重金属污染土壤修复技术的研究进展

重金属污染土壤修复技术的研究进展

吕春林

广州市增城区石滩镇人民政府 , 广东 广州 511300

摘要：土壤是人类生存与发展的基础，随着工业的不断进步，土壤重金属污染日益严重，不仅造成了生态环境的破坏，还伴随着生物富集现象，最终危及人类自身，因此对受重金属污染的土壤进行治理很有必要且迫切。指出了土壤重金属污染的危害和来源，综述了重金属污染土壤修复技术研究现状，目前主要有物理修复技术、化学修复技术、生物修复技术、生物质炭修复技术以及复合修复技术。单一修复技术有一定的适用局限性，因此需要综合考虑其适用性、修复效果、成本、修复时间等，并须对已修复土壤进行长期监测。探索其他经济、高效、环保的修复技术，或者复合修复技术将是未来重金属污染土壤修复技术的发展方向。

关键词：土壤重金属污染；修复；技术

引言

重金属污染是我国环境污染问题的重点。人类活动对土壤重金属污染一般来源于矿业开发、农业活动及交通运输，使得土壤重金属污染日渐严重，因此，对污染的土壤进行技术修复是当前重中之重。重金属污染土壤修复技术可以从农业生态修复、物流修复、化学修复等技术方法进行修复。基于此，我国需尽快按照不同技术进入土壤修复工作，减轻土壤重金属污染。

1土壤重金属污染源

1.1人为污染输入

随着城镇化、工农业现代化的飞速发展，相比于土壤重金属污染的自然来源，人为因素造成的重金属污染已越来越严峻。在各种人为因素中，工农业及交通排放等原因带来的重金属污染较为严重，而有色重金属的开采冶炼则是土壤重金属污染的主要来源。人为污染主要是点性污染，其对土壤环境的污染是不均匀的，会造成局部地区重金属污染及其严重的现象。同时不同的人类活动带来的重金属污染也不同，如城镇化发展、交通活动排放产生的汞污染和铅污染最为严重。在农业活动中，化肥、农药、污水灌溉以及废弃物施用是加剧土壤重金属污染的主要途径之一。在化肥生产中，由于其原料本身携带以及生产工艺流程外来的污染使其重金属含量往往较高，如过磷酸钙肥料中砷含量有60～80ng/kg、汞含量为l～2ng/kg、而镉含量有2～3mg/kg。农药在生产过程中会引入较多的砷、铅、汞等重金属。因此长期施用化肥、农药会对土壤造成严重的重金属污染。研究显示:无论是哪种来源的土壤重金属污染均具有隐蔽性、滞后性、形态多样性、累积性等特点，仅靠土壤自净能力很难被消除，因此必须人为采取物理、化学、生物等一系列有效治理方法，才能使被污染土壤得以彻底修复。

1.2工业污染

在工业生产过程中，未经处理的工业废水与生活污水的排放共用排水系统，导致污水排放区范围内的土壤中Hg、Cd、Cr、Pd等重金属含量逐年递增；工业活动过程中排放的废气和有害烟尘中含有大量的重金属元素，可能会通过自然沉降和降雨的形式进入土壤中，从而造成土壤的重金属污染；工业固体废物的堆放或者移动处理过程中，不仅会造成严重的土地资源浪费，同时固体废物中含有的重金属元素经过日晒、雨水冲刷等自然因素影响，以辐射的方式向周边的土壤进行扩散；工业废弃物也会通过风力进行传播，从而扩大土地重金属污染的范围。

