土壤重金屬污染現狀及防治

李文華

重金屬污染主要是指比重大于5的金屬（一般來講密度大于4.5 克每立方厘米的金屬）及其化合物造成的環境污染，主要由礦物采集、廢氣排放、污水灌溉和重金屬超標制品的使用等人為因素造成。重金屬污染不同于有機化合物的污染，具有富集性，很難在環境中降解。

1 重金屬污染概況

當前，世界各個國家的土壤都存在不同程度的重金屬污染，全世界平均每年約排放1.5萬噸的汞、340萬噸的銅、500萬噸的鉛、1500萬噸的錳、100萬噸的Ni。隨著我國城市不斷發展，廢水排放、廢氣排放、污水灌溉等造成的土壤重金屬污染問題也日益嚴重。據統計，我國內地重度污染耕地大約為5000萬畝，其中， 三廢造成污染就達到1000萬公頃，農藥殘留造成污染達1000萬公頃。受到各種重金屬污染的耕地約占總耕地面積的1/ 5，其中11個省25個地區的耕地約1133萬公頃被鎘（Cd）污染；15個省21個地區的耕地約312萬公頃被汞（Hg）污染。

2 重金屬污染的來源

工業污染大多通過三廢（廢水、廢氣、廢渣）排入環境，例如工業廢水灌溉農田就是重金屬污染的重要來源 ；交通污染主要是汽車尾氣的排放。例如汽油燃燒之后的尾氣中會含有大量鉛；生活污染主要是由生活垃圾產生的污染，例如舊電池、廢棄的化妝品、塑料制品的使用、燃煤產生的廢棄等。

3 重金屬污染防治修復

按技術類別分可將土壤重金屬污染修復分為物理修復法、化學修復法、生物修復法、聯合修復法以及農業生態修復法等。

3.1 物理法

3.1.1 物理工程措施 ：排土、換土、去表土、深耕翻土等。

3.1.2 電動力學法 ：在電磁場的作用下，土壤中的重金屬離子和無機離子會以相反方向向電極運輸，從而進行集中收集處理。

3.1.3 淋洗法：通過注入、抽吸淋洗液的方式來除去土壤中的污染物。

3.1.4 電熱修復：利用高頻電壓產生電磁波進而轉化成熱能，對污染的土壤加熱，使污染物解吸出來。

3.1.5 玻璃化技術：在高溫高壓條件下使污染的土壤形成玻璃態結構，進而固定、穩定土壤中的重金屬。

3.1.6 冰凍土壤技術：圍繞污染源在地下等距離垂直布置安放管道，然后將無害的冰凍溶劑輸入管道，形成凍土屏障，防止污染物擴散。

3.2 化學修復

化學修復是指利用化學修復劑（改良劑、氧化還原試劑、螯合劑、增容劑等）對重金屬進行吸附、氧化還原、沉淀以及萃取，從而降低重金屬的生物遷移性和有效性，來控制土壤中重金屬污染。

3.3 生物修復

生物修復是利用生物（包括動物、微生物以及植物）對重金屬的親合吸附，將土壤中重金屬吸收、分解或轉化為無害化物質的過程。依據修復主體可分為微生物修復、動物修復、植物修復等。

3.4 聯合修復

3.4.1 植物一微生物聯合修復技術：微生物發揮作用場所在植物根區，一方面微生物通過活動改變土壤對重金屬的吸附特性；另一方面微生物的細胞壁或粘液層能直接吸收或吸附重金屬。

3.4.2 改良劑一植物修復：加入土壤改良劑（例如磷/硅酸鹽、石灰等）改變土壤營養及其物理化學條件。

3.4.3 螯合劑一植物修復：加入螯合劑，在一定濃度下可提高植物對重金屬的吸收。

3.4.4 電壓一植物修復：利用電壓改變了土壤中的理化性質，提高重金屬在土壤溶液中的濃度，從而有利于植物的吸收、積累。

3.4.5 基因工程一植物修復：將具有金屬積累特性的基因導入植物體內，復制并表達獲得新的遺傳特性，之后將上述轉基因植物進行大田試驗，以達到目的。

3.5 農業生態修復

3.5.1 農藝修復：改變耕作條件，引進作物新品種，使用可以降低重金屬污染的化肥農藥等措施，來防止土壤重金屬污染。

3.5.2 生態修復：將已破壞的生態系統盡力恢復成具有生物多樣性的生態系統，使之達到高水平的抵抗力，進而維持穩定的生態系統平衡。

3.6 AB—DTPA提取法

AB—DTPA是一種組合提取劑，組成為1mol/L 碳酸氫銨和0.005mol/L二乙基三胺五乙酸（DTPA）（pH=7.6）。在中性和堿性土壤環境中，提取劑中的銨根正離子可以通過離子交換來提取陽離子。DTPA通過絡合反應提取重金屬元素；提取劑中的碳酸氫根離子在振蕩過程中轉化為碳酸根離子，與土壤溶液中的磷酸鈣中的鈣離子生成沉淀并釋放出其中的磷酸根離子。這種組合提取劑既可以提取重金屬陽離子，又可以提取含有氧酸根陰離子的元素。

（作者單位：211800江蘇省南京市浦口區農產品檢驗檢測中心）endprint