土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀

蒲浩

【摘 要】目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，重金屬問(wèn)題也日益嚴(yán)重，重金屬污染已然成為威脅我國(guó)生態(tài)環(huán)境的重要問(wèn)題。本文主要對(duì)當(dāng)前我國(guó)土壤重金屬污染危害進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的修復(fù)技術(shù)措施，從物理技術(shù)修復(fù)、電動(dòng)修復(fù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)、植物修復(fù)技術(shù)等幾方面展開(kāi)探討。

【關(guān)鍵詞】土壤污染；重金屬污染；修復(fù)技術(shù)；土壤修復(fù)

我國(guó)目前土壤環(huán)境（含農(nóng)用地和建設(shè)用地）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中重金屬指的是銅、鉛、鋅、鎳、鈷、銻、汞、釩、鈹、鎘和鉻。重金屬污染指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染。重金屬污染不僅會(huì)影響生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，同時(shí)也會(huì)對(duì)人的健康造成很大的危害。

一、土壤重金屬污染的危害

第一，對(duì)土壤環(huán)境、植物的影響。土壤為植物生長(zhǎng)提供氮、磷、鉀等基本營(yíng)養(yǎng)元素，當(dāng)土壤中重金屬超標(biāo)時(shí)，將會(huì)影響植物對(duì)氮、磷的吸收，改變鉀的形態(tài)，從而影響植物的生長(zhǎng)。另外，土壤中有效態(tài)的重金屬能夠被植物直接吸收，對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用。土壤中的重金屬能夠吸附于膠體表面，或與土壤中的某些化合物生成沉淀，進(jìn)而影響植物對(duì)養(yǎng)分的吸收。第二，對(duì)動(dòng)物、微生物和土壤酶的影響。當(dāng)土壤中重金屬含量超標(biāo)時(shí)，會(huì)對(duì)土壤中的動(dòng)物、微生物產(chǎn)生抑制或毒害作用，降低酶活性，影響土壤質(zhì)量。第三，對(duì)人體的危害。Cd能夠?qū)θ梭w的腎、肝、肺、骨骼、神經(jīng)，以及血液和免疫系統(tǒng)產(chǎn)生傷害。Pb、Cu能夠通過(guò)破壞生殖器官的功能，造成生殖障礙。Pb、Hg能夠通過(guò)影響人的妊娠，引發(fā)胎兒的流產(chǎn)、畸形、死亡等。Pb能通過(guò)破壞兒童的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，造成兒童的智力和行為障礙，也能對(duì)成人的神經(jīng)、消化、心血管等系統(tǒng)產(chǎn)生危害。Cu能使血紅蛋白變性，破壞細(xì)胞膜，降低酶活性，造成機(jī)體代謝紊亂。As能夠造成肝脾腫大，肝腹水，抑制兒童智力發(fā)育，還能引發(fā)黑腳病、糖尿病、腎病、腦血管等方面的疾病。

二、土壤重金屬污染產(chǎn)生的原因

（一）農(nóng)業(yè)污染

我們國(guó)家是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，含重金屬成分的化肥、農(nóng)藥大量的使用，均會(huì)引發(fā)土壤重金屬含有量超標(biāo)的問(wèn)題。特別是在很多化肥中，重金屬污染元素的嚴(yán)重超標(biāo)，相比較傳統(tǒng)有機(jī)肥料，現(xiàn)階段絕大部分化學(xué)肥料中質(zhì)量比較差的過(guò)磷酸鈣肥以及磷肥中普遍含有鎘和砷等一些重金屬。依據(jù)科學(xué)調(diào)查呈現(xiàn)出的結(jié)果，關(guān)于集約化養(yǎng)殖場(chǎng)，存在使用飼料添加劑超量的行為，飼料添加劑中普遍含有銅、鋅元素，畜禽食用了含有添加劑的飼料后，排泄的糞便中也會(huì)含有超量的重金屬元素，隨著農(nóng)田施用有污染物的肥料，進(jìn)而致使農(nóng)田土壤遭到重金屬污染物的污染。

（二）固體廢棄物堆放

農(nóng)、林、牧、漁業(yè)等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生的廢棄固體物統(tǒng)稱為農(nóng)業(yè)固體廢棄物，包括作物秸稈、樹(shù)葉、畜禽糞便、農(nóng)副產(chǎn)品以及漁業(yè)副產(chǎn)品等。城市垃圾常常和工業(yè)廢棄物混合堆放，而城市近郊農(nóng)民又有將城市垃圾用作肥料的習(xí)慣。垃圾中含有Cu、Pb、As、Cr、Hg等重金屬元素會(huì)使農(nóng)田土壤重金屬污染加劇。與一般工業(yè)三廢污染相比，農(nóng)業(yè)固體廢棄物極易移動(dòng)，不易擴(kuò)散。目前，人們對(duì)固體廢棄物的危害性、資源化程度認(rèn)識(shí)不夠，導(dǎo)致大量的固體廢物隨意丟棄、堆積、填埋，綜合利用十分有限，大量有毒有害物質(zhì)滲透到自然環(huán)境中，已經(jīng)或正在對(duì)生態(tài)環(huán)境造成極大的破壞。

