土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)探究

環(huán)境修復(fù)網(wǎng)訊:摘要：近年來(lái)，土壤重金屬污染愈發(fā)嚴(yán)重，本文通過(guò)分析土壤重金屬污染的成因、危害 、重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展過(guò)程和研究進(jìn)展術(shù)進(jìn)行了詳盡的介紹以期為土壤污染修復(fù)技術(shù)發(fā)展及政府相關(guān)部門(mén)決策提供支持和借鑒。

1、土壤重金屬污染的成因

重金屬污染主要是指在人類(lèi)生產(chǎn)生活過(guò)程中，重金屬給人體健康或自然環(huán)境帶來(lái)?yè)p害的現(xiàn)象和過(guò)程。重金屬污染來(lái)源有人為和自然２個(gè)方面。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人為方面導(dǎo)致環(huán)境重金屬污染的問(wèn)題愈發(fā)明顯，工業(yè)生產(chǎn)中如礦產(chǎn)開(kāi)采、礦產(chǎn)冶煉、電鍍、機(jī) 械加工、化工、燃煤發(fā)電、皮革制造等生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢水和廢渣直接或間接地進(jìn)入土壤，以及露天 堆放的廢礦、尾礦被雨水淋溶，導(dǎo)致土壤中重金屬含量超標(biāo)。工業(yè)化過(guò)快的發(fā)展導(dǎo)致有很多企業(yè)對(duì)于污水的處理排放措施并不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致含有重金屬的工業(yè)廢氣廢水大量排放，直接或間接污染土壤，造成土壤 重金屬污染。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用含有重金屬的 污水澆灌作物，或使用含有重金屬的化肥、農(nóng)藥、大棚 薄膜，從而使土壤中的重金屬含量累積超標(biāo)。生活過(guò)程中如汽車(chē)尾氣排放所產(chǎn)生的污染已成為目前城市重金屬污染的主要來(lái)源，汽車(chē)輪胎、剎車(chē)、汽油等釋放出的重金屬元素在道路兩側(cè)富集造成嚴(yán)重的重金屬污染。重金屬污染自然來(lái)源主要是某些地區(qū)的自然背景值較高同樣是我國(guó)造成土壤重金屬污染的主要成因之一。如我國(guó)西南巖溶地區(qū)成土母巖為碳酸鹽巖，在土壤沉淀形成中巖石中含量很低的鎘、鉛、汞等元素強(qiáng)烈聚集導(dǎo)致土壤中鎘、鉛、汞等元素含量比成土母巖聚集10倍甚20倍，最后造成土壤的重金屬化。

２、重金屬污染的危害

土壤中的重金屬滯留時(shí)間長(zhǎng)，且具有隱匿性。滲入土壤的重金屬，沒(méi)有外力的作用，其移動(dòng)性差，難以被微生物降解。一則降低農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)，二則通過(guò)食物鏈進(jìn)入人的身體。植物能夠吸收和富集空金屬，但重金屬濃度一旦超出其耐受程度，植物的生理代謝和生長(zhǎng)發(fā)育則會(huì)受到抑制，表現(xiàn)為生長(zhǎng)發(fā)育不良、光合作用能力減弱、抑制葉綠素合成、葉片枯斑等癥狀。在重金屬污染環(huán)境中，綠化樹(shù)種根部最先受到毒害，重金屬元素會(huì)抑制植物對(duì)介質(zhì)環(huán)境中養(yǎng)分和水分的轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收，從而導(dǎo)致植物葉片變黃、萎蔫，最后引發(fā)植株產(chǎn)量和生長(zhǎng)量同時(shí)下降。同時(shí)，重金屬對(duì)人類(lèi)也會(huì)造成巨大的傷害。近年來(lái)國(guó)內(nèi)的重金屬污染事件時(shí)有報(bào)道，中國(guó)河南沈丘近2004年左右的癌癥死亡率占總死亡率的89%，主要原因是由重金屬Cd和As的污染所造成；2003年湖南安化受重金屬Cd的污染導(dǎo)致當(dāng)?shù)?0%的新生兒患畸形癌；強(qiáng)調(diào)了重金屬污染的防治問(wèn)題迫在眉睫。

3、重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展過(guò)程

目前，世界上重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)較為先進(jìn)的是歐美國(guó)家。歐美國(guó)家土壤修復(fù)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：前期土壤修復(fù)技術(shù)主要為物理、化學(xué)生物修復(fù)技術(shù)為主；后期土壤修復(fù)技術(shù)主要為高效環(huán)保的生物修復(fù)技術(shù)。 我國(guó)重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)的發(fā)展主要分為以下幾個(gè)階段：前期土壤修復(fù)技術(shù)應(yīng)用較多的是物理修復(fù)技術(shù)，如填埋、刮土、復(fù)土等；后期應(yīng)用較廣的是生物、物理和化 學(xué)修復(fù)技術(shù)，修復(fù)技術(shù)趨于多樣化，如植物、動(dòng)物、微生物、氧化還原、淋洗、化學(xué)萃取等，以植物修復(fù)為應(yīng)用重點(diǎn)。

4、重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展

4.1 物理修復(fù)

物理修復(fù)即采取物理方法將重金屬移除，主要有客土、熱解吸、等。對(duì)于污染不嚴(yán)重、取土方便的污染土壤，可以將適 量清潔土壤添加到污染土壤中，從而降低污染土壤的 重金屬污染物的濃度。客土?xí)r，盡量選擇與污染土壤 理化性質(zhì)相近的清潔土壤，以便植物能較快適 應(yīng) 生 長(zhǎng)；熱解吸方法僅適用于揮發(fā)性重金屬污染土壤的治理，如受汞污染的土壤，但該方法適用范圍較窄，僅適用于去除低熔 點(diǎn)、易揮發(fā)重金屬，并且揮發(fā)出的重金屬元素若收集和處置不當(dāng)，極易污染空氣。該方法適用于小面積重污染土壤修復(fù)，成本高，該法備受爭(zhēng)議。

