固定剂在重金属污染土壤修复中的应用
王歌 叶莎
摘要：固定剂是当前环境保护中应用较为普遍的一种物质，利用其自身的性能，将土壤中的重金属进行有效的固定与沉淀，同时进行合理的离子交换，从根本上降低其在环境中的迁移性，减少环境重金属污染，达到环保目的。基于此，作者结合自身工作经验，对固定剂及其在重金属污染土壤修复中的应用进行详细的分析研究，以供相关工作人员参考。
关键词：固定剂；重金属污染；环境保护；土壤修复
中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）07-0083-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.048
Fixatives and their application in remediation of heavy metals contaminated soil
Wang Ge， Ye Sha
（Shanghai Qingning Environmental Planning Co.，Ltd.Shanghai 200051，China）
Abstract ： Fixing agent is a kind of substance that is commonly used in environmental protection. It utilizes its own properties to effectively fix and precipitate heavy metals in soil， and at the same time conduct reasonable ion exchange， fundamentally reducing its environmental impact. The migratory nature reduces environmental heavy metal pollution and achieves environmental protection. Based on this， the author combined his own work experience to carry out detailed analysis and study of fixatives and their application in the remediation of heavy metal-contaminated soils for reference by relevant staff.
Key words： Fixative； Heavy metal pollution； Environmental protection； Soil remediation
土壤是生态环境的重要组成部分，也是现阶段人们赖以生存在的主要资源。当前，随着我国工业的发展，大量的工业废渣、废水排放；随着农药化肥的大量使用，越来越多的重金属进入到土壤中，对土壤产生严重的污染。重金属污染物随着植物等介质进入到人体内，威胁人们身体健康。
1 重金属污染土壤修复的重要性与意义
我国在2014年发布的《全国土壤污染状况调查公报》中曾指出，现阶段我国土壤污染物总点超标率高达17%，污染的类型主要以无机物为主，占据总污染的4/5，其中无机重金属污染比较严重，尤其是常见的Cd、Cu、Hg、Pb、As、Cr、Ni、Zn等重金属元素，在土壤中长时间的滞留，并且不易被微生物有效分解，移动性能差，直接影响土壤环境质量。与此同时，大量的重金属物质通过生物圈的循环，由水源、动物、植物以及鱼类等介质，最终汇聚到人体中，影响人们的身体健康，严重时造成重金属中毒。因此，积极进行重金属土壤修复具有积极的意义，不仅可以改善当前的土壤环境，还可以为人们营造良好的生活环境，促使社会稳定发展[1]。
2 现阶段应用较为普遍的土壤重金属污染治理方法
2.1 隔离方法
主要是指结合实际情况，利用有效的方式将污染的土壤与未污染的土壤进行有效隔离，避免其中的污染物扩散，降低二次污染产生的几率。但该种方式需要技术水平要求较高，并且使用的隔离材料较为特殊。
2.2 物理方式、化学方式以及生物方式等
主要是利用有效的措施将土壤中的重金属物质进行有效的清除，降低土壤中重金属的总含量，是现阶段较为理想的方式，但需要投入较大的成本。
