重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)及其修復(fù)實(shí)踐

孫萬(wàn)剛

（江蘇新誠(chéng)潤(rùn)科工程咨詢有限公司，江蘇 徐州 221000）

為有效改善重金屬土壤污染現(xiàn)狀，中國(guó)投入了大量資源進(jìn)行土壤修復(fù)。在長(zhǎng)期的實(shí)踐中，已經(jīng)形成了各種土壤修復(fù)技術(shù)，并取得了一定的成果?；谶@一現(xiàn)實(shí)，本文從多種角度出發(fā)，在討論重金屬土壤污染危害性的基礎(chǔ)上，總結(jié)了現(xiàn)階段土壤重金屬元素污染修復(fù)技術(shù)的不足，提出改進(jìn)措施。

1 重金屬土壤污染分析

全面探討重金屬土壤污染的危害性和現(xiàn)有處理方法，將有助于技術(shù)人員了解重金屬土壤污染控制的基本情況，并從中學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，并為下一步修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用指明方向[1]。

重金屬土壤污染危害性：根據(jù)相關(guān)學(xué)術(shù)和科研機(jī)構(gòu)發(fā)布的數(shù)據(jù)，中國(guó)被鉛、汞等重金屬工業(yè)污染的耕地面積為2000萬(wàn)平方米，約占總耕地土地的5分之一。重金屬對(duì)人體構(gòu)成巨大威脅，并且很容易誘發(fā)各種惡性疾病，例如癌癥。近年來，我國(guó)已經(jīng)發(fā)生了各種類型的金屬表面土壤污染。湖南株洲鎘污染超標(biāo)，湖南舞鋼市有100名兒童超標(biāo)等。重金屬土壤污染的危害性和高發(fā)生頻率要求政府主管部門和相關(guān)企業(yè)做好污染控制和土壤修復(fù)工作[2]。

2 重金屬污染土壤概述

造成土壤重金屬污染的原因很多：

（1）工業(yè)三廢的排放。在工業(yè)發(fā)展中，化學(xué)物質(zhì)、鋰離子電池、礦物提煉、鍍鉻、塑料等產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中伴隨著大量含重金屬?gòu)U氣、廢水和固廢的排放，是重金屬污染土壤的主要來源。目前，仍存在少數(shù)涉重企業(yè)，偷拍漏拍含重金屬?gòu)U水、廢氣和廢渣的情況，或者處理相對(duì)薄弱，缺乏相應(yīng)的處理設(shè)備，因此許多工業(yè)廢水、廢氣或廢渣未得到處理，無(wú)疑會(huì)造成嚴(yán)重的污染問題。

（2）燃煤釋放與垃圾堆放問題。煤炭是在中國(guó)廣泛使用的一種能源。但是，中國(guó)的煤炭資源也非常豐富，除了煤炭燃燒時(shí)會(huì)向空氣中釋放出許多有害氣體，形成污染。如果垃圾堆積時(shí)間過長(zhǎng)，其中的重金屬也會(huì)進(jìn)入土壤，特別是在城市垃圾中，重金屬的含量相對(duì)較高，在雨滴的淋溶下，有毒元素隨林溶液滲入到土壤中，將造成嚴(yán)重的土壤重金屬污染。

3 重金屬土壤污染治理方式概述

目前，對(duì)重金屬土壤污染的處理方法大致可分為徹底去除和固化。去除是指通過某種技術(shù)手段從土壤中分離出重金屬以達(dá)到修復(fù)土壤的目的；固化是將重金屬污染源控制在一定范圍內(nèi)，以減少重金屬的擴(kuò)散和蔓延的危害。近年來，已經(jīng)出現(xiàn)了化學(xué)、物理、生物等多種處理方法，極大地提高了重金屬土壤污染的修復(fù)能力，在一定程度上控制了重金屬土壤。