2重金属污染土壤修复技术

2.1土壤淋洗技术

土壤淋洗技术分为原位土壤淋洗与异位土壤淋洗。原位土壤淋洗是指将土壤淋洗剂添加到重金属污染土壤中，使其渗透并与污染物进行结合，通过一系列的溶解等作用，形成迁移态化合物，然后再将含有污染物的溶液提取、收集在进行处理。而土壤淋洗技术需要先将受污染土壤挖出，筛选后在利用淋洗剂清晰，而后再将干净土壤运回。原位土壤淋洗技术适用于易渗透土壤，而异位土壤淋洗更适合于与其他修复技术相结合。而土壤淋洗剂种类根据土壤污染源分为无机污染物、有机污染物。主要有如下几种。第一，无机淋洗剂是指酸碱等无机化合物，通过酸解、离子交换等形式来破坏突然表层官能团与重金属形成的络合物，并将重金属交换下来，从而从土壤中分离。第二，络合剂也是淋洗剂的一种。络合剂是指EDlA、N，I．A、柠檬酸等，其工作原理是通过络合作用，将附着在土壤表层而感到金属例子进行解络，然后与重金属离子相结合成为新的化合物，然后从土壤中分离出来，达到淋洗的目的。第三，表面活性剂是指阳离子、阴离子型是活性剂，去除污染物主要由卷缩和增溶完成。卷缩是通过表面活性剂的作用将土壤表面重金属元素卷离，通过表面活性剂张力完成。增溶是指将土壤中难溶性有机化合物分解下来，并依靠表面活性剂的作用形成胶束相，溶解一些难溶性化合物，从而实现污染物的处理。在淋洗过程中由于使用一些化学添加剂，从而土壤中微生物含量可能会受到影响，土壤淋洗修复过程后，要积极采取相应措施恢复土壤质量。在实际情况中，土壤淋洗修复技术更适于与其他技术相结合，全面地解决土壤重金属污染问题。

2.2生物修复法

生物修复是利用生物削减的方式降低土壤重金属毒性，因其具有投资少、效率高、修复效果好等特点，已成为土壤重金属修复的重要手段之一，目前的研究主要集中在微生物和植物的环境治理领域。土壤中含有多种微生物，这些具有特异功能的微生物借助其代谢产物可改变土壤中重金属的赋存形态，进而影响重金属的迁移与生物有效性，消减重金属的毒性。国内外许多学者都十分重视微生物对重金属污染土壤的修复作用，姚俊课题组已开发出适用于典型有色金属尾矿库的高效低成本微生物原位成矿固化修复污染技术，其课题组筛选的碳酸盐矿化菌对土壤Cd2+矿化效果达45．14%，且效果稳定。相对于物理化学修复技术来说，微生物修复技术具有更强更彻底的修复能力，但微生物个体微小，从土壤中分离较困难，且存在与修复现场土著菌株竞争等问题，目前还难以大规模应用。

2.3电修复技术

电修复技术是将电极插入受污染土壤，通过施加低直流电形成电场，使土壤中的重金属离子在电场作用下向负极迁移，并对富集在负极的重金属进行收集处理。电动力学修复技术适用于饱和和非饱和态下低水力传导度的细粒土壤，且不受土壤类型、酸碱度、结构、有机含量和污染物浓度的影响，电力修复土壤与施加电压的功率、种类、电极材料、电极的配置以及电解质有关。

2.4植物修复技术

在对此种技术予以应用时就是要通过合适的绿色植物来吸收土壤当中存在的重金属元素，进而使得污染程度能够切实降低。此种修复技术的优势是明显的，其不会带来二次污染，土壤生态环境也不会受到严重破坏，而且投入的资金也是相对较低的。在展开植物修复时，常用的方式是植物提取、植物挥发、根系过滤、植物固化等。采用植物挥发技术的话，即是对植物拥有的生理机能加以充分应用，使得重金属元素进入到大气中。此种方法的不足是会引起二次污染，因而此种方法的应用受到限制。植物固化就是对植物生长时产生的特殊物质加以利用，使得重金属元素有效转化，确保危害程度能够控制在最小范围内。通过此种修复方法可以使得重金属污染产生的风险可以得到有效管控。

结语

在今后的研究中，探索植物修复方法耦合其他修复方法共同治理土壤重金属污染对土壤修复和生态恢复具有重要意义，同时揭示该修复过程主要影响因素对该方法的推广实施和有效调控具有重要价值。

参考文献

[1]李淋萍，吕忠祥．重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望[J]．化工管理，2020(29)：76．77．

[2]林琳．重金属污染土壤修复技术与应用——以虹口区某地块为例阴．建材与装饰，2020(19)：118-119．

[3]毛竹,王浩.土壤重金属形态分布特性及其影响因素[J].科技资讯,2013(8):163-164.