土壤重金屬的治理方法和研究展望

嚴(yán)小菊 崔小愛 王彧 周蕾

摘要：當(dāng)前，土壤重金屬環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，土壤污染治理方法和措施亟待完善。對此，本文首先對土壤重金屬污染的特點(diǎn)和危害給予一定的分析，在此基礎(chǔ)上，探討治理土壤重金屬污染問題的方法，通過比較各種治理方法的優(yōu)缺點(diǎn)，為重金屬土壤選擇最佳治理方法提供一定的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：土壤重金屬;治理方法;研究展望

中圖分類號：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）11-0-01

Abstract： At present，the problem of soil heavy metal environmental pollution is becoming more and more serious， and the methods and measures for soil pollution control need to be improved.In this regard，this paper firstly analyzes the characteristics and hazards of soil heavy metal pollution. On this basis，it discusses the method of controlling soil heavy metal pollution，and selects the best treatment method for heavy metal soil by comparing the advantages and disadvantages of various treatment methods.Provide a certain theoretical basis.

Key words： Soil heavy metals;Treatment methods;Research prospects

近年來，我國的經(jīng)濟(jì)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，人民的生活水平大幅提高。但同時，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也加劇了環(huán)境污染，其中土壤重金屬污染問題尤為突出，威脅著人類的健康。加上我國本身就是一個土地可利用資源短缺的國家，而土壤被大面積污染更加使得我國可利用的土壤資源變少，不利于我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，制約著我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。對此，加大對土壤重金屬的治理迫在眉睫。

1 土壤重金屬污染的特點(diǎn)及危害

1.1 土壤重金屬污染的特點(diǎn)

首先，和大氣污染、水污染等其他環(huán)境污染相比，土壤重金屬污染具有較強(qiáng)的隱蔽性，對于土壤污染情況人們只能通過實(shí)驗(yàn)室檢測才能知曉。其次，具有不可逆性。重金屬污染是土壤污染主要來源，重金屬比較難消解，所以土壤污染是一個不可逆的過程，需要花費(fèi)較長的時間去治理。再次，重金屬污染周期長、難降解、難治理。目前，自然環(huán)境中還沒有能夠降解重金屬物質(zhì)的微生物，也就是說土壤重金屬污染不具有自凈能力，必須通過物理、化學(xué)以及生物技術(shù)來進(jìn)行治理，這樣治理起來不但需要一個長期的時間，而且治理難度也有所增加。

1.2 土壤重金屬污染的危害

根據(jù)土壤重金屬污染的特點(diǎn)來看，土壤重金屬污染所帶來的危害也是比較大的。首先，土壤重金屬污染治理周期長，導(dǎo)致土壤重金屬污染所帶來的危害也是長期性的。土壤是生產(chǎn)農(nóng)作物的地方，一旦土壤被重金屬污染，農(nóng)作物在生長過程中就會吸收重金屬元素，然后經(jīng)過食物鏈進(jìn)入人體，給人類健康帶來危害。另外，土壤重金屬污染也會給水體帶來進(jìn)一步的污染，雨水通過土壤流進(jìn)河流，勢必會捎帶一定的重金屬元素，使水體也受到重金屬污染，從而給河流中的魚蝦等海產(chǎn)品帶來危害，若人們食用了這些海鮮產(chǎn)品，也會受到重金屬的毒害。由此來看，土壤重金屬污染不但給植物、水體和海產(chǎn)品帶來極大的危害，更是威脅著人類的健康。

2 土壤重金屬污染的治理方法

針對土壤重金屬污染問題，可以通過以下幾種方法來治理：

2.1 工程治理法

工程治理法是一種傳統(tǒng)又經(jīng)典的治理方法，它可以有效降低土壤當(dāng)中的重金屬，使土壤免受重金屬的污染，進(jìn)而保護(hù)農(nóng)作物的生長。以下幾種方法都屬于工程治理法。

2.1.1 客土法、換土法、深耕翻土

客土法主要就是在受污染的土壤上面再覆蓋一層未受重金屬污染的土壤，或者是將二者混勻，以此來降低重金屬的濃度;或者是把受重金屬污染的上表層土壤移走，然后再換上同樣多的未受重金屬污染的土壤，這種操作方式稱之為換土法。而深耕翻土則是通過機(jī)械將上下表層的土壤進(jìn)行翻動，以此來減少表層土壤的重金屬含量。三種方法相比較來說，換土法是治理土壤重金屬污染過程中比較合理的方法，根據(jù)對某地區(qū)的調(diào)查，受重金屬污染的表層土壤鎘污染含量達(dá)到了56.13%，若是將15～30cm的土壤去掉，然后種植水稻，就能使水稻當(dāng)中鎘的含量下降一半?？屯练ㄔ谥卫碇亟饘傥廴痉矫婢哂袕氐?、穩(wěn)定的優(yōu)勢，但人力物力需求量大，投資費(fèi)用高，還可能破壞土地結(jié)構(gòu)，不適合大面積污染土壤的處理，而且移走之后的土壤中仍然含著較高的重金屬元素，若是不能進(jìn)行妥善處理，那么污染物依舊沒有被根治，所以這種方法還不能被廣泛應(yīng)用。深耕翻土法具有較好的穩(wěn)定性，雖然也會破壞土體結(jié)構(gòu)，但相對來說工程量小，是當(dāng)前農(nóng)民防治重金屬污染的常用方法。

