土壤重金屬污染與相關(guān)修復(fù)技術(shù)研究

劉飛

土壤是十分重要的自然資源，同時(shí)也是人類獲取資源的關(guān)鍵基礎(chǔ)。伴隨著城市工業(yè)化以及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程，土壤逐漸受到了各種不同程度的污染與損害。其中，土壤重金屬污染是當(dāng)前生態(tài)環(huán)境污染下的重要環(huán)境問(wèn)題之一。土壤重金屬污染擁有滯后性、不可逆性等特點(diǎn)，一旦出現(xiàn)重金屬污染情況就難以徹底治理恢復(fù)。因此，針對(duì)土壤重金屬污染及其相關(guān)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行研究對(duì)于保護(hù)土壤環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有著十分重大的實(shí)際意義。

一、土壤重金屬污染及其來(lái)源

土壤重金屬污染即為人類在生產(chǎn)生活等社會(huì)活動(dòng)中使得重金屬進(jìn)入土壤的行為，使得土壤中的重金屬含量超標(biāo)，進(jìn)而導(dǎo)致危害生態(tài)環(huán)境。一般土壤重金屬污染中重金屬的種類主要有砷、錳、鉻、銅、鎘等，通常為多種重金屬的復(fù)合污染情況。一旦土壤出現(xiàn)了重金屬污染情況則會(huì)嚴(yán)重影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)與收獲，導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量減少、質(zhì)量下降，嚴(yán)重者會(huì)危害人類健康。另外，土壤重金屬還會(huì)對(duì)大氣環(huán)境、水資源造成污染，影響范圍十分廣泛。因此，土壤重金屬污染已經(jīng)成為了世界各國(guó)重視的重大環(huán)保課題。

土壤重金屬的來(lái)源包括以下幾個(gè)方面：第一，在礦產(chǎn)開發(fā)過(guò)程中和冶煉過(guò)程中，由于礦區(qū)沒有安設(shè)完善的環(huán)保治理裝置，大量冶煉礦產(chǎn)廢物直接拋棄戶外，從而導(dǎo)致土壤出現(xiàn)重金屬污染；第二，化肥農(nóng)藥的過(guò)度使用導(dǎo)致土壤出現(xiàn)重金屬污染，重金屬含量較多的磷肥、農(nóng)藥會(huì)導(dǎo)致土壤膠質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，營(yíng)養(yǎng)成分降低；第三，農(nóng)作物肥料添加劑中含有大量的銅、鋅，金屬元素會(huì)伴隨著肥料一同進(jìn)入土壤，從而導(dǎo)致土壤出現(xiàn)重金屬污染。

二、土壤重金屬污染的修復(fù)技術(shù)

（一）生物修復(fù)技術(shù)

常見的生物修復(fù)技術(shù)有植物修復(fù)技術(shù)、動(dòng)物修復(fù)技術(shù)等。植物修復(fù)技術(shù)主要是針對(duì)土壤重金屬污染進(jìn)行植物降解處理、植物揮發(fā)處理等，不同的處理方式擁有不同的處理機(jī)制。其中，植物降解主要是讓重金屬進(jìn)入植物內(nèi)部，通過(guò)植物生長(zhǎng)機(jī)體演化過(guò)程轉(zhuǎn)變重金屬離子形態(tài)，從而降低其危害性。植物根系鈍化是植物根系中的有機(jī)酸、多肽等物質(zhì)與重金屬離子融合，從而緩解重金屬的移動(dòng)性，降低重金屬通過(guò)地下水或空氣對(duì)土壤造成進(jìn)一步污染的分析。并且，植物中富有的金屬硫蛋白含有半胱氦酸，其能夠與重金屬結(jié)合形成無(wú)毒的絡(luò)合物質(zhì)，以改變重金屬的離子形態(tài)。動(dòng)物修復(fù)技術(shù)即為利用土壤動(dòng)物經(jīng)過(guò)吸收、分解等形式來(lái)轉(zhuǎn)變土壤理化性質(zhì)，豐富土壤肥力，使得植物與微生物在土壤中的生長(zhǎng)，進(jìn)而產(chǎn)生修復(fù)土壤重金屬污染的作用。動(dòng)物修復(fù)技術(shù)通常都是將土壤動(dòng)物包括線蟲、虹蝴飼養(yǎng)在受到重金屬污染的土壤當(dāng)中。

