土壤重金属污染及修复方法研究分析

李丁　周自强　洪扬

摘要 以土壤重金属污染和修复方法研究为重点进行阐述，首先分析了土壤重金属污染来源与产生危害，其次介绍了土壤重金属污染修复现状，最后深入探讨了土壤重金属污染修复有效方法，旨意在为相关研究提供参考资料。

关键词 土壤;重金属污染;修复方法;相关研究

中图分类号：X53 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2022）04–0147–03

土壤归属生态环境的基本单位，是人们长时间生存与生活的关键资源。随着国内现代化工业化和城市化进程的不断加快，工业污染问题也日益严重，尤其是土壤重金属污染，引出土壤被破坏的结果。不管是污水排放，还是矿井开采，都会在一定程度上污染土壤质量，在严重情况下，可能使农作物和微生物受到毒害，因此土壤重金属污染修复工作的开展势在必行，以下是笔者进行土壤重金属污染和修复的相关研究。

1 土壤重金属污染来源与产生危害

一般而言，土壤重金属污染的来源划分2个层面，即人类活动造成的土壤重金属污染和自然活动造成的重金属污染，前者是比较常见的影响因素，包含排放废气活动、交通尾气排放和废水排放，这样重金属元素渗透在土壤之中，使得土壤中的重金属元素含量不断增加，逐步体现重金属污染现象，也就是土壤中重金属污染的含量指标过高[1]。后者包含火山爆发的来源和森林火灾的来源，积累对应重金属粉尘，逐步在雨水影响下渗透于土壤中，久而久之，发展为土壤重金属污染结果。基于此，土壤重金属污染的影响因素比较多，不同因素均会造成土壤受到污染。因此，在开展重金属污染问题修复的工作时，相关人员应选取合理的修复模式，根据源头类型明确有效的修复方案，保障土壤重金属污染问题的显著修复成效。

土壤重金属污染对社会的和谐发展产生较多危害，以下面几种情况为例进行阐述。

1.1 对植物带来的危害

植物生长十分依赖土壤，土壤作为植物持续性生存的基础，若土壤存在重金属污染的问题，可能导致植物生长期间被重金属污染[2]。农业生产有大量的农药与化肥，化肥有一定含量的铬元素与前元素，农业灌溉使其流入种植土壤中，造成土壤调整能力有所下降，最终相关的重金属元素被植物吸收，一方面产生植物被有毒物质入侵的结果，另一方面产生降低植物吸收营养元素能力的结果，甚至造成植物死亡。

1.2 对人类带来的危害

人类的生存会受到土壤重金属污染影响，可分为2种情况：第一个情况是重金属与空气结合，被人体所吸收，使得人们身体健康备受威胁[3]。第二个情况是人们食用被土壤重金属污染的植物，或者饮用被重金属污染的水资源，重金属元素侵入人们身体内部，使得人们出现肾衰竭疾病或癌症疾病，如金属铅被人体吸收，可能造成人们记忆力衰退与头痛，不利于人们的身体健康。

1.3 对生物带来的危害

若土壤存有重金属污染的现象，会破坏土壤活力、影响微生物正常活动。受到重金属元素的影响后，微生物甚至会呈现消亡的发展趋势，或者影响土壤重金属污染地区的其他类型生物正常生存[4]。例如，灌溉水资源不够充足的区域，一些地区需要引进处理完成的污水加以灌溉，可现有的污水加工技术，不能实现重金属元素的全部清除，而污水灌溉操作使得土壤内部流入重金属元素，影响生态环境的稳定性，难以保障生物系统多样化构建。

1.4 对水体带来的危害

土壤重金属污染会延伸水体环境受污染的范围，公害病主要是由人类活动造成的环境污染所引起的地区性疾病。如水俣病和骨痛病都与土壤重金属污染存在关系。当重金属被泄露到水体中，无法被水体中的微生物所正常降解，更不能借助于水体自净作用来消除金属污染的危害，对水体造成了严重的危害。由于重金属具有较大毒性，若人们饮用具有相关元素的水体，会导致人类身体健康甚至生命安全受到严重威胁。若水生植物生活在高浓度重金属环境内，会对其呼吸作用、光合作用等产生抑制作用，影响其正常生长[5]。例如，某城市中兒童身体检查结果有铅中毒的情况，原因是电源生产商家超标生产，对应单位监督不到位，降低城市综合生产效益。

