重金屬污染土壤修復技術及其修復實踐

＊薛 琦

（江蘇龍環環境科技有限公司 江蘇 213000）

引言

雖然我國國土面積較為遼闊，但是耕地資源依然缺乏，其中土壤污染問題的存在，不利于農作物的健康生長，因此為了提高土地資源的利用效果，相關部門要加強對重金屬污染土壤修復技術合理利用，面對當前嚴峻的形勢，加強對新方案的大力研究，從而使得土壤修復效果能夠得到全面的提高，促進地區經濟的穩定發展。

1.土壤重金屬污染根源和土壤修復分析

在土壤中如果重金屬含量超標，那么會產生一些有毒物質，影響當地的土壤系統和植物系統，不僅會加快土壤退化速度，還會對農作物的產量和品質造成一定的影響，并且隨著雨水的沖刷，地下水和地表水會受到嚴重的污染，使得這一地區環境處于不斷惡化的狀態中。另外一部分重金屬物質具備長期性和隱蔽性的特點，所帶來的后果非常嚴重，影響我國社會經濟的穩定發展。因此在實際工作中需要相關部門采取更加科學的土壤修復技術，緩解這一地區的污染，避免污染物的隨意滲漏和擴大化的發展，逐漸地提高整體的修復效果，為后續農業種植提供重要的基礎。在新時期下，我國常見的修復方法，為物理化學技術和植物修復方法等等，緩解這一地區重金屬污染的危害。

重金屬污染主要來源于礦區生產和工業生產生活兩個方面。在進行礦區生產時，土壤或者是巖石中所存在的重金屬會隨著生產活動得到釋放，在固體廢棄物中產生較為嚴重的污染問題。另外隨著我國工業化的不斷發展，涉重工業廢氣污染也愈發嚴重，在廢氣降到地表時會產生較大的土壤污染。另外，在生產過程中所產生的廢水也造成了較大的污染，尤其是在水資源較為匱乏的地區，涉重工業廢水進入到周邊農田會滲入土壤中，導致重金屬含量不斷的提升。在實施重金屬污染土壤修復技術過程中，要對其中所蘊含的重金屬進行全面的清除，同時也要將其在土壤中固定的形式進行有效的轉移，從而使土壤修復效果能夠得到全面的提高[1]。在實際修復的過程中，要從土壤中所蘊含的重金屬入手，對土壤所處的環境進行科學的改善，并且要將土壤中所蘊含的重金屬污染物降到最低，以此來滿足修復要求以及標準。在現階段所形成的土壤重金屬污染源具有復雜性的特征，汞污染發生次數最多，之后為鎘污染，對我國農作物的生長以及人們的生活造成了嚴重的影響，并且重金屬土壤修復已經成為社會上廣泛關注的問題。因此在實際工作中需要相關管理人員根據實際情況篩選與之對應的技術方案，全面地提高整體的土壤修復效果，為人們創造更加舒適而安全的生存環境。

2.重金屬污染土壤造成的問題

重金屬元素為生物代謝的非必需元素，如果在周邊環境中長期存在，那么會導致危害量的增加，影響當地環境的科學發展。

首先是對環境的危害，如土壤被重金屬污染之后不可能徹底清除，在風力和水的作用下，會進入到大氣和水體中，造成這一地區環境的不斷惡化，例如出現生態系統退化和環境污染不斷加重的問題。

其次為對植物的傷害，例如植物內部的重金屬物質會隨著土壤的重金屬含量不斷的增加，當到達一定的量之后會影響植物的正常發育，比如會影響植物的光合作用和呼吸過程，影響當地環境保護工作的順利進行。

最后是對動植物和人體的影響，例如重金屬通過空氣和水進入到動植物體內，產生一些毒性物質，通過食物鏈進入到人體中，影響人們的身體健康。

3.重金屬污染土壤的修復技術

(1)物理化學修復技術分析

①普通修復技術

物理和化學土壤修復技術主要是通過理化性質和重金屬的特性利用物理的手段來進行分離和固定，再配合著化學方法降低其中的含量，有效地提高了整體的處理效果。在物理方法中常見的方法為換土法，這一方法比較適用于小面積的土壤修復和治理，例如在當地污染土壤中，填入其他的非污染性土壤，從而使土壤內部的重金屬含量能夠降低，在可控的范圍中減少危害的程度[2]。在技術實施時，需要科學地控制土壤的厚度，結合表面污染物的特點來提升新土壤的性能，滿足當地農業種植和土地利用方面的需要。但是這一方法的不足也是較為突出的，例如要增加成本投入，在財力消耗方面的問題較為突出，無法從根源上解決重金屬的污染問題。

其次在后續治理中，可以通過聯合化學藥劑的方式來治理大面積的土壤污染問題，對于某些滲透系數較高的土壤有著顯著的優勢。在實際操作時要考察土壤性質和污染程度等等，并且還可以配合著離子置換的方法來提高整體治理效果。但是需要注意的是，在選擇藥劑時要考慮植物營養吸收的特征，避免對植物生長造成影響。