2.1.2 水洗法

水洗法對稀釋重金屬離子有很大的作用，對土壤進(jìn)行清水灌溉，讓部分重金屬離子隨著水流深入深層土壤中。但需要注意的是，使用這種方法的時候，一定要避免二次污染。目前，為了更好的降低重金屬對表層土壤的污染濃度，以及避免次生污染的發(fā)生，改進(jìn)了水洗法的處理方式，使用三級清洗來對重金屬污染進(jìn)行清洗過濾。水洗法對于那些受重金屬污染嚴(yán)重的土壤效果比較好，但能耗較大，設(shè)備投入也較高，加之水流可能會在地表流入河流，造成河流重金屬污染問題。所以其在治理土壤重金屬污染方面受到了一定的限制。

2.2 化學(xué)治理法

化學(xué)治理法主要是利用重金屬與其他化學(xué)試劑產(chǎn)生氧化、聚合、還原等化學(xué)反應(yīng)，然后再將重金屬從沉積物中分離或轉(zhuǎn)化為無毒化學(xué)形式。目前，比較常用的化學(xué)治理法主要有化學(xué)固定化法、化學(xué)浸出法、化學(xué)氧化還原法等。大范圍的土壤重金屬污染治理可以采用化學(xué)固定法，這種方法也不會改變土壤結(jié)構(gòu);化學(xué)浸出法溶解度低，吸附力強(qiáng)，對去除重金屬污染物方面非常有效;化學(xué)氧化法對污染物的濃度和類型不敏感，但速度比較快，也很積極;化學(xué)還原法對還原反應(yīng)則比較敏感，對于大面積、深層次的土壤表面的重金屬效果比較明顯。一般來說，這些化學(xué)治理法與物理治理法結(jié)合在一起效果會更好。但缺點(diǎn)是這種方法需耗費(fèi)大量化學(xué)品，操作也比較困難，更重要的是一些固化劑特性，會讓土壤再次遭受污染，影響植物的發(fā)育和生長。

2.3 物理治理法

物理治理法是將污染物從土壤中分離出來，減少土壤中的重金屬元素，將土壤恢復(fù)到有效價值。此方法可以根據(jù)土壤質(zhì)地、污染物類型、滲透性等，針對性地選擇不同的治理方法，做到在有限的成本下將土壤污染治理效果最大化。因此，這種方法是當(dāng)前治理土壤重金屬污染的常用方法之一。其中電動治理法就是一種常見的方法，利用電池原理，讓土壤形成電場，然后在電場的作用下，遷移重金屬離子，讓其富集到電極，然后通過工程化的方式這些金屬離子去除。此種方法對銅、鋅等重金屬的去除效果比較好。

另外，土壤淋溶法也是常用的物理治理法，它是使用淋洗液去除土壤中污染物的過程。雖然說淋洗液能夠良好地滲透進(jìn)土壤中并進(jìn)行充分混合達(dá)到淋洗的目的，但對于那些滲濾性較差土壤來說，此方法則無法達(dá)到同位淋洗滲濾的達(dá)標(biāo)效果，完全去除土壤中的重金屬。這時就可以考慮用異位淋洗的方法來將土壤進(jìn)行疏松，然后再和淋洗液混合，這樣就可以達(dá)到想要的效果。但是相對于同位淋洗法，異位淋洗法投入成本要高得多，而且還會破壞土壤的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。

3 重金屬土壤治理的展望

根據(jù)以上對土壤重金屬治理方法的分析來看，植物和微生物治理法是當(dāng)前最有發(fā)展前景的治理方法。首先，此種方法成本低，操作簡單;其次微生物治理方法的缺點(diǎn)都是可以克服的，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，微生物治理技術(shù)也可以得到進(jìn)一步的發(fā)展，以此來更好地應(yīng)對復(fù)雜的污染土壤生態(tài)系統(tǒng)。比如說，在將來可以通過篩選和積累生物修復(fù)菌株，來構(gòu)建菌株庫;并對微生物代謝途徑給予深入的研究。

另外，植物微生物聯(lián)合的治理方法也應(yīng)該作為治理土壤重金屬的重要方法之一。雖然說微生物和植物單獨(dú)使用，也可以治理一些重金屬濃度不高的土壤，但對于一些超過范圍界限的重金屬來說，單獨(dú)使用微生物或者植物法效果就不理想了。這時就可以將二者進(jìn)行聯(lián)合，讓植物為微生物提供附著地，讓微生物來改變植物生長的土壤環(huán)境，使植物能夠茁壯成長，二者聯(lián)合不但能完成污染物處理，同時還能起到美化環(huán)境的作用。

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收稿日期：2019-09-09

作者簡介：嚴(yán)小菊（1987-），女，漢族，碩士，中級工程師，研究方向?yàn)樗廴局卫砑夹g(shù)和土壤污染治理與修復(fù)技術(shù)。