土壤重金属污染修复技术的研究进展

符永鹏

（甘肃省陇南生态环境监测中心 甘肃陇南 746000）

引言

土壤作为人类生存的基础，关系着人类身心健康以及社会的发展进步。我国有着广袤的国土资源，但是人口基数大，人均资源不足，加上受污染的土壤日渐增多，加剧了土壤资源紧张和人类需求增加之间的矛盾。此外，土壤污染会导致污染物流入植物，经过生态循环流入到人体，对人体身心健康产生不良影响。为了保证人和自然能够和谐长远地发展，应当加强土壤污染的治理，尤其是重金属污染，加强土壤修复，改善人类生存的环境，为子孙后代创造舒适的环境条件。

1 我国土壤中重金属污染现状分析

1.1 污染现状简述

土壤重金属污染主要是人类活动造成的，受到污染的土壤重金属含量超标，对土壤环境质量有着恶劣影响，甚至恶化当地生态环境。随着我国近些年城市化进程的不断加快，我国加快了发展农业、工业等各个方面的发展，同时也随之产生了较为严重的土壤重金属污染问题，农业生产中大量使用化肥农药，工厂排放污水量持续增加，加上汽车尾气等问题加剧了环境问题[1]。长期下去，如果不采取有效的治理和修复措施必然会严重威胁到我国的生态环境。为此，无论是国家、政府还是个人，都需要明确污染预防和治理的重要意义。

我国当前有着较为严重的土壤重金属污染问题，具体表现在：（1）人们的认知存在偏差，认为重金属污染来自于工程生产、采矿企业等和普通百姓生活工作没有关系。（2）我国自从提倡可持续发展理念后开始加大力度整治各个行业的污染问题，各个政府部门也提高了控制、处罚力度，但是很多企业仍然没有充分意识到重金属污染的危害。（3）土壤有机质。土壤有机质在微生物作用下会形成土壤腐殖质，进而和无机颗粒融合形成复合胶体，同时增加了土壤吸附重金属元素的能力以及生物的有效性。所以，相比于有机质含量较低的土壤，有机质含量较高的土壤有着更强的吸附重金属的能力。可见，我国存在较多的重金属污染来源，治理修复过程中需要多管齐下，多方面整治。

1.2 污染危害

土壤中常见的重金属元素主要包括铅、汞、砷、镉、铬五大元素，这些重金属元素无法在自然环境中分解，经过水体可以流入到植物中，进而影响人体。另外，水中其他有害物质融合重金属元素后形成的物质有可能具有更大的毒性，通过不断流转进入到食物链中最终会对人体产生伤害。可见，土壤重金属污染最终会危害人体的健康，还可能出现遗传病等问题，影响子孙后代。通过研究表明，全球各个国家地表中从工业革命之后已经普遍存在铅元素浓度升高的现象，近代人体中铅含量也是原始人的一百多倍。重金属元素进入到人体后是难以通过新陈代谢作用排出的，会积累在人体内，久而久之威胁人体健康，甚至当污染物积累到一定量会造成人体死亡。可见，重金属污染有着很大的危害性，需要所有人员加强重视重金属污染的治理和预防[2]。

2 重金属污染土壤的生态环境治理原则

2.1 经济建设与生态环境保护协调发展

我国坚持建设城乡经济的同时保护生态环境，坚持绿水青山就是金山银山的理念，要求统筹兼顾、全面布局、加强环境保护，不能单纯地牺牲环境谋求经济发展，坚决避免经济发展和生态环境保护对立的局面。我国需要加强协调好环境控制和经济发展两项工作，将可持续发展道路贯彻落实，严禁先污染后治理，积极为子孙后代创造健康舒适的生存环境。

2.2 谁开发谁保护，谁污染谁治理

当前我国有待进一步完善和改进生态环境保护问责机制。按照当前法律发箍以及生态环境管控规定，坚持谁开发谁保护、谁污染谁治理的原则，加强考核各个企业的相关指标，加大宣传力度，提高企业、个人的生态环境保护意识，加大惩罚违规、违法企业和人员的惩治力度[3]。

2.3 坚持“控制增量、减少存量”的原则

土壤重金属污染治理工作需要投入较长的时间，在短期内难以完成，需要循序渐进，不可能一蹴而就，为此，相关工作人员要做好长期准备，有足够的耐心筹谋规划。应当加强调查实际情况，对当前我国土壤重金属污染的现状信息有准确充分的了解，从而探讨出适合不同区域治理的办法方案，将治理方案的科学性和实用性提高，将重金属污染增量进行严格控制。针对历史遗留的地区，在安全管控和土壤修复中坚持安全利用原则。

