土壤重金屬污染治理方法研究進展初探

張 揚 鄭占波

（河南省三門峽生態環境監測中心 河南三門峽 472099）

引言

土壤污染問題不但表現在土壤的生產能力有所下降，同時還會通過各種傳播渠道進入到農產品當中，人們食用一些含有重金屬物質的農產品，會對自身的健康造成嚴重的影響。土壤當中重金屬元素根據生物化學特征，可以將其劃分為兩種形式，一種是對農作物以及人畜有害性的重金屬元素，比如汞、鉻、鉛、砷等重金屬物質，必須要控制有害性重金屬元素的實際含量，使其不超過環境容量大小。另外一種屬于常量條件下，對于農作物和人畜身體有益的金屬元素，但是如果過量攝入會產生比較嚴重的危害，比如錳、鋅等金屬元素必須要將其含量控制在合理的范圍之內，避免對土壤環境以及人畜的身體健康造成嚴重的影響。

1 土壤重金屬污染問題分析

1.1 土壤重金屬的主要危害

土壤重金屬污染問題，主要指的是土壤自身環境受到重金屬物質的污染之后會產生比較嚴重的影響，重金屬物質具有比較強的毒害性作用，會通過各種溶解沉降等現象出現不同類型的滲透和反應，對土壤造成較嚴重的污染和危害，同時重金屬物質具有一定毒性作用，在土壤當中大量分布，會造成農作物內部也會殘留一定量的重金屬元素，人們在使用含有重金屬元素的農作物產品時，會出現重金屬元素在身體當中積累，造成嚴重的身體健康問題。重金屬污染物具有一定的隱秘性特點，由于重金屬毒素的積累時間相對較長，并且剛開始階段并不會出現明顯的反應，但是隨著時間的不斷延長，重金屬物質的大量積累將會出現不可逆性損害，不但會造成土壤環境的大面積破壞，同時對農作物的收獲造成嚴重的影響[1]。

1.2 土壤重金屬污染物的主要來源

土壤當中重金屬污染物包含元素多樣化，比如銅、鉛、鋅、汞等，其中很多重金屬物質自身具有比較強到毒性作用，經常存在一些除草劑、滴滴涕、克百威等農業化學藥品當中。由于我國很多地區在農業生產工作中，為了抑制病蟲害問題的影響，農戶經常會使用大量的化學藥品對病蟲害進行處理，進而造成重金屬元素在土壤當中大量殘留，對整個土壤質量造成比較嚴重的影響。與此同時，農業生產活動當中所使用的化肥也會含有一定量的重金屬元素，在農田施肥工作中會出現土壤重金屬污染問題，對于外部環境影響因素而言，主要包含化工產業生產活動中出現一些廢氣、廢水以及廢棄物的隨意排放，造成土壤出現重金屬污染問題。除此之外，人們在日常生活當中所產生的大量生活污水，如果沒有進行有效處理直接進行排放，很有可能會造成某些重金屬元素的含量超標。工廠內部排放出的大量有毒性氣體，排放到大氣環境當中，會和空氣當中的水蒸氣結合形成酸雨落到土壤當中會造成嚴重的重金屬污染問題[2]。

2 土壤重金屬污染治理工作方法分析

2.1 物理處理法

（1）熱處理技術。熱處理技術是進行土壤重金屬污染治理工作過程中的重要方法之一，該項技術在實際使用過程中，主要針對一些容易揮發的重金屬物質，所造成的土壤污染問題進行處置。比如，比較常見的金屬汞污染問題等通過熱處理工作方法，主要是通過熱蒸汽升溫的處理工作方法，將被金屬汞污染的土壤進行全面升溫干燥處理，保證金屬汞在高溫條件下快速析出，同時對金屬汞進行重新回收和使用，這種熱處理工作方法在實際工作過程中比較簡單，可以全面提高重金屬的處理工作效率和質量，同時還可以實現對重金屬物質展開重復性使用，有效建立起循環經濟體系。但是對于熱處理技術而言，在實行工作過程中也存在一定的缺陷問題，該項技術在使用過程中，會對土壤當中的有機物和水分形成一定的破壞，會對農作物的正常生長造成一定的影響。除此之外，在這個處理技術的使用過程中還會出現一定的能源損耗，前期的經濟成本投入量相對較高[3]。

