土壤重金屬污染修復研究進展

張振都 張奇 宋志峰

摘要：土壤重金屬污染已嚴重影響到環境與人類健康，其修復過程主要采用物理、化學和生物修復技術。本文綜述分析了各修復技術的利弊及優缺點，并展望了其未來發展方向，旨在為土壤重金屬污染修復提供科學完善的理論支撐。

基金項目：吉林省農業科技創新工程項目（CXGC2017TD011）

關鍵詞：土壤;重金屬污染;修復技術

中圖分類號： ?X5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： ?A ? ? ? ? ? ? ? ? DOI編號： ? 10.14025/j.cnki.jlny.2019.18.043

隨著工業的迅速發展和農業投入品的廣泛使用，土壤重金屬污染日趨嚴重，土壤重金屬污染修復已迫在眉睫。目前，國內外土壤重金屬污染的修復治理技術主要包括物理修復、化學修復和生物修復技術。

1 物理修復

物理修復主要是利用物理方法、工程措施等減少土壤中的重金屬濃度，降低污染程度。

1.1 換土、客土和翻土法

換土法是將重金屬污染的土壤換為未污染土壤，客土法是將重金屬未污染土壤覆蓋于污染土壤的表層，翻土法是將重金屬污染的表層土壤翻到深層，換土、客土和翻土法均可降低表層土壤的重金屬濃度，減少作物吸收利用。工程措施修復方法見效快、效果好，但實施工程量較大、投資成本較高，且易破壞土壤結構，降低土壤肥力。

1.2 電動修復法

電動修復法是將合適的陽極和陰極置于地下，施加低功率電場，使重金屬離子定向遷移，富集在電極區域，然后收集處理。電場強度、電極材料、電極布置方式等會影響重金屬的富集。電動修復法成本低，適用性廣，對環境友好，容易自動化操作，但對于重金屬污染物的選擇性不高，容易引起土壤pH值變化，涉及技術問題復雜，研究還需完善。

1.3 熱處理法

熱處理法是利用高頻電壓對土壤進行加熱，使低熔點、易揮發重金屬（如汞）從土壤中揮發出來。Kunkel等利用熱解析法對土壤中汞的去除率達到了99.8%。熱處理法工藝簡單，但費用高，耗能大，易造成二次污染。

1.4 淋洗法

淋洗法是利用硝酸、鹽酸、磷酸、硫酸、草酸、檸檬酸、氫氧化鈉、EDTA和DTPA等，淋洗劑將土壤中重金屬活化、萃取、解析、置換，然后，分離、移除。武迎飛研究表明，利用0.1 mol/L EDTA溶液淋洗，土壤中重金屬鉛、鎘去除率分別可達52.27%、83.65%。淋洗法工藝簡單，污染物去除徹底、時間快，但易破壞土壤結構，二次污染嚴重。

2 化學修復

化學修復是利用石灰、碳酸鈣、磷酸鹽、金屬及金屬氧化物、硫化物、綠肥等改良劑將土壤中重金屬氧化、還原、沉淀、吸附、抑制，降低其生物可利用性。劉永紅等研究表明磷礦粉和活化磷礦粉可降低污染土壤中銅的活性，具有修復效果。化學修復在土壤原位中進行，操作簡便，技術成本低，對大面積低程度污染土壤的修復具有優越性，但化學修復僅改變了土壤重金屬的賦存形態，沒有從根本上消除，容易活化繼續造成污染。

3 生物修復

生物修復是利用植物、動物及微生物的新陳代謝活動，吸收、富集、轉化土壤中的重金屬，降低重金屬污染程度。Huang等研究表明玉米和豌豆對鉛有良好的吸收效果。陳嫻等研究表明赤子愛勝蚓（Eiseniafoetida）對水稻土中鎘有顯著的富集作用。Polti研究表明從甘蔗中篩選出的鏈霉菌（Streptomyces sp. MC1）能有效降低土壤中Cr（Ⅵ）的生物利用率。植物修復成本低、生態效益好，但是周期長、效率低;動物和微生物修復成本低、對環境擾動少，但是穩定性差、容易變異，受環境影響顯著。生物修復可在土壤原位進行，且對環境友好，具有良好的發展前景。

4 展望

土壤重金屬污染修復是一個長期復雜的過程，其修復技術也在逐步發展，從單一修復技術向聯合修復技術發展，異位修復技術向原位修復技術發展，破壞、擾動修復技術向綠色、環境友好修復技術發展。在土壤重金屬污染修復過程中，應根據重金屬污染特點，探索、優化、篩選修復技術，為土壤綜合利用及農業可持續發展提供技術支撐。

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作者簡介：張振都，碩士，助理研究員，研究方向：農產品質量安全檢測及風險評估。

通訊作者：宋志峰，碩士，副研究員，研究方向：農產品質量安全風險評估研究。