土壤重金屬污染修復技術現狀

蒲浩

【摘 要】目前我國經濟發展迅速，重金屬問題也日益嚴重，重金屬污染已然成為威脅我國生態環境的重要問題。本文主要對當前我國土壤重金屬污染危害進行分析，并提出相應的修復技術措施，從物理技術修復、電動修復、化學修復技術、植物修復技術等幾方面展開探討。

【關鍵詞】土壤污染；重金屬污染；修復技術；土壤修復

我國目前土壤環境（含農用地和建設用地）相關標準中重金屬指的是銅、鉛、鋅、鎳、鈷、銻、汞、釩、鈹、鎘和鉻。重金屬污染指由重金屬或其化合物造成的環境污染。重金屬污染不僅會影響生態環境質量，同時也會對人的健康造成很大的危害。

一、土壤重金屬污染的危害

第一，對土壤環境、植物的影響。土壤為植物生長提供氮、磷、鉀等基本營養元素，當土壤中重金屬超標時，將會影響植物對氮、磷的吸收，改變鉀的形態，從而影響植物的生長。另外，土壤中有效態的重金屬能夠被植物直接吸收，對植物產生毒害作用。土壤中的重金屬能夠吸附于膠體表面，或與土壤中的某些化合物生成沉淀，進而影響植物對養分的吸收。第二，對動物、微生物和土壤酶的影響。當土壤中重金屬含量超標時，會對土壤中的動物、微生物產生抑制或毒害作用，降低酶活性，影響土壤質量。第三，對人體的危害。Cd能夠對人體的腎、肝、肺、骨骼、神經，以及血液和免疫系統產生傷害。Pb、Cu能夠通過破壞生殖器官的功能，造成生殖障礙。Pb、Hg能夠通過影響人的妊娠，引發胎兒的流產、畸形、死亡等。Pb能通過破壞兒童的中樞神經系統，造成兒童的智力和行為障礙，也能對成人的神經、消化、心血管等系統產生危害。Cu能使血紅蛋白變性，破壞細胞膜，降低酶活性，造成機體代謝紊亂。As能夠造成肝脾腫大，肝腹水，抑制兒童智力發育，還能引發黑腳病、糖尿病、腎病、腦血管等方面的疾病。

二、土壤重金屬污染產生的原因

（一）農業污染

我們國家是農業生產大國，現代農業生產的過程中，含重金屬成分的化肥、農藥大量的使用，均會引發土壤重金屬含有量超標的問題。特別是在很多化肥中，重金屬污染元素的嚴重超標，相比較傳統有機肥料，現階段絕大部分化學肥料中質量比較差的過磷酸鈣肥以及磷肥中普遍含有鎘和砷等一些重金屬。依據科學調查呈現出的結果，關于集約化養殖場，存在使用飼料添加劑超量的行為，飼料添加劑中普遍含有銅、鋅元素，畜禽食用了含有添加劑的飼料后，排泄的糞便中也會含有超量的重金屬元素，隨著農田施用有污染物的肥料，進而致使農田土壤遭到重金屬污染物的污染。

（二）固體廢棄物堆放

農、林、牧、漁業等農業生產活動產生的廢棄固體物統稱為農業固體廢棄物，包括作物秸稈、樹葉、畜禽糞便、農副產品以及漁業副產品等。城市垃圾常常和工業廢棄物混合堆放，而城市近郊農民又有將城市垃圾用作肥料的習慣。垃圾中含有Cu、Pb、As、Cr、Hg等重金屬元素會使農田土壤重金屬污染加劇。與一般工業三廢污染相比，農業固體廢棄物極易移動，不易擴散。目前，人們對固體廢棄物的危害性、資源化程度認識不夠，導致大量的固體廢物隨意丟棄、堆積、填埋，綜合利用十分有限，大量有毒有害物質滲透到自然環境中，已經或正在對生態環境造成極大的破壞。