2 土壤重金属污染修复现状

2.1 修复问题

我国对土壤重金属污染进行修复处理尚未构建比较完整的机制，导致土壤重金属污染修复工作呈现随意化的特征，不能有效地把规范化机制管理当作指导指标，制约土壤重金属污染修复进程。同时，修复土壤重金属污染的方案不够全面，难以提升土壤重金属污染修复工作质量。相关部门对土壤重金属污染现象监管不到位，不能缓解土壤重金属污染的现象，而修复需要大量时间，降低了土壤重金属污染修复的有效性[6]。除此之外，土壤重金属污染修复工作是系统化工程，土壤重金属污染修复难度较大，一般来讲后续的土壤重金属污染修复不能从根源上处理修复问题，实际的修复技术面临发展的局限性，导致不能保证土壤重金属污染的修复质量。

2.2 修复原理

修复土壤重金属污染的情况，应遵循一定技术修复原理，合理改动污染物存有形态，减少土壤中重金属的含量。在实际的修复过程中，划分为原位修复先进技术和异位修复先进技术。前者是保障土壤的位置不移动，安排相关人员直接修复土壤重金属污染的问题;后者是移动与挖掘已经受重金属污染的土壤，在一系列运输之后实施有效治理操作，完成土壤重金属污染现象的修复任务[7]。

3 土壤重金属污染修复有效方法

3.1 采取植物修复的方法

立足于土壤持续利用的视角，我国部分专家学者以环境保护为主，拟定土壤重金属污染修复方案，深层次地挖掘高效率修复模式。采取植物修复的方法是一个基本思路，关键原理是通过植物的吸收作用，排除土壤内重金属元素，使得土壤中重金属的含量逐步减少。例如，利用超富集植物，这种植物存在显著的吸收作用，在重金属污染的土壤上种植超富集植物，实现重金属元素的吸收。与其他的处理模式相比，此种植物修复的方法花费成本不高，不仅可以加强重金属元素的处理效果，还可以实现环境保护的目的。另外，植物修复属于生物治理的范畴，对土壤pH值具有一定的改善作用，可以有效保护土层。

3.2 采取改良修复技术

要想真正地通过改良修复技术完成重金属污染土壤的修复工作，相关人员应把修复范围定位在污染面积比较小的区域，基本原理是把重金属污染的土壤表面用高质量土层覆盖，或者直接更换已经被污染的土壤，运用新土充分覆盖。此种方法适用于重金属污染现象比较严重的土壤修复中，可有效地提高重金属污染的修复治疗，但需要耗费的成本较大。

3.3 采取微生物修复的方法

微生物修复也是处理重金属污染土壤问题的一个方案，微生物能够增强重金属生物性质的体现效果，便于植物充分吸收。土壤内的一些微生物分泌有机酸，可以减小土壤的pH值，继而体现土壤重金属的生物性质。土壤重金属的生物有效性是影响植物修复的一个因素，其生物有效性指数越高，可以更好地被植物吸收，减少土壤内重金属的含量。土壤接种根迹微生物和外生菌根真菌可以增加土壤内重金属的浓度。微生物类型和数量较多，代谢也比较迅速，土壤受到重金属的污染，利用微生物修复方法可以充分吸收和沉淀并氧化还原重金属，使重金属离子朝向低毒产物的方向转变，从而实现控制土壤重金属毒性的蔓延。

3.4 采取化学修复的方法

化学修复技术是指把可以和重金属元素发生反应的物质与土壤接触，借助吸附和钝化的效应，循序渐进地降低重金属含量，控制重金属元素对土壤的完整性造成危害。在化学技术日益发展中，我国部分技术工作者了解到改良后的油页岩具备吸附重金属的作用，可以适当地把油页岩头放在土壤中，提高化学修复技术的可靠性和可操作性。需要注意的是，化学修复技术不能完全排除土壤中的重金属含量，在使用中应思考土壤重金属污染的实际程度，有效地制订重金属污染土壤修复计划。

3.5 采取物理修复的方法

物理修复方法的思路比较多，涉及电动修复、电热修复或者土壤淋洗修复。首先，电动修复是以电场的作用为主处理土壤中含有的重金属离子，依据电渗透的过程，把重金属离子运输至电极方向，同时集中收集重金属离子，实现重金属离子的统一化处理。此种修复模式十分广泛地用于泥土和黏土的修复，节约一定的时间和工程成本。

