重金屬污染土壤修復(fù)治理技術(shù)研究現(xiàn)狀

摘要：伴隨著工業(yè)和農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平得到大幅度提升，同時(shí)土壤重金屬污染問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重。當(dāng)前土壤重金屬污染問(wèn)題已經(jīng)成為我國(guó)生態(tài)環(huán)境管理中的重要研究課題，受到社會(huì)廣泛關(guān)注。為了保證人們身體健康和正常的生活，必須要做好重金屬污染土壤的治理工作。本文主要對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)治理現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的解決對(duì)策。

關(guān)鍵詞：重金屬污染土壤;修復(fù)治理技術(shù);現(xiàn)狀;改善對(duì)策

中圖分類(lèi)號(hào)：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）03-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.059

Research status of heavy metal contaminated soil remediation technology

Liang Zhaodong

（Binzhou Institute of Environmental Science and Technology，Binzhou Shandong 256606，China）

Abstract：With the rapid development of industry and agriculture， Chinas national economic level has been greatly improved， and the problem of soil heavy metal pollution has become increasingly serious. At present， the problem of soil heavy metal pollution has become an important research topic in Chinas ecological and environmental management， and has attracted widespread attention from the society. In order to ensure peoples health and normal life， we must do a good job in the treatment of soil contaminated by heavy metals. This article mainly analyzes the current situation of remediation of heavy metal contaminated soil and proposes corresponding countermeasures.

Key words：Heavy metal contaminated soil;Remediation technology;Status quo;Improvement measures

1 重金屬污染土壤現(xiàn)狀分析

通過(guò)對(duì)我國(guó)重金屬污染土壤面積的調(diào)查分析可知，受污染土壤面積非常廣，但是在重金屬土壤治理方面卻不夠完善。比如曾經(jīng)轟動(dòng)一時(shí)的鎘大米事件，主要是由于水稻種植土壤受到鎘的污染，隨著水稻種植時(shí)間的延長(zhǎng)和累積，導(dǎo)致水稻中鎘的含量不斷增加，在積累到一定程度后，人們食用鎘污染的大米導(dǎo)致中毒，出現(xiàn)骨痛病等情況。我國(guó)重金屬污染主要發(fā)生在礦區(qū)位置，以云貴高原為最嚴(yán)重的地區(qū)，由于這些地區(qū)的金屬礦產(chǎn)資源豐富，因此土壤重金屬的污染也會(huì)更嚴(yán)重。

重工業(yè)發(fā)展中，天然氣、石油等能源物質(zhì)豐富，對(duì)這些物質(zhì)資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)導(dǎo)致相關(guān)土壤的土質(zhì)環(huán)境和結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化，而土質(zhì)環(huán)境和結(jié)構(gòu)的改變也是土壤污染的重要表現(xiàn)形式[1]。我國(guó)鉛礦資源豐富，每年的開(kāi)采量和消耗量也比較大。鉛對(duì)人體的危害比較大，尤其是兒童，如果兒童血液中的鉛超過(guò)正常標(biāo)準(zhǔn)值，將會(huì)導(dǎo)致兒童的發(fā)育受限，甚至?xí)?dǎo)致嚴(yán)重的血液疾病等。所以我國(guó)非常注重對(duì)土壤重金屬污染的治理工作。

2 重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)

2.1 物理技術(shù)

2.1.1 換土、深耕法

重金屬污染土壤修復(fù)中換土法指的是針對(duì)部分土壤污染不嚴(yán)重的地區(qū)，將未受污染的土壤與受到污染的土壤進(jìn)行結(jié)合，降低重金屬在土壤中的含量。換土操作中，在未受污染土壤選擇時(shí)需要盡可能選擇與污染土壤性質(zhì)和結(jié)構(gòu)相似的土壤，保證土壤的質(zhì)量。同時(shí)還可以采用深耕的方式將深層沒(méi)有受污染的土壤翻耕到表層，但是底層土壤的有機(jī)物相對(duì)比較少，因此在耕種的過(guò)程中需要向土壤中添加一些有機(jī)肥。

