土壤重金属污染修复技术探讨

摘要：土壤是人类社会发展的根本、重要的战略资源。同时也是环境污染负荷的主要“承受者”，接纳了环境中50-90%的污染负荷。随着工业文明的不断推进，人类在矿产资源开发、畜禽养殖以及作物种植方面取得了长足进展。

关键词：土壤重金属；污染；微生物；修复技术

1土壤重金属污染现状

不同的土壤系统受到重金属污染的类型和程度都有所不同。城市用地系统的土壤重金属来源主要是大气降尘。道路旁土壤中Pb含量处于较高水平。公园土壤中的主要重金属污染为Pb、Cu和Zn，而且随着人类活动的增加，其铅含量也随之升高。由于土壤受到重金属污染，致使我国每年农业生产出现千万吨的粮食减产，并且还有每年1299多万吨被污染的粮食，如果折算成人民币每年我国粮食损失超过200亿元。

2土壤重金属危害

（1）危及土壤中的动物。多种重金属元素在土壤中的富集，对土壤动物的生存带来了严重威胁，有研究发现土壤重金属对蚯蚓、线虫等无脊椎动物数目、丰富度、生物数目和群体构成等有直接影响。（2）影响作物的质量。农田土壤中的重金属污染会导致作物养分的缺乏和酶有效性的降低，较而一旦农作物里面沾染上重金属物质，那么这些作物产品会积累其中。（3）威胁人体健康。土壤尤其是表层土壤中的重金属极易经过食物链危害人体，对人体正常的新陈代谢和器官产生影响，直接对人体健康造成威胁。

3土壤重金属污染的成因

导致土壤受到重金属污染的成因有很多种。从自然方面考虑，主要分为火山爆发以及土壤自身形成的特殊性原因。但是土壤重金属污染的关键因素依然是人类活动。例如在干旱地区，种植业为了解决自身缺水问题，会采取灌溉的方式，但是如果所采取的灌溉方式不正确，或灌溉用的水源自身重金属含量超标，就会导致土壤出现重金属污染问题；其次，金属冶炼行业以及采矿行业在生产的过程中也会出现重金属废水，如果没有对其进行无害化处理，直接将其排放到自然界中，也会形成土壤重金属污染；第三，在汽车尾气中也存在一定量的Pb等重金属元素，尽管其最直接污染的是大气，但是一旦经过雨水冲刷，就会导致此种金属污染物沉积到土壤中；第四，部分有机肥料由于采取城市垃圾、河道淤泥等来制作，其原料本身中含有大量的重金属元素，在被施入到土壤中后，会导致土壤重金属含量明显上升，同时土壤农作物会吸收一定量的重金属，并最终富集到人体内。

4土壤重金属污染修复技术

4.1物理工程修复技术

物理工程修复技术是土壤重金属处理中常用方法，如客土法、去表土法、换土法、深耕翻土法。其中，客土法是将没有遭到重金属污染的新土壤添加到被污染的土层上，使没有被重金属污染的土壤能够将被污染的土壤全部覆盖住；去表土法是将表层受到重金属污染的土层移除；换土法是在去表土法的基础上，将没有受到污染的土壤重新填充进去；深耕翻土法是通过翻耕处理，将表面受到污染的土壤翻到土壤的底部。实践研究显示，客土法、去表土法以及换土法适合被运用到重金属污染比较严重的地区；因深耕翻土法工程量相对较小，仅适合运用到重金属污染程度较轻的地区。物理工程修复技术在重金属污染中的使用范围相对较小，当重金属污染土壤面积较大时，在土壤修复工作中运用此种方法将会花费庞大的作业资金，且已遭到污染的土壤难以处理，整个治理工作呈现一种治标不治本的状态。

4.2电热修复技术

电热修复技术主要利用电压与电磁波转化技术，将高频电压转化成电磁波，提升土壤温度，借助污染物分离办法，促使污染物的挥发，将土壤中的污染物从土壤中分离出去，再利用凝结收集处理技术，在污染物分离的过程做好污染物的收集工作，避免污染物对生态环境造成二次污染。现如今，电热修复技术主要被应用于恢复重金属含量较高的土壤中。

实践研究显示，虽然电热修复技术在挥发性重金属土壤处理工作中拥有良好的修复效果，但是整个土壤修复工程庞大，且需要消耗庞大的资金。

4.3电动修复技术

电动修复技术是利用电场作用，凭借电泳、电渗流等方法促使土壤中的重金属朝着电极的方向转移，在电镀技术、沉淀技术、离子交换树脂技术的作用下，将土壤中的重金属剔除。电动修复技术属于原位修复技术，主要运用到渗透率较低的土壤中。因电动修复技术在实际应用中受土壤pH值、组分、缓冲性能等因素的影响较大，电动修复技术无法顺利展开。在实验室中运用电动修复技术对单一重金属离子污染熔岩实施修复试验时，获得良好的试验效果。

4.4化学萃取技术

在土壤重金属污染修复中，化学萃取技术主要利用化学试剂处理受到重金属污染的土壤，使土壤中的重金属能够由固相转化成液相。因化学萃取技术操作流程复杂、多样，需要消耗昂贵的操作费用，同时在重金属污染土壤处理工作中极易引发二次污染现象。因此，在运用化学萃取技术对重金属污染的土壤进行修复处理时，需要寻找到一种萃取性能极佳的办法，防止萃取过程对土壤结构产生破坏。与此同时，研究人员还需要在保证萃取性能的基础上，不断提升萃取剂的经济性，确保萃取技术能够在重金属污染土壤修复工作中广泛运用。

4.5离子拮抗技术

离子拮抗技术主要利用重金属物质与其他化学物质之间的抑制作用调整土壤中化学物质的含量，通过将其他金属物质添加到土壤中，使其他金属能够对土壤中的重金属产生较强的一致作用，有效降低土壤重金属的活性。例如，镉（Cd）与锌（Zn）之间的化学性质具有极强的相似性，在处理土壤中镉（Cd）元素含量过高的问题时，可在镉（Cd）元素含量较高的土壤中适量添加一定的锌（Zn）元素，有效调整土壤中镉（Cd）元素与锌（Zn）元素的配合比例，达到修复镉（Cd）金属污染土壤的目的。

4.6植物修复技术

植物修复技术是利用植物的吸收、降解、转化、固定作用，对土壤中的重金属进行处理，在植物提取技术、植物挥发技术、植物稳定技术的作用下，对土壤中所含有的重金属进行处理与整合。其中，植物提取技术是将土壤中呈现一种富集状态的重金属通过积累或者是超积累的方式将重金属物质转移到植物体内，收获的植物将土壤中重金属的剔除，以此达到修复土壤的目的。试验研究显示，绝大多数超富集植物的生长速度较缓慢，生物总量较少，无法实施机械操作，应用面积较小。植物挥发技术是借助植物的吸收作用，将土壤中的固态金属转化成气态，在植物光合作用下，把土壤中的重金属释放出来。

5结论

物理修复技术、化学修复技术、生物修复技术以及联合修复技术是土壤重金属污染修复处理工作中常用的修复技术，不同的修复技术拥有不同的操作特点以及应用优势，在实际应用中需要根据土壤重金属污染的实际情况，科学选用修复技术，确保土壤重金属污染问题能够与修复技术相照应，有效提升土壤修复工作的针对性、具体性、有效性与可行性，在保证土壤修复质量的前提下最大限度降低操作成本，有效提升土壤重金属修复工作的经济性。

原标题：土壤重金属污染修复技术探讨