重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)及其修復(fù)實(shí)踐探討

陳永軍（江蘇測(cè)潤(rùn)環(huán)境工程有限公司，江蘇　南京　210000）

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重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)及其修復(fù)實(shí)踐探討

陳永軍（江蘇測(cè)潤(rùn)環(huán)境工程有限公司，江蘇南京210000）

隨著近年來工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，大量有害金屬物質(zhì)開始進(jìn)入到環(huán)境中，土壤重金屬污染問題越來越嚴(yán)重，甚至已經(jīng)嚴(yán)重影響了我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民健康安全。基于此，本文從重金屬污染土壤修復(fù)的角度切入，針對(duì)其土壤修復(fù)技術(shù)及修復(fù)實(shí)踐展開了探討，供大家參考。

重金屬污染；土壤修復(fù)技術(shù)；修復(fù)實(shí)踐

近年來我國(guó)重金屬污染事件頻繁發(fā)生，對(duì)廣大群眾的身體健康造成了嚴(yán)重影響，當(dāng)前土壤重金屬污染及防治問題已經(jīng)成為人們極為關(guān)注的問題之一。隨著政府對(duì)重金屬污染重視程度的不斷增加，很多這方面的學(xué)者開始利用示范工程針對(duì)重金屬-植物-土壤生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)研究，獲得了很多理論成果?？梢?，加強(qiáng)對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)理論研究意義也十分深遠(yuǎn)。

1　土壤重金屬污染來源

我國(guó)土壤重金屬污染來源主要有城市垃圾、污水灌溉、工業(yè)廢渣、大氣沉降等方面，其中污水中工業(yè)廢水占有加大比例，工業(yè)廢水的成分比較復(fù)雜，特別是采礦、冶煉及化工等工業(yè)廢水中含有大量難以降解的重金屬，成為我國(guó)土壤重金屬污染的主要來源。

1.1大氣污染

冶煉、電力及化工等工業(yè)在生產(chǎn)、運(yùn)輸過程中，煤炭、石油等燃料在燃燒過程中，大量重金屬元素進(jìn)入到大氣中，由于沉降造成了公路、鐵路兩側(cè)土壤重金屬含量超標(biāo)嚴(yán)重。大量工程實(shí)驗(yàn)證明，土壤重金屬污染和Hg元素的累積存在密切關(guān)系。大氣重金屬污染物利用土壤吸附性作用、植物介質(zhì)吸收等相關(guān)方式進(jìn)入到了土壤之中。

1.2污水灌溉

隨著城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，當(dāng)前工業(yè)化發(fā)展速度明顯加快，水資源短缺問題這一階段也逐漸顯露出來，大量未經(jīng)處理的工業(yè)廢水被排入河流中，造成污水灌溉問題的出現(xiàn)。當(dāng)前我國(guó)全年污水量高達(dá)630多億噸，污水灌溉抄表引發(fā)了土壤重金屬污染問題，由于灌溉造成的土壤重金屬污染對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的不利影響。

1.3采礦、冶煉

當(dāng)前工業(yè)礦區(qū)重金屬污染情況嚴(yán)重，采礦、冶煉中的廢渣、廢水排放以及重金屬?gòu)U棄物排放造成了不同程度的污染，污染范圍還會(huì)以廢棄堆為中心逐漸向周圍擴(kuò)散。

2　土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)

2.1生物修復(fù)

生物修復(fù)技術(shù)主要利用植物、微生物從突然中將重金屬移走，或者轉(zhuǎn)化成無害的狀態(tài)。

2.1.1植物修復(fù)

植物修復(fù)是指充分利用一些具有對(duì)重金屬具有超累積能力的植物，將其種植在污染土壤中，待這些植物成熟以后對(duì)其進(jìn)行妥善處理，利用植物將這些重金屬移除土壤中，達(dá)到修讀污染土壤的目的。植物鈍化、植物揮發(fā)及植物提取是三種主要方法，其中，植物鈍化是指充分利用植物根系分泌物使重金屬活性得到降低，減少重金屬生物毒性，避免重金屬進(jìn)入到食物鏈中，對(duì)人體健康造成威脅；植物揮發(fā)是指利用植物度重金屬進(jìn)行吸收，并轉(zhuǎn)化成揮發(fā)的而狀態(tài)；植物提取是指充分利用一些植物將重金屬?gòu)耐寥乐形粘鰜?，并將其轉(zhuǎn)移到植物地面部分，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行收割和處理，以達(dá)到降低土壤重金屬含量的目的。

2.1.2微生物修復(fù)

所謂微生物修復(fù)是指利用微生物吸附重金屬，并將其轉(zhuǎn)化成低毒產(chǎn)物，降低污染程度。微生物不能直接對(duì)重金屬進(jìn)行講解，但是卻可以對(duì)重金屬的化學(xué)、物理性質(zhì)進(jìn)行改變，進(jìn)而影響其遷移及轉(zhuǎn)化。具體來說，微生物修復(fù)重金屬污染土壤主要包括生物吸附、胞外沉淀以及生物累積等機(jī)理。因?yàn)榧?xì)胞表面帶有電荷，而土壤中微生物可以對(duì)金屬離子進(jìn)行吸附，通過吸附金屬離子將重金屬離子富集在細(xì)胞中，重金屬離子和微生物會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，進(jìn)一步降低重金屬生物毒性。