2.1.2 固化法

在重金屬污染土壤的治理中，可以通過(guò)添加一些固化劑或者穩(wěn)定劑的方式對(duì)被污染的土壤進(jìn)行固化，使土壤中的重金屬能夠與添加的固化劑或者穩(wěn)定劑等發(fā)生化學(xué)、物理反應(yīng)。比如固化劑遇到重金屬離子后將其進(jìn)行包裹，再通過(guò)添加穩(wěn)定劑的方式保證這些金屬離子形成穩(wěn)定的包裹結(jié)構(gòu)，不會(huì)再次釋放到土壤中對(duì)土壤造成破壞[2]。但是這種污染土壤的處理方式不適合長(zhǎng)期使用，因?yàn)橹亟饘傥镔|(zhì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)還會(huì)釋放出來(lái)，對(duì)土壤形成二次污染。因此在固化劑和穩(wěn)定劑的選擇方面必須要保證科學(xué)性。在藥劑選擇過(guò)程中，藥劑本身不能含有重金屬，防止造成土壤的二次污染;選擇的藥劑對(duì)重金屬具有顯著的固化和穩(wěn)定作用。比較常用的藥劑包括赤泥、沸石、骨炭等。同時(shí)為了防止固化穩(wěn)定效果不佳，在后期還需要做好跟蹤工作，防止重金屬釋放后對(duì)土壤造成二次污染。

2.1.3 電動(dòng)力法

電動(dòng)力修復(fù)法主要指的是向被重金屬污染的土壤中通入交流或者直流電，將土壤形成電池，在電流的作用下土壤中的重金屬會(huì)向電極兩端進(jìn)行移動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)去除土壤中重金屬離子的作用。電動(dòng)力修復(fù)是一種由美國(guó)研究出來(lái)的重金屬離子去除技術(shù)，當(dāng)前在商業(yè)中的應(yīng)用比較廣泛，但是在電動(dòng)力技術(shù)方式應(yīng)用的過(guò)程中，會(huì)由于電場(chǎng)作用導(dǎo)致土壤中的微生物被破壞，因此還需要繼續(xù)完善。

2.1.4 熱脫附法

熱脫附技術(shù)是對(duì)土壤進(jìn)行熱處理的一種方式，熱脫附法的研究從20世紀(jì)80年代已經(jīng)開(kāi)始，主要是通過(guò)對(duì)土壤的直接或者間接加熱的方式使土壤升溫，在高溫作用下土壤中的汞等重金屬離子會(huì)形成蒸汽并揮發(fā)，同時(shí)設(shè)置氣體收集系統(tǒng)，對(duì)含有重金屬的氣體進(jìn)行回收處理。在熱脫附過(guò)程中可以隨意調(diào)整溫度的高低，并根據(jù)不同的溫度，分為高溫?zé)崦摳胶偷蜏責(zé)崦摳絻煞N形式。在高低溫?zé)崦摳街幸?15℃為臨界點(diǎn)，主要應(yīng)用于揮發(fā)性高的重金屬污染土壤修復(fù)。但是這種修復(fù)方式在修復(fù)過(guò)程中存在耗能大、成本高以及土壤結(jié)構(gòu)容易受到損傷等不足，因此沒(méi)有得到普遍應(yīng)用和推廣。

2.2 化學(xué)技術(shù)

2.2.1 淋洗法修復(fù)技術(shù)

土壤淋洗法指的是在受重金屬污染的土壤中注入能夠與重金屬結(jié)合和溶解的溶劑，使土壤中的重金屬與溶劑相融后轉(zhuǎn)化為液態(tài)形式，然后進(jìn)行液相提取分離。這種處理方式具有一定的局限性，主要適用于砂質(zhì)土壤，對(duì)于滲透性比較強(qiáng)的土壤效果不佳。而且很容易使土壤結(jié)構(gòu)造成破壞，重金屬去除效率不高。

2.2.2 玻璃化法修復(fù)

重金屬污染土壤玻璃化修復(fù)方式指的是在高溫和高壓的環(huán)境下，對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行熔化處理，熔化冷卻后重金屬會(huì)被玻璃體包裹，實(shí)現(xiàn)清除重金屬的目的。這種技術(shù)方式能夠徹底解決重金屬的污染問(wèn)題，而且效果明顯，但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中程序比較復(fù)雜。土壤中重金屬熔化的要求高，很多難熔性重金屬問(wèn)題無(wú)法有效解決，而且在重金屬熔化過(guò)程中需要的溫度高，導(dǎo)致成本加大，應(yīng)用范圍受限。

2.3 生物技術(shù)

2.3.1 植物修復(fù)

