첫째, 산동 북서부 평야의 토양 생태 지구 화학 조기 경보
생태지구화학 경보는 오염원소의 동적 변화 법칙을 연구하여 발생할 수 있는 피해를 예측, 예측 및 경고하는 것을 말한다. 중금속의 지구화학적 특징과 조사구 토양 환경 품질 평가 결과를 보면 토양 중금속의 오염이 누적되어 시간이 지남에 따라 산업화 역사가 길어지면서 토양 중금속의 함량이 증가하고 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 남사호 서쪽의 장기 하수 관개로 인해 중금속 원소의 축적 속도가 다른 지역보다 빠르다.
토양 품질 종합 평가 결과에 따르면 2 차 이상 토양 분포를 경계로 하여 현장 조사 현황과 결합해 토양 중금속 오염 경보 지역을 정한다 (그림 6- 10). 이 중 면적이 큰 경보 영역 분포는 다음과 같습니다.
1) 지닝-어대 경보구: 남사호 서부에 위치한 어대현 S, 지닝시 북부 N, 김향현 W, 남사호 E 를 경계로 루서북평원에서 가장 큰 오염경보구역입니다. 이 지역에는 비소, 카드뮴, 구리, 수은, 니켈이 대표적인 중금속인 다양한 중금속 원소의 복합오염이 존재한다.
2) 제남 경보 구역: 제남시와 동구에 분포한다. 이 지역에는 Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Zn 등 다양한 중금속 원소가 있어 전형적인 도시화 오염 지역에 속한다.
3) 무설-청운경보구: 무설현 동북부와 북서부에 분포한다. 이 지역의 주요 오염 위협은 비소와 크롬에서 비롯된다.
4) 거야동 경보구: 거야현과 가상현 사이에 분포한다. 중금속 오염의 주요 위협은 비소, 카드뮴, 구리, 니켈이다.
5) 청성경보구: 청성현과 그 주변 지역에 분포한다. 중금속 오염의 주요 위협은 비소, 카드뮴 및 구리입니다.
6) 양산북경보구: 양산현 북쪽에서 동평호 일대에 분포한다. 중금속 오염의 주요 위협은 비소, 카드뮴, 구리, 니켈이다.
7) 고청-보흥경보구: 고청현, 보흥현, 소청강 주변에 분포한다. 중금속 오염의 주요 위협은 비소, 카드뮴 및 구리입니다.
8) 수광 동부 경보 구역: 수광시 동부에 분포한다. 중금속 오염의 주요 위협은 크롬과 니켈이다.
그림 6- 10 루서북평원 토양환경경보분포도
둘째, 토양 중금속 오염을 방지한다
토양오염은 누적되어 오염물질이 토양에서 쉽게 이동, 확산, 희석되지 않아 토양에 기준치를 초과하기 쉽다. 토양오염은 되돌릴 수 없다. 중금속에 의한 토양 오염은 기본적으로 돌이킬 수 없는 과정이다. 많은 유기화학 물질의 오염은 분해하는 데 오랜 시간이 걸린다. 토양오염은 통제하기 어렵고 희석과 자순을 통해 오염된 토양에 축적된 내화성 오염물을 없애기가 어렵다. 따라서 오염된 토양의 처리는 일반적으로 비용이 많이 들고 시간이 오래 걸린다.
토양 중금속 오염의 잠재성, 비가역성, 장기성, 결과의 심각성으로 인해 오염의 통치는' 예방이 통치에 중점을 두는 것' 을 기본 방침으로 삼아야 한다. 토양 중금속 오염을 방지하는 가장 좋은 방법은 오염물 배출을 통제하고, 과학적 처리 기술을 이용하여 공업 삼폐로 인한 오염을 정화하고, 화학비료 농약의 사용 효율을 높이고, 관련 중금속을 피하고, 자동차 배기가스 배출을 줄이고, 청정에너지를 개발하는 것이다.
1. 에너지 절약을 제창하고 저탄소 경제를 실현하다.
넓은 의미의 에너지 절약 감축은 물질 자원과 에너지 자원을 절약하고 폐기물과 환경 공해 (삼폐와 소음 포함) 배출을 줄이는 것을 말한다. 좁은 에너지 절약 감축이란 에너지를 절약하고 환경 유해 물질의 배출을 줄이는 것을 말한다. 구체적인 조치는 다음과 같습니다.
