重金屬污染土壤修復技術與實踐初探

姚忱

【摘 ?要】近年來，雖然世界工業化程度不斷加深，但土壤重金屬污染事件也日益增加，給社會群眾的身心健康帶來了嚴重的危害，加大土壤重金屬防治力度成為人們普遍關注的話題。論文詳細分析了關于重金屬土壤污染的危害性，并基于物化修復、生物修復、農業生態修復的角度提出改進措施，同時列舉了效果較好的土壤修復工程，以供參考。

【Abstract】In recent years， although the industrialization degree of the world is deepening， the incidents of heavy metal polluted soil are also increasing day by day， which brings serious harm to the physical and mental health of the public， and strengthening the prevention and control of heavy metal polluted soil ?has become a topic of general concern. This paper analyzes in detail the harmfulness of heavy metal polluted soil， and proposes improvement measures based on physicochemical remediation， bioremediation and agro-ecological remediation， and lists the effective soil remediation projects， for reference.

【關鍵詞】重金屬污染;土壤;修復技術

【Keywords】heavy metal pollution; soil; remediation technology

【中圖分類號】X53 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2020）02-0172-02

1 引言

土壤是我國重要的自然資源，能夠為農作物提供豐富的能源與養料，對促進農業產業的發展具有重要意義。然而一旦土壤受到重金屬的污染，極易致使植株的基因突變，產生不利因子，影響作物的正常發展，最終也會危害到人類本身。國內土壤污染以耕地污染為主，不同污染源差異較大，需要因地制宜地應用修復技術，通過風險控制區劃來實現修復。

2 重金屬污染對土壤帶來的危害

造成土壤重金屬污染的原因主要是人類所進行的工業活動、農業活動等會排放大量的污染氣體和其他物質，這些有害物質會滲透到土壤中逐漸積累而超過背景值，微量元素包括汞、鎘、鉛、鉻等毒性金屬元素、類金屬（如砷）等生物毒性顯著的元素以及其他有毒元素如鋅、蘗、銅等。近年來，土壤重金屬污染的危害越來越嚴重，體現在食物中毒、生態失衡、水土惡化等[1]。要發揮重金屬污染土壤修復技術的作用，首先就要理解重金屬的來源，然后針對“去除”這一核心來進行。

2.1 重金屬的污染源

第一，大氣污染。受冶煉、電力、化工等工業生產和運輸的影響，在燃燒煤炭、石油等燃料的過程中均會產生大量的重金屬顆粒物，這些顆粒物受氣流的作用進入大氣中，再經過沉降進入土壤結構，致使重金屬含量嚴重超標。實踐證明，土壤中重金屬污染與金屬汞的不斷累積有著密切關聯。大氣中重金屬物質會利用土壤的吸附作用、植物的介質吸收等特點進入土壤中。

第二，污水灌溉。城鄉建設腳步的不斷加快，使得工業化發展明顯提速，廢水污染問題也逐漸顯露出來。大量未經處理的污水被隨意排放到河流、田地，造成污水灌溉，影響作物的生長。

第三，工業活動。采礦、冶煉等產生的廢渣、廢氣都會產生大量的重金屬物質，對周圍環境造成不同程度的污染，并且還會大范圍擴散。

2.2 重金屬污染的危害

據調查，我國耕地土壤所遭受重金屬污染的面積高達3000萬km2，其中以汞、鉛含量為首，對植株的正常生長和人體健康造成極大威脅，癌癥等惡性疾病的誘發率逐年提升，社會重金屬中毒事件層出不窮，如廣東韶關鎘超標，要求有關政府和工業企業必須落實污染治理工作，盡快修復被污染的土壤。與酸堿鹽污染不同，重金屬污染具有一定的隱蔽性、長期性和不可逆轉性，隨著時間的推移，重金屬元素會在土壤中不斷富集，不僅會降低土壤的營養物質含量，減少作物的有機物積累，同時也會污染地下水體，危害水生物[2]。

3 重金屬污染土壤的修復技術

重金屬污染土壤問題已經引發全球關注，其對社會的可持續發展與生態環境建設都有較大影響。對此，為了切實保障生態系統的穩定，維護農業產業的正常發展，需要加強對污染土壤的修復工作，這也是防控重金屬污染的前提。常見的重金屬污染土壤修復技術有物化技術、工程技術、礦物技術以及生物技術等。

