土壤重金屬污染修復技術研究進展

趙 海

（廣東嘉俊陶瓷有限公司，廣東 江門 529471）

土壤重金屬污染修復技術研究進展

趙 海

（廣東嘉俊陶瓷有限公司，廣東 江門 529471）

土壤重金屬污染是指人們通過各種活動將重金屬帶入土壤中，致使土壤重金屬含量明顯高于其自然背景值，造成生態破壞和環境質量惡化的現象。筆者結合多年的實踐經驗，從土壤重金屬的來源及危害出發，重點闡述幾種土壤重金屬污染修復技術，并結合有關污染修復實踐進行分析，以期為今后的土壤重金屬污染修復工作提供借鑒。

土壤；重金屬污染；修復技術

1 土壤重金屬的來源及危害

除了成土過程和火山爆發等自然因素以外，人類活動是造成土壤重金屬污染的主要原因。對于干旱地區來說，灌溉是解決農田缺水問題的有效途徑，但是采取不正確的灌溉方法和大量重金屬超標污水的引入會造成嚴重的土壤重金屬污染。采礦和冶煉類工廠企業在生產過程中會產生大量的重金屬廢水，一些污水未經處理直接排放到環境中，造成周圍土壤中匯聚大量的重金屬成分。我國汽車保有量逐年遞增，而Cu、Cr、Co、Pb等重金屬的來源主要是汽車尾氣的排放，這些重金屬元素會隨著降水滲入土壤中。有機肥和磷肥中有較高含量的重金屬，長期施用化肥也會導致土壤重金屬含量增加。

重金屬污染的土壤上生長出來的農作物會吸收一部分重金屬，影響食品安全，這些農產品經消化道進入人體后可能會引發高血壓甚至是癌癥等疾病[1]。

2 土壤重金屬污染修復技術

2.1 傳統修復技術

我國應用最早的就是物理修復中的土壤淋洗技術，主要是將土壤中的重金屬轉移到淋洗液中，這種修復方法具有投入低、見效快以及操作方便的優勢，但這種技術只是單純改變土壤中重金屬的形態，并沒有將其清除，容易造成二次污染?；瘜W修復技術就是在受污染土壤中加入穩定劑，調節和改變重金屬的物理和化學性質，降低土壤的生物有效性和可遷移性。雖然這兩種傳統的修復方法在實際運用中能收到一定的效果，但是操作流程比較復雜，工程量大，費用較高，而且在一定程度上會降低土壤肥力，不適宜大規模的推廣應用。

2.2 生物修復技術

2.2.1 植物修復技術

植物修復技術是指利用植物和植物根際微生物對土壤污染物的提取、吸收和揮發等特性來降低土壤中重金屬含量的技術。其修復原理包括：植物提取，根際降解、植物降解和植物揮發等。其中植物提取就是利用某些植物能吸附重金屬的特點，通過技術處理使其將部分重金屬帶出土壤，從而達到降低土壤中重金屬含量的目的。目前，這項技術在土壤修復中運用較多，它能增強原有土壤中的肥力，而且植物覆蓋率的增加有利于生態環境的保護，成本較低。需要注意的是，采用這項技術時最重要的環節在于植物的選擇，研究表明，庭芥屬、堇菜屬和遏藍菜屬的植物都具有超強的富集能力，是進行這項技術的絕佳材料。

2.2.2 土壤動物修復技術

通常所謂的土壤動物修復技術就是利用土壤動物及其腸道，通過人工或者自然的作用使其在污染土壤中生長和繁殖，達到分解土壤中污染物，以降低土壤重金屬含量的目的。土壤動物吸收土壤中的重金屬后形成金屬硫蛋白，再通過代謝作用產生多肽，以降低重金屬的活性。但是這種技術會受到一定的限制，目前主要利用蚯蚓和鼠類完成這方面的修復工作，在實際的操作中，人們需要更加深入地對這項技術進行研究[2]。

2.3 電動修復技術

電動修復技術是美國路易斯安那州立大學研究出的土壤污染原位修復技術，主要用于低透水系數以及地下水的修復工作。其工作原理就是通過在污染土壤區域內施加比較微弱的電流，形成電場，并利用土壤孔隙中的水作為介質，污染物在電場作用下會朝固定方向遷移，到達電極區會自動沉淀，最后將污染物進行集中處理，與原有土壤分離開來。這項技術的關鍵就是控制土壤中的酸堿值，從而提升修復能力。目前這項技術也已進入實踐研究階段。

2.4 物理修復技術

2.4.1 翻土與客土法

翻土法就是利用機械將表面受污染的土層轉移到更深的層次，達到稀釋重金屬含量的目的?？屯练ň褪菍⒋罅扛蓛敉寥阑烊胧芪廴就寥乐校档驮瓉韰^域內土壤的受污染程度。翻土法和客土法在短期內能收到一定的效果，實現修復的目標，但是成本較高，需要投入大量的人力、物力和財力，這兩種方法會降低土壤肥力和初級生產力，所以不適合大范圍推廣。

