污染的土壤，收集低挥发性重金属。该处理方法现在主要还是适用于含汞类和富含硒土壤的重金属复合污染。热解吸附是重金属回收脱汞利用的一项有效替代方法。在生成加热汞和蒸发汞水之前，产生的大量的汞能量可以去除污染土壤沉积物中含有的大量水分，这更容易导致破坏污染土壤里的大量有机质水和无机结构水，大气污染物中残留的过量汞蒸气则会引起重金属二次吸收污染。3.2 地下水重金属污染修复技术（1）可渗透反应墙修复技术。渗透反应墙技术是目前欧美部分发达国家为解决地下水重金属污染问题而采用的一种污染修复治理工程新技术。在地下水重金属污染严重区域附近，设置一种具有渗透活性的反应介质，利用这种反应介质来达到净化地下水的目的。当水中大量游离的重金属杂质在所污染地下水层表面通过反应墙时，会被可渗透反应墙吸附。同时，地下水中可能产生出多种可溶性污染物，这些污染物与可渗透反应墙进行化学反应，污染物可直接受到氧化分解、吸附、沉淀富集分离和吸附过滤，最终被去除，从而达到大幅降低受污染区域地下水中重金属物质含量的目的。（2）原位生物修复技术。原位生物修复广泛应用于重金属污染地下水处理，取得了许多研究成果。与其他修复技术相比，生物修复技术的优势主要在于可现场实现，可与其他修复技术配套使用，见效时间短，使用成本低。研究人员们在酸性土壤内和酸性水中曾发现大量毒性超过了重金属标准范围的活性微生物，如芽孢杆菌、碱酶等，可使部分铬酸盐氧化和一部分重铬酸氢盐降解，达到无害化。在该微生物作用环境下，铬酸盐还原和水解重铬酸镁盐都可分别将水原和六价铬直接转化降解为氧化三价铬，大大降低生物毒性。磁性细菌也可以同时在动物体内直接吸收各种外来重金属铁，形成重金属铁离子的高磁性化合物。该检测方法也大大提高了地下水中铁、铬、镍镉等微量重金属元素的磁性去除率，平均磁性去除率达到了 95%及以上。（3）原位化学修复技术。原位化学修复技术是目前主要利用重金属氧化还原反应、还原剂清除水中残余重金属而降低土壤重金属含量的修复新技术。它大致可分为原位化学选择性氧化处理（ISCO）技术和原位化学还原法（ICSR）方法。ISCO 技术目前的研究应用内容主要都是指向往水中适当添加某些氧化剂，氧化分解重金属，形成低毒、低迁移率的产品。最普遍使用的强氧化剂物包括二氧化氯、臭氧酸和高锰酸钾。例如，可以采用新添加的三价碘酸溶液逐步代替原三价碘酸溶液来慢慢降低其对游离碘质的生物毒性。化学还原剂能够选择性还原、吸附、沉淀、分离植物体内各种重金属，可以起到大大降低人体重金属的吸收造成的严重生物毒性，提高重金属的稳定性。4 污染土壤与地下水修复工程环境监测的方法4.1 提升环境监测工作的管控效力要提高环境监测质量，必须加强整个监测过程的质量控制，提高环境监测点设置、环境监测技术选择等设计工作的科学性，提高监测工作实施中的质量控制效率。按照现行环境监测要求执行质量控166第 3 期清 洗 世 界制职责，确保环境监测质量控制力度。同时，建立科学的评价体系，促使环境监测技术人员不断提高技术能力和质量控制意识，为环境监测的科学改进提供保障。4.2 建立完善环境监测指标体系对被污染的土壤和地下水开展环境修复工程应当建立起完善的环境监测指标体系。环境监测指标体系在建立过程中应当充分考虑修复工程的数量、面积、分布规律以及修复难度等情况，并对这些修复工程进行定期动态跟踪监测，从而为修复土壤与地下水工程的顺利实施提供有力依据。在开展污染的土壤资源和地下水修复及工程环境监测评价工作中，可以选择微观定量监测、动态宏观监测、连续定期监测这三种监测评价方式，这三种监测方式可以同时使用，相互结合进行监测 评价。