土壤重金屬污染現狀及修復技術分析

宋欣欣

（杭州市環境保護科學研究設計有限公司 浙江杭州 310014）

引言

利用科學、合理的修復技術，阻斷重金屬污染物在土壤中的遷移，有效去除或降低土壤重金屬含量，恢復土壤生態系統功能，增強土壤應用功能，為經濟社會發展提供寶貴土地資源。

1 土壤重金屬污染現狀

1.1 現狀、根源

據統計，我國目前耕地土壤重金屬污染超標率約占全部耕地面積的19.4%。土壤中的重金屬污染主要表現為鉻、砷、汞、鎘，、鉛等。土壤重金屬污染的來源主要有工業污染、礦山開采、化肥農藥過量施用等。據農業部在全國140萬平方公里的污水灌區調查結果顯示，約有64.8%的污水灌區遭受重金屬污染，每年約有1200萬噸糧食受到重金屬污染。從土壤重金屬污染的分布來看，主要集中于經濟發達的長三角、珠三角、老工業基地，以及西南等部分礦業大省。

1.2 類型、來源

所謂“重金屬”，是指密度超過5g/cm3的金屬。在自然環境中，土壤重金屬污染主要有鎘、鉻、鎳、鉛、砷、汞等，其中，汞、鉛、鉻、砷、鎘具有較強的毒性，也是土壤重金屬修復的重點對象。從土壤重金屬污染來源看，既有自然原因，也有人為因素。前者，主要包括火山噴發、巖石風化過程中重金屬浸入到周邊土壤中，增加土壤重金屬含量。人為因素主要包括工業生產、礦山開采、農業生產、金屬冶煉等，人為因素是土壤重金屬污染的主要來源，也是預防的關鍵。

1.3 特點、危害

與有機、無機等污染物相比，重金屬污染物會在土壤中富集，造成土壤結節，降低土壤生產力。此外，具有較強的累積性、滯后性和不可降解性。土壤中的重金屬污染物還會隨著植物的根系，富集于植物根、莖、葉、果實中，最終通過食物鏈危害到人體健康。如，過量食入“鎘大米”會在人體類富集，具有較強的致突變性和致癌性。含汞食物會影響胎兒正常發育。

2 土壤重金屬污染修復技術分析

2.1 物理修復

采用物理措施，將重金屬污染物從土壤中分離或去除。物理隔離工藝還包括：（1）物理工程修復法：換土/客土/翻土/去表土法。（2）電熱修復法。（3）電動修復法等。

目前，物理隔離技術中應用較為成熟的有熱處理和吸附法。以吸附法為例，該工藝技術是以活性炭、生物炭為吸附劑，萃取、吸附土壤中的重金屬元素，從而實現恢復土壤生態系統功能的效果。如，利用“吸附-光催化”聯合方法對受銅、鋅、鉛、鎘等污染的土壤進行修復，首先，采用乙二胺-N，N’-琥珀酸（EDDS）對土壤中的重金屬元素進行萃取；其次，利用洗滌液對受污染土壤進行光催化處理；再次，萃取、吸附土壤中的重金屬元素，使被修復土壤達標。物理工程修復法治標不治本，大范圍應用成本高；電熱修復法效果雖好，但費用昂貴；電動修復法效果較好，但工藝技術要求高。

2.2 化學修復

化學修復法，是將化學改良劑撒入受重金屬污染土壤中，利用改良劑的吸附作用，實現降解或去除土壤重金屬污染物的效果。目前，化學修復主要包括化學萃取、離子拮抗和化學改良。以EDTA淋洗技術為例，選用檸檬酸與EDTA聯合修復，能夠對土壤中的銅、鉛、鋅、鉻具有很好的提取效果。化學修復中的化學萃取工藝，不會破壞土壤結構，但該工藝技術復雜，修復費用高，易造成二次污染等。離子拮抗主要應用于抑制土壤重金屬活性，通過投加其他金屬拮抗，達到修復效果。化學改良工藝具有廣闊的應用前景，但天然改良劑儲量限制其大面積應用。

2.3 生物修復

利用植物或者微生物的代謝活動，減少或徹底去除土壤中的重金屬污染物濃度的一種修復工藝。常見的生物修復技術包括：植物修復技術和微生物修復技術。其中，（1）植物修復技術，利用植物根部萃取及吸收受污染土壤中的重金屬，并使其原位固定或隔離化，清除較徹底。常見的有油菜、苧麻、野茼蒿、艾草、白楊、落葉松等。（2）動物修復技術。利用蚯蚓、老鼠等不同生物，吸附土壤中的重金屬元素，再利用澆灌方法，驅趕已吸附了重金屬污染物的動物，達到修復效果。（3）微生物修復技術。利用微生物對重金屬的氧化還原劑親和力，將土壤中的重金屬污染物轉化為低毒或無毒，如，酵母菌、真菌、生菌、藻類等。微生物修復技術具有費用低、可再生等優勢。生物修復技術具有修復成本低、無二次污染，且可以大范圍受污染的土壤修復中使用，具有較好的生態效益。

結語

土壤重金屬污染修復是利用科學的技術或方法去除土壤中的重金屬或降低土壤中的重金屬活性，實現土壤生態系統功能的恢復，減少重金屬污染物被植物吸收、切斷重金屬污染物遷移，防治重金屬對人體健康危害具有積極效果，在實際應用中應根據修復場地的實際情況，合理選擇修復方法或者選擇多種方法融合使用，以實現預期效果。