（二）化學(xué)修復(fù)技術(shù)

常見的化學(xué)修復(fù)技術(shù)有電力修復(fù)技術(shù)、土壤淋洗技術(shù)等。電力修復(fù)技術(shù)，其原理即為在土壤中插入電極，給土壤通電，從而使得土壤中存在的重金屬物質(zhì)能夠在電力的作用下形成氧化還原反應(yīng)，并且在遷移的作用下達(dá)到電極的陰極，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)去除土壤污染物的目的。電動(dòng)修復(fù)技術(shù)在去除土壤重金屬污染的過(guò)程中擁有能源消耗低、后續(xù)處理便捷、不會(huì)導(dǎo)致二次污染等優(yōu)勢(shì)，但是該技術(shù)僅僅適合在面積較小的土壤污染區(qū)域中應(yīng)用，對(duì)于大面積的被污染土壤在技術(shù)可行性上仍然有待提升。土壤淋洗技術(shù)就是通過(guò)使用淋洗藥劑來(lái)去除土壤中的重金屬物質(zhì)。此技術(shù)適用于大面積、污染程度嚴(yán)重的土壤，特別是在土質(zhì)為輕質(zhì)土與砂質(zhì)土的土壤處理中效果更優(yōu)。

（三）物理修復(fù)技術(shù)

常見的物理修復(fù)技術(shù)有改土技術(shù)、玻璃化技術(shù)等。改土技術(shù)包括客土、深耕翻土等方式。通常來(lái)說(shuō)，土壤重金屬污染一般都附著在土壤表層，而客土法則是將大量干凈無(wú)污染的土壤與被污染的土壤相混合，以盡量降低土壤污染物的濃度，并且減少重金屬污染物與土壤植物根系的直接接觸，從而實(shí)現(xiàn)降低土壤重金屬對(duì)植物的損傷。深耕翻土法則是將土壤進(jìn)行深耕翻覆，讓位于土壤表面的重金屬能夠在土壤中擴(kuò)散，從而綜合降低土壤中重金屬的整體濃度。雖然改土技術(shù)是一種有效的土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)，但是在實(shí)施過(guò)程中需要投入較大的人力物力，經(jīng)濟(jì)效益不佳，無(wú)法從本質(zhì)上去除重金屬，是一種非理想的修復(fù)技術(shù)。玻璃化技術(shù)，即為把重金屬污染的土壤放置在高溫下進(jìn)行玻璃化處理，在完成處理溫度下降冷卻后變成堅(jiān)硬的玻璃體物質(zhì)，土壤中的重金屬完成固定處理，將其從土壤中清除即可。經(jīng)過(guò)玻璃化處理技術(shù)后，土壤中的重金屬物質(zhì)將會(huì)始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，重金屬將會(huì)被永久固定。

三、結(jié)語(yǔ)

重金屬對(duì)土壤的污染與危害已經(jīng)嚴(yán)重影響到土地的使用以及人類的生產(chǎn)生活，土壤重金屬污染這一環(huán)境問(wèn)題也受到了人們的廣泛關(guān)注。目前，可以通過(guò)生物修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)、物理修復(fù)技術(shù)等來(lái)對(duì)土壤重金屬污染進(jìn)行修復(fù)。然而就目前土壤重金屬污染修復(fù)的情況來(lái)看，某一項(xiàng)單一的修復(fù)技術(shù)難以達(dá)到理想的修復(fù)效果，需要根據(jù)土地不同的污染情況來(lái)綜合使用生物、物理、化學(xué)等修復(fù)技術(shù)，以改善土壤的重金屬含量，提升土壤修復(fù)效率。相信在不久的未來(lái)，土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)將會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展，為生態(tài)環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)更加廣闊的前景。

（作者單位：承德市環(huán)境信息中心）