重金屬污染土壤的修復技術與措施

肖 滿

（中節能大地環境修復有限公司，北京 100082）

在治理土壤重金屬污染的長期實踐中，我國投入了大量資源。隨著科技的迅速發展，形成了多種土壤修復技術，如農業生態修復技術、生物修復技術、土壤淋洗法等化學修復技術、隔離法等物理修復技術。在實際應用中，由于不同修復技術的使用場景、條件存在一定差異，所以，重金屬污染土壤的修復效果也有區別。因此，為了有效治理重金屬污染的土壤，全面開展修復技術要點分析、探究修復實踐路徑具有重要意義。

1 土壤重金屬污染的原因及修復意義

1.1 土壤重金屬污染的形成原因

土壤出現重金屬污染的主要原因為：①工業三廢的排放。主要是早期工業發展對自然環境的影響較大，在以前的工業生產過程中，會排放大量的重金屬固廢、廢氣和廢水，這些污染物中的化學物質對土壤造成了較為嚴重的污染與危害，尤其是鋰電池、礦物提煉、鍍鉻、塑料等產品；②燃煤釋放、垃圾堆放。煤炭作為一種重要資源為多個領域的發展提供了重要支持，但在其燃燒過程中，會釋放出有害氣體，造成環境污染。同時，隨著人們生活水平的提高，產生的垃圾量越來越多，若垃圾堆放區域不合理且堆放時間過長，其中的重金屬也會進入土壤，特別是城市垃圾中重金屬的含量相對較高，在雨水沖刷下，有毒元素會隨之滲入土壤，造成嚴重的土壤重金屬污染。

1.2 修復重金屬污染土壤的意義

目前，從重金屬污染土壤的現狀看，被鉛、汞等重金屬工業污染的耕地面積約占總耕地的五分之一，這不僅極大地浪費了土地資源，也不利于生態文明建設和人類社會的長遠發展。但通過采用多種修復技術對重金屬污染土壤進行治理，能有效改善此類污染的危險程度和影響范圍，將其控制在合理范圍內，避免重金屬土壤污染的危害性和高發生頻率威脅人們的身體健康。此外，此類技術的落實還能夠給農產品的生長提供更充足的耕地資源，從而進一步促進社會經濟的健康發展[1]。

2 分析重金屬污染土壤的修復技術

由于土壤重金屬來源的差異性，以及發揮主要污染作用的物質種類較多，所以在長期的重金屬污染土壤治理過程中，形成了豐富的修復技術體系，主要涵蓋了化學、物理、生物、生態等多個方面。因此，在實際的土壤修復過程中，為了全面了解此類技術，把握其要點，應對各種修復技術進行深入研究。

2.1 物理修復技術

該技術主要包括客土法和換土法、分離修復法、隔離法等，操作相對簡單，成本較低，且具有可持續、高產出等優勢。

2.1.1 客土法和換土法

一般情況下，簡單的物理修復技術主要是采用深耕翻土的方式，對重金屬污染的土壤進行治理和恢復，主要應用于污染程度較輕的土壤；而客土法和換土法則應用于重金屬污染較嚴重的情況。重金屬污染治理相關技術發展至今，客土法和換土法具有明顯優勢，即工藝方法成熟和土壤修復全面，但投資大，工程量也較大，且容易對土壤肥力造成一定影響。

2.1.2 分離修復法

目前，土壤重金屬分離恢復技術豐富，主要包括水力學分離、顆粒篩分處理、脫水分離處理等，此類技術主要是將重金屬從沉積物、廢渣和土壤中有效分離出來。這類技術雖然具有良好的處理效果，但主要用于處理范圍較小、重金屬污染情況較為嚴重的土壤，能最大程度地恢復土壤的常規功能。

2.1.3 熱力修復法

該土壤處理技術主要利用輻射和熱傳導原理，目前應用多的是高溫原位加熱修復技術、低溫原位加熱修復技術、原位電磁波加熱技術等，此類技術用于修復“汞”污染的土壤。

2.1.4 隔離法

在修復重金屬污染土壤的過程中，分割、隔離是隔離法的核心原理，但需要科學合理地選用具有防滲性能的隔離材料。一般情況下，隔離法的應用范圍比較嚴格，多應用于重金屬污染較為嚴重或是土壤治理難度較大的情況，主要是因為此類污染容易與地下水流動產生聯合作用，擴大重金屬污染面積。因此，需要通過使用防滲隔離材料分割污染區域，便于將重金屬污染控制在預期范圍內，從而避免土壤污染引發地下水污染。

