重金屬污染土壤修復技術及其修復實踐

王麗　李哲　濮陽雪華　張靜　梁鵬

摘要：土壤重金屬污染問題已成為當今社會普遍關注的環境問題。本文對重金屬污染土壤修復技術及其修復實踐進行了探討，以期為相關人員提供一定參考。

關鍵詞：重金屬；污染；土壤修復

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）06-0077-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.046

Abstract： The problem of soil pollution by heavy metals has been a common concern in todays society. Therefore， the remediation technology and practice of heavy metal contaminated soil were discussed in this paper， in order to provide some reference for related personnel.

Key words： Heavy metals； Pollution； Soil remediation

根據近年來治理被污染土體壤研究結果來看，修復被污染土層修復技術主要有物理方面的治理技術、化學方面的修復技術、生物方面的治理技術和農業的較為生態修的復技術等。

1 關于重金屬污染土壤問題

近些年，我國的工業化發展和城市化發展都非常迅速， 關于土壤的重金屬污染問題已經成為不容忽視且較為突出環境問題。 土壤主要受 Cd、As、Pb、Hg、Zn等重金屬物污染，很多重金屬都是有毒的。據統計被污染的種植土地面積達到將近2000萬hm?， 大約占了總種植土地面積的1/5。土壤被污染主要是由于一些人類行為活動和一些自然原因。

1.1 人為原因

土壤會被重金屬污染的人為原因主要包括汽車的尾氣排放、生活廢水隨意排放、各種工業廢水未經處理隨意排放、污水灌溉、農藥和化肥的大量使用和礦產的大量開采、金屬冶煉、煤的大量燃燒等。

1.2 自然原因

自然原因主要包括巖石的自然風化、地殼板塊、火山噴發等。這些自然因素是造成土壤污染問題的次要原因。

2 關于土壤修復技術和實踐

2.1 一般修復方法

2.1.1 物理和化學修復技術

關于物理方面和化學方面的修整修復技術主要是將土體物理方面和化學方面性質和重金屬的不同特質作為基礎，利用理化手段來分開或者固化土體中的重金屬，以達到清理土體修復土層的目的。這種修復土層的方法優點是較為簡潔、靈活，時間周期也短，適合于很多種重金屬的處理。當然也有缺點，主要是工作量大，成本高。

2.1.2 客土法、換污染土法、去表層土、深層翻耕土層法

這些方法都有一個限定性，就是只適合面積較小的土壤污染。客土法是指在被污染土體的表層加入沒有被污染的土層，兩種土體混合，就會使被污染土層的重金屬濃度降低到危險濃度以下，這種方法的修復周期一般小于3個月。換污染土法是指將被污染土層的一些土層部分或全部都換去， 換成沒有被污染的土體，這樣會減少重金屬危害。去表層土是指根據重金屬污染土體表層土的一些特質，只選用活性化下層的土體[1]。深層翻耕土層法是指大量翻動土層的上下土體，讓重金屬在更多的土體上擴散， 來減少重金屬的含量，達到可承受的范疇之內。這種方式的修復率大約在43%左右，但耗費大量人力物力，成本很高。

2.1.3 土壤淋洗法

土壤淋洗是指用一些特殊的淋洗劑去淋洗土壤，除去土壤中的重金屬污染 物，這種方式的關鍵在于選擇高效實用的淋洗劑。 土壤淋洗法的優點在于可以大范圍使用，適合用于一些重度污染的土體。缺點在于淋洗劑的成本很高，并且可能會對地下水造成污染，對植物也有危害，而且這種方法只適用于粘粒含量低于25%被污染的土層等。此方式修復周期一般小于12個月。

2.1.4 熱解吸法

熱解吸技術是指用不同方式對重金屬污染土體加熱， 溫度到達特定高度時土體中的一些重金屬會發散掉， 然后將這些發散物集中處理。該方法的優點在于可以直接有效地對土層中的重金屬污染物進行清潔，缺點在于要消耗大量燃料，成本很高以及重金屬揮發以后收集問題也很麻煩。

2.1.5 玻璃化的修復技術

玻璃硬化的修復方法指將被重金屬污染的土體高溫處理，冷化之后會形成像玻璃一樣的物質，可以直接將固體重金屬清除掉。缺點和熱解法相似，需要消耗很多燃料，成本很高，每噸大約6160元，修復周期一般小于5個月。

