重金属污染土壤修复技术进展研究

薛秀炜，罗千植

（福建农林大学 资源与环境学院，福建 福州 350002）

重金属污染土壤修复技术进展研究

薛秀炜，罗千植

（福建农林大学 资源与环境学院，福建 福州 350002）

土壤是人类赖以生存的物质基础和不可再生的自然资源。然而，近几年随着工农业的迅速发展，土壤污染已成为不容忽视的问题。许多持久性有毒物质包括有机污染物、重金属等通过不同途径进入到土壤内，造成农产品质量下降，并且还会让农作物吸收有害物质，最后导致人体的损伤。所以，对于土壤染污的控制、治理、修复，倍受人们重视。

重金属；修复；污染

土壤受到污染后，不仅会影响植物的正常生长，还可产生不良的生态效应。污染物进入土壤后可能对地表水、地下水造成次生污染，并可通过土壤植物系统，经由食物链最终影响人类的健康。如日本的“痛痛病”就是由于冶炼厂的废水排入农田，污染土壤，造成稻米中含镉量增加而危害人类健康。在我们所经过的五十多年里，全球少说也有十多亿吨的有害物质被“丢弃”到了陆地生态系统内，造成了土壤大面积污染。特别是最近这些年，伴随工农业的生产、发展，土地污染更是大面积受到污染，且染污面积每年都呈现出上升的趋势。特别是在一些高产的农业土地，常常集中在工业、交通发达地区，污染被得更加容易。所以对于土壤污染环境的治理、修复等，成为了世界首先性问题。

1 重金属污染对土壤的危害

重金属的污染指的是由于人类的活动，把一些重金属融入到土壤内，如铅、铜等，导致了土壤当中的重金属含量明显高于自然含量，而且还容易导致现有、潜在土壤质量的退化，包括生态、环境的恶化现象等。

一般来说，土壤内的重金属污染物主要来源于工业的“三废”，如废渣中所包含的重金属沉降、扩散到土壤内，经过长时间的积累的而形成的。

土壤一旦受到重金属污染就难以彻底消除，其危害主要表现在以下几个方面：a影响植物生长。实验表明，土壤中无机砷含量达12 μg/g时，水稻生长开始受到抑制；无机砷为40 μg/g时，水稻减产50 ％；砷含量达160 μg/g时，水稻不能生长。b影响土壤生物群的变化及物质转化，重金属离子对微生物的毒性顺序为Hg＞Zn＞Cd＞Pb＞Co＞Cu，其中Hg2+、Ag+对微生物的毒性最强，通常浓度为1 μg/g就能抑制细菌繁殖。c影响人体健康。

目前，在我国区域农业中，环境恶化快，农产品受到重金属的污染现象也极为严重，尤其是在经济发达地区。根据不完全统计，我们国家耕地所承受的污染面积达到了2 667万hm2，而工业的“三废”污染面积、农药残留污染等均达到了 1 000万hm2。受到铅、铬、汞等等重金属的污染耕地更是达到了2 000万hm2，基本占到我国总耕地面积的五分之一［1］。每年，因为污染的缘故，粮食至少减产1 000多万吨，而生产出的粮食中，被污染的也达到了1 200多万吨，合计经济损失超200亿元。所以对于被重金属污染土壤的修复、治理，已得到了全球的关注［2］。

2 重金属污染的土壤修复技术分析

被重金属污染的土地具有几个特点：不可逆转、时间长、具有隐蔽性，污染物在土壤中所停留的时间比较长，不单单会导致土壤的退化、农作和产量、质量下降，并且还可以让污染物在农作物内残留，通过污染物进入到人体中。所以，对重金属污染土壤进行修复，恢复土壤原有功能一直是国际上的观点、热点研究的课题。当前，重金属染污土壤修复主要采用3种修复技术：物理性修复、生物性修复、化学性修复［3］。

2.1 物理修复

物理修复技术主要有3种：客土技术、翻土技术、固化技术。

客土技术：主要是在被污染的土壤内加入大量清洁的土壤，使土壤中重金属的含量降低到临界危害浓度以下，并达到降低危害的效果。此法在日本用来处理镉污染的土壤中，所取得了比较理想的效果。

翻土技术：翻土法则是深翻土壤，让在表层所集中的重金属分散，进入到比较深的层次里，以此达到了稀释的目的。此法有适用范围，主要适用在土层深、厚、污染比较轻的土壤中。且要配合增加施肥量，以弥补根层养分的流失。此类方法效果好，不受土壤条件限制，但需大量人力、物力，投资大，存在二次污染的问题。