3.1 物化修復技術

物理修復手段眾多，一般分為電動修復、電熱修復、土壤淋洗等，能夠實現對土壤中重金屬物質的定向收集、分離吸附和液相回收，逐漸降低重金屬物質的含量。物理修復是當前應對重金屬土地污染問題的主流措施，相對其他修復技術，物理技術多為原位修復，可以控制運輸成本，但技術含量較高，并且只能用于小規模土壤處理，具有局限性[3]。化學修復技術則彌補了這一缺陷，應用性較高，其原理是將化學藥物噴灑在土壤中，使其與重金屬物質相互發生氧化還原反應，隨之吸納，對土壤進行防治，增加對重金屬污染的抵抗性。在采用化學藥物降解重金屬的過程中發現，拮抗技術的效果最佳，清潔力度較高，并且得到了廣泛應用。拮抗技術主要使用吸附、修復能力較高的藥物來整治土壤，具有便捷性和應用性的特點，但無法從源頭上制止金屬污染。

3.2 工程技術與礦物技術

工程修復技術涵蓋了多種修復手段，如對土壤進行變換運作（把污染土壤拉走，換入新的干凈土壤）、客土作業（向污染土壤中加入大量的干凈土壤，覆蓋在表層或混勻，使污染物濃度降低或減少污染物與植物根系的接觸）、深耕翻土（深翻土壤，聚集在表層的污染物分散到土壤深層，達到稀釋和自處理的目的），這些修復手段適用于輕度污染或重度污染的土壤。修復方法是使用未受污染的土壤來代替部分污染土壤，稀釋原有重金屬物質的含量，提高土壤環境容量。礦物修復技術是利用天然礦物質來降低土壤中的金屬物質，不僅可以再次利用廢棄礦物，還可以最大限度地保護環境，如對于膨潤土和凹凸棒石等粘土礦物，能夠利用吸附作用而降低金屬含量。

3.3 生物技術

此技術利用了生物的消減能力來控制污染物的含量，操作便捷，修復效果明顯。生物技術具有的多樣性修復手段可以代替傳統修復手段。一是動物修復技術，這是基礎性、天然性技術，將蚯蚓、老鼠等生物放入土中進行吸附，然后再進行澆灌，驅趕吸附了污染物質的生物。二是植物技術，利用植物來吸收物質，植被在吸收污染物后可以通過自身降解功能化解污染物質，能夠徹底清除重金屬物質。三是微生物技術，由微生物的氧化還原、吸附沉淀功能來降解一些分子結構復雜的無機物。土壤中的微生物活性較高，它們大多帶有自由電荷，新陳代謝快，當周圍環境存在重金屬物質時，它們會運用自帶的耐重金屬細菌來吸附這些元素，從而溶解金屬離子，使其發生反應。微生物修復具有較好的降解作用，且對自然環境無二次危害。此外，植被修復也是常用的修復手段，植物提取法是利用吸附能力較好的植物吸收并轉移土壤中的重金屬，使其集中到收割部位;植物揮發法可以利用植物的生理活動來轉變重金屬的結構形態，使其揮發;植物固化法可以通過根系來過濾、鈍化、固定金屬元素，降低土壤中的活性物質;植物促進法一般用于本身不具有吸收作用的植物，但其根系產生的分泌物如氨基酸、糖類等可以促進根系周圍微生物的生化反應，如小花南芥對鉛鋅復合污染的治理。在農業生態修復方面，可以通過種植多樣的植物來提高土壤含水量以及其他有機物。結合土壤污染情況制定匹配的輪作制度，改變土壤活性，控制藥物使用，保障作物生長安全。

4 重金屬污染土壤的修復實踐

在長期的重金屬土壤修復工程中，我國已初步取得了一些成就，土壤恢復效果不斷提升，修復成本也得到了有效控制。探討系列修復技術和流程，把握重點，可以為后續技術創新項目提供借鑒。除了上述修復技術之外，生物固體堆肥、糖酸鹽改良劑、玻璃化技術等新興技術進一步增強了修復效果，降低了重金屬的危害作用。例如，湘江區域的土壤修復綜合示范項目，稻田修復質量非常高，降低了約64%的Cd含量，這些實踐證明，重金屬土壤修復技術的合理運用具有很好的實用性，能夠滿足現階段土壤保護的需求。

5 結語

總而言之，重金屬污染土壤修復是一項任重而道遠的工作，關乎著社會經濟的發展和民生，隨著“土十條”和“十三五生態環保規劃”的發布實施，土壤污染在“十三五”期間也成為生態環保經濟發展中的一場重要戰役。對于各種土壤修復技術，要總結應用成果，不斷研究，揚長避短，綜合治理，治理效果才會更好。

【參考文獻】

【1】李祥慰.重金屬污染土壤修復技術與實施要點研究[J].大科技，2017（10）：336.

【2】畢薇，林志堅.重金屬污染土壤修復技術的研究進展[J].廣東化工，2016（13）：110-111.

【3】張真源.土壤污染風險管控制度的規范分析與完善路徑[J].華北電力大學學報：社會科學版，2019（05）：1-8.