2.1.6 電動修復技術

電動治理技術是指向被污染的土體中插入電極，讓這些金屬離子在電磁場作用下通過一些物理反應實現清理土體中重金屬的目的。此項技術在歐美已經進入商業化階段。

2.1.7 固化以及穩定化技術

固定化和穩定化是指在被金屬污染的土體中加入固定化或者穩定化的藥劑，利用某些特殊的理化技術來降低重金屬的危害[2]。此種方式成本不高，但是藥劑的選擇對清除金屬污染物來說至關重要。

2.1.8 離子拮抗技術

離子技術是指土體中的某些金屬離子有拮抗作用，當土層的重金屬含量過高時，可以向土層中倒入一些對植物傷害稍輕的拮抗性重金屬離子，從而降低危害。

2.2 生物修復技術

以生物技術修復被重金屬污染的土層只有兩種治理方法，一種是植物治理技術，一種是微生物治理技術。此類方法是利用生物體的代謝活動，來減少土層中重金屬的含量，來達到治理土體的目的。

2.2.1 植物修復技術

植物治理技術主要是指對重金屬污染物的原位固定和轉化，是一種植被提取技術，是土體和植被以及根系生物綜合作用的效應[3]，但需要長期監測。該技術的優點在于成本低，可以有效地修復植被，對優化環境也很有幫助。該技術的價格每噸大約160元，修復周期一般小于12個月。

2.2.2 微生物修復技術

微生物治理技術是指用被污染土體的一些微生物，來吸附或者氧化重金屬離子，從而降低污染土層中重金屬的危害性。微生物治理技術優點在于價格適中，每噸成本在400～1120元，修復周期一般在6個月左右。

2.3 農業生態修復技術

農業生態治理技術是指調整種植一些被污染的土層不種植生物鏈作物，以降低重金屬的活性，從而減輕危害。此項技術主要是對土壤、水分以及種植制度的控制。

2.3.1用控制土壤水分來調節土壤的Eh值

土層重金屬污染物的活性受土層氧化還原影響很大， 一些重金屬在不一樣的氧化還原狀態下能夠表現出不一樣的毒性和遷移性[4]。土體水分是控制土體氧化還原狀態的一個主要因素， 所以，可通過控制土層水分來影響重金屬的活性，將危害性降到最低。

2.3.2化肥以及有機肥和農藥的合理使用

化肥以及有機肥和農藥的使用是導致重金屬污染土層的因素之一。所以合理的使用化肥以及有機肥和農藥可以降低土壤的負荷，減少一些污染。化肥的生產上可以盡量減少這些作物肥料的重金屬含量。在土體中使用有機肥會提高土體中重金屬的活性，從而加大危害。

2.3.3改變種植制度和調整作物種類

改變種植制度和調整植被種植種類是減少重金屬污染的一個簡單有效措施。在被污染土層中種植對重金屬污染物具有抗性且不進入食物鏈的作物品種可以減少重金屬的危害。在被重金屬污染的土層種植超富集植物，連續種植可以清除土層中的重金屬。

3 重金屬污染土層修復的一些實踐

在西班牙某條河附近一塊被污染的土壤進行了6年使用生物固體堆肥以及一些改良劑的大田試驗，結果發現一些改良劑處理可明顯地減少土體中重金屬含量。加拿大某城市受到礦產開發和冶煉的影響，大約有30m2的土壤遭受重金屬的嚴重污染導致寸草不生，相關實驗人員通過添加生石灰和有機肥， 使該地區植被得到了恢復。對被重金屬污染的土壤進行了5年的治理， 植物治理技術的費用大約為200萬元，普通的清除技術大約要528萬元。另外，我國的一些高校和研究所也開展了對被重金屬污染土層的治理工作。

參考文獻

[1]黃潔慧，解靜靜.淺談重金屬污染土壤修復技術及其修復實踐[J].低碳世界，2017，（03）：17-18.

[2]劉宇.重金屬污染土壤修復技術及其修復實踐[J].中國高新技術企業，2014，（17）：55-56.

[3]陳永軍.重金屬污染土壤修復技術及其修復實踐探討[J].低碳世界，2016，（19）：22-23.

[4]劉璐.芻議重金屬污染土壤修復技術及其修復實踐[J].環境與發展，2017，29（09）：74-75.

收稿日期：2018-04-19

作者簡介：王麗（1986-），女，本科，中級工程師，研究方向為農業資源與環境。