②電動力技術

電動力技術在具體應用的過程中能夠回收重金屬污染物，相比于傳統修復技術來說，成本消耗較少。在技術實施中會存在離子之間的相互遷移和自由擴散，根據這一原理來降低土壤中的重金屬含量，在具體應用的過程中，要先進行pH值的檢測，之后再采取不同的技術方案，并考慮區域土壤的電場強度和導電率等等，以此來提高整體的處理效果。通過這一方案能夠實現pH值的科學調整，從而使得整體修復效果能夠得到全面的提高。但是值得注意的是，在陰極附近的場所中，如果離子濃度達到一定范圍時，那么電導率會不斷下降，離子擴散速度也會不斷的放緩，所以在實際工作中要先進行科學的實驗，考慮土壤溫度等影響因素，全面提高技術實施的有效性，以此來達到良好的修復效果。

③固化和穩定技術

這些方法主要是指在土壤中加入一些固化藥劑，緩解土壤中重金屬物質的釋放，能夠使土壤保持在最佳的狀態中，提高整體的修復效果，這一技術通過穩定化藥劑來吸收其中重金屬物質，當重金屬物質得到有效的控制之后，可以減少對地下水中以及土壤所帶來的深度影響。在固化劑和穩定藥劑選擇方面需要減少對周邊環境的二次污染，并且要保證添加的持續性。值得注意的是，如果某一個地區重金屬含量較高，那么要先用物理的方法來清除一部分土壤，之后再進行科學的檢測，以此來選擇正確的藥劑。防止在后續添加時出現重金屬活化程度降低的問題，影響整體的修復效果。

(2)生物修復技術分析

①微生物修復技術

在微生物修復技術利用的過程中，要利用土壤中的微生物群落來對重金屬起到重要的吸附作用，降低土壤中的污染物含量。在實際操作時要先進行科學的實驗，了解植物對于重金屬的抗性，之后選擇合適的微生物群來提高整體的修復效果，從而使得這一地區的污染問題能夠有所緩解。

②植物修復

植物修復要從不同角度來提出有效的污染物控制方案，其中包含了植物提取和植物固化等措施。植物提取要在植物吸收土壤中的重金屬之后，在重金屬土壤的地上部分做好科學吸收。在實際操作時要配合植物萃取的方式，制定最佳的處理方案，以此來達到良好的處理效果[3]。植物固化主要是利用植物根系的作用固定土壤中的重金屬物質，避免其中金屬物質的全面擴散，在用植物處理方法的過程中成本降低，并且也可以對環境進行科學的修復，但是在速度上有所差距，這一方案比較適用于長期性的重金屬污染控制，所以在實際工作中需要具體問題具體分析，提高整體的處理效果。在植物修復時需要考察當地自然環境和與之匹配的植物類型，例如要選擇根系較為發達的植物，全面提高整體的修復效果。同時還要做好數據的記錄工作，了解處理方案的實施情況以及修復效果等等。生物修復技術可以起到良好的預防作用，能夠防止這一地區重金屬物質的不斷擴散，并且可以在輕微重金屬污染土壤中使用，全面提高整體的處理效果，從而實現修復技術生態效益提高。

(3)其他重金屬污染土壤的修復技術

除了物理化學和生物修復技術之外，隨著我國科技水平的不斷提高，重金屬污染土壤修復技術在不斷地更新以及調整，更加貼合于當前重金屬污染土壤修復的要求。例如在實際工作中，礦物修復和農業生態修復為常見的技術手段。在進行礦物修復時，從天然治理的角度入手，讓礦區的重金屬物質得到有效的降除，在此過程中要讓廢棄礦物得到合理的利用，針對膨潤土和凹凸棒進行重金屬成分的全面吸附，從而使整個污染治理過程能夠變得更加簡單和便捷。在進行農業生態修復時要通過多種植物形式使土壤展現出較高的含水量，在具體應用的過程中可以將土壤的實際污染情況作為主要參考，之后再選擇與之對應的修復方案，對金屬活性進行適當的轉變，以此來降低對土壤的危害。在實際農業生產過程中所包含的水分和耕耘形式運用都會對污染治理造成一定的影響，因此在重金屬污染土壤修復的過程中，要根據當地的自然條件和生態特點，選擇與之對應的修復方案作出科學的調整，避免對重金屬污染土壤修復技術的應用造成一定的影響。根據當地的氣候條件和自然特征，選擇針對性較強的應對方案，從而減少對周邊環境的影響，不斷的完善當前的修復模式。

此外，礦物微膠囊技術得到了廣泛性的利用，解決了現有修復中技術成本高和周期較長的不足，充分的發揮本身的礦物性，具備較強的表面積和吸附能力，將改性后的礦物質和重金屬土壤進行相互的連接，形成更加穩定的微膠囊。由于所使用的礦物為穩定礦物生成物也十分的穩定，礦物微膠囊可以在地表條件下不分解不溶解，有效的提高了整體的處理效果。

