浅析地下水重金属污染修复技术研究进展

杨喆

摘 要：经济的迅速发展也造成了环境污染问题。特别是地下水重金属污染问题，直接威胁着人体健康和生态环境。重金属污染修复技术能够缓解重金属对地下水的污染程度，对实现经济可持续发展有着重要意义。基于此，本文首先提出地下水重金属污染概况，进而提出地下水重金属污染修复技术研究进展。

关键词：地下水；重金属污染；修复技术；研究进展

引言

地下水最为自然界水生态的重要组成部分，同时也是人类赖以生存的重要资源。随着工业不断发展，矿产资源的过渡开发和利用，导致地下水资源污染问题愈加严重。其中最为严重的就是重金属污染问题，如果地下水重金属含量超出标准，会通过食物链进入到人体之中，严重人体健康，促进细胞癌变。地下水重金属污染问题广受全国各个阶层的关注，因此我国相关专家与学者纷纷投入到重金属污染治理的研究工作。如今已经提出了十余种地下水重金属污染修复技术，但是推广与使用还有待进一步加强。

1、地下水重金属污染概况

1.1重金属污染来源

地下水重金属污染可以分为两类，即天然因素和人为因素。其中，天然因素主要是因为土母质、火山活动、森林火灾等自然问题；人为因素主要是包括采矿与冶炼、化石燃料燃烧、工业生产等，大体上可以划分为采矿与冶炼、大气沉降、工业、农业、污染灌溉5大类。

1.2污染特点

地下水重金属污染造成的问题十分严重，从有毒性、生物危害性等方面来看，重金属污染的特点有：难以降解、毒性范围广、可持续性强、具有生物富集性、累积危害性大等。

1.3存在形態

地下水中的重金属大体可以上可以分为2种形态，也就是溶解态、颗粒态，例如采用0.45μm滤膜过滤水样，过滤中的水体就是溶解态、原样水中没有过滤掉的就是颗粒态，包括存在于悬移质中的悬移态和存在表层沉积物的沉寂态。不同的形态其迁移性质也有所差异。其中，颗粒态重金属内部结构更加复杂，形态性质也有所差异。

2、地下水重金属污染修复技术及其研究进展

2.1可渗透反应墙修复技术

可渗透反应墙技术也称之为PRB，是美国在20世纪80年代所提出的重金属污染修复技术，当今是欧美等国家在地下水重金属修复中主要的技术手段之一。PRB在实际使用当中，需要在污染区域安装一个活性反应介质中的被动反应区，如果重金属污染过的水体经过，地下水当中的污染物就会和活性反应介质产生化学反应，污染物会直接被降解、吸附、沉淀、去除，从而降低地下水中的重金属含量，保证地下水水质达到标准。

使用PRB来修复地下水重金属污染，其最终的修复效果直接与活性反应介质有着直接关系。现如今，在PRB研究当中主要是使用活性炭、微生物、Fe0、泥炭等材料。这些活性反应介质通常都具备降解重金属能力强、吸附性强等特点，并且可以保持较长的持续时间，还不会产生二次污染等问题。有关学者在使用PRB过程中，采用活性碳作为活性反应介质，并制作成地下水重金属污染镉元素的反应吸附格栅。该试验表明，活性炭对地下水中的镉元素吸附能力达到最强时，通常要保持较高的酸碱度且含盐量低的条件下。还有部分学者采用体积比例为1：1：0.5的砂、锰、锌、硒的去除率分别能够达到92.9%、89.6%、90.2%、88.3%，效果十分明显。

2.2原位生物修复技术

生物修复技术作为当今环保领域研究的重点内容，其中就包括原位生物修复技术。该项技术是指在不破坏地下水生态的基础上，采用地下水中原有或通过人工培养的特定微生物群放入到水体当中，可以吸附、吸收、降解等作用让地下水中的重金属能够减少，并逐渐让地下水系统逐渐恢复到正常水准，达到国家规定的指标。生物修复技术相比其他技术更具优势，主要表现在可以在现场进行、与其他修复技术配合使用、讲解时间短、使用成本较低等。

原生生物修复技术在地下水重金属污染处理层面上的应用较为广泛，并取得了极大的研究成果。学者们发现在重金属严重超标的土壤和水体当中分布了非常多可以让铬酸盐、重铬酸盐产生无害反应的微生物，例如芽孢杆菌、碱菌等微生物，铬酸盐与重铬酸盐在微生物的作用下可以让之前的六价铬转变成为三价铬，会大大降低格的毒性。还有些学者在严重发现，趋磁细菌对去除水中重金属具有明显的效果，趋磁细菌可以吸收外来的铁元素，并且在体内可以形成具备磁性的铁化合物。该方法可以让地下水当中二价铁、三价铬、二价镍等重金属去除率大大提高，平均在95%以上。

2.3原位化学修复技术

原位化学修复技术是一种新型技术，该项技术主要是利用了氧化还原反应，采用还原剂和水中的重金属产生反应，从而降低重金属含量的一种原位修复技术。大体上可以分为原位化学氧化技术（ISCO）和原位化学还原技术（ICSR）。在ISCO技术使用当中，主要是将氧化剂加入到水体中，这样即可让重金属产生氧化，形成毒性低、移动性差的产物。当今最为常见的氧化剂主要是二氧化氯、臭氧、高锰酸钾等。如在修复三价碘地下污水中，可以加入氧化剂让三价碘变为五价碘，降低碘元素的毒性。再者，三价碘的溶解度要高于五价碘，可以降低碘元素的迁移性。ICSR技术主要是采用了化学修复药剂所具备的还原性，通过对重金属进行还原、吸附、沉淀、隔离等作用，把地下水当中重金属还原为低价的物质，这样即可降低重金属的毒性，提高稳定性。通常ICSR都是应用在铬、砷重金属修复当中。原位化学修复技术具备修复效率高、投入成本低、修复周期短等特性。之所以该项技术应用不够广泛，是因为地下水中有多种重金属污染，修复一种重金属可能造成另一种重金属污染问题。此外，氧化剂、还原剂是否对人体无害还需要进一步考证。

结束语

综上所述，地下水重金属污染问题直接关乎着人体健康以及生态环境，由于重金属难以讲解、在生物体中富集、有剧毒，再加上地下水结构较为复杂，这就需要进一步加强重金属污染修复技术的研究，结合修复技术发展现状推动该项技术的发展，这样才能够充分发挥重金属污染修复技术效能，提高地下水质量。

参考文献：

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