關(guān)于重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)

　　土壤和水乃“萬物之本、生命之源”；但是，隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快和發(fā)展，大量含有重金屬的工業(yè)廢水和城市生活污水排放到環(huán)境中，對(duì)大氣、土壤和水環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。

　　這些重金屬主要為鉛、鉻、鎳、銅、鋅、汞、砷等元素，具有隱蔽性、毒性強(qiáng)、持久性，不可降解性等特點(diǎn)，重金屬在水體中可通過食物鏈影響動(dòng)植物生長(zhǎng)最終威脅人類健康。

　　拿什么保護(hù)

　　使遭受污染的土壤恢復(fù)正常功能，就需要采用土壤修復(fù)這樣的技術(shù)措施，而無害化處理重金屬污染已成為當(dāng)今主要的環(huán)境問題。

　　三種保護(hù)

　　1、物理法，包括膜分離法（RO反滲透）、吸附法、溶劑萃取法、離子交換法、蒸發(fā)濃縮法等；

　　2、化學(xué)法，包括化學(xué)沉淀法、電化學(xué)法；

　　3、生物法，包括生物修復(fù)法、生物絮凝法、生物吸附法。

　　其中吸附法是公認(rèn)的操作簡(jiǎn)單，成本低的除鉛方法。

　　一些有高吸附效率的材料（氧化石墨烯、納微米磷酸鋯，層狀雙氫氧化物、硅藻土、改良碳納米管）被應(yīng)用于此。

　　一、吸附技術(shù)

　　1、利用磷酸鋯ZrP修飾電極進(jìn)行重金屬離子的吸附與檢測(cè)

　　硝酸鉛 [Pb(N03)2]作為Pb2+的來源。實(shí)驗(yàn)所用吸附劑磷酸鋯(ZrP)均為50 mg。所有的吸附實(shí)驗(yàn)均在室溫條件下與150 mL的錐形瓶中進(jìn)行。100 mL的NaAc-HAc (pH 4.0)溶液中混有不同濃度的金屬離子。為了使吸附達(dá)到平衡，溶液在搖床中震蕩24 h。其固相和液相經(jīng)10000 rpm下離心6 min得以分離，用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP)檢測(cè)上層清液中金屬離子的濃度，并將離心所得固體在真空干燥箱中，65℃ 條件下干燥用于XPS分析。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，用0.1 M NaAc和HAc溶液來調(diào)節(jié)體系的pH始終維持在4.0。吸附試驗(yàn)在常溫常壓下進(jìn)行。

　　下方為磷酸鋯（ZrP）選擇性電化學(xué)檢測(cè)Pb2+的示意圖及吸附或未吸附重金屬離子的幾何結(jié)構(gòu)：

　　2、吸附能力

　　磷酸鋯(ZrP)在pH=4.0的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液中對(duì)金屬離子Pb2+,cd2+，Cu2+，Zn2+，Hg2+吸附能力的強(qiáng)弱。（50 mg的吸附劑磷酸鋯加入到100 mL分別含有0.25,0.5,1.0 mM的金屬離子溶液中。）

　　磷酸鋯（ZrP）材料對(duì)五種金屬離子都表現(xiàn)出了很好的吸附能力，其中，對(duì)Pb2+,的吸附容量明顯高于其它四種金屬離子。

　　3、吸附原理

　　磷酸鋯（ZrP）之所以對(duì)Pb2+,表現(xiàn)出了較強(qiáng)的吸附能力，由于吸附完成后，ZrP與Pb原子發(fā)生了內(nèi)部絡(luò)合作用，而吸附其它幾種金屬離子則主要是由于靜電吸引作用力，顯然，絡(luò)合作用力要明顯強(qiáng)于單純的靜電作用；另一方面，ZrP是一種陽離子型的離子交換劑，一般情況下，具有較低水合能的二價(jià)金屬離子更容易被吸附到陽離子交換劑上，在幾種金屬離子中Pb2+具有較低的水合能，因此更容易與ZrP發(fā)生反應(yīng)。

　　4、修復(fù)關(guān)鍵

　　具有高比表面積、強(qiáng)吸附性、高活性，又具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗團(tuán)聚的廢水吸附土壤修復(fù)材料，是治理污染的關(guān)鍵。

　　二、納米技術(shù)

　　此外，目前全球有40多個(gè)重度污染場(chǎng)地正在直接或間接地采用納米技術(shù)進(jìn)行修復(fù)。但是，由于納米顆粒的高比表面積、高活性，顆粒與顆粒之間很容易發(fā)生團(tuán)聚，使納米材料失去其應(yīng)有的高活性。

　　國(guó)內(nèi)外研究人士發(fā)現(xiàn)：如果能夠獲得由許許多多納米結(jié)構(gòu)單元組成的微米尺度的材料，或者能在微米尺度材料的表面構(gòu)筑納米結(jié)構(gòu)單元，即：微/納米結(jié)構(gòu)材料，則有望實(shí)現(xiàn)對(duì)污染土壤廢水處理的高效修復(fù)治理。

　　耀隆化工有這樣的微納米材料α-ZrP，它是一類具有離子交換性能的新型無機(jī)陽離子層狀介孔功能材料，比表面積大，表面官能團(tuán)賦予其優(yōu)異的吸附性能，對(duì)金屬離子具有較強(qiáng)的吸附性能，尤其對(duì)鉛（Pb2+）表現(xiàn)出了優(yōu)異的選擇性，無腐蝕性、安全綠色，可綜合吸附或提取多種重金屬（如鉛、鎘、鉻、汞等）。

　　近年來在重金屬污染治理方面受到歐美國(guó)家的廣泛關(guān)注。將其作為吸附劑或反應(yīng)劑來處理重金屬離子，易回收，從根本上解決重金屬的持續(xù)蓄積問題。