植物修復(fù)技術(shù)方式指的是利用人工培養(yǎng)或者自然條件下生長(zhǎng)的植物對(duì)被重金屬污染的土壤進(jìn)行修復(fù)的技術(shù)形式，植物修復(fù)技術(shù)在具體應(yīng)用中可以分為三種方式，分別為植物提取修復(fù)、植物穩(wěn)定修復(fù)以及植物揮發(fā)修復(fù)。相對(duì)于物理和化學(xué)修復(fù)來(lái)說(shuō)，植物修復(fù)技術(shù)優(yōu)勢(shì)更明顯，因此應(yīng)用范圍更廣泛。植物提取法指的是通過(guò)植物的吸收積累將地下重金屬污染土壤轉(zhuǎn)移到地表，然后再通過(guò)地表收割的方式進(jìn)行污染土壤修復(fù)[3]。植物穩(wěn)定方式指的是通過(guò)耐重金屬植物的栽植和培育，吸收重金屬，防止重金屬移動(dòng)或者被淋濾到空氣以及水源中造成二次污染。植物穩(wěn)定技術(shù)主要應(yīng)用在土壤粘性大以及有機(jī)物含量高的土壤中，但是植物穩(wěn)定修復(fù)方式的治理方式并非是長(zhǎng)久的，如果環(huán)境發(fā)生變化可能會(huì)導(dǎo)致重金屬治理效果無(wú)法發(fā)揮。植物揮發(fā)技術(shù)指的是植物通過(guò)吸收和揮發(fā)作用，將重金屬吸收到植物體后再通過(guò)機(jī)體內(nèi)的轉(zhuǎn)化形成氣態(tài)物質(zhì)并揮發(fā)。

2.3.2 微生物修復(fù)

微生物修復(fù)技術(shù)具體來(lái)說(shuō)指的是在土壤治理和修復(fù)過(guò)程中通過(guò)細(xì)菌、真菌等微生物對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行吸收、沉淀和轉(zhuǎn)化，有效降低土壤中重金屬含量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)修復(fù)土壤的目的和作用。在微生物修復(fù)技術(shù)中可以從三個(gè)途徑進(jìn)行：第一，通過(guò)生物中正電荷細(xì)胞對(duì)重金屬離子進(jìn)行吸附;第二，微生物在代謝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生低分子量有機(jī)酸，通過(guò)有機(jī)酸與重金屬的結(jié)合轉(zhuǎn)變重金屬結(jié)合狀態(tài)，或者將重金屬在液相中進(jìn)行溶解;此外還可以通過(guò)氧化-還原方式對(duì)土壤中重金屬的毒性以及價(jià)態(tài)等進(jìn)行轉(zhuǎn)變。當(dāng)前微生物重金屬土壤修復(fù)技術(shù)尚處于試驗(yàn)階段，還沒(méi)有真正應(yīng)用到具體的土壤修復(fù)工作中，但是這種技術(shù)是未來(lái)土壤修復(fù)的主要研究方向。

2.3.3 動(dòng)物修復(fù)

動(dòng)物修復(fù)技術(shù)主要指的是在重金屬污染土壤修復(fù)中通過(guò)鼠類(lèi)以及蚯蚓等對(duì)土壤中污染物進(jìn)行吸收，進(jìn)而提升土壤中污染物的處理效果。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)表明，重金屬污染對(duì)蚯蚓的影響不大，大部分污染程度不高的土壤中都能夠發(fā)現(xiàn)蚯蚓?？梢岳抿球镜哪褪苣芰⑼寥乐兄亟饘龠M(jìn)行富集，通過(guò)金屬富集和蚯蚓的吸收作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤的凈化。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，重金屬污染的土壤不利于生物生長(zhǎng)，而且容易對(duì)人體造成傷害，因此必須要加強(qiáng)對(duì)重金屬污染土壤的修復(fù)工作。通過(guò)對(duì)我國(guó)重金屬污染土壤的現(xiàn)狀分析可知，污染地比較集中，主要在重金屬礦區(qū)附近，這些地區(qū)的金屬富集濃度高，如果不及時(shí)修復(fù)和治理還可能會(huì)污染周?chē)乃春痛髿?。在重金屬污染土壤修?fù)中可以采用三類(lèi)修復(fù)方式，包括物理修復(fù)方式、化學(xué)修復(fù)方式以及生物修復(fù)方式，無(wú)論哪種修復(fù)方式都有一定的弊端和優(yōu)勢(shì)，因此在選擇土壤修復(fù)方式的過(guò)程中需要結(jié)合具體的污染情況采取合理的修復(fù)方法。

參考文獻(xiàn)

[1]王玖林.重金屬污染土壤修復(fù)治理技術(shù)研究現(xiàn)狀[J].大科技，2019（28）：281.

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[3]劉強(qiáng).重金屬污染土壤化學(xué)修復(fù)技術(shù)研究[J].農(nóng)村科學(xué)實(shí)驗(yàn)，2019（25）：67-68.

收稿日期：2020-01-19

作者簡(jiǎn)介：梁照東（1985-），男，漢族，研究生學(xué)歷，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境保護(hù)及檢測(cè)。