（三）尾礦污染

尾礦中的重金屬傳播途徑主要是通過(guò)水進(jìn)行傳播的，并且尾礦中的大部分重金屬是以硫化物的形式存在，金屬成分主要為鉛、鋅、鎘、鉻和錳。硫化物尾礦在與氧氣進(jìn)行接觸的過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)雨水的浸泡及淋濾等方式，使得浸出液中總氰化物、氯化物、硫酸鹽、鉛、鎘、銅、鋅、汞、錳等污染物可溶性離子得到釋放，并且若是在經(jīng)過(guò)微生物的作用以后，其釋放過(guò)程會(huì)得到有效提升，不僅可以釋放可溶性的重金屬離子，同進(jìn)還會(huì)順著酸性物質(zhì)而排出，這些酸性廢水的擴(kuò)散與傳播，會(huì)造成周圍環(huán)境的污染，從而造成人體重金屬含量超標(biāo)，以至于影響人類的身體健康與生命安全。

三、土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

（一）物理修復(fù)技術(shù)

物理修復(fù)技術(shù)主要采用工程措施、熱脫附法降低土壤中的重金屬含量。常用措施包括換土法、客土法等。換土法是用未被污染的土壤替換污染土壤，以達(dá)到稀釋污染物含量，增加土壤的環(huán)境承載能力。采用換土法要妥善處理被挖污染土壤，避免引起次生污染。客土法是用清潔的土壤覆蓋在污染的土壤上，并保證清潔土壤的厚度大于耕作層的厚度，使得被污染的土壤盡量不影響作物生長(zhǎng)。選擇客土?xí)r盡可能選擇與主土pH值接近的土壤，避免因酸堿性變化導(dǎo)致污染土壤重金屬活性的變化。

（二）電動(dòng)修復(fù)

電動(dòng)修復(fù)是集合電化學(xué)與土壤學(xué)于一體的學(xué)科研究，其原理是利用重金屬能夠被電所吸附原理，給土壤中插入電極，通入直流電，土壤中的重金屬在電場(chǎng)的作用下，向電極兩端移動(dòng)，聚集在電極兩端之后，技術(shù)人員再對(duì)其進(jìn)行集中處理。通入直流電之后，重金屬離子的移動(dòng)包括帶電離子的電遷移；帶電假膠體微粒的電泳；而電滲流主要針對(duì)液體狀態(tài)存在的物質(zhì)。因此，針對(duì)不同污染源的土壤，要合理利用電動(dòng)修復(fù)技術(shù)。電動(dòng)修復(fù)技術(shù)，受到土壤環(huán)境的影響，例如土壤酸堿度。重金屬以離子狀態(tài)存在于土壤中時(shí)，酸堿度會(huì)改變重金屬離子的帶電狀態(tài)，給電動(dòng)修復(fù)技術(shù)帶來(lái)困難。而當(dāng)環(huán)境中存在一些較大的金屬物質(zhì)或者絕緣物質(zhì)時(shí)，都會(huì)對(duì)電極所產(chǎn)生的電場(chǎng)有一定的影響，進(jìn)而影響修復(fù)效果。近些年，國(guó)內(nèi)外都對(duì)電極修復(fù)技術(shù)做了一系列探索、研究，甚至一些西方國(guó)家將點(diǎn)擊修復(fù)技術(shù)發(fā)展成一種商業(yè)模式，用于環(huán)境保護(hù)中，相信未來(lái)電極修復(fù)技術(shù)還會(huì)有更開(kāi)闊的發(fā)展前景。

（三）化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)主要是采用抑制劑、改良劑，提高土壤當(dāng)中的陽(yáng)離子、有機(jī)質(zhì)等含量，改變Eh、pH值以及電導(dǎo)理化性質(zhì)，從而讓土壤金屬出現(xiàn)各種化學(xué)反應(yīng)，抵抗重金屬生物中的有效性。但不是一種永久性修復(fù)措施，這樣可以改變重金屬在土壤中的生存形態(tài)，但是金屬元素在土壤中容易再度活化。可以采用碳酸鈣、磷酸鹽、石灰、沸石等作為改良劑。其中，對(duì)于酸性污染，可以通過(guò)石灰減少土壤的pH值，減少土壤中的溶解性。也可以在土壤環(huán)境中加入某些金屬元素，發(fā)揮拮抗作用，這樣即可減少土壤中的重金屬污染。

（四）植物修復(fù)技術(shù)

植物轉(zhuǎn)化也稱植物降解就是通過(guò)植物體內(nèi)的新陳代謝作用將吸收的污染物進(jìn)行分解，或者通過(guò)植物分泌出的化合物（比如酶）的作用對(duì)植物外部的污染物進(jìn)行分解?？商幚淼奈廴就令愋陀兄亟饘伲ㄈ珂k、鉛、鎳、銅、鋅、鈷、鉻、汞等），以及特定的有機(jī)污染物（如石油烴、五氯酚、多環(huán)芳烴等）。該技術(shù)處理周期較長(zhǎng)，一般需3～8年。其修復(fù)成本相對(duì)低廉，相關(guān)配套設(shè)施已能夠成套化生產(chǎn)制造，在國(guó)外已廣泛應(yīng)用于重金屬、放射性核素、鹵代烴、汽油、石油烴等污染土壤的修復(fù)，技術(shù)相對(duì)比較成熟。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，重金屬毒性大、污染大、來(lái)源廣，進(jìn)入環(huán)境中會(huì)對(duì)動(dòng)植物、人類身體造成嚴(yán)重的影響和危害，重金屬污染成為世界重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。我們必須從物理、化學(xué)等多方面進(jìn)行修復(fù)技術(shù)的研究和創(chuàng)新，盡可能環(huán)節(jié)重金屬所帶來(lái)的危害，避免出現(xiàn)二次污染，進(jìn)一步提高我國(guó)生態(tài)環(huán)境的整體水平。

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