2.4.2 熱處理

熱處理主要是采用加熱的方式將土壤中具有揮發性質的重金屬種類從土壤中解析出來，這種方法對土壤中大部分重金屬能起到一定的作用，對其他不具備揮發性質的重金屬和放射性元素也能起到固定的作用，降低其對環境和農作物造成的危害。但是不足之處在于，高溫熱處理的方法對土壤中的有機質和結構水會造成較大的破壞，而且需要消耗較多的能量，因此在實踐中運用較少。

2.4.3 固化法

固化法主要是在受污染土壤中加入固化劑從而改變土壤性質，利用重金屬的吸附、沉淀作用降低其遷移性和生物有效性。除了石灰、水泥等單一性質的固化劑以外，人們還可以利用復合固化劑，即將多種材料按照一定的比例進行混合，提升其工程技術性能。經過固化后的土壤一方面可以降低遷移性和生物有效性，還能作為建筑材料用于路面和地基的鋪設，擴展了使用性能。不過，固化技術也存在破壞土壤的風險，對生態系統可能會造成一定的影響，而且大量固化劑的使用會引起成本的大幅度提升。

2.5 聯合修復技術

由于土壤污染重金屬成分是多樣的，加上地區的差異，不同區域內的污染類型、污染程度以及土壤類型都是不盡相同的。所以，傳統單一的修復方法已經不能滿足當下的需求，聯合修復技術已經成為目前土壤重金屬污染修復的主要研究方向。其應用領域包括植物-微生物的聯合修復法，物理-化學-生物的聯合修復法以及動物-植物聯合修復法。植物-微生物的聯合修復法是近年來國內外強化植物修復技術的研究熱點，分為植物與專性菌株聯合修復以及植物與菌根聯合修復兩種形式，這種方法的效果受到土壤類型及污染程度的影響[3]。

3 土壤重金屬污染修復實踐分析

目前，一些發達國家的土壤重金屬修復工作已經進入推廣應用的階段，植物修復技術是未來的重要發展方向。據不完全統計，我國目前受Cd、As、Pb、Hg等重金屬污染的耕地面積近2 000萬hm2，約占總耕地面積的20%，政府相關部門也開展了一系列土壤修復工作。20世紀末，中國科學院地理科學與資源研究所環境修復中心發現了世界上第一種超富集生物——蜈蚣草，其在全國范圍內得到廣泛應用。目前，我國湖南郴州和浙江富陽等地都建立了植物修復試點工程，國內部分高校也開展了相關的土壤重金屬污染修復工作，取得了一定的成效。筆者在土壤修復方面也進行了一些研究，經過長期的實踐發現，在耕地土壤中加入骨炭、赤泥和石灰等改良劑能夠有效降低土壤中Cd、As的遷移和積累概率，保證農作物的產量和質量。

4 結語

目前，我國的土壤重金屬修復技術雖然取得了一定的成果，但也存在諸多不足。復雜的土壤類型和日漸增多的重金屬污染種類都給修復工作施加了許多壓力，每一種修復技術都有其優劣，在實際的工作中，人們要取長補短，發揮其最大優勢。土壤重金屬修復工作是一項長期的系統工程，人們將來一定能研究出更加適應當前土壤污染治理工作的修復技術，探索出新的思路和方法。可以預見的是，植物修復技術擁有巨大的發展潛力，因為它能很好地適應綠色、低碳、環保的社會發展要求，推動社會的可持續發展。

1 茹淑華，張國印，孫世友，等.污灌區土壤-植物系統中重金屬的分布與遷移轉化特征研究[J].河北農業科學，2010，14（7）：77-79.

2 曹心德，魏曉欣，代革聯，等.土壤重金屬復合污染及其化學鈍化修復技術研究進展[J].環境工程學報，2011，5（7）：1441-1453.

3 曲 蛟.錦州市鐵合金廠土壤重金屬污染分析、修復及植物產后利用的研究[D].長春：東北師范大學，2011.

Research Progress on Remediation Technology of Soil Heavy Metal Pollution

Zhao Hai
(Guangdong Jiajun Ceramics Co., Ltd., Jiangmen 529471, China)

Soil heavy metal pollution refers to people through a variety of activities will be heavy metal into the soil, resulting in soil heavy metal content was significantly higher than its natural background value, resulting in ecological damage and deterioration of environmental quality phenomenon. Based on the practical experience of the author, this paper focuses on the remediation techniques of heavy metal pollution in soils, and analyzes the remediation practices of soil heavy metals in order to provide reference for the future soil heavy metal pollution remediation work.

soil; heavy metal pollution; repair technology

X53

A

1008-9500(2017)09-0110-03

2017-07-02

趙海（1972-），男，安徽宿松人，助理工程師，研究方向：資源節約與環境保護。