4.2 化學(xué)修復(fù)

化學(xué)修復(fù)技術(shù)是指利用化學(xué)試劑、化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)原理來(lái)降低土壤中重金屬的遷移性和生物可利用率，降低植物對(duì)重金屬的吸收。主要包括化學(xué)淋洗修復(fù)法、固化技術(shù)等。淋洗是用具有重金屬水溶性的提取液對(duì)被污染土壤進(jìn)行洗滌，將重 金屬離子以離子態(tài)或形成金屬絡(luò)合物后溶解至淋洗液等方式分離出土壤 中的重金屬，再對(duì)淋洗液進(jìn)行處理以去除重金屬。用淋洗液一般為 水、無(wú)機(jī)酸、無(wú)機(jī)鹽、螯合劑和表面活性劑－，淋洗液 的注入可以改變土壤與污染物的吸附脫附特性、界面張力、溶解沉淀狀態(tài)、酸堿特性等，從而增大污染物的 溶解度，使其呈乳液或可遷移狀態(tài)，便于從土壤中去除。但土壤中的肥力因子如氮、 磷、鉀等有機(jī)質(zhì)也會(huì)隨著淋洗劑的去除而去除，使得土壤的肥力下降，最終使得土壤生產(chǎn)力下降。同時(shí)可能破壞土壤的微團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，且淋洗劑的處理易造成二次污染污染地下水。固化技術(shù)是在土壤中添加固化劑形成滲透性很低的固體混合物從而 降低土壤中重金屬的活性，常用的添加劑有磷酸鹽、石灰、生物炭等，該法易破壞土壤結(jié)構(gòu)，造成土壤結(jié)塊硬化、失去肥力，且固化的重金屬 因子可能會(huì)隨著外界環(huán)境的變化而重新獲取活性。

4.3生物修復(fù)

生物修復(fù)技術(shù)是指利用植物、動(dòng)物和微生物吸收、降解和轉(zhuǎn)化土壤中污染物，使污染物濃度降低到可接受的水平，生物修復(fù)技術(shù)與物理、化學(xué)修 復(fù)技術(shù)相比，具有成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、可處理復(fù)合型污染土壤、不產(chǎn)生二次污染且重金屬可回收至地球循環(huán)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)今重金屬污染土壤修復(fù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，為目前土壤修復(fù)技術(shù)中最適合推廣應(yīng)用的技術(shù)方向。生物修復(fù)技術(shù)包括植物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)、微生物修復(fù)等３類(lèi)。植物修復(fù)技術(shù)是指非人工卻在自然條件下生長(zhǎng)的植物或者人工條件下通過(guò)遺傳培養(yǎng)的植物對(duì)于被重金屬所污染的土壤進(jìn)行提取、轉(zhuǎn)移、吸收、分 解、轉(zhuǎn)化或固定土壤中的污染物，達(dá)到去除污染物的目的。利用超富集植物對(duì)土壤 中重金屬進(jìn)行吸收和轉(zhuǎn)化是由Chaney 和Baker等提出。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)約有700多 種超富集植物通過(guò)根系吸收后轉(zhuǎn)運(yùn)到莖、葉、果 等部位對(duì)一種或多種重金屬發(fā)揮富集作用，如蜈蚣草對(duì)重金屬砷、鎘有較佳的富集作用，褐藍(lán)菜對(duì)鎘具有較強(qiáng)的富集能力。動(dòng)物修復(fù)技術(shù)是指利用某些動(dòng)物的吸收、轉(zhuǎn)化、分解等直接或間接地改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤肥力，促進(jìn)動(dòng)物、植物和微生物在污染土壤環(huán)境的生長(zhǎng)，從而修復(fù)土壤。將類(lèi)似于蚯蚓這類(lèi)的低等動(dòng)物投放到需要修復(fù)的土壤中去，既能吸收土壤中的重金屬物質(zhì)，又能夠改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤透氣性、增加土壤肥力，從而有利于超富集植物的生長(zhǎng)。微生物修復(fù)技術(shù)是指利用土壤中的藻類(lèi)、細(xì)菌、真菌等微生物對(duì)污染土壤中的重金屬進(jìn)行吸收、沉淀、轉(zhuǎn)化等，以此來(lái)降低土壤中重金屬的含量，雖然微生物修復(fù)技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注與認(rèn)可，但是大部分還是停留在試驗(yàn)階段，真正應(yīng)用在實(shí)踐中的并不多，微生物修復(fù)技術(shù)中，固定化技術(shù)是未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展的方向。

土壤時(shí)人們生存的重要條件，也是我國(guó)生態(tài)環(huán)境中極其重要的一部分，當(dāng)前土壤重金屬污染問(wèn)題已經(jīng)受到了相關(guān)部門(mén)和廣大群眾的廣泛關(guān)注，采用正確的方法對(duì)重金屬土壤進(jìn)行修復(fù)成為當(dāng)務(wù)之急，重金屬土壤修復(fù)技術(shù)能夠有效減少土壤污染問(wèn)題，從而提高人民群眾的健康，促進(jìn)我國(guó)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。如何將環(huán)境土壤重金屬污染修復(fù)的技術(shù)有新的突破，任重而道遠(yuǎn)。