重金属污染土壤修复技术与实践初探

姚忱

【摘  要】近年来，虽然世界工业化程度不断加深，但土壤重金属污染事件也日益增加，给社会群众的身心健康带来了严重的危害，加大土壤重金属防治力度成为人们普遍关注的话题。论文详细分析了关于重金属土壤污染的危害性，并基于物化修复、生物修复、农业生态修复的角度提出改进措施，同时列举了效果较好的土壤修复工程，以供参考。

【Abstract】In recent years， although the industrialization degree of the world is deepening， the incidents of heavy metal polluted soil are also increasing day by day， which brings serious harm to the physical and mental health of the public， and strengthening the prevention and control of heavy metal polluted soil  has become a topic of general concern. This paper analyzes in detail the harmfulness of heavy metal polluted soil， and proposes improvement measures based on physicochemical remediation， bioremediation and agro-ecological remediation， and lists the effective soil remediation projects， for reference.

【关键词】重金属污染;土壤;修复技术

【Keywords】heavy metal pollution; soil; remediation technology

【中图分类号】X53                                                       【文獻标志码】A                                     【文章编号】1673-1069（2020）02-0172-02

1 引言

土壤是我国重要的自然资源，能够为农作物提供丰富的能源与养料，对促进农业产业的发展具有重要意义。然而一旦土壤受到重金属的污染，极易致使植株的基因突变，产生不利因子，影响作物的正常发展，最终也会危害到人类本身。国内土壤污染以耕地污染为主，不同污染源差异较大，需要因地制宜地应用修复技术，通过风险控制区划来实现修复。

2 重金属污染对土壤带来的危害

造成土壤重金属污染的原因主要是人类所进行的工业活动、农业活动等会排放大量的污染气体和其他物质，这些有害物质会渗透到土壤中逐渐积累而超过背景值，微量元素包括汞、镉、铅、铬等毒性金属元素、类金属（如砷）等生物毒性显著的元素以及其他有毒元素如锌、蘖、铜等。近年来，土壤重金属污染的危害越来越严重，体现在食物中毒、生态失衡、水土恶化等[1]。要发挥重金属污染土壤修复技术的作用，首先就要理解重金属的来源，然后针对“去除”这一核心来进行。

2.1 重金属的污染源

第一，大气污染。受冶炼、电力、化工等工业生产和运输的影响，在燃烧煤炭、石油等燃料的过程中均会产生大量的重金属颗粒物，这些颗粒物受气流的作用进入大气中，再经过沉降进入土壤结构，致使重金属含量严重超标。实践证明，土壤中重金属污染与金属汞的不断累积有着密切关联。大气中重金属物质会利用土壤的吸附作用、植物的介质吸收等特点进入土壤中。

第二，污水灌溉。城乡建设脚步的不断加快，使得工业化发展明显提速，废水污染问题也逐渐显露出来。大量未经处理的污水被随意排放到河流、田地，造成污水灌溉，影响作物的生长。

第三，工业活动。采矿、冶炼等产生的废渣、废气都会产生大量的重金属物质，对周围环境造成不同程度的污染，并且还会大范围扩散。

2.2 重金属污染的危害

据调查，我国耕地土壤所遭受重金属污染的面积高达3000万km2，其中以汞、铅含量为首，对植株的正常生长和人体健康造成极大威胁，癌症等恶性疾病的诱发率逐年提升，社会重金属中毒事件层出不穷，如广东韶关镉超标，要求有关政府和工业企业必须落实污染治理工作，尽快修复被污染的土壤。与酸碱盐污染不同，重金属污染具有一定的隐蔽性、长期性和不可逆转性，随着时间的推移，重金属元素会在土壤中不断富集，不仅会降低土壤的营养物质含量，减少作物的有机物积累，同时也会污染地下水体，危害水生物[2]。

3 重金属污染土壤的修复技术

重金属污染土壤问题已经引发全球关注，其对社会的可持续发展与生态环境建设都有较大影响。对此，为了切实保障生态系统的稳定，维护农业产业的正常发展，需要加强对污染土壤的修复工作，这也是防控重金属污染的前提。常见的重金属污染土壤修复技术有物化技术、工程技术、矿物技术以及生物技术等。