（三）尾礦污染

尾礦中的重金屬傳播途徑主要是通過水進行傳播的，并且尾礦中的大部分重金屬是以硫化物的形式存在，金屬成分主要為鉛、鋅、鎘、鉻和錳。硫化物尾礦在與氧氣進行接觸的過程當中，通過雨水的浸泡及淋濾等方式，使得浸出液中總氰化物、氯化物、硫酸鹽、鉛、鎘、銅、鋅、汞、錳等污染物可溶性離子得到釋放，并且若是在經過微生物的作用以后，其釋放過程會得到有效提升，不僅可以釋放可溶性的重金屬離子，同進還會順著酸性物質而排出，這些酸性廢水的擴散與傳播，會造成周圍環境的污染，從而造成人體重金屬含量超標，以至于影響人類的身體健康與生命安全。

三、土壤重金屬污染修復技術應用

（一）物理修復技術

物理修復技術主要采用工程措施、熱脫附法降低土壤中的重金屬含量。常用措施包括換土法、客土法等。換土法是用未被污染的土壤替換污染土壤，以達到稀釋污染物含量，增加土壤的環境承載能力。采用換土法要妥善處理被挖污染土壤，避免引起次生污染。客土法是用清潔的土壤覆蓋在污染的土壤上，并保證清潔土壤的厚度大于耕作層的厚度，使得被污染的土壤盡量不影響作物生長。選擇客土時盡可能選擇與主土pH值接近的土壤，避免因酸堿性變化導致污染土壤重金屬活性的變化。

（二）電動修復

電動修復是集合電化學與土壤學于一體的學科研究，其原理是利用重金屬能夠被電所吸附原理，給土壤中插入電極，通入直流電，土壤中的重金屬在電場的作用下，向電極兩端移動，聚集在電極兩端之后，技術人員再對其進行集中處理。通入直流電之后，重金屬離子的移動包括帶電離子的電遷移；帶電假膠體微粒的電泳；而電滲流主要針對液體狀態存在的物質。因此，針對不同污染源的土壤，要合理利用電動修復技術。電動修復技術，受到土壤環境的影響，例如土壤酸堿度。重金屬以離子狀態存在于土壤中時，酸堿度會改變重金屬離子的帶電狀態，給電動修復技術帶來困難。而當環境中存在一些較大的金屬物質或者絕緣物質時，都會對電極所產生的電場有一定的影響，進而影響修復效果。近些年，國內外都對電極修復技術做了一系列探索、研究，甚至一些西方國家將點擊修復技術發展成一種商業模式，用于環境保護中，相信未來電極修復技術還會有更開闊的發展前景。

（三）化學修復技術

化學修復主要是采用抑制劑、改良劑，提高土壤當中的陽離子、有機質等含量，改變Eh、pH值以及電導理化性質，從而讓土壤金屬出現各種化學反應，抵抗重金屬生物中的有效性。但不是一種永久性修復措施，這樣可以改變重金屬在土壤中的生存形態，但是金屬元素在土壤中容易再度活化。可以采用碳酸鈣、磷酸鹽、石灰、沸石等作為改良劑。其中，對于酸性污染，可以通過石灰減少土壤的pH值，減少土壤中的溶解性。也可以在土壤環境中加入某些金屬元素，發揮拮抗作用，這樣即可減少土壤中的重金屬污染。

（四）植物修復技術

植物轉化也稱植物降解就是通過植物體內的新陳代謝作用將吸收的污染物進行分解，或者通過植物分泌出的化合物（比如酶）的作用對植物外部的污染物進行分解。可處理的污染土類型有重金屬（如鎘、鉛、鎳、銅、鋅、鈷、鉻、汞等），以及特定的有機污染物（如石油烴、五氯酚、多環芳烴等）。該技術處理周期較長，一般需3～8年。其修復成本相對低廉，相關配套設施已能夠成套化生產制造，在國外已廣泛應用于重金屬、放射性核素、鹵代烴、汽油、石油烴等污染土壤的修復，技術相對比較成熟。

四、結語

綜上所述，重金屬毒性大、污染大、來源廣，進入環境中會對動植物、人類身體造成嚴重的影響和危害，重金屬污染成為世界重點關注的問題。我們必須從物理、化學等多方面進行修復技術的研究和創新，盡可能環節重金屬所帶來的危害，避免出現二次污染，進一步提高我國生態環境的整體水平。

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