산업 구조 조정을 가속화하고, 제 3 산업을 대대적으로 발전시키고, 전문화 분업과 사회적 효율성 향상에 초점을 맞추고, 생산서비스업을 적극적으로 발전시킨다. 인민의 수요를 충족시키고, 인민의 생활을 편리하게 하며, 생활 서비스업의 발전을 촉진하다. 첨단기술산업을 대대적으로 발전시키고, 새로운 공업화의 길을 고수하고, 전통산업의 업그레이드를 촉진하고, 첨단기술산업의 공업에서의 비중을 높이다. 후진 생산 능력, 공예, 기술 및 장비의 탈락을 가속화하기 위해' 새장 교체' 전략을 적극적으로 실시한다. 기한 내에 탈락하지 않은 기업에 대해서는 법에 따라 생산이 중단되거나 폐쇄될 것을 명령한다.
순환경제를 대대적으로 발전시키고, 순환경제 이념에 따라 생태전환을 가속화하고, 생태농업단지 건설을 추진하고, 업종간 생태사슬을 구축하고, 업종간 폐기물 재활용을 추진하다. 기업의 청결생산을 추진하고, 근원에서 폐기물 발생을 줄이고, 말단 통치에서 생산전 과정 오염방지로의 전환을 실현하고, 기업의 에너지 소비, 공업 고체 폐기물 및 포장폐기물의 감축과 자원화를 추진하고, 오염물 배출을 통제하고 줄이고, 자원 이용 효율을 높여야 한다.
2. 과학 기술 건설을 강화하고 과학 기술 진보를 촉진한다.
과학기술은 경제사회 발전의 중요한 기초자원이며 미래 발전의 주도력이다. 현대화를 실현하는 관건은 과학기술의 현대화이다. 지속 가능한 발전을 이루기 위해서는 과학기술과 수준 높은 과학기술의 지지와 추진 없이는 지속 가능한 발전의 전략적 목표를 달성하기 어렵다.
우리나라 토양오염방지의 과학기술능력은 아직 약하고 중금속의 검출과 감시능력은 아직 완벽하지 않다. 토양 오염 통제와 토지 복구 기술은 여전히 초기 단계에 있다. 따라서, 가능한 한 빨리 토양오염방지의 과학기술 지원 능력을 강화하고, 고품질로 토양보호전략의 연구 임무를 완성해야 한다. 오염 토양 복구 기술 개발, 오염 토양 복구 장비 개발, 건전한 토양 환경 보호 법규 및 표준 체계 수립, 토양 환경 감독 시스템 및 역량 강화 동시에, 국제 협력과 교류를 적극적으로 전개하여 우리나라의 토양오염 예방의 과학기술 수준을 지속적으로 높이다.
홍보 및 교육을 강화하고 생태 인식을 향상시킵니다.
토양오염은 고도의 은폐성과 잠복성을 가지고 있어 대중의 관심을 끌기 어렵다. 토양 오염 방지 및 통제는 시급히 대중 과학 업무를 강화해야 한다. 한편으로는 라디오, 텔레비전, 인터넷 등 공공매체를 통해 생태농업 지식의 보급을 강화해야 한다. 반면에 시민들의 생태의식과 환경의식을 제고하고 환경보호에 대한 대중의 참여의 적극성과 창조성을 강화해야 한다.
토양 환경 보호를 환경 선전의 중요한 내용에 포함시키고, 대중의 인식을 높이고, 정보 공개를 강화하고, 대중이 토양 환경 보호와 방치에 참여하도록 독려하고, 함께 우리의 생존 환경을 위한 녹색 장벽을 조성한다. 경제와 사회사업을 발전시키는 동시에' 자원과 환경, 생존과 발전' 의 관계를 잘 처리해야 한다.
셋. 토양 오염 복구 및 관리
(a) 토양 오염 통제 방법
현재, 중금속으로 인한 토양오염을 통제하는 두 가지 주요 방법이 있다. 즉, 중금속이 토양에 존재하는 형태를 바꾸고, 고정하고, 환경에서의 이동 능력과 생체 효율을 낮추는 것이다. 토양에서 중금속을 제거하다.
이 두 가지 경로를 둘러싸고 상응하는 물리적, 화학적, 생리 처리 방법을 제시하였다.
1. 개량제 사용
이 방법은 중금속의 특성과 토양에서의 활성성을 이해하는 데 기초해야 하는데, 이는 작물이 중금속의 흡수를 줄일 수 있는 방법을 연구하는 데 매우 중요하다.
1) 토양 pH 값을 조절하고 석회를 적용합니다. 일반적으로 pH 값을 높이면 많은 물질의 용해도를 낮출 수 있지만 일부 요소의 경우 정반대입니다. Cu, Cr, Mo 등과 같이 구체적인 상황에 따라 결정해야 합니다.