4 重金屬土壤污染修復(fù)技術(shù)分析

（1）物理/化學(xué)修復(fù)技術(shù)。物理化學(xué)綜合修復(fù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)含重金屬土壤的修復(fù)是利用其表層土壤的特殊性質(zhì)和重金屬元素的特性，分離或固化各種重金屬的方法來實(shí)現(xiàn)的。物理/化學(xué)修復(fù)技術(shù)具有較少的操作程序和較短的修復(fù)周期，可以滿足各種重金屬土壤污染修復(fù)工作的客觀要求。對(duì)于污染面積小的土壤，可以采用土壤置換、除土和深耕的方法。這種類型的處理通?？梢源媸芪廴镜耐寥阑驍U(kuò)大重金屬的覆蓋范圍，從而降低重金屬的濃度，將其控制在合理范圍內(nèi)。浸出法適用于污染面積大、污染較深的土壤，特別是沙質(zhì)土壤修復(fù)區(qū)，效果極好。從過去的情況來看，影響浸提法修復(fù)效果的因素主要包括洗脫液的種類、土壤性質(zhì)、污染程度等。在實(shí)際修復(fù)過程中，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整浸提劑的類型，集中保證修復(fù)效果。熱脫附法是通過加熱處理重金屬以達(dá)到土壤修復(fù)的目的。修復(fù)效果更顯著，但熱脫附的方法成本較高，且加熱土壤需要大量能量，這無(wú)形中增加了修復(fù)土壤的成本。

（2）生物修復(fù)技術(shù)。生物快速修復(fù)技術(shù)的成本低于其技術(shù)的物理/化學(xué)綜合修復(fù)，并且能夠同時(shí)凈化土壤和地下水，同時(shí)利用植物和微生物有效提高土壤肥力并確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。生物修復(fù)技術(shù)主要依靠植物根系的分泌來去除重金屬污染。研究歷史表明，植物修復(fù)技術(shù)已更好地滿足了對(duì)重金屬（如Se，Hg和As）的修復(fù)，如圖1所示：使用芥末去除Se，并通過種植煙草從土壤中去除Hg。在植物揮發(fā)物的回收過程中，應(yīng)對(duì)相關(guān)植物進(jìn)行適當(dāng)處理，以免產(chǎn)生有害氣體并造成二次污染。細(xì)菌修復(fù)主要是水中細(xì)菌、真菌和藻類物質(zhì)的吸附和氧化作用，從而降低了各種重金屬的毒性。例如，在土壤中添加菌株可在相關(guān)酶的作用下作用于重金屬，形成無(wú)害的沉積物，尤其是菌根真菌，其用于修復(fù)重金屬土壤污染，大大降低了重金屬的毒性。

圖1 植物揮發(fā)技術(shù)示意圖

（3）農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)技術(shù)。農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要是通過農(nóng)業(yè)手段，通過改變土壤含水量、耕作制度和使用農(nóng)藥等方式，完成對(duì)土壤污染的修復(fù)。在農(nóng)業(yè)生態(tài)恢復(fù)過程中，技術(shù)人員可以控制土壤濕度以有效控制土壤Eh值。一些重金屬在氧化還原條件下會(huì)改變其遷移率，而導(dǎo)致土壤氧化還原的主要因素是水分。

5 重金屬土壤污染修復(fù)實(shí)踐

在重金屬土壤污染修復(fù)技術(shù)的發(fā)展和長(zhǎng)期實(shí)踐中，取得了一系列成果，土壤修復(fù)效率不斷提高，修復(fù)成本得到控制。對(duì)重金屬土壤污染修復(fù)實(shí)踐的探討有助于進(jìn)一步闡明修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用，合理化重金屬土壤污染修復(fù)的基本過程，理清修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用重點(diǎn)，為后續(xù)相關(guān)修復(fù)提供參考。用6年的時(shí)間，西班牙學(xué)者通過使用生物固體堆肥、糖酸鹽和其他改良劑完成了對(duì)重金屬污染土壤的改良。在改良過程中，一些改良劑有效提高了修復(fù)效率，并顯著減少了土壤中的重金屬。上述物質(zhì)在土壤中的含量降低了重金屬的危害性。中國(guó)湘江水環(huán)境中重金屬污染修復(fù)的關(guān)鍵技術(shù)研究和綜合示范工程，是國(guó)家重金屬污染土壤修復(fù)的國(guó)家研究課題。湘江流域重金屬土壤污染區(qū)的治理工作已廣泛開展，水田修復(fù)效果明顯，重金屬含量下降了63.8%，修復(fù)效果極為顯著。

6 結(jié)語(yǔ)

為了穩(wěn)定地提高重金屬污染土壤的修復(fù)能力并實(shí)現(xiàn)土地資源的有效保護(hù)和可持續(xù)利用，本文從物理/化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)和農(nóng)業(yè)應(yīng)用三個(gè)方面梳理了修復(fù)技術(shù)解決生態(tài)恢復(fù)的方案，結(jié)合修復(fù)實(shí)踐，建立了一種良好的土壤修復(fù)系統(tǒng)，用于鉛等重金屬土壤污染修復(fù)。