土壤中重金屬鎘的修復(fù)技術(shù)及展望

方海旭 尹元松 苗志明（西北民族大學(xué)化工學(xué)院，甘肅 蘭州 730030）

土壤中重金屬鎘的修復(fù)技術(shù)及展望

方海旭 尹元松 苗志明（西北民族大學(xué)化工學(xué)院，甘肅 蘭州 730030）

隨著我國(guó)現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，農(nóng)藥、化肥的大量使用，土壤重金屬污染日益嚴(yán)重，尤其危害農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，影響生態(tài)環(huán)境。重金屬的不可降解性導(dǎo)致它逐漸為生物所富集，并可通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，嚴(yán)重威脅人畜健康。因此土壤修復(fù)技術(shù)的發(fā)展成為全球性關(guān)注的熱點(diǎn)。本文簡(jiǎn)要對(duì)我國(guó)土壤污染修復(fù)技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，并針對(duì)我國(guó)目前土壤中鎘的污染情況和修復(fù)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，簡(jiǎn)要討論了未來(lái)土壤中重金屬污染修復(fù)技術(shù)的發(fā)展。

土壤；重金屬污染；鎘（Cd）；修復(fù)技術(shù)

隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，“三廢”的排放及不合理的大量施肥，導(dǎo)致土壤重金屬含量越來(lái)越高，特別是土壤中鎘污染嚴(yán)重威脅人類健康。海外眾多學(xué)者對(duì)重金屬污染物在作物-土壤系統(tǒng)內(nèi)的遷移、富集及對(duì)受污土壤的治理和修復(fù)技術(shù)等情況進(jìn)行了大量研究和摸索[1]。重金屬進(jìn)入土壤的方式有這幾種，人類使用含重金屬的廢水灌溉、隨含重金屬的粉塵落入土壤、使用含重金屬的廢渣作肥料、使含重金屬的農(nóng)藥制劑等[2]。通過(guò)技術(shù)分析土壤中Cd含量并根據(jù)中國(guó)鎘的土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值評(píng)價(jià)土壤受污情況，監(jiān)測(cè)土壤與某種作物中鎘的轉(zhuǎn)移和富集，針對(duì)不同土壤類型采用相應(yīng)修復(fù)技術(shù)，從而達(dá)到消除土壤重金屬的目的。有關(guān)鎘在土壤和農(nóng)作物間的遷移、富集及對(duì)其污染土壤的治理問(wèn)題引起了各國(guó)的高度重視[3]。

面對(duì)日益嚴(yán)重的土壤重金屬污染問(wèn)題，土壤修復(fù)一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)，常用方法有物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)等。以下對(duì)土壤鎘污染治理及修復(fù)技術(shù)概述：

1 工程修復(fù)法

指通過(guò)物理、物理化學(xué)原理對(duì)土壤進(jìn)行治理的修復(fù)方式。對(duì)鎘污染土壤常采用排土清地法、洗濯法、化學(xué)通電法等。

1.1 排土清地法

作為改良土壤的根本措施，是將受污土壤除去，加入一定量的非污染土壤，使污染物濃度下減小到臨界危害濃度以下或是減少污染物與根系的接觸從而達(dá)到減輕危害的目的[4]。由于受污染的土壤很容易引起二次污染，且改法技術(shù)成本較高，因此在我國(guó)沒(méi)有得以實(shí)施。

1.2 洗濯法

用凈水或含有能增強(qiáng)鎘水溶性的一類化學(xué)物質(zhì)的水把污染物沖至根外部，再加一定配位體化合物與土壤鎘形成較穩(wěn)定的絡(luò)合物或產(chǎn)生絮凝物，防止污染地下水[4]。該法較適用于輕質(zhì)土壤。

1.3 化學(xué)通電法

通過(guò)向飽和的土壤中通入電極產(chǎn)生電流的作用凈化土壤。適用于處理透水性差的黏土類土壤。

1.4 隔離法

在受污土壤與未受污土壤表面加入防滲材料，以減少或阻止土壤鎘的擴(kuò)散的過(guò)程。

2 施加改良劑

指通過(guò)在土壤中施加土壤改良劑、抑制劑等降低土壤鎘的水溶性、擴(kuò)散性或生物有效性，如施加鈣鎂磷肥、石灰性物質(zhì)大多等于污染物鎘發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成沉淀或提高土壤PH值降低土壤鎘的溶解性，從而降低其向植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)移。

