重金属污染土壤修复技术研究分析

重金属污染土壤修复技术研究分析

李然

云南科力环保股份公司，云南 昆明 650000

摘要：伴随着我国飞速发展的农业工业水平，环境污染与生态破坏现象难以避免，产生的不良影响已危害到身体健康。以土壤污染为例，各种污染物伴随着地表径流以及地下水迁移，导致污染范围不断扩大，与此同时土壤污染所造成的环境影响又有一定的滞后性，往往通过耕地农作物，在食物链富集，最终影响到人类。因此，研究重金属污染土壤修复技术具有重要意义。下面笔者就对此展开探讨。

关键词：重金属；污染；土壤修复技术；

1土壤重金属污染来源及危害

我国土壤重金属污染地区主要分布在工业核心区域，包括长江经济区、珠江经济区，总体来看，南方污染情况较北方严重。重金属来源主要分为两方面：人为因素和自然因素。自然因素较人为因素产生的影响较轻，伴随地壳运动，地质发生变化，矿物风化，地表径流以及大气迁移产生，此类因素产生影响较小。人为因素是土壤重金属污染的主要来源，近现代我国工矿业发展迅速，各类矿石、煤炭原材料开发量巨大，废弃尾渣露天无序堆放，经过雨水沉降作用进入地表径流；研究表明在矿场、钢制厂、火力发电厂及重工业区周边的土壤重金属检测值明显高于非工业区域。重金属元素大多为人体非必须元素且多数为有害元素，人类长期食用重金超标食物，或是饮用超标饮用水，均会损害人体健康。

2 土壤重金属污染现状

重金属进入土壤后，不能被土壤中的微生物分解，反而易与土壤中的部分物质合成为甲基化合物，甚至能产生具有毒性的化学物质；这些物质富集于土壤中由作物吸收，并通过食物链等形式迁移至人体中，造成十分严重的危害。一般而言，造成土壤重金属污染的污染物主要有Pb、Hg、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、As等。重金属元素由于自身结构成分的影响，有较大一部分无法被植物吸收利用，甚至某些重金属元素具有毒性，而同时又有一部分元素可被植物吸收利用，且对人体健康会产生一定良性效果，成为有益于生态环境的物质。因此，面对重金属污染的防治工作，并非要将所有重金属元素都认定为污染物，但是如果有益于作物吸收利用的重金属元素过量，仍然会造成一定的不利影响。由于不同种类的重金属污染具有不同的迁移转化特点和污染性质，且存在于土壤中的形式也有较大差距；因此在评价重金属污染物可能引起的危害时，不仅要定性地从重金属污染物的种类进行研究，同时也要定量地综合考虑污染物的总量和其中不同污染物各自的含量。根据我国农业部门的调查，我国农田土壤污水灌溉面积为140万hm2，受到重金属污染影响的面积占总灌区面积64.8%，遭受Pb、Cr、As、Cd等重金属污染的耕地面积将近2000万km2，大约占我国耕地总面积近20%。每年的粮食产量因重金属污染而减少1000多万t，我国固体废弃物占地和毁田0.13万km2，工业废水和固体废弃物中含有大量的重金属污染物如Cd、Pb、Hg、Cr等，每年受重金属污染的粮食达1200万t，每年造成的直接经济损失超过200亿元人民币。

3 重金属污染土壤修复技术

3.1 化学修复技术

在化学修复技术的应用上，通常应用抑制剂进行污染土壤问题的治理，较为著名的改良剂有H3PO4、石灰和硅酸盐等。其次，表面活性剂也是用于污染土壤治理的改良剂之一，通过表面电荷与吸收位能，以及置换、漯河反应，使土壤中存在的污染因素进行转移，同时使其流动速度进一步提高。该种改良剂在应用上会导致土壤溶液内部的重金属含量提高，也会对地下水造成不同程度的污染。经过进一步研究与应用，表面活性剂可以通过调整表面张力等形式，使土壤中的污染物质能够进行转移方式的改变，从而方面进行重金属物质的解析与分离。此外，化学修复技术还包括有机质改良法，该方法在重金属污染的治理应用上，以腐殖酸和金属离子进行络合反应的形式实施污染物质的控制。该方法通过有机质与还原应用与沉淀作用，使土壤中的污染物能够进行沉淀处理，在应用上具备较好的经济性与社会效益。

