土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)研究進展

彭瑤

（重慶市環(huán)境科學(xué)研究院重慶401147）

土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)研究進展

彭瑤

（重慶市環(huán)境科學(xué)研究院重慶401147）

隨著我國經(jīng)濟社會和城市化進程的不斷推進，帶來的環(huán)境污染狀況日益嚴(yán)峻。本文主要探討分析了我國土壤重金屬污染的現(xiàn)狀，并總結(jié)分析探討了目前的修復(fù)技術(shù)，從而為后期的土壤治理技術(shù)的創(chuàng)新改進提供參考，為實際修復(fù)參考提供理論依據(jù)。

土壤污染；重金屬；修復(fù)技術(shù)

1 土壤污染的來源及危害

我國已經(jīng)有接近六分之一的土地遭受了重金屬污染，重金屬超標(biāo)的果蔬藥材也隨著飲食進入了我們的身體等。相比于可以切身感受的霧霾污染，土壤污染不那么容易被察覺。我國的土壤環(huán)境狀況逐年惡化，土壤污染較重，耕地的土壤環(huán)境也讓人擔(dān)憂。中國土壤超標(biāo)率為16.1%，以鎘、砷、銅、鉛、汞、鉻、鋅、鎳等重金屬為代表的無機污染物超標(biāo)最為嚴(yán)重，其中鎘的超標(biāo)率達7.0%，是我國耕地中最常見的重金屬污染物。這些重金屬被農(nóng)作物吸收后，上了人們的餐桌，進入到人們的體內(nèi)，而人類自身無法分解消除重金屬，就會在體內(nèi)沉積下來，造成各種嚴(yán)重的疾病。糧食蔬菜重金屬超標(biāo)在全國愈演愈烈。過量的重金屬會對人體造成巨大損害，鉛破壞大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，導(dǎo)致兒童發(fā)育緩慢；鎘有強烈的致癌作用；砷、汞可以導(dǎo)致人體內(nèi)部器官和皮膚癌的發(fā)病率大大增加，還是劇毒。兒童對重金屬的毒性更加敏感，愛護孩子，保健康，必須加大力度治理土壤的重金屬污染。

2 土壤污染的修復(fù)技術(shù)

目前，可用于大面積農(nóng)田重金屬污染修復(fù)技術(shù)包括：農(nóng)藝調(diào)控措施、鈍化修復(fù)技術(shù)、植物修復(fù)技術(shù)。

2.1 農(nóng)藝調(diào)控措施

采取農(nóng)藝方法，如水分管理、施肥調(diào)控、低累積品種替換、調(diào)節(jié)土壤pH值、調(diào)整種植結(jié)構(gòu)等措施來控制農(nóng)田重金屬污染，直接或間接達到修復(fù)農(nóng)田重金屬污染的目的。研究表明，水稻全生育期淹水，可顯著降低土壤鎘有效態(tài)，降低稻米中鎘的吸收累積。農(nóng)藝調(diào)控措施具有操作簡單、費用較低、技術(shù)較成熟的優(yōu)勢，缺點是修復(fù)效果有限，僅適應(yīng)于農(nóng)田重金屬輕微和輕度污染的修復(fù)，需注意的是，種植結(jié)構(gòu)調(diào)整有可能導(dǎo)致農(nóng)民難以接受困難及影響糧食產(chǎn)量。為了降低土壤砷的毒性，一般修復(fù)措施可采用水田改旱地種植模式。但在鎘砷復(fù)合污染下，水田改旱地會增加鎘的生物有效性。所以鎘砷污染農(nóng)田治理需要統(tǒng)籌考慮，以免在降低鎘污染的同時，卻增加了砷污染。在農(nóng)田鎘含量處于污染臨界值附近或已受鎘污染的土壤上，應(yīng)避免施用高量的酸性肥料如尿素、氯化銨、普鈣，以及其他酸性物料。在常用磷、鉀肥中，磷酸二銨和硫酸鉀在鎘污染土壤上施用更為適合。同時，在農(nóng)作物生長時期，在作物莖葉表面噴施硒肥、鋅肥或硅肥等微量元素，可以抑制或拮抗農(nóng)作物對重金屬鎘、砷等的吸收累積。

