土壤重金属污染修复技术现状

蒲浩

【摘 要】目前我国经济发展迅速，重金属问题也日益严重，重金属污染已然成为威胁我国生态环境的重要问题。本文主要对当前我国土壤重金属污染危害进行分析，并提出相应的修复技术措施，从物理技术修复、电动修复、化学修复技术、植物修复技术等几方面展开探讨。

【关键词】土壤污染；重金属污染；修复技术；土壤修复

我国目前土壤环境（含农用地和建设用地）相关标准中重金属指的是铜、铅、锌、镍、钴、锑、汞、钒、铍、镉和铬。重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。重金属污染不仅会影响生态环境质量，同时也会对人的健康造成很大的危害。

一、土壤重金属污染的危害

第一，对土壤环境、植物的影响。土壤为植物生长提供氮、磷、钾等基本营养元素，当土壤中重金属超标时，将会影响植物对氮、磷的吸收，改变钾的形态，从而影响植物的生长。另外，土壤中有效态的重金属能够被植物直接吸收，对植物产生毒害作用。土壤中的重金属能够吸附于胶体表面，或与土壤中的某些化合物生成沉淀，进而影响植物对养分的吸收。第二，对动物、微生物和土壤酶的影响。当土壤中重金属含量超标时，会对土壤中的动物、微生物产生抑制或毒害作用，降低酶活性，影响土壤质量。第三，对人体的危害。Cd能够对人体的肾、肝、肺、骨骼、神经，以及血液和免疫系统产生伤害。Pb、Cu能够通过破坏生殖器官的功能，造成生殖障碍。Pb、Hg能够通过影响人的妊娠，引发胎儿的流产、畸形、死亡等。Pb能通过破坏儿童的中枢神经系统，造成儿童的智力和行为障碍，也能对成人的神经、消化、心血管等系统产生危害。Cu能使血红蛋白变性，破坏细胞膜，降低酶活性，造成机体代谢紊乱。As能够造成肝脾肿大，肝腹水，抑制儿童智力发育，还能引发黑脚病、糖尿病、肾病、脑血管等方面的疾病。

二、土壤重金属污染产生的原因

（一）农业污染

我们国家是农业生产大国，现代农业生产的过程中，含重金属成分的化肥、农药大量的使用，均会引发土壤重金属含有量超标的问题。特别是在很多化肥中，重金属污染元素的严重超标，相比较传统有机肥料，现阶段绝大部分化学肥料中质量比较差的过磷酸钙肥以及磷肥中普遍含有镉和砷等一些重金属。依据科学调查呈现出的结果，关于集约化养殖场，存在使用饲料添加剂超量的行为，饲料添加剂中普遍含有铜、锌元素，畜禽食用了含有添加剂的饲料后，排泄的粪便中也会含有超量的重金属元素，随着农田施用有污染物的肥料，进而致使农田土壤遭到重金属污染物的污染。

（二）固体废弃物堆放

农、林、牧、渔业等农业生产活动产生的废弃固体物统称为农业固体废弃物，包括作物秸秆、树叶、畜禽粪便、农副产品以及渔业副产品等。城市垃圾常常和工业废弃物混合堆放，而城市近郊农民又有将城市垃圾用作肥料的习惯。垃圾中含有Cu、Pb、As、Cr、Hg等重金属元素会使农田土壤重金属污染加剧。与一般工业三废污染相比，农业固体废弃物极易移动，不易扩散。目前，人们对固体废弃物的危害性、资源化程度认识不够，导致大量的固体废物随意丢弃、堆积、填埋，综合利用十分有限，大量有毒有害物质渗透到自然环境中，已经或正在对生态环境造成极大的破坏。

