污染土壤中重金属吸附方法国内外研究进展-中国期刊网

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（整期优先）网络出版时间：2020-06-11

作者: 曹荣彪，张明，于明远，司笑天，姚峻程，胡晶，姜宇航

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污染土壤中重金属吸附方法国内外研究进展

曹荣彪，张明，于明远，司笑天，姚峻程，胡晶，姜宇航

吉林建筑大学市政与环境学院，吉林长春 130118

摘要：随着工业化的快速发展，废气、废水排放导致重金属污染尤为严重。多种吸附方法可有效地吸附重金属，减少对环境危害，具有经济、便利等优点，广泛应用于重金属污染的生态环境修复。本文重点介绍重金属的污染及危害，阐述吸附方法、以及国内外研究现状，为探究提高生态环境的修复效率，以期为重金属污染提供科学的参考。

关键词：污染土壤；重金属；吸附方法

一、重金属的污染及危害

重金属污染指由于人类的不断开采矿山和过度使用导致土壤中重金属或其化合物过多地沉积而引起其含量增加，并造成生态环境质量出现恶化等的污染，其中，铜、镍、锰等重金属的污染为其中具有代表性的污染物质，不仅对土壤、水环境和大气的造成污染，而且严重地威胁着人体的健康^[1]。

表1重金属的污染及危害

类型	种类	来源	特点	危害	措施
土壤	Cu、Ni、Pb、As 、Cr、Cd、Mn、Zn	成土母质的风化过程对土壤重金属本底含量的影响；风力和水力搬运的自然物理和化学迁移过程；田地灌溉，耕地的施肥，动植物的腐烂残骸；土壤重金属的额外输入；交通运输	长期存在；浓度多成垂直递减分布；生成络合物或螯合物，导致重金属在土壤中有更大的溶解度和迁移活性；产生生物放大作用；pH、Eh、颗粒物有机质含量等影响它的迁移和转化	影响植物根和叶的发育；破坏人体神经系统、免疫系统、骨骼系统等；致癌性增加，经济损害	加强土壤重金属污染物的检测分析；建立土壤重金属的治理物理、化学、生态修复等方法，增施有机肥，改变耕作制度；禁用化学农药，全面修复
水环境	Cu、Ni、Pb、As 、Cr、Cd、Mn、Zn、Hg	工业生产中的重金属流失和废水排放；大气沉降	长期存在；生成络合物或螯合物，通过食物链被生物富集，产生生物放大作用；	影响植物和动物的生长；生理受阻，破坏神经系统、免疫系统、骨骼系统等；出现死亡；经济受到影响	沉淀、螯合树脂、高分子捕集剂、沸石吸附、活性炭吸附、生物氧化塘、人工湿地净化等方法
大气	铜、铅、锌、锡、镍、钴、锑、汞、镉、铋	采矿、有色金属冶炼、化工厂、化学制药、煤的燃烧、汽车尾气排放、油漆、涂料、蓄电池、燃煤、自来水管	易挥发、小颗粒或化合物形式进入大气飞灰颗粒因其迁移范围、粒度等原因成为影响环境最大的因素	破坏机体免疫系统、骨骼系统等；致癌性增加，出现死亡	建立环境污染防治体系，减少重金属在大气环境中的暴露浓度,切断污染途径，减少大气传输和沉降

二、重金属吸附技术

　由于重金属使用日益增加, 不可避免地导致生态环境中的含量增高。因重金属不能降解而引起特别的重视^[2]。吸附重金属的方法在当前应用较多。重金属吸附技术主要包括物理吸附、化学吸附、物理化学吸附和生物吸附、微生物吸附等。目前植物吸附、动物吸附、生物炭、木质素、石墨烯等吸附剂等^[3]。植物修复技术是重金属污染修复的常用技术，主要包括化学方法、稳定法和挥发法。施用改良剂等化学治理措施，降低土壤中重金属的毒性和生物有效性，但因化学药剂的施加，存在着再度污染的潜在威胁。采用植物稳定方法降低土壤中铜镍金属的浸出浓度，但存在着固化废物的安置问题。吸附方法在低浓度重金属污染方面取已得了较好的效果，需继续深入研究。

三、重金属吸附技术的研究进展

吸附法处理重金属污染的技术因其有效性和良好的发展前景而受到世界各国的关注，而研发具有优良吸附性能和特异选择性的吸附材料则成为该领域最热门的研究方向之一^[4^]。国内外学者进行大量重金属吸附技术的研究。我国学者李海健等进行了重金属镍、镉、铜等重金属的处理研究^[5]。美国Venkatesan教授于开启了生物炭的帷幕，认为生物炭的含氧官能团对环境中的重金属、有机污染物的吸附具有重要作用，可以有效缓解气候变化和提高农业生产力，显著提高了土壤的pH、总碳、总氮、有效磷和阳离子交换量，使作物得到增产的同时也显著改良了农田的理化性质^[6]。

展望

通过梳理国内外学者研究发现，每种吸附方法在重金属污染的处理中都起到了积极有效的作用。但是，重金属种类较多，且来源不同、危害也不同。因此，只有因地制宜地选择重金属处理的处理技术，结合重金属的回收利用技术，探索无污染、经济效益高、修复能力强的发展之路，并为该吸附材料的工业化应用提供理论基础。

参考文献：

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高岐.土壤-水稻体系总镍含量的测定及其相关性研究[J].现代农村科技,2014,(6):59
Gordon DL,Sajkov D,Woodman RJ,et al． Randomized clinical trial of immunogenicity and safety of a recombinant H1N1 /2009 pandemic influenza vaccine containing Advax polysaccharide adjuvant. Vaccine,2012 ( 36) : 5407-5416.
李海建,唐晓声,梅浩,等.重金属镍、镉、铜污染土壤固化/稳定修复[J].广东化工,2014,4,(21):168-169
万云兵.超累积植物对镍、钴的吸收特性研究[D].中山大学,2003.
Venkatesan JK, Galhoum, A. A. Atia,,et al．Dy(III) recovery from dilute solutions using magnetic-chitosan nano-based particles grafted with amino acids. Journal of Materials Science, 2015, 50(7): 2832-2848.

项目: 大学生创新创业训练计划项目(201910191111)、吉林省科技厅项目（20170101205JC）、长春市科技局项目（18DY027），