重金屬污染土壤處理技術與工藝闡釋

薛巧玲

江蘇澄楊科學研究院有限公司 江蘇泰興 225400

在生態(tài)環(huán)境保護理念普及的背景下，污染土壤修復技術的研究更為深入，在解決土壤污染問題時，需要注重綠色性與環(huán)保性，防止土壤出現二次污染，實現生態(tài)修復。明確污染土壤修復技術的研究現狀與研究趨勢，可為污染土壤修復技術的深入研究提供支持，推動技術創(chuàng)新升級[1]。

1 土壤重金屬污染的危害

1.1 對土壤肥力的影響

重金屬在土壤中大量積累會導致土壤性質發(fā)生變化，從而影響了土壤營養(yǎng)元素的供應和物理特性。

1.2 對植物的危害

重金屬可以影響植物對營養(yǎng)成分的吸收和利用，引起養(yǎng)分缺乏；也可以在植物體內富集，擾亂代謝，使細胞生長發(fā)育停止。重金屬對植物的毒害作用大小與植物種類、環(huán)境條件等因素有關。

1.3 對微生物和酶的危害

重金屬可以影響微生物的群落結構、種群增長特征以及生理生化和遺傳特征。重金屬也會影響酶的活性，對土壤中不同酶進行研究發(fā)現：與N、P、S 等循環(huán)有關的酶受重金屬脅迫作用顯著，與碳循環(huán)有關的酶受脅迫影響較小。

1.4 對人體健康的危害

土壤重金屬污染導致的結果是影響人和其他生物的健康，土壤重金屬污染是逐年積累的，具有隱蔽性，當發(fā)現污染時，往往危害已經達到很嚴重的程度。近年來，我國耕地重金屬污染情況越發(fā)嚴重，部分農產品的質量安全令人擔憂。

2 重金屬污染土壤處理技術

2.1 植物修復方法

植物修復是利用植物對一種或幾種重金屬的吸收、積累、降解、固定、轉移等特性來對重金屬污染的土壤進行修復，是近年來國內外研究最多的一類修復技術。超富集植物的發(fā)現和研究，為植物修復的應用和推廣提供了條件。植物修復的主要類型包括植物萃取、根際過濾、植物降解、植物揮發(fā)、植物固定和植物刺激等[2]。

2.2 化學修復技術

2.2.1 固化/穩(wěn)定化技術

固化/穩(wěn)定化技術是指在污染土壤中應用黏結劑，通過其固定作用使污染土壤保持穩(wěn)定的技術。有研究學者對含汞廢棄物的土壤進行對比試驗，試驗結果表明，在污染土壤中摻入沸石，可將固化體浸出的汞控制在國家標準內，和未處理土壤相比，含汞污染物減少約50%。

2.2.2 氧化還原修復技術

氧化還原修復技術是指通過氧化劑或還原劑與污染物的化學反應，降低分解為毒性更小的物質。例如，有研究學者將硫化氫作為還原劑，用于修復含有六價鉻的污染土壤，試驗結果表明，硫化氫可將土壤中90%的六價鉻失活，有害物質的處理效果顯著。

2.2.3 電動力學修復技術

電動力學修復技術是指通過電化學與電動力學的配合應用，使土壤中形成電場梯度，使土壤中的污染物通過電泳或電遷移等方式，富集于電極部位，對其進行集中處理。有研究學者對菲和五氯酚等有機物質積聚的污染土壤進行電動力學修復，表現出無環(huán)境影響、修復周期短與成本偏低等優(yōu)勢，但該修復技術并不適用于非極性有機污染物積聚的土壤，因為這類污染物不會受電場的作用。

2.3 物理修復

物理修復技術主要基于土壤理化性質和重金屬的特性，通過物理方法來分離或固定土壤中的重金屬，來降低環(huán)境中重金屬含量。物理修復方法主要有物理分離，土壤蒸汽浸提，固化/穩(wěn)定化，玻璃化，熱力學，電動力學以及低溫冰凍等修復技術。

3 污染土壤修復技術發(fā)展趨勢

3.1 聯合土壤綜合修復趨勢

在工業(yè)與農業(yè)生產技術創(chuàng)新的過程中，工業(yè)生產排放的污染物與農藥污染物種類均有所增加，污染土壤的復雜性有顯著提升，加大了污染土壤的污染程度。同時，土壤中的污染物在成分、性質與危害方面有所不同，單一的修復技術難以有效清理污染土壤中的污染物。因此，在未來的污染土壤修復技術研究中，研究學者需開展聯合土壤綜合修復技術的研究，整合污染土壤生物、化學與物理修復技術，通過多種技術的配合應用，強化污染土壤的修復效果，實現保護生態(tài)環(huán)境的目標。例如，在污染土壤的生物修復技術中，修復人員可以在污染土壤中種植多種植物或在土壤中投放不同的微生物，降解不同的污染物；在污染土壤的物理修復中，修復人員可將物理分離與蒸汽浸提技術配合應用[3]。

3.2 目的多元化趨勢

隨著技術的發(fā)展與農業(yè)用地的減少，污染土壤修復技術的研發(fā)不再局限于土壤污染問題，需要進行深化，使處理后的污染土壤可用于農業(yè)生產，實現土壤修復與農業(yè)生產的同步進行，保護生態(tài)環(huán)境的同時，推動當地農業(yè)發(fā)展。

另外，研究學者可以將污染土壤修復技術與其他先進技術配合應用，在修復污染土壤的同時，為當地居民提供更優(yōu)質的生活生產服務。例如，在2017 年，廣東省仁化縣成功建成首個土壤修復與光伏發(fā)電綜合項目，為污染土壤修復技術與先進技術的配合應用提供成功經驗參考。該綜合項目位于鉛鋅礦附近，土壤重金屬污染現象嚴重，陽光電源企業(yè)在現場考核后，經過一年多的研究與分析，決定在該地區(qū)建設光伏發(fā)電組件，并在組件下方大面積種植喜陰超富集植物，用于吸收土壤中的重金屬。

4 結語

近年來，土壤重金屬污染事件接連不斷，污染形勢令人擔憂。如今國家在土壤重金屬污染方面的環(huán)保政策和立法工作正在逐步完善，“綠水青山，就是金山銀山”的環(huán)保理念深入人心，土壤重金屬污染治理與修復的相關科研工作也取得了快速的發(fā)展。在新的環(huán)保形勢下，我國的土壤重金屬污染態(tài)勢一定會得到有效控制，土壤環(huán)境會得到良好的改善。