2) 토양에 유기물을 첨가한다. 토양에 유기물을 시용하는 것은 토양의 비옥도를 높이는 한 가지 방법으로 여겨진다. 유기비료는 작물의 성장과 발육에 필요한 각종 생명원소를 함유하고 있다. 미네랄 비료에 비해 이 비료는 토양에 여러 가지 긍정적인 작용을 한다. 우선 양분을 제공할 수 있고, 그다음은 토양물리개량의 중요한 성분 조절 조치이다.
첨가된 유기질은 토양용액 중 중금속 이온이 복합체와 킬레이트를 형성하도록 촉진시켜 중금속 이온에 대한 토양의 흡착 능력을 증가시켜 중금속이 작물에 미치는 피해를 줄일 수 있다. 또한 토양에 복원을 촉진하는 유기물을 적용하면 중금속이 황화물로 존재하는 것을 촉진하고 일부 원소의 독성 (예: Cr6 ++ 에서 Cr3++) 을 낮출 수 있다.
3) 화학 침전 및 흡착. 토양 중 중금속 불용성 소금의 형성을 촉진하면 대부분의 중금속의 식물 독성을 크게 낮출 수 있다. 예를 들어, 토양에 용해성 정인산염 화합물을 적용하면 토양의 인 함량을 높이고 토양의 비옥도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 토양의 일부 중금속을 불용성 인산염으로 침전시킬 수 있다.
납, 철, 망간, 크롬, 아연, 카드뮴 등의 인산염은 보통 불용성 소금이다. 논밭 조건 하에서, 토양 중의 텅스텐은 인산 플루토늄의 형태로 침전될 수 있다. 토양이 심각하게 오염될 때, 특히 중금속과 비소로 오염될 때 인산염을 적용하여 토양 중금속의 피해를 제거하거나 완화하는 것은 중요한 의의가 있다.
4) 이온 길항 작용. 식물 영양을 연구할 때 영양액 중 한 이온의 농도가 증가하면 식물에 의한 다른 이온의 흡수가 증가하거나 감소하는 것을 관찰할 수 있다. 한 이온이 다른 이온의 흡수를 억제할 때, 둘 사이에 길항작용이 있다고 생각할 수 있다. 비슷한 화학적 성질을 가진 원소들 사이에는 항항작용이 자주 발생하는데, 이 원소들은 식물의 뿌리에 있는 같은 이온 흡착 부위와 경쟁할 수 있다. 이 현상은 칼슘과 스트론튬 사이, 카드뮴과 아연 사이, 칼륨과 세슘 사이에서 발생할 수 있다.
2. 토양의 Eh 값을 조정합니다.
토양의 Eh 값은 논토에서 중금속의 행동을 크게 통제한다. 토양의 Eh 값은 토양 수분과 밀접한 관련이 있으므로 토양 수분을 조절하여 중금속의 토양 내 특정 행동을 통제할 수 있다.
비소로 오염된 토양에서 산화 복원 조건이 비소에 미치는 영향은 다른 원소와 다르다. 산화 조건 하에서 비소산염 () 은 안정된 상태에 있으며, 복원 조건 하에서 비소산염 () 으로 전환된다. 비소산염은 식물에 대한 독성이 비아비소산염보다 훨씬 크다. 따라서 토양 환경이 중금속과 비소로 오염되면 토양 수분을 조절하는 방법을 사용하는 것은 무효가 된다.
(2) 토양 중금속 오염의 공학적 통제 조치
토양 중금속 오염의 주요 공사 통제 조치는 토양 교체, 토양 침출, 전기역학, 열해흡법이다.
1. 객토법 및 투토법
객토법은 오염되지 않은 토양으로 오염된 토양을 덮는 것이다. 토양교체법은 오염된 토양을 일부 또는 전부 파내고 오염되지 않은 토양으로 교체하는 것이다. 실천은 이것이 농토 중금속의 심각한 오염을 통제하는 효과적인 방법이라는 것을 증명했다. 일반적으로, 토양 교환의 두께가 클수록 작물 중금속 함량을 낮추는 효과가 더욱 두드러진다.