3 土壤重金属污染修复技术

3.1 工程治理措施

通过工程治理能够彻底解决重金属污染问题，也是当前土壤重金属污染治理方法中比较具有权威性的方法。但是工程治理需要较大的工程量，所用人员、资金、设备等方面都较大，并且会对土壤结构产生一定的破坏，导致土壤肥力降低，同时也要对置换出来的污染土壤进行治理。工程治理土壤中重金属污染的方式主要包括客土、换土、深耕翻土等措施。客土法适合应用于污染比较严重的面积较小的农业大棚土壤污染中，将没有经过污染的洁净人工土、沙壤土等土壤加入到受污染的土方中，将土壤耕作层的重金属浓度降低，将重金属毒害植物根系作用减小，实现土壤生态修复速度的提升。换土法主要是转移出受污染的土壤，根管洁净土壤，达到受损土壤快速修复的目的。此方法有着十分明显的效果，但是需要耗费大量的精力和成本。换土法可以应用于有放射性污染物或含有难分解已扩散污染物的严重污染区域中，比如科研场所等。深耕翻土法适合应用于污染较轻、耕作层较厚的土壤污染中，主要是铜鼓拌匀、翻动、混合耕作层土壤来将地表土壤重金属污染物的含量减少。

3.2 电泳法

电泳法无需增添土层或者翻耕土层而是直接针对重金属污染土壤采取的修复办法，在修复过程中需要将一个电极插入到受污染的土壤中，在电解质和电厂推动下重金属会发生物理化学反应定向流动到电极位置，然后利用收集装置将土壤中的重金属清除。这种方式能够彻底清理重金属，但是重金属性质、土壤性质都会影响电泳法修复的效果，容易受到较多因素影响。该方法较为便捷，可以将土壤重金属治理的时间大大缩短。在未来发展中，该技术必然会得到进一步的改进优化，更好地服务于土壤重金属污染治理中。

3.3 植物稳定修复

通过种植非食用重金属耐性能源植物达到重金属形态、价态改变的方法为植物稳定修复技术，该技术能够将重金属污染物的流动性和活性大大降低，能够避免重金属渗透或者扩大对环境产生更大的影响。当前植物稳定修复方法广泛地应用于矿区土壤重金属污染治理当中，比如复垦废弃矿山的尾矿工程。矿山废弃地植被受到破坏是造成当地土壤重金属迁移性升高的主要因素，在解决此类问题时，可以采取传统的处理方法，并且将治理经济效益和生态效益全面提升，降低废弃矿山对周围环境产生的不良影响。但是该技术也仅仅是将土壤中的重金属暂时稳定住没有将重金属彻底消除，如果条件合适重金属还会恢复活性威胁生态环境[4]。

3.4 稳定固化技术

稳定固化技术为非破坏性方法，主要是用特定的材料将土壤中难以迁移的污染物质活性进行控制，将渗透率、表面积、活性减小。固化技术需要用惰性材料封入污染物当中，通过将污染物暴露淋滤面积减少对污染物的迁移进行控制。石灰性材料、水泥基材料、黏土矿物、含磷材料等都是当前土壤重金属污染中常见的稳定固化材料，每种稳定固化剂的使用方式都存在一定差别，比如在重金属Cu、Cd 污染的酸性土壤适合使用石灰性材料，在污染程度较重的工业场地适合使用水泥基材料，在污染程度较轻的土壤中适合应用黏土矿物，在修复Pb 污染土壤方面可以应用含磷材料，在Cr 污染土壤的修复实践中可以应用吸附性强大的碳材料。农业废弃物有着较高的有机质含量，可以对土壤进行改良，在贫瘠的土壤中有着良好的应用效果。可见，应当根据污染物的种类、程度、土壤性质等合理选用治理措施[5]。

3.5 生物治理措施

在土壤重金属污染治理中，生物治理技术越来越受到重视，该技术主要利用的是植物、动物、微生物的特性，对污染物进行降解、改良、抑制、吸收，将重金属的毒性降低。植物修复技术主要是利用超富集植物将土壤中过量重金属吸收，该方法无需投入过多的成本，并且有着污染小、美化环境的优势，在现代土壤重金属污染治理中能够发挥良好的作用。在大自然中存在着诸多类型的微生物，同时也可以采用人工培养的方式培养微生物群落。在土壤重金属污染治理中，可以利用微生物的降解作用，将土壤中的重金属污染物活性降低，甚至分解。微生物个体小，反之快，能够分解环境污染物质和化合物。

3.6 农业生态环境治理措施

在农业生产过程中采用因地制宜的耕种方法来培育合适的植物，将土壤的生态环境改善，将重金属对人体产生的危害减少或者阻断，此为农业生态环境治理方法。在应用该方法时，需要在重污染区栽种高富集重金属的经济作物，在净化土壤的同时美化环境。农业生态治理方法虽然效果良好且成本低，但是需要较长的周期，见效慢。

结语

土壤重金属污染问题一直以来都是人们所关心的重点课题，必须要引起相关部门的重视。本文通过分析土壤重金属污染现状，探讨重金属的危害以及土壤重金属治理原则，从工程治理、植物修复、微生物修复等方面提出了一些治理土壤重金属的建议。在未来我们应当进一步加强土壤重金属污染治理，减少重金属污染物，持续优化土壤生态环境质量。