3.1 物化修复技术

物理修复手段众多，一般分为电动修复、电热修复、土壤淋洗等，能够实现对土壤中重金属物质的定向收集、分离吸附和液相回收，逐渐降低重金属物质的含量。物理修复是当前应对重金属土地污染问题的主流措施，相对其他修复技术，物理技术多为原位修复，可以控制运输成本，但技术含量较高，并且只能用于小规模土壤处理，具有局限性[3]。化学修复技术则弥补了这一缺陷，应用性较高，其原理是将化学药物喷洒在土壤中，使其与重金属物质相互发生氧化还原反应，随之吸纳，对土壤进行防治，增加对重金属污染的抵抗性。在采用化学药物降解重金属的过程中发现，拮抗技术的效果最佳，清洁力度较高，并且得到了广泛应用。拮抗技术主要使用吸附、修复能力较高的药物来整治土壤，具有便捷性和应用性的特点，但无法从源头上制止金属污染。

3.2 工程技術与矿物技术

工程修复技术涵盖了多种修复手段，如对土壤进行变换运作（把污染土壤拉走，换入新的干净土壤）、客土作业（向污染土壤中加入大量的干净土壤，覆盖在表层或混匀，使污染物浓度降低或减少污染物与植物根系的接触）、深耕翻土（深翻土壤，聚集在表层的污染物分散到土壤深层，达到稀释和自处理的目的），这些修复手段适用于轻度污染或重度污染的土壤。修复方法是使用未受污染的土壤来代替部分污染土壤，稀释原有重金属物质的含量，提高土壤环境容量。矿物修复技术是利用天然矿物质来降低土壤中的金属物质，不仅可以再次利用废弃矿物，还可以最大限度地保护环境，如对于膨润土和凹凸棒石等粘土矿物，能够利用吸附作用而降低金属含量。

3.3 生物技术

此技术利用了生物的消减能力来控制污染物的含量，操作便捷，修复效果明显。生物技术具有的多样性修复手段可以代替传统修复手段。一是动物修复技术，这是基础性、天然性技术，将蚯蚓、老鼠等生物放入土中进行吸附，然后再进行浇灌，驱赶吸附了污染物质的生物。二是植物技术，利用植物来吸收物质，植被在吸收污染物后可以通过自身降解功能化解污染物质，能够彻底清除重金属物质。三是微生物技术，由微生物的氧化还原、吸附沉淀功能来降解一些分子结构复杂的无机物。土壤中的微生物活性较高，它们大多带有自由电荷，新陈代谢快，当周围环境存在重金属物质时，它们会运用自带的耐重金属细菌来吸附这些元素，从而溶解金属离子，使其发生反应。微生物修复具有较好的降解作用，且对自然环境无二次危害。此外，植被修复也是常用的修复手段，植物提取法是利用吸附能力较好的植物吸收并转移土壤中的重金属，使其集中到收割部位;植物挥发法可以利用植物的生理活动来转变重金属的结构形态，使其挥发;植物固化法可以通过根系来过滤、钝化、固定金属元素，降低土壤中的活性物质;植物促进法一般用于本身不具有吸收作用的植物，但其根系产生的分泌物如氨基酸、糖类等可以促进根系周围微生物的生化反应，如小花南芥对铅锌复合污染的治理。在农业生态修复方面，可以通过种植多样的植物来提高土壤含水量以及其他有机物。结合土壤污染情况制定匹配的轮作制度，改变土壤活性，控制药物使用，保障作物生长安全。

4 重金属污染土壤的修复实践

在长期的重金属土壤修复工程中，我国已初步取得了一些成就，土壤恢复效果不断提升，修复成本也得到了有效控制。探讨系列修复技术和流程，把握重点，可以为后续技术创新项目提供借鉴。除了上述修复技术之外，生物固体堆肥、糖酸盐改良剂、玻璃化技术等新兴技术进一步增强了修复效果，降低了重金属的危害作用。例如，湘江区域的土壤修复综合示范项目，稻田修复质量非常高，降低了约64%的Cd含量，这些实践证明，重金属土壤修复技术的合理运用具有很好的实用性，能够满足现阶段土壤保护的需求。

5 结语

总而言之，重金属污染土壤修复是一项任重而道远的工作，关乎着社会经济的发展和民生，随着“土十条”和“十三五生态环保规划”的发布实施，土壤污染在“十三五”期间也成为生态环保经济发展中的一场重要战役。对于各种土壤修复技术，要总结应用成果，不断研究，扬长避短，综合治理，治理效果才会更好。

【参考文献】

【1】李祥慰.重金属污染土壤修复技术与实施要点研究[J].大科技，2017（10）：336.

【2】毕薇，林志坚.重金属污染土壤修复技术的研究进展[J].广东化工，2016（13）：110-111.

【3】张真源.土壤污染风险管控制度的规范分析与完善路径[J].华北电力大学学报：社会科学版，2019（05）：1-8.