基于土壤重金屬污染治理方法研究進(jìn)展

胡 悅 張顯軍 蘇艷萍

（1 上海建科環(huán)境技術(shù)有限公司杭州分公司 浙江杭州 310000 2 浙江裕騰百諾環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?浙江杭州 310000 3 浙江瑞陽環(huán)?？萍加邢薰?浙江杭州 310000）

引言

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中會(huì)形成一定的環(huán)境污染，土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之根本，其健康情況對人類的食品安全來講具有十分重要的意義。重金屬污染是構(gòu)成土壤問題的主要因素之一，而污染的來源也有多種，需要通過一定的治理技術(shù)來進(jìn)行土壤的保護(hù)，從而促進(jìn)食品安全和生態(tài)環(huán)境安全。

1 土壤重金屬污染概述

1.1 土壤重金屬污染的危害

土壤重金屬污染指的是土壤環(huán)境受到重金屬的污染后會(huì)受到一定的影響，重金屬具有一定的毒害作用，會(huì)通過各種溶解、沉降等化學(xué)反映而對土壤造成危害，影響土地的質(zhì)量。而且重金屬具有一定的毒素，當(dāng)在土壤中進(jìn)行農(nóng)作物的種植時(shí)，重金屬毒素會(huì)在農(nóng)作物上進(jìn)行殘留，人們在進(jìn)行食用后會(huì)在體內(nèi)進(jìn)行重金屬的積累，從而導(dǎo)致重金屬中毒的問題出現(xiàn)，對人體健康造成巨大的損害。這種重金屬污染具有一定的隱秘性特點(diǎn)，因?yàn)橹亟饘俣舅氐姆e累時(shí)間很長，開始也不會(huì)有不適的反應(yīng)，在發(fā)病時(shí)進(jìn)行治療已經(jīng)為時(shí)已晚。而且土壤重金屬污染具有不可逆性，對土壤造成的傷害不可恢復(fù)，會(huì)影響莊稼增產(chǎn)增收。當(dāng)土壤中的重金屬與內(nèi)部的礦物質(zhì)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合后會(huì)進(jìn)行長期村里，從而導(dǎo)致擴(kuò)散，形成地域性的重金屬土壤污染，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人類健康以及生態(tài)環(huán)境都造成了非常大的危害[1]。

1.2 土壤重金屬污染的來源分析

土壤重金屬污染包涵多種元素，比如Cu、Pb、As、Zn、Hg 等，其中很多重金屬具有一定毒性，常存在于一些除草醚、滴滴涕、克百威等化學(xué)藥品中。很多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中為了防止病蟲害的侵?jǐn)_，農(nóng)戶經(jīng)常會(huì)使用化學(xué)藥品進(jìn)行殺蟲除害，從而造成重金屬元素在土壤中的殘留，不利于土壤健康。與此同時(shí)，化肥中也具有一定的重金屬元素，從而在施肥的過程中出現(xiàn)土壤重金屬污染的問題出現(xiàn)。一些廢氣、廢水的隨意排放也會(huì)造成重金屬污染。除此之外，城市的工業(yè)用水、生活污水等未經(jīng)處理便進(jìn)行排放，從而導(dǎo)致重金屬含量超標(biāo)。工業(yè)生產(chǎn)中也會(huì)排放大量的有毒氣體，在降雨的作用下形成了酸雨，從而對土壤帶來了一定的污染。

2 環(huán)境保護(hù)的意義

環(huán)境保護(hù)在當(dāng)今的社會(huì)發(fā)展中十分重要，隨著工業(yè)水平的逐步提高，環(huán)境污染的問題也變得越來越嚴(yán)重，對生態(tài)環(huán)境造成了巨大的影響。隨著生態(tài)環(huán)境的破壞，自然災(zāi)害變得越來越多，人們會(huì)受到自然的懲罰。比如全球變暖、酸雨、土壤污染、霧霾等，從而對人類的生存造成非常大的影響。通過環(huán)境保護(hù)能夠?yàn)槿祟悇?chuàng)造更好的生存環(huán)境，保護(hù)環(huán)境就是保護(hù)我們自己，因此，環(huán)境保護(hù)具有十分重要的意義[2]。

3 土壤重金屬污染治理方法分析

3.1 物理化學(xué)法

3.1.1 熱處理技術(shù)