其次，采取热修复方法对土壤重金属污染进行修复，可以选取热修复技术，按照直接模式或者间接模式，增加污染土壤区域的温度，也就是对重金属元素和其他污染物加以高温操作，这样土壤内污染物含量可以减少，然后分解和气化处理污染物，达到土壤修复的目的[8]。原位修复技术的运用，以石油污染的土壤修复为主，直接加热已经被石油污染的土壤，增加其表面温度、转变石油等相关污染物的性质，使污染物与土壤分离，后续相关人员运用抽取技术，使污染物被抽离至土壤外。而异位修复技术的运用，划分为直接脱热和间接脱热的形式，前者是把已经被污染的土壤运至机械设备中，通过明火灼烧的手段增加土壤表面温度，使污染物和土壤分离。后者的治理理念和前者的治理理念基本相同，也是借助加热的模式分离土壤和污染物，但热修复技术具有局限性，主要是土壤温度升高后会产生突然性质的变化，无形中部分矿物质以碳化的形式出现，增加土壤pH值，要保障土壤的有机质完全被燃烧，才可以增强土壤修复效果。在运用电热修复方法处理被重金属污染的土壤时，尤其是汞元素和硒元素，汞元素的去除率与温度直接呈现正比关系，应通过低温热解的方案，提高重金属的去除率。

最后是土壤淋洗修复，通过淋洗液对重金属进行转移，之后回收利用重金属废水，现阶段淋洗液的类型比较多，包含碱类淋洗液、盐类淋洗液和酸类淋洗液。例如，适当地纳入PASP，将其视作重金属处理的络合剂，在提高重金属污染土壤质量的同时发挥环保效果。

4 结束语

重金属污染土壤的治理工作是比较繁琐的，如果单一的运用化学修复技术、生物修复技术或者物理修復技术，难以充分保障重金属污染问题的处理效果。因此，相关人员可以尝试把多样化的修复方法进行融合，探索取长避短的最佳方案，在最短时间内使土壤重金属修复工作的效益最大化。此外，相关人员应加大力度研究和探索土壤重金属污染修复方案，不断提高土壤的利用率。

参考文献

[1] 叶胜兰，王璐瑶.钝化剂联合有机肥修复重金属污染土壤研究进展[J].中国金属通报，2020（2）：100，102.

[2] 叶胜兰，魏雨露.矿物质钝化剂对重金属污染土壤的修复效益研究进展[J].农业与技术，2020，40（5）：27-28.

[3] 耿珂睿，孙升升，黄哲，等.镍污染土壤植物采矿技术关键过程及其研究进展[J].生物工程学报，2020，36（3）：436-449.

[4] 刘璇，张淑霞，吴曼，等.花生重金属富集特征及防控对策研究进展[J].山东农业科学， 2020，52（3）：144-150.

[5] 侯林洋，陈应华.试析耕地土壤重金属污染特征[J].农业与技术，2020，40（13）： 37-38.

[6] Deng M H， Zhu Y W， Duan L L， et al. Analysis of the comprehensive prevention and control technical mode of heavy metal pollution in farmland soil “while production while restoration” [J]. Journal of Zhejiang University： Agriculture and Life Science Edition， 2020， 46（2）： 16.

[7] 韩云昌，张乃明.施用钝化剂对土壤重金属污染修复的研究进展[J].江苏农业科学，2020，48（10）：52-56.

[8] 周启武，杨国琴，张国昌，等.入侵植物紫茎泽兰对其根际重金属的富集作用研究[J].安徽农业科学， 2020，48（24）：87-90，93.

责任编辑：黄艳飞

Study and Analysis on Soil Heavy Metal Pollution and Remediation Methods

LI Ding et al（GeFeng Environmental Protection Technology Co.， Ltd， Wuhu， Anhui 241000）

Abstract This paper mainly focused on the research on soil heavy metal pollution and remediation methods. Firstly， it analyzed the sources and hazards of soil heavy metal pollution， secondly introduced the current situation of soil heavy metal pollution remediation， and finally deeply explained and discussed the effective methods of soil heavy metal pollution remediation， which aimed to provide reference materials for relevant research.

Key words Soil; Heavy metal pollution; Repair method; Related research

作者简介 李丁（1988—），男，河北深泽人，主要从事土壤学研究。

收稿日期 2022-01-02