從整體看，物理分離修復技術的機械設備較為簡單，但土壤恢復的可行性會受到外界多種因素的影響。因此，在使用此類技術開展重金屬污染土壤的修復工作時，要盡量應用于污染濃度較高的區域，且最好存在于不同物理特點的介質中，以實現土壤重金屬污染的有效治理，但要注意控制粉塵。

2.2 化學修復技術

在重金屬污染土壤的修復過程中，化學技術能最大程度地降低土壤污染的程度，同時還能保證土壤的整體質量。

2.2.1 化學固化法

在重金屬污染的土壤中，重金屬具有可移動特點，這主要是由于此類物質在土壤中的存在形態決定的，而土壤的理化性質對重金屬存在形態具有直接影響，比如有機質含量、Eh值、酸堿值等。化學固化法就是利用土壤的理化性質，通過調節相關參數信息，最大程度地控制重金屬在土壤中的移動性。具體工藝流程是，使用固化劑調節土壤的理化性質，再采用吸附技術或沉淀方法降低或控制重金屬的可移動性。該方法的優勢為通過固定土壤中的重金屬，一方面能有效保證土壤肥力，為植被重建奠定良好基礎，另一方面也減少了土壤重金屬污染對深層土和地下水的影響[2]。

2.2.2 動電修復法

該方法是選用低直流電并將其電極插入到重金屬污染的土壤中，并依托電場的運作原理，吸引重金屬離子富集至電極，實現土壤重金屬污染的集中化處理，有效恢復土壤結構。其工藝特點是，由于電場的運作，使重金屬在電滲透和電遷移的作用下遷移富集至電極。但應用該方法需要注意的是，相關工作人員要科學控制污染物的流動方向，避免出現二次污染。

2.2.3 土壤淋洗法

該技術方法主要是利用在逆轉重金屬過程中，使土壤中發生離子吸附和重金屬沉淀這兩種反應，之后再將土壤與提取液進行充分結合，并依托于重金屬的轉移實現對土壤重金屬污染的有效治理。在具體操作過程中，相關工作人員針對修復區域進行土壤開挖工作，然后進行去渣、分散等處理，之后再使用提取液，實現重金屬的轉移，最后應用水淋將土壤中殘留的提取劑去除。相比于其他方法，土壤淋洗法的恢復效果較為理想，且經過處理的土壤在達到常規水平之后可以被再次利用。但土壤淋洗方法的應用關鍵是提取液，需要在不破壞土壤原有結構的基礎上來提取重金屬。

綜上所述，化學修復法是將一些具備化學性質的藥劑噴灑在土壤上，實現對土壤的治理和改良。同時，化學藥劑會全面吸收土壤中的重金屬污染物，實現對土壤的氧化還原處理。

2.3 生物修復技術

生物修復技術主要是利用生物自身的修復作用、消減能力逐漸減少重金屬等污染物的含量，實現土壤治理的目標，同時還能保證土壤的整體質量。

2.3.1 以動物為主的土壤修復技術

該修復技術是利用土壤中數量較多的生物種群，比如老鼠、蚯蚓等，依托其生命活動來富集處理土壤中的重金屬，從而逐漸降低土壤中的重金屬含量，以此提升土壤的修復質量。在實施動物修復技術時，相關技術人員會將蚯蚓、老鼠等直接放置在目標區域內，需要注意的是，要對動物的數量進行控制。在實際應用中，最好將該技術應用于低濃度重金屬的污染土壤修復，從而實現良好的治理效果，但避免修復時間過長。

2.3.2 以植物為主的土壤修復技術

該修復技術主要是針對重金屬污染土壤應用植物修復，會涉及植物的萃取、過濾、揮發和固定，并依托植物在生長期間實現對土地的保護作用，從而達到治理土壤污染的目的。通常情況下，該修復技術多被應用于礦山二次開墾、重金屬污染場地、植被景觀修復等場景，其中，龍葵是常見的修復植物。