在輕度重金屬污染的農(nóng)田種植低累積作物品種可以明顯降低作物地上部重金屬累積量，但低累積作物品種對重金屬含量稍高的土壤不適應(yīng)，需要與諸如化學(xué)鈍化修復(fù)技術(shù)進行聯(lián)合;此外，低積累作物品種(如水稻)來源得不到保障。

鎘在不同作物中的累積大小為：蔥蒜類＞葉菜類＞根莖類＞豆類＞茄果類＞瓜類，所以對菜地重金屬鎘污染，可以通過調(diào)整農(nóng)作物品種起到一定的修復(fù)效果。

2.2 原位鈍化修復(fù)技術(shù)

通過調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì)以及吸附、沉淀、離子交換、腐殖化、氧化-還原等一系列反應(yīng)，將土壤中的有毒重金屬固定起來，或者將重金屬轉(zhuǎn)化成化學(xué)性質(zhì)不活潑的形態(tài)，降低其生物有效性，從而阻止重金屬從土壤通過植物根部向農(nóng)作物地上部的遷移累積，以達到治理污染土壤的一種修復(fù)技術(shù)。鈍化修復(fù)技術(shù)具有修復(fù)速率快、穩(wěn)定性好、費用低、操作簡單等特點，同時不影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，可以實現(xiàn)邊修復(fù)邊生產(chǎn)，尤其適用于修復(fù)大面積中輕度重金屬污染農(nóng)田土壤。大量研究表明：土壤經(jīng)鈍化修復(fù)后，重金屬鎘、鉛等有效態(tài)一般可降低30%～60%，農(nóng)作物(稻米、蔬菜地上部)中鎘、鉛等含量可降低30%～70%;一般土壤中鎘、鉛等鈍化修復(fù)穩(wěn)定性可以達到3年以上。但該項修復(fù)技術(shù)可能會影響土壤環(huán)境質(zhì)量，修復(fù)長期穩(wěn)定性需要進行長期監(jiān)控評估。在目前實際開展的農(nóng)田重金屬污染修復(fù)中，主要以化學(xué)鈍化修復(fù)為主，輔助農(nóng)藝調(diào)控措施等，以達到重金屬污染農(nóng)田的安全生產(chǎn)，控制稻米等農(nóng)產(chǎn)品重金屬超標(biāo)問題。

2.3 植物修復(fù)技術(shù)

目前，常用的土壤重金屬污染修復(fù)植物為超富集植物，超富集植物是指能超量吸收重金屬并將其運移到地上部的植物，一般超富集植物地上部(莖和葉)重金屬含量是普通植物在同一生長條件下的100倍，其臨界含量分別為鎘100mg，鋅10000mg，鉛、銅、鎳均為1000mg;同時，植物地上部分的重金屬含量高于根部，對高濃度的金屬有較強的忍耐性，植物對土壤中重金屬的富集系數(shù)大于1。目前，國內(nèi)篩選出的重金屬超富集植物主要有：砷超富集植物-蜈蚣草，鎘超富集植物-龍葵和天藍(lán)遏藍(lán)菜，鋅、鎘超富集植物-東南景天，銅積累植物-海州香薷等。植物修復(fù)技術(shù)具有修復(fù)成本低、適應(yīng)性廣，耐受性強、不破壞土壤理化性質(zhì)等優(yōu)點;但超積累植物通常矮小，生物量低，生長緩慢，修復(fù)效率低，不易于機械化作業(yè)，植物無害化處理難度大。此外，受不同地區(qū)氣候等自然條件影響，超積累植物在不同地區(qū)生長也有所不同。

一般超富集植物修復(fù)中度污染鎘、砷污染農(nóng)田至少需要十年以上，甚至長達幾十年至上百年。植物修復(fù)比較適應(yīng)于高重金屬污染土壤，但隨著修復(fù)年限的增加，修復(fù)效率也會逐漸下降，影響修復(fù)治理效果，增加治理費用。對重金屬輕度污染土壤，一般不宜采用植物修復(fù)技術(shù)。

[1]樊霆,葉文玲,陳海燕,魯洪娟,張穎慧,李定心,唐子陽,馬友華.農(nóng)田土壤重金屬污染狀況及修復(fù)技術(shù)研究[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報,2013,10：1727-1736.

[2]黃益宗,郝曉偉,雷鳴,鐵柏清.重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)及其修復(fù)實踐[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2013,03：409-417.