（2）改土技術。改土技術方法在重金屬污染物處理過程中應用效果比較明顯，改土處理技術主要是用狀態良好的土壤對已經被重金屬污染的土壤進行替換，通過這一方法可以有效避免重金屬元素，對農作物形成比較嚴重的污染性問題，不會對人們的身體健康造成直接性影響。但是這種土壤處理工作方法，只適用于一些小面積的土壤重金屬污染物處理工作當中，無法在一些大面積的土壤重金屬污染物處理工作中進行應用，但是這種改土處理技術仍然具有一定的科學實用價值，可以通過向其中加入一些有機物含量相對較高的土壤，保證農作物的生長具有更多的養分。在進行重金屬污染物治理工作過程中，還可以實現對農作物的質量進行有效提升，具有非常有效的土壤處理工作效果，但是這種處理工作方法經濟成本投入量相對較高，土壤材料的恢復周期較長，因此在進行重金屬污染物的治理過程中需要慎重選擇。

（3）電動化學技術。所謂電動化學技術，主要指的是向已經被重金屬污染之后的土壤當中施加電場，通過電場環境的作用可以保證土壤內部的重金屬物質在電極的兩端進行大量積累，以此可以實現土壤重金屬污染物的全面治理，但是這種處理工作方法對于土壤的pH 值要求相對較高，因此只有滿足必要條件下才可以選擇電動化學處理技術。除此之外，該項技術在使用過程中，對于一些滲透性能相對較差的粘性土壤治理效果會比較明顯，可以實現對各種不同類型土壤性質展開治理。

2.2 生物修復法

（1）植被修復技術方法。植被修復技術在土壤重金屬污染物治理工作中應用效果非常明顯，通常情況下主要是通過萃取、揮發和固定三種不同形式，對重金屬污染物進行有效治理，其中萃取技術的使用主要是運用金屬對植被所形成的高富集性特點，可以保證重金屬物質在植物體當中進行積累，可以有效控制土壤環境當中的重金屬含量大小。根據相關數據分析可以看出，到目前為止研究工作人員已經發現存在500 多種的植被，具有重金屬元素吸附性效果，通過植被對超量重金屬元素進行吸收，并不是植被自身所具有的功能，而是通過使用添加折合劑來進行處理。在受到重金屬污染的土壤當中，通過向其中添加弱有機酸，可以實現對土壤的全面修復，在進行植被的選擇過程中，需要對植株的大小進行全面分析，比較大的植株無法承受金屬物質的損害和影響，而較小的植株具有比較強的承受能力但是缺乏可利用性。因此，通過使用生物技術將一些矮小的植株當中重金屬耐受基因，直接導入到高大的植被當中，以此可以實現對重金屬土壤當中的污染物進行綜合治理[4]。

（2）微生物修復處理技術。微生物修復處理技術，在土壤重金屬污染物治理工作中表現出的效果非常明顯，比如可以通過使用活體蚯蚓，對土壤內部的重金屬物質進行全面吸收，通過這種處理方法可以進一步降低重金屬物質在土壤當中的含量大小，降低對土壤的破壞性效果。與此同時，通過微生物處理可以進一步改善土壤的結構性質，提高土壤的透氣性效果，更加有利于提高農作物的實際產量。除此之外，還可以將汞細菌放在土壤內部進行大量繁殖，并且向其中加入媒物質促進化學反應，通過這種微生物處理方法，可以實現將土壤當中的金屬汞轉化成氧化汞，有效降低金屬汞所產生的毒性效果，間接實現對整個土壤環境的污染問題治理。

2.3 土壤農化調控法

（1）水分調節處理技術。水是化學反應過程中非常重要的物質組成部分，對土壤當中的水分進行有效控制，可以全面促進金屬汞的氧化還原反應，進而可以實現對土壤當中重金屬物質含量進行有效控制。比如，在土壤當中進行水的大面積灌溉處理，可以保證土壤當中原本富集的重金屬元素，經過一系列化學反應之后會形成沉淀，更加有利于沉淀物的快速去除，保證重金屬含量的有效控制。