3 生物修復(fù)法

指利用一類特定的動(dòng)、植物和微生物較快的吸走或降解土壤中污染物以實(shí)現(xiàn)修復(fù)土壤的目的[5]。受鎘污染的土壤也可用動(dòng)植物和聯(lián)合微生物修復(fù)技術(shù)。

3.1 植物修復(fù)法

利用對(duì)重金屬有富集特征的植物來(lái)吸收或吸附積累重金屬鎘[6]，從而從土壤中去除鎘。采用沉淀、螯合、氧化還原等過(guò)程，利用植物根系分泌物減小鎘對(duì)土壤的危害，或利用植物能超積累鎘的特性通過(guò)根系轉(zhuǎn)移到植物地上部分再做處理。

3.2 動(dòng)物修復(fù)法

利用土壤中某些低等動(dòng)物和其體內(nèi)微生物，在污染土壤中生長(zhǎng)、繁殖等活動(dòng)過(guò)程中對(duì)土壤中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化和富集的作用，最后通過(guò)對(duì)這些動(dòng)物集中處理從而降低土壤中的污染物。

3.3 聯(lián)合生物修復(fù)法

通過(guò)借助微生物和植物一同修復(fù)受污土壤，靠微生物的代謝改變根系土壤鎘的生物有效性，有利于超積累植物對(duì)鎘的吸收和積累。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，土壤重金屬污染的修復(fù)技術(shù)，可以通過(guò)合理施用不同形態(tài)化肥、有機(jī)肥等專用肥料和改良劑產(chǎn)品及其組合，比如施加到水稻田里，通過(guò)鈍化稻田土壤中Cd的活性來(lái)影響重金屬Cd與水稻植株的遷移轉(zhuǎn)化和水稻對(duì)鎘的吸收，從而降低水稻中鎘含量以減少重金屬鎘對(duì)人體的危害。但這種鈍化重金屬的方式從根本上來(lái)講是“治標(biāo)不治本”的，因?yàn)檫@僅是阻止鎘與作物的轉(zhuǎn)移和降低作物對(duì)鎘的吸收，實(shí)質(zhì)上從土壤的角度來(lái)說(shuō)，土壤中重金屬含量依舊沒(méi)有減少，并未能達(dá)到對(duì)土壤的修復(fù)作用，此方法有待改進(jìn)。施用生物表面活性劑，依賴其陰離子性能吸附到土壤上與重金屬離子結(jié)合，進(jìn)而從土壤顆粒上分離出來(lái)進(jìn)入土壤溶液，可促進(jìn)土壤顆粒上重金屬鎘離子的去除.

[1]楊啟良，武振中，陳金陵，劉小剛，王衛(wèi)華，劉艷偉.植物修復(fù)重金屬污染土壤的研究現(xiàn)狀及其水肥調(diào)控技術(shù)展望[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2015,24（6）:1075-1084.

DIO:10.16258∕j.cnki.1674-5906.2015.06.025.

[2]劉培桐主編，《環(huán)境科學(xué)概論》，高等教育出版社，2011年.

[3]利鋒，鎘污染土壤的植物修復(fù)[J].1006-446X(2004)08-0022-05 DIO:10.16755∕j.cnki.issn.1006-446x.2004.08.003.

[4]李永濤，吳啟堂.土壤污染治理方法研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，1997，16（13）：118-112.

[5]曾詠梅，毛昆明，李永梅.土壤中鎘污染的危害及其防治對(duì)策.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).1004-390X（2005）03-0360-06.DIO: 10.16211∕j.issn.1004-390x(n).2005.03.012.

[6]劉志培，劉雙江.我國(guó)污染土壤生物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀[J].生物工程學(xué)報(bào)，2015,31（6）:901-916.DIO:10.13345∕j. cjb.150089.

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：尹元松（1993-），男，貴州黔西南人，在讀本科生，環(huán)境工程專業(yè)，

西北民族大學(xué)國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：201610742050）；