2.2化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)主要包括化學(xué)淋洗和化學(xué)穩(wěn)定固化兩方面內(nèi)容，其中，化學(xué)穩(wěn)定固化是指將一些重金屬固化劑加入土壤中，對(duì)土壤金屬及理化性質(zhì)進(jìn)行改變，利用沉淀、吸附等作用來降低重金屬生物有效性。而化學(xué)淋洗是指在外壓或者重力的影響下，將化學(xué)溶劑加入到污染土壤匯總，完成固相與液相之間的轉(zhuǎn)換，再將溶解有重金屬的溶液抽提出來，對(duì)溶液中重金屬進(jìn)行處理。隨著可持續(xù)發(fā)展理論應(yīng)用逐漸深入，對(duì)材料復(fù)合效應(yīng)、材料環(huán)境友好性方面的研究越來越多，當(dāng)前重金屬穩(wěn)定固化修復(fù)材料主要有磷酸鹽、粘土礦物及無機(jī)礦物等。

3　重金屬污染土壤修復(fù)實(shí)踐

Madejon等進(jìn)行了為期6奶奶的大田試驗(yàn)，利用風(fēng)化褐煤、生物固體堆肥及糖酸鹽等對(duì)大田進(jìn)行改良，從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，一些改良劑處理可以明顯降低土壤中重金屬含量，從而降低土壤重金屬污染的風(fēng)險(xiǎn)。礦區(qū)土壤可以利用植物修復(fù)、原位化學(xué)固定技術(shù)相結(jié)合的方式，促進(jìn)礦區(qū)植被恢復(fù)，有效降低土壤重金屬?gòu)搅鲹p失和淋溶損失。加拿大Sudbury市在礦山開發(fā)及冶煉過程中受到了嚴(yán)重污染，其30km2的土壤均受到了重金屬的嚴(yán)重污染，利用添加生石灰、有機(jī)肥的方式，使得該地區(qū)的植被得到了良好的恢復(fù)，與常規(guī)技術(shù)相比植物修復(fù)的治理成本較低，據(jù)相關(guān)報(bào)道指出，針對(duì)一塊重金屬污染土地進(jìn)行為期5年的治理，利用植物植物修復(fù)技術(shù)其成本大約為25萬美元，常規(guī)治理費(fèi)用卻需要66萬美元。

近年來很多發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛開始針對(duì)礦區(qū)污染土地植物修復(fù)展開了研究工作，當(dāng)前在工程應(yīng)用上也獲得了一定成效，一些植物修復(fù)技術(shù)開始得到了實(shí)際應(yīng)用，并進(jìn)入到了產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用的階段。2000年歐洲、北美植物修讀技術(shù)已經(jīng)在市場(chǎng)中占到4億美元的份額，2005年，進(jìn)美國(guó)的植物修復(fù)技術(shù)就已經(jīng)在市場(chǎng)中占到了25億美元的份額。相信在不久的將來，植物修復(fù)技術(shù)將會(huì)成為一個(gè)擁有巨大增長(zhǎng)潛力的環(huán)保產(chǎn)業(yè)。

我國(guó)近年來發(fā)生了多起重大金屬污染事件，對(duì)我國(guó)人民群眾的生命健康帶來了嚴(yán)重的威脅，土壤重金屬污染和農(nóng)產(chǎn)品安全直接相關(guān)，因此，展開有關(guān)土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)的相關(guān)研究，對(duì)于保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、保證人民群眾的生命健康具有非常重要的意義。面對(duì)重金屬污染問題的復(fù)雜性和嚴(yán)重性，當(dāng)前取得的修復(fù)成果與我們的期望值還相差甚遠(yuǎn)，因此，未來的工作中我們必須繼續(xù)對(duì)低成本的、實(shí)用的技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，并將其應(yīng)用到大田生產(chǎn)實(shí)踐中去。

4　結(jié)語(yǔ)

土壤重金屬污染修復(fù)是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外環(huán)境治理方面的研究熱點(diǎn)。近年來，植物修復(fù)、微生物修復(fù)及化學(xué)穩(wěn)定固化修復(fù)等方面研究已經(jīng)取得了一定進(jìn)展，但是從實(shí)際應(yīng)用來看，尚處于局部應(yīng)用試驗(yàn)階段。從總體上來看，因?yàn)橹亟饘傥廴就寥赖姆N類較多，單一修復(fù)技術(shù)都存在一定局限性，因此，有必要將生物修復(fù)技術(shù)和化學(xué)修復(fù)技術(shù)結(jié)合起來，各種技術(shù)的組合可以從空間、時(shí)間上達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的作用，對(duì)土壤重金屬污染修復(fù)起到最大的效果。

［1］凌 輝，謝水波，唐振平，劉岳林，周 帥.重金屬污染土壤的修復(fù)方法及其在幾類典型土壤修復(fù)中的應(yīng)用［J］.四川環(huán)境，2012（1）：118～122.

［2］曹心德，魏曉欣，代革聯(lián)，楊永亮.土壤重金屬?gòu)?fù)合污染及其化學(xué)鈍化修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展［J］.環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2011（7）：1441～1453.

［3］宋 云，尉 黎，王海見.我國(guó)重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及選擇策略［J］.環(huán)境保護(hù)，2014（9）：32～36.

［4］田偉莉，柳 丹，吳家森，王立江，陳昆柏.動(dòng)植物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)在重金屬?gòu)?fù)合污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用［J］.水土保持學(xué)報(bào)，2013（5）：188～192.

2016-6-20

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2095-2066（2016）19-0022-02