熱處理技術(shù)是進(jìn)行土壤重金屬污染治理的重點(diǎn)方式之一，這種技術(shù)主要是針對于一些比較容易揮發(fā)的重金屬所導(dǎo)致的污染進(jìn)行治理，比如我們常見的金屬汞污染。熱處理方法主要是通過熱蒸汽的方法將被金屬汞污染的土壤進(jìn)行干燥處理，這樣就可以對金屬汞進(jìn)行析出，可以進(jìn)行有效的金屬回收利用。這種處理方法比較簡單，可以提高重金屬治理工作效率，還能夠?qū)χ亟饘龠M(jìn)行重復(fù)利用，建立循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系。但是熱處理技術(shù)也存在一定的缺點(diǎn)，在技術(shù)的使用時(shí)會(huì)對土壤中的一些有機(jī)物質(zhì)和水分進(jìn)行破壞，不利于農(nóng)作物的生長。除此之外，在熱處理技術(shù)的使用時(shí)會(huì)造成大量的電量損耗，經(jīng)濟(jì)成本比較高。

3.1.2 改土技術(shù)

改土法在重金屬污染的土壤治理中具有一定范圍的應(yīng)用，也具有比較好的效果。這種方法主要是將狀況良好的土壤對已經(jīng)被重金屬污染的土壤進(jìn)行替換，這樣就可以防止重金屬對農(nóng)作物的污染，無法影響到人類的身體健康。但是這種方法只適用于小面積的土壤重金屬污染治理，無法實(shí)現(xiàn)大面積的推廣和使用。但是這種改土技術(shù)具有一定的科學(xué)價(jià)值，可以加入一些有機(jī)物含量比較高的土壤，這樣會(huì)有利于農(nóng)作物的生長，在進(jìn)行重金屬污染治理的同時(shí)還能夠?qū)r(nóng)作物質(zhì)量進(jìn)行一定的促進(jìn)，具有非常有效的作用。但是這種方法比較耗費(fèi)財(cái)力，土壤的恢復(fù)周期比較長，因此，在進(jìn)行重金屬污染治理時(shí)應(yīng)該謹(jǐn)慎選擇。

3.1.3 電動(dòng)化學(xué)技術(shù)

電動(dòng)化學(xué)技術(shù)指的是在被重金屬污染的土壤中進(jìn)行電場的施加，這樣就可以讓土壤中的重金屬在電極兩端進(jìn)行一定的累積，從而實(shí)現(xiàn)土壤重金屬污染的治理。但是這種方法對土壤的pH 值具有一定的要求，只有滿足相關(guān)條件才能夠有效實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的使用。這種技術(shù)對于一些滲透性比較差的粘性土壤治理效果會(huì)比較好，可以在不同土壤性質(zhì)類型中進(jìn)行治理方法的選擇。

3.1.4 淋洗沉淀技術(shù)

淋洗沉淀技術(shù)指的是利用清水對被重金屬污染的土壤進(jìn)行清洗工作，在清洗結(jié)束后，采用沉淀技術(shù)對重金屬進(jìn)行集中處理，從而有效實(shí)現(xiàn)對重金屬物質(zhì)的去除，完成污染治理工作。在進(jìn)行重金屬處理時(shí)，我們也可以使用表面活性劑等化學(xué)試劑對土壤的表面進(jìn)行處理，從而可以將土壤顆粒中的重金屬進(jìn)行吸附，有效進(jìn)行回收利用，再次進(jìn)行金屬加工，可以實(shí)現(xiàn)金屬資源的重復(fù)利用。而對于深層的土壤重金屬污染處理，可以利用水溶劑進(jìn)行土壤的注入，這樣就能夠?qū)⒔馕龀鰜淼闹亟饘侔殡S著水溶劑進(jìn)行移動(dòng)，直到移動(dòng)至土壤的底部，然后我們再利用液體抽出泵進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對深層土壤重金屬的處理。這種治理技術(shù)能夠取得一定的治理效果，但是也會(huì)造成土壤中的微量元素流失，不利于農(nóng)作物的營養(yǎng)吸收，具有一定的缺陷[3]。

3.2 生物修復(fù)法

3.2.1 植物修復(fù)技術(shù)