固化技术：即Solidification。主要是把受到重金属污染的土壤，根据一定比例和固化剂相混合，通过熟化，最后形成固体混合物，这种混合物渗透性极低。同时，固化剂种类比较多，如高炉渣、石灰、水泥、硅酸盐等等，固化技术不单单可减少土壤中的重金属染污，而且其产物还可用来建筑、铺路等等，但是，这种方法并非长久之计，此技术不单要大量的固化剂，还容易对土壤造成破坏，一般不适宜于进一步的利用。

2.2 化学修复

修复方法主要有淋洗法、电动修复法、有机质改良法及化学还原法等。

淋洗法：主要是用淋洗液对受到污染土壤的来淋洗，让吸附、固定在土壤颗粒上的重金属形成溶解性的离子、金属—试剂的络合物。之后对淋洗液、重金属进行收集、回收，以此达让土壤中的重金属含量降低的目的。此方法的关键在于对淋洗液的选择，淋洗剂的类型包含有无机和有机两类，重金属污染的无机淋洗剂通常为酸、碱、盐等，常被用来淋洗无机污染物，如重金属等。有机淋洗液通常为螯合剂，可与金属形成配位化合物而增强其移动性［4］。土壤淋洗法按照不同的划分类型可具有多种体现形式，按场地可分成原位修复和异位修复，其中异位修复还可以划分为场外修复和异地修复。相比其他作用方法，淋洗法不但具有去除土壤中大量的污染物，限制有害污染物的扩散范围的作用，还有投资及消耗较少，技术人员不用直接接触污染物等优点。

有机质可通过腐殖酸与金属离子发生络合反应净化土壤中的重金属污染，作为土壤中络合剂，有机络合物以及有机质中的-COOH、-OH、-C=O和-NH等都可以和重金属发生络合、螯合反应，明显减少土壤中重金属的水溶态和交换态。相对于其他方法，有机质改良法取材方便，可利用农作物残体、牲畜粪肥和城市废弃物中的有机质物质，但这种方法适仅仅适用于轻度污染的土壤，原因是这种方法并不能彻底清除重金属。铁、硫酸亚铁、偏亚硫酸盐或其他化学还原剂将铬（III）还原成毒性低，较易沉淀铬（III），降低铬在环境中的迁移性和生物的可利用性从而减少铬污染的危害，减轻铬污染的危害［5］。化学还原法对土壤表面的Cr （VI）比较有效，而对土壤颗粒内部的Cr难起作用，且加入的还原剂可能会引起一些副作用造成二次污染，降低土壤有机质的水平［6］。

2.3 生物修复

生物修复是指利用微生物或植物进行代谢活动，富集或提取土壤中的重金属，通过生物效应来改变土壤中重金属的化学状态，固定或重金属解毒，减少其在土壤环境中的流动性和可用性。生物修复主要包括植物和微生物修复。

3 结 语

植物主要通过植物萃取、挥发和钝化/稳定等方式去除土壤中重金属离子或降低其生物活性。微生物修复土壤污染主要用于土壤中的吸收、沉淀、氧化和还原，从而减少土壤中重金属的毒性，达到生物修复的目的。与有机污染物相比，有关重金属污染的微生物修复方面的研究和应用较少，直到最近几年才引起人们的重视。

［1］ 张宝贵.环境化学［M］.武汉：华中科技大学出版社，2009.

［2］ 周东美，郝秀珍，薛 艳，等.污染土壤的修复技术研究进展［J］.生态环境学报， 2004， 13（2）：234-242 .

［3］ 高翔云，汤志云，李建和，等.国内土壤环境污染现状与防治措施［J］.江苏环境科技，2006，19（2）：52-55.

［4］ 陈怀满.环境土壤学［M］.北京：科学出版社，2005.

［5］ 任旭喜.土壤重金属污染及防治对策研究［J］.环境保护科学，1999，25（5）：31-33.

［6］ 周东美，王玉军，仓龙，等.土壤及土壤—植物系统中复合污染的研究进展［J］.环境污染治理技术与设备，2004，5（10）：1-8.

Soil Heavy M etal Pollution Repair Technology Progress in the Research

XUE Xiuhui，LUO Qianzhi
（Fujian Agriculture and Forestry College of Resources and Environment，Fuzhou，Fujian 350002，China）

Soil is the material foundation to the survival of humans and non-renewable natural resources. However，in recent years， w ith the rapid development of industry and agriculture， soil pollution has become a problem that nots allow to ignore. Many Persistent Toxic substances （Persistent Toxic Substance， PTS） including organic pollutants，heavy metals， such as through different channels into the soil， resulting in decreased quality of agricultural products，and also w ill let the crops absorb harm ful substances， resulting in damage to the human body. So， for the soil pollution control， management， repair， highly appreciated.

Heavy metals；Repair；Pollution

X53

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.03.036

2016-08-16

薛秀炜（1994-），男，福建福清人，本科在读，研究方向：污染修复，手机：15959123636，邮箱：404460760@ qq.com.