2.3 土壤原位固定修复方式
主要是指利用化学试剂自身的作用与化学性质，对土壤中的重金属进行有效的吸附，通过合理的沉淀、吸附等将其固定在土壤中，同时降低其自身的迁移性，满足实际的需求。该技术具有良好的性能，投入资金较少、修复能力较强并且操作简单便捷，被广泛应用[2]。
3 固定剂在重金属污染土壤修复中的应用
3.1 有机类固定试剂应用
当前，有机类固定试剂的应用可以有效地对土壤进行改良与修复，利用试剂自身的性能与化学性质进行修复。例如，利用试剂的非特异性与特异性进行吸附，将吸附位点的活性基因团与重金属进行合理的有机配位，进而将土壤中的重金属进行合理的固定，如，COO–、= NH、–NH2、–S–、= PO4、–O–等，可以有部分重金属形成相对较为稳定的络合物，以此来提升土壤自身的肥力，降低重金属自身的流动性，改良土壤质量。有机类固定试剂主要有：
3.1.1 天然有机类
天然有机类固定试剂的种类较为复杂，可以分为合成、天然、衍生等多种，其中较为常见的就是天然类。如，秸秆、枯枝、农作物废弃类、农业废料类、家禽粪便、生活垃圾类、腐烂植物等。该种类价格較为便宜，并且具有较为广阔的来源，被广泛应用在当前的土壤修复中。如，某研究人员利用当前的农业废料进行有效的实验，对土壤中重金属Cd和Zn进行转化，通过合理的废料改良，直接提升了土壤自身的肥力，将其中的重金属进行合理的转化，满足实际的需求。
3.1.2 生物炭
生物炭主要是指当前的生物质炭，在特殊的环境中，进行有效分解，逐渐形成较为稳定的固定物质，其原材料的来源较为广泛，如木材、秸秆、果壳以及生活垃圾等，经过合理的碳化后，促使其自身具有较强的空隙与表面积，增大其自身与土壤的接触面积，进而降低其自身的体积质量密度，并对重金属进行合理的吸附，以满足实际的需求。例如，–COOH、–COH和–OH等相关的含氧官能团，利用官能团自身具有的较强配位能力，与土壤中的重金属进行反应，形成较为稳定的络合物，进而满足实际需求。与此同时，该方式的应用，还可以有效提升土壤自身的pH值。主要是因为生物炭多为碱性，从而降低土壤中重金属的移动性。对于生物炭来说，由于其种类不同、性质不同，在不同环境中进行解热而产生的生物炭的质量也存在明显的不同，如，pH、表面的结构、含灰量等存在较大的差异性[3]。
3.2 无机类固定试剂应用
无机类固定试剂的种类较多，并且其材料的来源较为广泛，在不断的创新发展过程中，被人们广泛应用在土壤环境治理中，以满足当前实际的需求，主要包括：
3.2.1 黏土矿物类
我国粘土矿物资源种类丰富，并且价格较为低廉，具有较大的表面积与吸附性，可以快速吸附重金属离子，进而改良土壤，提升土壤质量。与此同时，大部分矿物质自身为网状结构，可与金属与硅氧四面体进行有效链接，形成具有较强吸附能力的结构。例如，某研究人员利用粘土矿物质进行重金属吸附实验，对重金属污染较为严重的土壤进行改良，实验结果显示，利用该粘土矿物作为固定剂，可以从根本上降低土壤中游离重金属离子含量，保证土壤质量得到有效提升[4]。
3.2.2 碱性材料
重金属受其自身的性质影响，在碱性的环境中，容易形成结合态化合物，并具有不易分解的性质，从而降低其自身的移动性，达到改良重金属污染的目的。当前应用较为普遍的碱性物质有炉渣、石灰、粉煤灰等，应用原理主要是利用其自身的氧化还原性进行合理的还原，进而降低土壤中存在的重金属含量，并将其进行有效沉淀，达到土壤改良的目的，满足当前环境保护与可持续发展战略的需求，为人们提供良好的生活环境。
参考文献
[1]陈明荣，窦晓勇，张国亮.浅谈固定剂在重金属污染土壤修复中的应用与创新[J].土壤（上旬刊），2017，28（10）：163-164+168.
[2]孙燕华，章高亮，孙璐璐.新时期背景下固定剂在重金属污染土壤修复中的创新应用[J].城市环境保护理论研究（电子版），2017，30（07）：266-267+269.
[3]徐轶，徐一轶，王学华.固定剂在重金属污染土壤修复中的应用与作用研究[J].科技创新与应用（社会科学版），2017，35（11）：154-156+158.
[4]曹心德，魏晓欣，代革联，杨永亮.土壤重金属复合污染及其化学钝化修复技术研究进展[J].环境工程学报，2011（07）：45-46.
