土壤重金属污染修复研究进展

张振都 张奇 宋志峰

摘要：土壤重金属污染已严重影响到环境与人类健康，其修复过程主要采用物理、化学和生物修复技术。本文综述分析了各修复技术的利弊及优缺点，并展望了其未来发展方向，旨在为土壤重金属污染修复提供科学完善的理论支撑。

基金项目：吉林省农业科技创新工程项目（CXGC2017TD011）

关键词：土壤;重金属污染;修复技术

中图分类号：  X5                                    文献标识码：  A                 DOI编号：   10.14025/j.cnki.jlny.2019.18.043

随着工业的迅速发展和农业投入品的广泛使用，土壤重金属污染日趋严重，土壤重金属污染修复已迫在眉睫。目前，国内外土壤重金属污染的修复治理技术主要包括物理修复、化学修复和生物修复技术。

1 物理修复

物理修复主要是利用物理方法、工程措施等减少土壤中的重金属浓度，降低污染程度。

1.1 换土、客土和翻土法

换土法是将重金属污染的土壤换为未污染土壤，客土法是将重金属未污染土壤覆盖于污染土壤的表层，翻土法是将重金属污染的表层土壤翻到深层，换土、客土和翻土法均可降低表层土壤的重金属浓度，减少作物吸收利用。工程措施修复方法见效快、效果好，但实施工程量较大、投资成本较高，且易破坏土壤结构，降低土壤肥力。

1.2 电动修复法

电动修复法是将合适的阳极和阴极置于地下，施加低功率电场，使重金属离子定向迁移，富集在电极区域，然后收集处理。电场强度、电极材料、电极布置方式等会影响重金属的富集。电动修复法成本低，适用性广，对环境友好，容易自动化操作，但对于重金属污染物的选择性不高，容易引起土壤pH值变化，涉及技术问题复杂，研究还需完善。

1.3 热处理法

热处理法是利用高频电压对土壤进行加热，使低熔点、易挥发重金属（如汞）从土壤中挥发出来。Kunkel等利用热解析法对土壤中汞的去除率达到了99.8%。热处理法工艺简单，但费用高，耗能大，易造成二次污染。

1.4 淋洗法

淋洗法是利用硝酸、盐酸、磷酸、硫酸、草酸、柠檬酸、氢氧化钠、EDTA和DTPA等，淋洗剂将土壤中重金属活化、萃取、解析、置换，然后，分离、移除。武迎飞研究表明，利用0.1 mol/L EDTA溶液淋洗，土壤中重金属铅、镉去除率分别可达52.27%、83.65%。淋洗法工艺简单，污染物去除彻底、时间快，但易破坏土壤结构，二次污染严重。

2 化学修复

化学修复是利用石灰、碳酸钙、磷酸盐、金属及金属氧化物、硫化物、绿肥等改良剂将土壤中重金属氧化、还原、沉淀、吸附、抑制，降低其生物可利用性。刘永红等研究表明磷矿粉和活化磷矿粉可降低污染土壤中铜的活性，具有修复效果。化学修复在土壤原位中进行，操作简便，技术成本低，对大面积低程度污染土壤的修复具有优越性，但化学修复仅改变了土壤重金属的赋存形态，没有从根本上消除，容易活化继续造成污染。

3 生物修复

生物修复是利用植物、动物及微生物的新陈代谢活动，吸收、富集、转化土壤中的重金属，降低重金属污染程度。Huang等研究表明玉米和豌豆对铅有良好的吸收效果。陈娴等研究表明赤子爱胜蚓（Eiseniafoetida）对水稻土中镉有显著的富集作用。Polti研究表明从甘蔗中筛选出的链霉菌（Streptomyces sp. MC1）能有效降低土壤中Cr（Ⅵ）的生物利用率。植物修复成本低、生态效益好，但是周期长、效率低;动物和微生物修复成本低、对环境扰动少，但是稳定性差、容易变异，受环境影响显著。生物修复可在土壤原位进行，且对环境友好，具有良好的发展前景。

4 展望

土壤重金属污染修复是一个长期复杂的过程，其修复技术也在逐步发展，从单一修复技术向联合修复技术发展，异位修复技术向原位修复技术发展，破坏、扰动修复技术向绿色、环境友好修复技术发展。在土壤重金属污染修复过程中，应根据重金属污染特点，探索、优化、筛选修复技术，为土壤综合利用及农业可持续发展提供技术支撑。

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作者简介：张振都，硕士，助理研究员，研究方向：农产品质量安全检测及风险评估。

通讯作者：宋志峰，硕士，副研究员，研究方向：农产品质量安全风险评估研究。