重金屬污染土壤修復技術及其修復探討

余庚軒，程鋒濤

（鎮平縣環境保護局，河南 南陽 473000）

自從改革開放以來，我國的工業飛速發展，同時對土壤和環境的污染也在急劇加重，土壤的重金屬污染主要是指土壤中一些金屬物質含量超標，比如常見的鉛，汞等，這些金屬物質的含量一旦超過標準，就會對人的身體產生巨大的危害。但是重金屬污染的土壤僅用肉眼是無法觀察出來的，必須采用專業的檢測方法，這就導致重金屬污染潛伏在人們的生活中，不知不覺的危害人們的身體健康。如果重金屬污染的土壤長期得不到修復的話，就會對土壤造成不可逆轉性的危害，長此以往還會對地下水資源造成污染，從而影響人們的飲水安全。

1 物理化學修復技術以及修復實踐

在我國所有的耕地中，被重金屬污染的耕地面積已經達到了總面積的五分之一，所以我國的土壤修復已經是迫在眉睫，而人類活動是造成重金屬污染土壤的主要原因，要想改善污染問題就要從源頭出發，控制人類活動，防止繼續污染土壤，并且開展研發各種土壤修復技術對污染過的土地進行因地制宜的修復。

（1）換土、去表土深耕翻土法和土壤淋洗法。對于一些污染較輕并且范圍相對來說較小的土壤，可以采用技術含量低的深耕翻土法和換土，這種方法就是對污染過土壤進行翻新，從而去除其中超標的重金屬物質，但是這種方式只能是治標不治本，土壤二次污染的幾率比較大，不過相對于其他技術來說技術含量較低，需要投入大量的人力和財力，在成本上花費較高，只在一些土質特殊的地區進行使用。土壤淋洗法的修復效果取決于土壤的種類，土壤淋洗法主要是采用淋洗劑對土壤進行沖洗，從而去除土壤中超標的重金屬，如果土壤的滲透效果較差，這時淋洗劑的效果就會降到最低，所以這種方法主要應用在沙土以及輕質土。同時淋洗劑的選擇也會影響到修復效果，好的淋洗劑對土壤的修復效果一定是高于價格便宜的淋洗劑，但是這樣所需要的成本就會大大地提升，同時一些淋洗劑在沖刷有毒重金屬元素的同時還會洗去植物所需要的金屬元素，就像鈣、鎂等金屬元素，從而導致所種植的作物吸收不到足夠的營養元素，出現發育不良的情況，影響最后的收成，所以土壤淋洗法的作用也不是特別的大，最后由于淋洗劑本身也屬于化學物質，大量使用的話也會對土壤產生其他的污染[1]。

（2）熱解吸法與玻璃化技術。熱解吸法主要是利用土壤中含有的有毒金屬元素的物理性質，將整個土壤進行加熱，這時一些有毒金屬元素就會因為他們特殊的熔點，變成氣體從土壤中揮發出來，這時再使用特殊的收集技術將揮發出的氣體收集起來，防止再次污染環境。目前我國已經研發出了對土壤的加熱技術，那就是利用太陽能加熱板進行加熱，這樣做既節省了成本又避免污染環境，但是對于揮發氣體的收集我國還沒有相對成熟的技術進行操作，所以這種方法在我國還不夠普及，所以科研人員正在加緊研究相應的技術，以便找出最合適的解決方式。玻璃化技術和熱解吸法有著異曲同工之妙，第一步都需要將土壤中的重金屬元素加熱到較高的溫度，但是玻璃化技術不是收集揮發出的氣體，而是收集冷卻之后，所形成的玻璃體物質，這種物質主要是重金屬元素與土壤的結合體，這種技術在我國應用的較為廣泛應用時間也較早，但是這種技術所需要的能量是電能，所以成本較高，近幾年已經很少使用了。

（3）電動修復以及固化穩定法。電動修復方法是采用在土壤中通電的方式，讓土壤中的金屬元素在電流的影響下進行遷移和滲透最后聚集在電極的附近，最后采用特殊的技術將富集在電極附近的金屬元素收集起來，然后運用化學試劑或者物理技術將這些有毒的金屬元素集中處理掉。這種技術最初廣泛應用在一些發達國家中，在應用時往往配合一些化學輔助試劑進行使用，這種試劑可以增加金屬元素的溶解性，以此來促進整體的電動修復效果。這個技術在我國目前應用的不夠廣泛，還處于試驗階段，很多方面的技術還不夠成熟，所以還沒有進行大力的推廣，所以還需要進一步的研究才能得出更加有效的結論。固化穩定法就是利用一些藥物將金屬元素進行固化，以此來限制重金屬元素的轉移，通過這種方法可以防止重金屬污染地下水，同時還可以防止通過食物鏈進入到人的體內對人體健康產生危害。選擇這種方法需要注意的就是試劑的選擇，一定要選擇合適的試劑防止試劑對土壤造成二次污染，不能為了節省成本去選擇便宜的試劑，那樣有很大的可能會對土壤造成危害，在選擇時可以選擇價格適中的，并且效果較好化學成分較少的試劑，這樣可以很好的提升修復效果，并且節省成本[2]。