植物修復(fù)技術(shù)在土壤重金屬污染治理工作中具有非常好的處理優(yōu)勢，一般通過萃取、揮發(fā)和固定三種形式進(jìn)行重金屬的治理。而其中的萃取技術(shù)主要是利用金屬對植物具有高富集的性質(zhì)，從而能夠?qū)е轮亟饘僭谥参锏孛孢M(jìn)行積累，有利于減少土壤中的重金屬含量。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，至今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)500 多種植物具有這種功效。這種誘導(dǎo)超量積累并不是植物自身所具有的功能，而是通過一定的添加螯合劑來進(jìn)行使用，在受到重金屬污染的土壤中添加弱有機(jī)酸可以有效實(shí)現(xiàn)土壤修復(fù)。在進(jìn)行植物的選擇時(shí)，我們應(yīng)該對植株的大小進(jìn)行分析，比較大的植株無法承受金屬物質(zhì)的傷害，而小的植株具有比較大的承受力，但是缺乏一定的可利用性。因此，利用生物技術(shù)將矮小植株中的重金屬耐受基因?qū)氲礁叽笾仓曛?，從而有效?shí)現(xiàn)對重金屬土壤的治理。揮發(fā)技術(shù)主要是利用植物的呼吸作用，將其進(jìn)行吸收后揮發(fā)到大氣之中，但是這對重金屬種類的要求比較高，只有可以在植物體內(nèi)氣化的重金屬才具有此效果。固定技術(shù)主要是利用植物自身的代謝功能來有效降低重金屬的活性，但是這種技術(shù)只是暫時(shí)的，不能夠從根本上進(jìn)行治理。

3.2.2 微生物修復(fù)技術(shù)

微生物修復(fù)技術(shù)在土壤重金屬污染治理工作中具有非常有效的應(yīng)用，可以利用蚯蚓來對土壤中的重金屬物質(zhì)進(jìn)行吸收，這樣能夠有效降低重金屬在土壤中的含量，減少對土壤的破壞性。與此同時(shí)，還能夠有效改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤的透氣性，有利于提高農(nóng)作物產(chǎn)量。還可以將汞細(xì)菌放置在土壤中令其進(jìn)行繁殖，然后再加入相關(guān)的酶促進(jìn)其出現(xiàn)化學(xué)反映，這樣能夠?qū)⑼寥乐械慕饘俟D(zhuǎn)化為氧化汞，這樣能夠有效降低金屬汞的毒性，間接實(shí)現(xiàn)對土壤的治理。

3.3 土壤農(nóng)化調(diào)控法

3.3.1 水分調(diào)節(jié)技術(shù)

水是化學(xué)反映中的重要物質(zhì)，對土壤中的水分進(jìn)行控制能夠有效促進(jìn)重金屬的氧化還原反應(yīng)，從而對土壤中的重金屬含量會(huì)產(chǎn)生一定的影響。可以在土壤中進(jìn)行水的灌溉工作，這樣能夠讓土壤中原本具有的重金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成沉淀，有利于實(shí)現(xiàn)沉淀物質(zhì)的去除。

3.3.2 pH 值調(diào)節(jié)技術(shù)

重金屬在土壤中的存在狀態(tài)與內(nèi)部的pH 值具有非常大的關(guān)系，為了能夠有效提高重金屬的吸附能力，需要保證土壤內(nèi)部的pH 值大于5。因此，可以在受到重金屬污染的土壤中加入堿性物質(zhì)，這樣可以有效實(shí)現(xiàn)重金屬與陰離子的結(jié)合，進(jìn)而形成沉淀，有利于對重金屬的去除。除此之外，還應(yīng)該對植物施加一些堿性肥料，防止植物對重金屬的吸收，對降低土壤中重金屬的含量具有十分重要的作用。但是這種方法也具有一定的缺點(diǎn)，土壤中的營養(yǎng)元素也會(huì)隨著沉淀而減少，造成土壤內(nèi)部微量元素的降低，不利于農(nóng)作物的生長。

3.3.3 有機(jī)質(zhì)調(diào)節(jié)技術(shù)

有機(jī)質(zhì)調(diào)節(jié)技術(shù)主要是在土壤中信息有機(jī)質(zhì)含量的添加，從而能夠降低重金屬活性，提高重金屬的吸附能力，有利于促進(jìn)重金屬的氧化還原反應(yīng)，生產(chǎn)對土壤無害的氧化物，從而實(shí)現(xiàn)對重金屬污染的治理[4]。

結(jié)語

綜上所述，土壤重金屬污染對人類身體健康和生態(tài)環(huán)境都會(huì)造成非常大的影響，只有對重金屬治理技術(shù)進(jìn)行研究和應(yīng)用才能夠有效避免安全問題的發(fā)生，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)。土壤重金屬污染治理的技術(shù)有多種，在大范圍上可以分為三類，包括物理化學(xué)法、生物修復(fù)法以及土壤農(nóng)化調(diào)控法，進(jìn)一步細(xì)分還具有多種方法的使用，從而有效進(jìn)行重金屬污染的治理，實(shí)現(xiàn)生活環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。