监测污染土壤和地下水修复工程在选择监测指标时，应综合考虑经济效益、社会效益以及生态效益。主要包括：土壤侵蚀强度和分布、植物生长和体积，植物种类和种群密度、恢复区动物种群密度和生物质、土地资源利用和恢复工程对水土资源的影响。环境修复工程区域的自然地形地貌环境、动植物特征都因其地域特征而不同，导致选择检测方法标准也不同，因此，在对污染的土壤地表水和环境地下水污染修复及其环境动态监测工作中，应注重结合各修复环境保护工程地区的地域特点和修复内容综合选择各种监测指标，以切实达到净化地下水水质，恢复地表土壤的目的，进而促进环境监测质量的提升。4.3 加强对工程二次污染控制监理（1）水环境。控制农业污水二次排放，设置污水三级过滤沉淀池，集中输送污水，有效控制农业污水，确定污水净化达标后再排放。挖排水坑收集工业污水，选择土壤受到污染的地区挖排水坑，并做好环境监测。同时，注意污染物可能渗透到深层地下水中，导致地下水的二次污染。目前，雨水资源的充分回收利用也要求必须严格防止废水资源中的微生物过量，并产生渗漏。利用回收的雨水对现场道路进行洒水降尘，或对设备进行清洗，修理棚内污水、进行收集处理，设置沉淀池，达标后排放。（2）固体废弃物环境。在环境监测工作现场要设置专用的生活垃圾回收系统，防止产生垃圾。施工建筑现场也不得随意焚烧乱放各类垃圾，生活垃圾亦要注意定期清理、收集、处置，防止各类垃圾堆的集中放置，以免加剧地下土壤环境和城市地下水源的污染情况。基坑工程开挖结束后，对基坑地表及裸露出来的废弃建筑垃圾集中进行再回收利用，预处理完成后能提高地下水资源再利用率。为企业配备专用污水处理设备，做好对企业的检测工作，定期对企业周边环境进行检测，查看土壤与地下水重金属含量是否超标。5 结语综上所述，土壤和地下水重金属污染是一种很大的健康风险。土壤和地下水重金属的管理，对社会发展和自然界都有着重大作用。而环境监测则对土壤和地下水质量情况以及重金属在环境中的情况提供了必不可少的技术支撑，既可以真实、精确的了解土壤和地下水质量情况，并及时制定管理对策，也可以给人们创造一种较为卫生和谐的生活环境。参考文献：1 杨媛媛.我国土壤重金属污染的监测与环境保护策略 J.皮革制作与环保科技，2022,3(16):42-43+50.2 沈栋国.重金属污染土壤与地下水修复工程环境监测方法的思考 J.皮革制作与环保科技，2022,3(15):39-41.3 谢华.环境监测中重金属污染控制研究 J.山西化工，2022,42(03):327-328+342.4 张倩，曾静，彭琼.工业企业水污染环境监测中重金属污染的控制措施 J.中国金属通报，2022(02):144-146.5 李敏敏.我国土壤重金属污染的监测与环境保护策略 J.皮革制作与环保科技，2021,2(11):43-44.6 刘鹏飞，董伟，李屹田.扎根中原大地守护绿水青山河南省地质环境监测院成立四十周年发展纪实 J.资源导刊，2021(01):24-25.7 梁牧，周震.环境监测中重金属污染现状及对策研究 J.节能与环保，2020(08):90-91.8 袁静，刘丽，王小茹.重金属污染土壤的修复技术与方法研究 J.农业开发与装备，2022,(12):107-108.9 宋刚练，江建斌，梅皓天，等.重金属污染土壤室内淋洗试验研究 J.地质灾害与环境保护，2022,33(04):115-120.10张盼盼，崔亦沐，袁琴琴，等.重金属污染土壤对三种豆科作物光合生理和产量的影响 J.榆林学院学报，2022,32(06):37-42.