土壤重金屬污染修復技術的研究進展

符永鵬

（甘肅省隴南生態環境監測中心 甘肅隴南 746000）

引言

土壤作為人類生存的基礎，關系著人類身心健康以及社會的發展進步。我國有著廣袤的國土資源，但是人口基數大，人均資源不足，加上受污染的土壤日漸增多，加劇了土壤資源緊張和人類需求增加之間的矛盾。此外，土壤污染會導致污染物流入植物，經過生態循環流入到人體，對人體身心健康產生不良影響。為了保證人和自然能夠和諧長遠地發展，應當加強土壤污染的治理，尤其是重金屬污染，加強土壤修復，改善人類生存的環境，為子孫后代創造舒適的環境條件。

1 我國土壤中重金屬污染現狀分析

1.1 污染現狀簡述

土壤重金屬污染主要是人類活動造成的，受到污染的土壤重金屬含量超標，對土壤環境質量有著惡劣影響，甚至惡化當地生態環境。隨著我國近些年城市化進程的不斷加快，我國加快了發展農業、工業等各個方面的發展，同時也隨之產生了較為嚴重的土壤重金屬污染問題，農業生產中大量使用化肥農藥，工廠排放污水量持續增加，加上汽車尾氣等問題加劇了環境問題[1]。長期下去，如果不采取有效的治理和修復措施必然會嚴重威脅到我國的生態環境。為此，無論是國家、政府還是個人，都需要明確污染預防和治理的重要意義。

我國當前有著較為嚴重的土壤重金屬污染問題，具體表現在：（1）人們的認知存在偏差，認為重金屬污染來自于工程生產、采礦企業等和普通百姓生活工作沒有關系。（2）我國自從提倡可持續發展理念后開始加大力度整治各個行業的污染問題，各個政府部門也提高了控制、處罰力度，但是很多企業仍然沒有充分意識到重金屬污染的危害。（3）土壤有機質。土壤有機質在微生物作用下會形成土壤腐殖質，進而和無機顆粒融合形成復合膠體，同時增加了土壤吸附重金屬元素的能力以及生物的有效性。所以，相比于有機質含量較低的土壤，有機質含量較高的土壤有著更強的吸附重金屬的能力。可見，我國存在較多的重金屬污染來源，治理修復過程中需要多管齊下，多方面整治。

1.2 污染危害

土壤中常見的重金屬元素主要包括鉛、汞、砷、鎘、鉻五大元素，這些重金屬元素無法在自然環境中分解，經過水體可以流入到植物中，進而影響人體。另外，水中其他有害物質融合重金屬元素后形成的物質有可能具有更大的毒性，通過不斷流轉進入到食物鏈中最終會對人體產生傷害。可見，土壤重金屬污染最終會危害人體的健康，還可能出現遺傳病等問題，影響子孫后代。通過研究表明，全球各個國家地表中從工業革命之后已經普遍存在鉛元素濃度升高的現象，近代人體中鉛含量也是原始人的一百多倍。重金屬元素進入到人體后是難以通過新陳代謝作用排出的，會積累在人體內，久而久之威脅人體健康，甚至當污染物積累到一定量會造成人體死亡。可見，重金屬污染有著很大的危害性，需要所有人員加強重視重金屬污染的治理和預防[2]。

2 重金屬污染土壤的生態環境治理原則

2.1 經濟建設與生態環境保護協調發展

我國堅持建設城鄉經濟的同時保護生態環境，堅持綠水青山就是金山銀山的理念，要求統籌兼顧、全面布局、加強環境保護，不能單純地犧牲環境謀求經濟發展，堅決避免經濟發展和生態環境保護對立的局面。我國需要加強協調好環境控制和經濟發展兩項工作，將可持續發展道路貫徹落實，嚴禁先污染后治理，積極為子孫后代創造健康舒適的生存環境。

2.2 誰開發誰保護，誰污染誰治理

當前我國有待進一步完善和改進生態環境保護問責機制。按照當前法律發箍以及生態環境管控規定，堅持誰開發誰保護、誰污染誰治理的原則，加強考核各個企業的相關指標，加大宣傳力度，提高企業、個人的生態環境保護意識，加大懲罰違規、違法企業和人員的懲治力度[3]。

2.3 堅持“控制增量、減少存量”的原則

土壤重金屬污染治理工作需要投入較長的時間，在短期內難以完成，需要循序漸進，不可能一蹴而就，為此，相關工作人員要做好長期準備，有足夠的耐心籌謀規劃。應當加強調查實際情況，對當前我國土壤重金屬污染的現狀信息有準確充分的了解，從而探討出適合不同區域治理的辦法方案，將治理方案的科學性和實用性提高，將重金屬污染增量進行嚴格控制。針對歷史遺留的地區，在安全管控和土壤修復中堅持安全利用原則。