(4)水泥窯協同處置技術

水泥窯協同處理技術在重金屬土壤修復中的應用較為突出，有效提高了整體的處理效果，在實際實施的過程中，要利用水泥回轉窯內部的高溫和氣體長時間停留的特點，在水泥熟料成熟的同時焚燒固化處理污染土壤，并且將有機物污染土壤從窯尾煙氣室進入到水泥回轉窯內部，內部溫度可高達1800℃，物料溫度為1400℃，在高溫的條件下，能夠使土壤中的有機污染物轉變為無機化合物，有效的抑制酸性物質的排放，使硫和氯等物質固定下來。

重金屬污染土壤從生料配料系統進入到水泥窯中，使重金屬固定在水泥熟料中，在具體應用的過程中，要嚴格按照主要的操作流程和標準進行日常的工作，要先進行預處理之后再進行焚燒和尾氣處理。在原有水泥生產線的基礎上進行同料口的科學改造，并且設置相對應的預處理設施，符合正確操作要求以及標準。水泥窯協同處置由土壤預處理系統和水泥回轉窯共同組成土壤預處理系統，在密閉環境內進行，主要包含了不同的處理設施，在滿足我國的相關標準和要求之后進行處理尾氣的排放。水泥回轉窯配套生產系統包含了預熱器和回轉式水泥窯等，監測系統包含了氮氧化物監測和二氧化物監測，能夠在整體處理中定期進行監測，及時地發現在實際處理中所存在的問題，使得污染土壤處理效果能夠得到全面的提升。由于這一技術在我國實施時間較短，所以在處理中存在的問題也較為復雜，因此在技術處理時需要指派專業性的人員來負責全過程的監督以及管理，快速地發現在處理時所存在的不足，同時還要商討更加科學的應對方案，不斷地改善技術的實施模式。從而使整體技術能夠朝著更加成熟的方向不斷的發展，提高重金屬污染土壤的修復效果和水平。

4.重金屬污染土壤修復技術的應用策略

在進行重金屬污染土壤修復的過程中，相關部門要融入先進的技術方案，加強對重金屬污染物去除和固定工作重視程度，使內部的重金屬物質能夠得到有效的去除或者是減輕其中的含量。在進污染物固化處理中要將金屬固定在土壤中，在降低其活性的情況下減少風險問題的發生概率，不斷地完善當前的生態環境。在實際工作中可以選擇工程處理措施，主要是對土地進行換土或者是深翻處理，降低土壤的污染程度，達到預期的工作效果。在實際工作中需要將客土的深度控制在20cm到30cm左右，使整體污染防治效果能夠得到全面的提高，達到預期的管理效果。在換土中要對污染物進行全面的去除，但由于成本問題不利于大規模的處理，所以在實際工作中需要具體問題具體分析選擇與之對應的處理技術，從而使污染土壤修復效果能夠得到全面的提高。

5.重金屬污染土壤的修復實踐活動

在珠江三角洲中土壤重金屬污染情況較為嚴重，主要的沉積物重金屬包含了鉛同位素，在近年來由于人類活動的頻繁和工業生產過程的不斷進行，使地區環境問題越來越惡劣，金屬礦對土壤污染的影響最為直接，已經成為現代化生態問題了。因此在這一部分重金屬污染土壤處理工作中，要先進行科學的實驗，了解當地重金屬污染土壤的概況以及相關的指標，為后續修復活動順利實施提供重要的基礎，在實際工作中要做好數據的記錄以及搜集了解不同指標的規律和情況，以此來為后續重金屬污染土壤的修復工作提供重要的基礎。例如在實際工作中要選擇生物控制技術，挖掘作物的遺傳潛力，培養具有對污染物低積累和低轉移的作物新品種，根據植物細胞壁的過濾機制來實現重金屬物質的吸收，并且達到良好的調控作用，另外在后續工作中也可以采取化學控制技術，例如可以在土壤中增加殘渣態鉛，降低蔬菜體內鉛的積累，并且將污染控制和修復相互的結合，構建新型的重金屬固定機制。同時在實際處理時要加強對污染源頭控制的重視程度，首先要對當地的氣候條件和土壤情況進行深入的分析，之后再加強技術的投入力度，做好全過程的監督以及管理員，不斷的完善當前的技術模式。

6.結語

當前，土壤重金屬污染修復和安全利用已經成為我國環保事業發展的重要方向了，在實際工作中相關部門需要加強對先進技術合理性應用，可以適當借鑒國外關于土壤重金屬污染方面的經驗，繼續推進以先進技術為主導的土壤重金屬污染治理模式，實現新興技術的有效集成，從而使得土壤重金屬污染修復和安全利用效果能夠得到全面提高，推動我國環保事業的不斷發展。