收稿日期：2018-05-02
作者簡介：王歌（1989-），女，硕士，研究方向为环境影响评价。
摘要：固定剂是当前环境保护中应用较为普遍的一种物质，利用其自身的性能，将土壤中的重金属进行有效的固定与沉淀，同时进行合理的离子交换，从根本上降低其在环境中的迁移性，减少环境重金属污染，达到环保目的。基于此，作者结合自身工作经验，对固定剂及其在重金属污染土壤修复中的应用进行详细的分析研究，以供相关工作人员参考。
关键词：固定剂；重金属污染；环境保护；土壤修复
中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）07-0083-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.048
Fixatives and their application in remediation of heavy metals contaminated soil
Wang Ge， Ye Sha
（Shanghai Qingning Environmental Planning Co.，Ltd.Shanghai 200051，China）
Abstract ： Fixing agent is a kind of substance that is commonly used in environmental protection. It utilizes its own properties to effectively fix and precipitate heavy metals in soil， and at the same time conduct reasonable ion exchange， fundamentally reducing its environmental impact. The migratory nature reduces environmental heavy metal pollution and achieves environmental protection. Based on this， the author combined his own work experience to carry out detailed analysis and study of fixatives and their application in the remediation of heavy metal-contaminated soils for reference by relevant staff.
Key words： Fixative； Heavy metal pollution； Environmental protection； Soil remediation
土壤是生态环境的重要组成部分，也是现阶段人们赖以生存在的主要资源。当前，随着我国工业的发展，大量的工业废渣、废水排放；随着农药化肥的大量使用，越来越多的重金属进入到土壤中，对土壤产生严重的污染。重金属污染物随着植物等介质进入到人体内，威胁人们身体健康。
1 重金属污染土壤修复的重要性与意义
我国在2014年发布的《全国土壤污染状况调查公报》中曾指出，现阶段我国土壤污染物总点超标率高达17%，污染的类型主要以无机物为主，占据总污染的4/5，其中无机重金属污染比较严重，尤其是常见的Cd、Cu、Hg、Pb、As、Cr、Ni、Zn等重金属元素，在土壤中长时间的滞留，并且不易被微生物有效分解，移动性能差，直接影响土壤环境质量。与此同时，大量的重金属物质通过生物圈的循环，由水源、动物、植物以及鱼类等介质，最终汇聚到人体中，影响人们的身体健康，严重时造成重金属中毒。因此，积极进行重金属土壤修复具有积极的意义，不仅可以改善当前的土壤环境，还可以为人们营造良好的生活环境，促使社会稳定发展[1]。
2 现阶段应用较为普遍的土壤重金属污染治理方法
2.1 隔离方法
主要是指结合实际情况，利用有效的方式将污染的土壤与未污染的土壤进行有效隔离，避免其中的污染物扩散，降低二次污染产生的几率。但该种方式需要技术水平要求较高，并且使用的隔离材料较为特殊。
2.2 物理方式、化学方式以及生物方式等
主要是利用有效的措施将土壤中的重金属物质进行有效的清除，降低土壤中重金属的总含量，是现阶段较为理想的方式，但需要投入较大的成本。