2.3.3 以微生物為主的土壤修復技術

該修復技術主要利用生物吸附、富集作用、氧化還原作用、沉淀作用等使受到重金屬污染的土壤進行恢復，相比于動植物，微生物具有更強的重金屬抵抗能力，且無需投入較大的修復成本。但為了提升土壤恢復的實效性，縮短時間成本，可將該修復技術與動植物修復技術結合使用，并依托于協同作用實現對重金屬污染土壤的高效治理[3]。

2.4 農業生態修復技術

在使用農業生態修復技術治理重金屬污染土壤時，主要采用種植調節和耕作管理兩種方法，因此，相關人員要根據土壤的具體污染情況，來采用有針對性的方法降低重金屬的有效性和移動性。比如，可從源頭管控重金屬污染，即減少肥料和農藥的使用，積極了解生態系統的結構與功能、物理化學環境、生態系統中動植物群落的演替規律后，再確定生態修復的目標，這樣才能制定有效的生態修復措施與技術組合。

3 重金屬污染土壤修復的實際措施

3.1 加強土壤環境的監督和治理

在實際修復過程中，為了實現對重金屬污染土壤的高效治理和修復，相關的單位和技術人員還要加強對土壤周邊環境的監督和治理，并將有效預防和治理協同的工作全面落實，從而逐漸減少區域內的重金屬污染源。尤其是地方環保部門，要根據全面、準確地調研結果加強土壤污染修復的監督力度，并且采用目標明確的污染處理控制措施。同時，還需實時掌握土壤恢復過程中各項數據的變化，且不斷調整防治措施，以此保證重金屬污染土壤修復工作的效率和效果。

3.2 科學合理地使用化肥和農藥，促進環保生態農業的發展

在修復重金屬污染土壤時，還要積極促進生態農業、環保農業的發展，并形成農業發展的良性循環，從而為農業健康、綠色、長遠的發展奠定基礎。因此，在農業的發展過程中，要嚴格控制農作物的化肥和農藥的使用量，降低對土壤的污染隱患。與此同時，落實部門協作機制，尤其是農業部門和環境監管部門，要面向區域內的農民開展有關重金屬污染土壤危害的宣傳教育，可成立專門的土壤修復研究小組，大力推廣植物修復技術等，從而不斷提高區域內科學合理使用化肥、農藥的水平，以此實現對重金屬污染土壤的有效控制[4]。

3.3 借助信息技術加強土壤監測

在開展重金屬污染土壤的相關修復工作時，要借助當前的科技水平，即應用的先進的信息技術和智能自動化技術等，加強土壤的監測工作。在實際工作中，要依托數據共享、健全環境保護機制等工作的全面落實，實現對土壤環境的有效保護。具體而言，由于修復污染土壤涉及的參數較多，比如理化性質、有機質、水分、肥力等，所以，要根據實際的污染情況進行有效治理，同時，還要保證土壤具有良好的肥力。因此，在開展實際修復作業時，相關的單位和技術人員要充分發揮信息技術的作用，加大力度監測土壤，并建立健全環境保護機制，科學協調土壤環境監測工作，明確各部門職責和任務。同時，還要對地下水重金屬污染進行監測和治理，實時提供相關監測數據交換。其中，尤其是物聯網技術、大數據技術的應用，可實時、動態化掌握土壤的修復進度與狀態，并通過信息平臺的支撐強化部門間合作，減少污染隱患，進而從多個方面保證土壤修復的質量和效益。

4 結論

綜上所述，重金屬土壤污染修復作為當前生態環境建設的重要構成部分，對保護環境具有重要意義。因此，相關的單位和技術人員要從物理、化學、生物和生態農業等方面深入研究土壤修復技術，并根據區域的具體情況和實際需求選擇合適的治理技術，在改善土壤污染問題的同時保證土壤環境質量。此外，還要積極結合信息化技術開展重金屬污染土壤的修復工作，加強部門協作和環境監督，因地制宜地進行土壤修復治理工作，從而持續推進土壤環境綠色、健康、無污染的可持續發展。