（三）尾矿污染

尾矿中的重金属传播途径主要是通过水进行传播的，并且尾矿中的大部分重金属是以硫化物的形式存在，金属成分主要为铅、锌、镉、铬和锰。硫化物尾矿在与氧气进行接触的过程当中，通过雨水的浸泡及淋滤等方式，使得浸出液中总氰化物、氯化物、硫酸盐、铅、镉、铜、锌、汞、锰等污染物可溶性离子得到释放，并且若是在经过微生物的作用以后，其释放过程会得到有效提升，不仅可以释放可溶性的重金属离子，同进还会顺着酸性物质而排出，这些酸性废水的扩散与传播，会造成周围环境的污染，从而造成人体重金属含量超标，以至于影响人类的身体健康与生命安全。

三、土壤重金属污染修复技术应用

（一）物理修复技术

物理修复技术主要采用工程措施、热脱附法降低土壤中的重金属含量。常用措施包括换土法、客土法等。换土法是用未被污染的土壤替换污染土壤，以达到稀释污染物含量，增加土壤的环境承载能力。采用换土法要妥善处理被挖污染土壤，避免引起次生污染。客土法是用清洁的土壤覆盖在污染的土壤上，并保证清洁土壤的厚度大于耕作层的厚度，使得被污染的土壤尽量不影响作物生长。选择客土时尽可能选擇与主土pH值接近的土壤，避免因酸碱性变化导致污染土壤重金属活性的变化。

（二）电动修复

电动修复是集合电化学与土壤学于一体的学科研究，其原理是利用重金属能够被电所吸附原理，给土壤中插入电极，通入直流电，土壤中的重金属在电场的作用下，向电极两端移动，聚集在电极两端之后，技术人员再对其进行集中处理。通入直流电之后，重金属离子的移动包括带电离子的电迁移；带电假胶体微粒的电泳；而电渗流主要针对液体状态存在的物质。因此，针对不同污染源的土壤，要合理利用电动修复技术。电动修复技术，受到土壤环境的影响，例如土壤酸碱度。重金属以离子状态存在于土壤中时，酸碱度会改变重金属离子的带电状态，给电动修复技术带来困难。而当环境中存在一些较大的金属物质或者绝缘物质时，都会对电极所产生的电场有一定的影响，进而影响修复效果。近些年，国内外都对电极修复技术做了一系列探索、研究，甚至一些西方国家将点击修复技术发展成一种商业模式，用于环境保护中，相信未来电极修复技术还会有更开阔的发展前景。

（三）化学修复技术

化学修复主要是采用抑制剂、改良剂，提高土壤当中的阳离子、有机质等含量，改变Eh、pH值以及电导理化性质，从而让土壤金属出现各种化学反应，抵抗重金属生物中的有效性。但不是一种永久性修复措施，这样可以改变重金属在土壤中的生存形态，但是金属元素在土壤中容易再度活化。可以采用碳酸钙、磷酸盐、石灰、沸石等作为改良剂。其中，对于酸性污染，可以通过石灰减少土壤的pH值，减少土壤中的溶解性。也可以在土壤环境中加入某些金属元素，发挥拮抗作用，这样即可减少土壤中的重金属污染。

（四）植物修复技术

植物转化也称植物降解就是通过植物体内的新陈代谢作用将吸收的污染物进行分解，或者通过植物分泌出的化合物（比如酶）的作用对植物外部的污染物进行分解。可处理的污染土类型有重金属（如镉、铅、镍、铜、锌、钴、铬、汞等），以及特定的有机污染物（如石油烃、五氯酚、多环芳烃等）。该技术处理周期较长，一般需3～8年。其修复成本相对低廉，相关配套设施已能够成套化生产制造，在国外已广泛应用于重金属、放射性核素、卤代烃、汽油、石油烃等污染土壤的修复，技术相对比较成熟。

四、结语

综上所述，重金属毒性大、污染大、来源广，进入环境中会对动植物、人类身体造成严重的影响和危害，重金属污染成为世界重点关注的问题。我们必须从物理、化学等多方面进行修复技术的研究和创新，尽可能环节重金属所带来的危害，避免出现二次污染，进一步提高我国生态环境的整体水平。

【参考文献】

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