3.2 植物修复技术

在该技术的应用上，主要通过耐重金属的植物及其根部的生物化学作用，使土壤中存在的重金属污染物质能够进行沉淀与流动性调节。该种方法的作用较为显著，一方面能够进行污染土壤的保护，防止污染物质在土壤中的进一步转移，另一方面能够使重金属物质能够在植物的根部进行沉积，使其能够固定于植物的根部区域。植物修复技术还能够使土壤中存在的Pb物质进行有效控制，使其毒害作用能够较大程度上的防控。其次，植物修复技术通过植物吸收与挥发作用，使部分可挥发性的重金属物质能够通过植物的挥发作用进行转化与转移，从而达到污染土壤的智力目的。比如汞金属元素，其在土壤中衍生出的形态较多，有无机汞和有机汞等。离子状态下的液态汞经过厌氧细菌的作用，可以转化成具有强烈毒性的甲基汞。植物挥发的治理手段，主要通过抗汞细菌的作用，使土壤中毒性较大的汞物质可以进行更好转化与挥发。最后，植物的提取技术能够使沉积在植物周围的重金属物质通过提取实施分离，一般情况下，重金属污染物质主要集中在根部与树枝的尖端部位，提供过一系列处理工作能够使土壤中可挥发性的污染物质得到较好控制。该方法在进行应用的过程中，一般需要经历四个阶段，第一，土壤内部的污染元素物质通过释放，可以进行转移并和其他物质进行结合，以此方便进行后期的提取、分离工作；第二，植物根本通过吸收作用，使重金属物质能够在不同环境下进行沉积；第三，金属离子沿着植物根部上升至植物内部，经过根部隔膜的作用，污染物质可以与营养物质相分离污染物质经过植物内部的进一步化合与重复化合，使其以复合状态的形式存在于植物内部；第四，植物在重金属物质的反复化合作用下，最终将其对金属污染物质进行忍耐与积累。

3.3 物理化学修复技术的应用

吴秋梅等[1]利用水铝钙石对土壤中重金属Cd污染进行修复，结果表明，在土壤中添加水铝钙石能够提高土壤pH值并显著降低土壤中Cd有效态含量，降低幅度达到97.7%。蒋仁霞等[2]使用土壤调理剂对土壤中重金属Cd污染进行修复试验，结果表明，使用土壤调理剂可使土壤pH值显著提高，并使稻米中的Cd含量显著降低。安梦洁等探讨了修复剂对土壤中重金属Pb和Cr的修复作用，研究发现，施用棉粕腐植酸和聚丙烯酸钾可使土壤中Pb、Cd含量分别减少62.6%和52.3%，且对微生物群落的分布有较大影响。许剑臣等研究了不同改良剂对土壤重金属污染物的修复效果，结果表明，单施2%泥炭对土壤中重金属Zn和Cu的钝化效果最显著，1%蛭石和1%骨粉对重金属Cd含量的降低效果显著，2%泥炭、1%蛭石+1%泥炭和1%蛭石+1%骨粉处理组对作物体内Cu、Zn和Cd含量降低效果最显著。

结束语

综上所述，进行重金属污染土壤的生态修复是一项任重而道远的任务。在目前的重金属污染土壤的修复技术应用上，需要结合实际情况进行相应的防治工作，一方面需要从源头上控制重金属污染物的排放，另外一方面还需应用先进的土壤修复技术对已经受到污染的土壤进行生态修复，才能确保土壤的相关环境污染问题能够得到较好处置。

参考文献：

[1] 吴秋梅,郝晓伟,雷鸣,等.重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J].农业环境科学学报,2013,3(03):409-417.

[2] 蒋仁霞,杨肖娥,倪吾钟.重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望[J].应用生态学报,2020,13(06):757-762.

[3] 武越.土壤重金属污染修复技术的研究进展[J].化工管理,2020(31):151-152.