그러나 객토법과 토양교체법을 사용할 때는 객토인 비오염토양의 pH 가치 등 성질이 원오염토양과 일치하거나 가까워야 하며 오염토양이 환경요인의 변화로 인한 중금속 활성이 높아지는 것을 피해야 한다는 점을 유의해야 한다. 예를 들어 산성 외래토를 사용하면 전체 토양의 산도를 높이고 하층 토양 중금속 원소의 활성화를 증가시켜 작물에 대한 독성 작용을 증가시킬 수 있다. 따라서 안전을 위해 원칙적으로 토양 교환의 두께는 경작층의 두께보다 커야 합니다. 또한 발굴된 오염된 토양은 적절히 처리해야 하며 작물의 상해를 예방하는 데 도움이 되지만, 그 효과는 토지 교환법보다 못하다. 외래토양법과 토양교환법의 단점은 대량의 인력과 재력이 필요하기 때문에 오염이 적고 심각한 토양 처리에만 적용된다는 점이다.
2. 워싱 방법
물세탁법은 맑은 물로 중금속 이온을 희석하거나 씻어 내거나 중금속 이온을 더 깊은 토층으로 옮겨 표토 중 중금속 이온의 농도를 낮추는 것이다. 이 방법은 2 차 오염 방지 원칙도 준수해야 하며, 처리 후 중금속 농도가 높은 물은 일정한 저수지나 전문 정화로 배출되어야 하며, 환경에 직접 배출해서는 안 된다. 이 방법은 소규모로 토양을 심각하게 오염시키는 처리에만 적용된다.
3. 전기 방법
전기역학이 토양에서 브롬, 칼슘, 크롬, 비소를 제거하는 방법을 연구했다. 토양에 전극을 삽입하고 토양에 저강도 직류를 도입하여 오염물을 제거한다. 전류를 연결하면 양극 부근의 산이 토양모세관으로 이동하고 오염물은 모세관의 액체로 방출되고, 대량의 물은 전기 침투작용을 통해 토양에서 흐르기 시작하며, 토양모세관의 액체는 전극으로 옮겨질 수 있다. 그곳에서 토양 표면에 흡착되어 제거된다.
연구에 따르면 전류는 토양의 모든 금속과 각종 입자 사이의 결합력을 극복할 수 있으며, 전압이 고정된 경우 제거 효율은 전기 시간에 비례한다. 그러나 전기 역학 방법은 침투성이 높고 전도성이 떨어지는 토양에 약한 역할을 하는데, 이 방법은 모래 중금속 오염을 처리하기에 적합하지 않다.
4. 열 탈착법
휘발성 중금속 (예: 수은) 의 경우, 가열을 통해 토양에서 흡수한 후 회수할 수 있다. 이 수은 제거 및 회수 기술에는 다음 절차가 포함됩니다.
1) 오염된 토양과 폐기물이 현장에서 파내고 부서졌다.
2) 토양에 특정 성질의 첨가제를 첨가하면 수은 화합물의 분해를 촉진하고 처리 과정에서 발생하는 유해 가스를 흡수할 수 있다.
3) 소형 토양에 저속 연속 기류를 도입하여 토양을 가열한다. 가열은 두 단계로 나뉜다. 1 단계는 저온단계 (105.6 ~117.8 C) 로 주로 토양에서 수분과 기타 휘발성 물질을 제거한다. 2 단계 온도는 상대적으로 높다 (555.6 ~ 666.7 C). 주로 건조한 토양의 수은 화합물을 분해한 다음 고순도 수은 금속으로 수집하고 응축한다.
4) 저온단계에서 배출되는 가스는 기체 정화 시스템을 거쳐 각종 잔류 수은 증기 등 기체가 활성탄에 흡수된 후 수증기가 대기로 배출된다.
5) 고열 단계에서 발생하는 가스는 대기로 배출되기 전에 냉각, 응축 및 정화된다. 작업 환경의 안전을 보장하기 위해 등거리 운영 체제는 이중층 음압 공간을 사용하여 수은 증기가 대기로 방출되는 것을 방지한다.
5. 침출 방법
침출법의 원리는 시약 및 토양 중금속의 상호 작용을 이용하여 용해성 중금속 이온이 금속-시약 복합체를 형성하고 결국 추출액으로부터 중금속을 회수하는 것이다. 추출액은 재활용할 수 있다.
이 가운데 표면활성제를 중금속으로 사용하여 시약 제거는 최근 몇 년간 연구개발한 신기술이다. EDTA 착화제로 토양에서 구리, 니켈, 카드뮴, 아연을 제거하다. 농도가 0.01MOL 인 EDTA 는 초기 농도가100 ~ 300 μ G/G 인 중금속의 80% 제거율을 가지고 있다
표면활성제는 중금속을 제거할 수 있지만 환경에 오염을 일으키기 쉬우므로 분해성 무독성 표면활성제를 사용하는 것이 중요하다. 예를 들어 가장 생분해성 생물표면활성제를 개발하고 사용하는 것이 중요하다.