（2）pH 值調節技術。重金屬物質在土壤當中的存在狀態和土壤內部的pH 值大小有著直接的關聯，為了全面提高重金屬物質的吸附效果，在土壤環境處理工作過程中，需要保證土壤內部的pH 值超過5 以上，因此可以在受到重金屬污染物的土壤內部加入一定量的堿性物質，可以全面實現重金屬和陰離子之間的有效結合形成金屬沉淀物，有利于重金屬物質的去除工作。除此之外，還需要對植被施加一些堿性肥料，有效防止植被對重金屬物質直接進行吸收，有效降低土壤當中重金屬污染物的實際含量，這種處理工作方法具有一定的缺點問題，主要表現在土壤內部的營養元素會隨著沉淀量的減少而減少，會造成土壤當中的有利微量元素降低，對農作物的正常生長會形成一定的干擾[5]。

（3）有機質調節技術。所謂有機制調節技術，主要是在土壤當中添加一定量的有機質物質，可以實現降低土壤內部的重金屬元素活性，全面提高重金屬物質的吸附工作能力和效果，有效促進重金屬的氧化還原反應，生產出大量對土壤無害的氧化物質，實現對土壤環境的綜合治理，降低重金屬污染物所產生的影響。

3 土壤治理對環境的改善和環保作用

通過土壤治理工作的有效開展，實現對自然環境的全面改善，可以實現環境保護的作用和效果，在土壤治理工作過程中需要以遵循生態文明理念為主導，從整個項目的選址可行性研究、項目工程規劃設計以及最終的工作驗收等各個工作角度出發，需要充分重視環境、保護效益、生態環境效益，同時遵循自然、順應自然和保護自然。在土壤治理工作過程中，不能單純憑借單一化的處理工作方法，片面的追求經濟效益而隨意改變自然生態環境，需要實現更加積極地使用先進的生態化土壤治理工作方法，有效保證土壤環境可以得到最大程度上的整治，實現良好的環境保護工作效果，提高土地生產能力和生態功能，降低生態環境的風險問題，全面保證生態環境質量，為我國生態環保工作的后續順利進行打下重要的基礎。

通過土壤當中的重金屬物質的有效處理，可以實現對自然環境質量的全面改善，土壤治理工作的有效開展，可以全面降低土壤內部所含有的重金屬元素的含量，同時對其中一些有害性物質進行有效清理，防止對地下水環境造成污染，同時影響各種植被的正常生長。土壤治理工作過程中，通過采用物理化學等技術方法，修復重金屬污染的土壤條件，盡管整治效果比較明顯，但是在處理過程中的經濟成本費用相對較高，無法進行大規模的使用，同時如果使用不合理，很容易造成突然性和結構的破壞，會出現生物活性的下降以及土壤肥力退化等。通過采取更加先進的植物修復技術方法，作為一種新型的土壤治理工作方式，對于土壤的治理工作效果以及改善生態環境質量有著至關重要的意義，同時該項技術已經逐漸走向社會盡管植被修復技術。目前階段還處于實驗和示范性階段，而植物修復和傳統的物化修復工作相結合的綜合土壤處理工作方法，是土壤整治工作發展的重要方向，可以全面實現土壤重金屬污染物的含量控制。經過相關研究分析，可以看出通過將電化學、土壤淋洗法以及植物提取法等綜合使用，合理運用到土壤修復工作當中，相比于任何一種單一性的土壤整治工作方法的效果都更加明顯，有效配合植被所具有的發達根系，可以將土壤內部的重金屬離子進行吸附處理，并且進行后續的植被本體轉移，可以有效彌補傳統單一性的土壤整治工作所存在的缺陷和不足，可以實現對自然環境質量進行有效改善，實現良好的環境保護工作效果，對推動我國環境保護工作的順利開展打下良好的基礎。

結語

綜上，隨著社會的不斷向前發展，各種化工產業在生產過程中排放出的重金屬污染物總量也越來越大，造成土壤的正常功能受到影響，產生較嚴重的土壤污染問題，通過物理、化學、生物等多種不同的治理方法，可實現對土壤中重金屬物質進行有效處理。