2 生物修復技術

生物修復技術是目前使用非常廣泛的一項技術，在最初的時候，是利用動物、植物、微生物的生命代謝活動，來改善土壤環境，將土壤中的重金屬元素從土壤中去除出去，降低毒性，但是通過不斷的實踐和研究發現，土壤動物的生命代謝活動與外界進行物質交換的頻率較低，也就起不到凈化作用，所以目前都是利用植物和微生物進行土壤修復。

（1）植物修復技術。利用植物對土壤中的重金屬進行提取和分解轉化，同時還可以去除地下水中含有的重金屬元素，這就是植物修復技術。植物修復技術的過程就是土壤和植物根莖的生命代謝活動進行物質交換，從而將有毒的重金屬從土壤中交換出去，在這個過程中會受到很多方面因素的影響，比如植物的種類，土壤的理化性質等，這些因素都會影響到植物修復技術的效果。植物提取指的是在植物將重金屬都吸收到自身之后，收割植物的地上部分從而去除污染物。植物提取所選用的植物通常都是超積累植物，這種植物能夠大量的吸收重金屬，并且生命力較強，能夠持續生長。在進行植物提取時，還可以添加一些物質，從而提高土壤中重金屬的活躍性，以便于提取。植物提取技術相對于傳統的物理、化學修復技術具有很多的優勢，首先就是在成本上，植物提取技術不需要過于復雜的化學技術或者操作，只需要種植一些特殊的植物，所以需要的成本較低，而且能夠重復利用。再一個就是土壤的修復效果，植物修復技術可以很好的修復重金屬污染的土壤，并且引發二次污染的幾率要遠遠低于物理、化學修復技術。植物修復技術在植物上的選取還可以選取一些美觀的植物，對環境進行凈化和美化作用，容易被人們所接受。但是植物修復技術也具有相應的缺點，首先就是植物能否忍受重金屬污染物，植物修復技術只能適用于污染中等程度及以下的土壤修復，對于一些污染程度較高的土壤，植物能不能成活還是一個問題。再一個就是一種植物只能修復一種金屬污染的土壤，對于多種金屬污染暫時還沒有相對應的植物能夠進行修復，同時植物在去除一種重金屬時還有可能活化其他的金屬，對土壤造成傷害，這些都是目前植物修復技術無法克服的困難。

（2）微生物修復技術。土壤中含有很多的微生物，這些微生物可以在一定的土壤條件下和土壤中含有的重金屬元素發生化學反應，從而降低重金屬元素的毒性，防止它們污染土壤環境。微生物修復技術有兩種途徑，一種是通過微生物來溶解金屬離子，并且將溶解之后的金屬離子吸附固定在土壤之中，凈化土壤環境，還有一種就是植物根莖中所含有的細菌能夠分泌出一種特定的酶，這些酶能夠分解金屬元素，降低毒害。這兩種途徑都需要對微生物進行合理運用，在不同的環境下選擇合適的微生物，以此來保證修復效果。

3 農業生態修復技術

農業生態修復技術是所需花費時間最長同時也是污染最小效果最好的一種修復技術，農業生態修復就是利用農業中的耕作管理逐漸地改善土壤的環境，不斷地將土壤中所含有的中金屬元素去除出去，并且改善土壤環境，達到適合耕作的目的。這種技術需要因地制宜的選擇不同的技術，主要包括，控制土壤的水分，改變耕作制度，并且合理的使用農藥，肥料等化學藥劑。第一種方法控制土壤水分目的就是控制土壤的酸堿度，從而控制重金屬元素的活性，然后再通過農作物的新陳代謝，將重金屬元素轉移到作物身上，然后去除，這種方法非常的有效，并且還可以將去除不掉的金屬元素氧化，然后進行遷移，極大程度地降低對土壤的危害。化肥和農藥的使用是最需要注意的地方，因為農藥中所含有的化學元素會對土壤產生二次危害，另一方面還可以對農藥的生產工藝作出改變，減少農藥的毒性，同時提高農藥的效果。

4 結語

近年來，我國的重金屬污染土壤問題越來越嚴重，已經嚴重影響到了人們的生命健康，很多的農產品中的重金屬含量都是超標的，這和國家所提倡的綠色食品背道而馳，所以科研人員應當加把勁，努力研究相關的技術，對污染過的土壤進行合理的修復，并且對沒有污染的土壤作出有效的防護。