2.3 土壤原位固定修复方式
主要是指利用化学试剂自身的作用与化学性质，对土壤中的重金属进行有效的吸附，通过合理的沉淀、吸附等将其固定在土壤中，同时降低其自身的迁移性，满足实际的需求。该技术具有良好的性能，投入资金较少、修复能力较强并且操作简单便捷，被广泛应用[2]。
3 固定剂在重金属污染土壤修复中的应用
3.1 有机类固定试剂应用
当前，有机类固定试剂的应用可以有效地对土壤进行改良与修复，利用试剂自身的性能与化学性质进行修复。例如，利用试剂的非特异性与特异性进行吸附，将吸附位点的活性基因团与重金属进行合理的有机配位，进而将土壤中的重金属进行合理的固定，如，COO–、= NH、–NH2、–S–、= PO4、–O–等，可以有部分重金属形成相对较为稳定的络合物，以此来提升土壤自身的肥力，降低重金属自身的流动性，改良土壤质量。有机类固定试剂主要有：
3.1.1 天然有机类
天然有机类固定试剂的种类较为复杂，可以分为合成、天然、衍生等多种，其中较为常见的就是天然类。如，秸秆、枯枝、农作物废弃类、农业废料类、家禽粪便、生活垃圾类、腐烂植物等。该种类价格較为便宜，并且具有较为广阔的来源，被广泛应用在当前的土壤修复中。如，某研究人员利用当前的农业废料进行有效的实验，对土壤中重金属Cd和Zn进行转化，通过合理的废料改良，直接提升了土壤自身的肥力，将其中的重金属进行合理的转化，满足实际的需求。
3.1.2 生物炭
生物炭主要是指当前的生物质炭，在特殊的环境中，进行有效分解，逐渐形成较为稳定的固定物质，其原材料的来源较为广泛，如木材、秸秆、果壳以及生活垃圾等，经过合理的碳化后，促使其自身具有较强的空隙与表面积，增大其自身与土壤的接触面积，进而降低其自身的体积质量密度，并对重金属进行合理的吸附，以满足实际的需求。例如，–COOH、–COH和–OH等相关的含氧官能团，利用官能团自身具有的较强配位能力，与土壤中的重金属进行反应，形成较为稳定的络合物，进而满足实际需求。与此同时，该方式的应用，还可以有效提升土壤自身的pH值。主要是因为生物炭多为碱性，从而降低土壤中重金属的移动性。对于生物炭来说，由于其种类不同、性质不同，在不同环境中进行解热而产生的生物炭的质量也存在明显的不同，如，pH、表面的结构、含灰量等存在较大的差异性[3]。
3.2 无机类固定试剂应用
无机类固定试剂的种类较多，并且其材料的来源较为广泛，在不断的创新发展过程中，被人们广泛应用在土壤环境治理中，以满足当前实际的需求，主要包括：
3.2.1 黏土矿物类
我国粘土矿物资源种类丰富，并且价格较为低廉，具有较大的表面积与吸附性，可以快速吸附重金属离子，进而改良土壤，提升土壤质量。与此同时，大部分矿物质自身为网状结构，可与金属与硅氧四面体进行有效链接，形成具有较强吸附能力的结构。例如，某研究人员利用粘土矿物质进行重金属吸附实验，对重金属污染较为严重的土壤进行改良，实验结果显示，利用该粘土矿物作为固定剂，可以从根本上降低土壤中游离重金属离子含量，保证土壤质量得到有效提升[4]。
3.2.2 碱性材料
重金属受其自身的性质影响，在碱性的环境中，容易形成结合态化合物，并具有不易分解的性质，从而降低其自身的移动性，达到改良重金属污染的目的。当前应用较为普遍的碱性物质有炉渣、石灰、粉煤灰等，应用原理主要是利用其自身的氧化还原性进行合理的还原，进而降低土壤中存在的重金属含量，并将其进行有效沉淀，达到土壤改良的目的，满足当前环境保护与可持续发展战略的需求，为人们提供良好的生活环境。
参考文献
[1]陈明荣，窦晓勇，张国亮.浅谈固定剂在重金属污染土壤修复中的应用与创新[J].土壤（上旬刊），2017，28（10）：163-164+168.
[2]孙燕华，章高亮，孙璐璐.新时期背景下固定剂在重金属污染土壤修复中的创新应用[J].城市环境保护理论研究（电子版），2017，30（07）：266-267+269.
[3]徐轶，徐一轶，王学华.固定剂在重金属污染土壤修复中的应用与作用研究[J].科技创新与应用（社会科学版），2017，35（11）：154-156+158.
[4]曹心德，魏晓欣，代革联，杨永亮.土壤重金属复合污染及其化学钝化修复技术研究进展[J].环境工程学报，2011（07）：45-46.
收稿日期：2018-05-02
作者簡介：王歌（1989-），女，硕士，研究方向为环境影响评价。