3 土壤重金屬污染修復技術

3.1 工程治理措施

通過工程治理能夠徹底解決重金屬污染問題，也是當前土壤重金屬污染治理方法中比較具有權威性的方法。但是工程治理需要較大的工程量，所用人員、資金、設備等方面都較大，并且會對土壤結構產生一定的破壞，導致土壤肥力降低，同時也要對置換出來的污染土壤進行治理。工程治理土壤中重金屬污染的方式主要包括客土、換土、深耕翻土等措施。客土法適合應用于污染比較嚴重的面積較小的農業大棚土壤污染中，將沒有經過污染的潔凈人工土、沙壤土等土壤加入到受污染的土方中，將土壤耕作層的重金屬濃度降低，將重金屬毒害植物根系作用減小，實現土壤生態修復速度的提升。換土法主要是轉移出受污染的土壤，根管潔凈土壤，達到受損土壤快速修復的目的。此方法有著十分明顯的效果，但是需要耗費大量的精力和成本。換土法可以應用于有放射性污染物或含有難分解已擴散污染物的嚴重污染區域中，比如科研場所等。深耕翻土法適合應用于污染較輕、耕作層較厚的土壤污染中，主要是銅鼓拌勻、翻動、混合耕作層土壤來將地表土壤重金屬污染物的含量減少。

3.2 電泳法

電泳法無需增添土層或者翻耕土層而是直接針對重金屬污染土壤采取的修復辦法，在修復過程中需要將一個電極插入到受污染的土壤中，在電解質和電廠推動下重金屬會發生物理化學反應定向流動到電極位置，然后利用收集裝置將土壤中的重金屬清除。這種方式能夠徹底清理重金屬，但是重金屬性質、土壤性質都會影響電泳法修復的效果，容易受到較多因素影響。該方法較為便捷，可以將土壤重金屬治理的時間大大縮短。在未來發展中，該技術必然會得到進一步的改進優化，更好地服務于土壤重金屬污染治理中。

3.3 植物穩定修復

通過種植非食用重金屬耐性能源植物達到重金屬形態、價態改變的方法為植物穩定修復技術，該技術能夠將重金屬污染物的流動性和活性大大降低，能夠避免重金屬滲透或者擴大對環境產生更大的影響。當前植物穩定修復方法廣泛地應用于礦區土壤重金屬污染治理當中，比如復墾廢棄礦山的尾礦工程。礦山廢棄地植被受到破壞是造成當地土壤重金屬遷移性升高的主要因素，在解決此類問題時，可以采取傳統的處理方法，并且將治理經濟效益和生態效益全面提升，降低廢棄礦山對周圍環境產生的不良影響。但是該技術也僅僅是將土壤中的重金屬暫時穩定住沒有將重金屬徹底消除，如果條件合適重金屬還會恢復活性威脅生態環境[4]。

3.4 穩定固化技術

穩定固化技術為非破壞性方法，主要是用特定的材料將土壤中難以遷移的污染物質活性進行控制，將滲透率、表面積、活性減小。固化技術需要用惰性材料封入污染物當中，通過將污染物暴露淋濾面積減少對污染物的遷移進行控制。石灰性材料、水泥基材料、黏土礦物、含磷材料等都是當前土壤重金屬污染中常見的穩定固化材料，每種穩定固化劑的使用方式都存在一定差別，比如在重金屬Cu、Cd 污染的酸性土壤適合使用石灰性材料，在污染程度較重的工業場地適合使用水泥基材料，在污染程度較輕的土壤中適合應用黏土礦物，在修復Pb 污染土壤方面可以應用含磷材料，在Cr 污染土壤的修復實踐中可以應用吸附性強大的碳材料。農業廢棄物有著較高的有機質含量，可以對土壤進行改良，在貧瘠的土壤中有著良好的應用效果。可見，應當根據污染物的種類、程度、土壤性質等合理選用治理措施[5]。

3.5 生物治理措施

在土壤重金屬污染治理中，生物治理技術越來越受到重視，該技術主要利用的是植物、動物、微生物的特性，對污染物進行降解、改良、抑制、吸收，將重金屬的毒性降低。植物修復技術主要是利用超富集植物將土壤中過量重金屬吸收，該方法無需投入過多的成本，并且有著污染小、美化環境的優勢，在現代土壤重金屬污染治理中能夠發揮良好的作用。在大自然中存在著諸多類型的微生物，同時也可以采用人工培養的方式培養微生物群落。在土壤重金屬污染治理中，可以利用微生物的降解作用，將土壤中的重金屬污染物活性降低，甚至分解。微生物個體小，反之快，能夠分解環境污染物質和化合物。

3.6 農業生態環境治理措施

在農業生產過程中采用因地制宜的耕種方法來培育合適的植物，將土壤的生態環境改善，將重金屬對人體產生的危害減少或者阻斷，此為農業生態環境治理方法。在應用該方法時，需要在重污染區栽種高富集重金屬的經濟作物，在凈化土壤的同時美化環境。農業生態治理方法雖然效果良好且成本低，但是需要較長的周期，見效慢。

結語

土壤重金屬污染問題一直以來都是人們所關心的重點課題，必須要引起相關部門的重視。本文通過分析土壤重金屬污染現狀，探討重金屬的危害以及土壤重金屬治理原則，從工程治理、植物修復、微生物修復等方面提出了一些治理土壤重金屬的建議。在未來我們應當進一步加強土壤重金屬污染治理，減少重金屬污染物，持續優化土壤生態環境質量。