重金属污染土壤修复技术研究进展

来源：核心期刊咨询网时间：2019-09-29 10:2912

摘要：摘要：重金属污染已经遍及世界各国，尤其是像中国这样的超大体量发展中国家更为严重，随着耕地保护、粮食安全战略的深入实施，土壤污染修复也更为迫切。由于不同的重金属在土壤中有着不同的存在形式，因此给重金属污染土壤的修复造成极大的困难。基于此，本

　　摘要：重金属污染已经遍及世界各国，尤其是像中国这样的超大体量发展中国家更为严重，随着耕地保护、粮食安全战略的深入实施，土壤污染修复也更为迫切。由于不同的重金属在土壤中有着不同的存在形式，因此给重金属污染土壤的修复造成极大的困难。基于此，本文对重金属污染土壤修复技术进行了研究。

　　关键词：重金属;污染土壤;修复技术

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　　一、土壤重金属污染来源

　　土壤重金属污染来源主要有工业源、农业源和生活源。工业源主要是工业生产过程中排放的废水和废渣直接或间接地进入土壤，以及露天堆放的废矿、尾矿被雨水淋溶，导致土壤中重金属含量超标。农业源主要是指农业生产中使用含有重金属的污水浇灌作物，或使用含有重金属的化肥、农药、大棚薄膜，从而使土壤中的重金属含量累积超标。生活源主要是指废弃的电池、温度计、灯管、血压计处置不当，导致水体和土壤的重金属含量超标。

　　二、重金属污染土壤修复技术研究进展

　　(一)物理修复技术

　　1.客土法和换土法

　　对于污染不严重、取土方便的污染土壤，可以将适量清洁土壤添加到污染土壤中，从而降低污染土壤的重金属污染物的浓度。客土时，尽量选择与污染土壤理化性质相近的清洁土壤，以便植物能较快适应生长。

　　换土法是将污染土壤刨去，更换新鲜的清洁土壤。换土法速度快，但成本较高。该方法适用于重金属污染严重的农业和工业场地土壤的修复，如沈阳张士灌区土壤表层的镉含量高达56.13%，在去除表层15～30cm土壤后，种植的水稻稻米中镉含量下降50%。

　　2.深耕翻土法和隔离包埋法

　　深耕翻土法是指对土层较深且污染较轻的土壤，通过深耕将上下层的土壤混合，从而使表层土壤污染物浓度降低，但下层土壤的营养元素和有机质较少，需要在耕种时补充一定量的有机肥。隔离包埋法是指对污染较重的土壤，在污染区域的四周和底部修建混凝土钢筋水泥隔离墙，防止污染土壤的有毒滤液渗透到周围土壤和地下水造成污染，但所用隔离墙的渗漏系数必须极小。

　　3.热力恢复法

　　热力恢复法通过高频电压作用于污染土壤，通过高频电的加热作用，使土壤温度升高进而导致重金属挥发，再回收利用，从而达到修复土壤的目的。该方法适用于小面积重污染土壤修复，成本高，故还需进一步优化完善。对于重金属污染较严重的土壤，经过热力恢复法处理后，一般需要与植物修復技术或客土修复技术结合，利于土壤恢复耕作属性。

　　4. 电动修复法

　　电动修复技术是修复污染土壤的新技术，目前已经逐渐进入实际应用阶段。由于该方法主要是通过电渗析、电迁移、电泳等驱动污染物富集于极区，再将污染物进行分离，故其具有成本低、环保等特点，其对重金属的去除效率高，可用于原位或异位、饱和或不饱和污染土壤的修复，适用于小区域的重金属污染黏质土壤修复。

　　(二)化学修复技术

　　1. 化学改良修复法

　　化学改良修复法是指在土壤中加入低毒或无毒的化学物质，通过化学反应改变土壤的物理化学性质，降低土壤中可迁移态重金属含量。对于偏酸性的重金属污染土壤，可施加石灰明显提高土壤的酸碱度，沉淀钝化重金属，利于耕种;对于铅、铬、镉等重金属污染土壤，可采用磷酸盐、硅酸盐或石灰等改良剂使重金属钝化形成难迁移的沉淀状态;对于铅锌矿区附近污染土壤，施加过磷酸钙、钙镁磷肥有助于形成难溶性的磷铅矿沉淀。在重金属污染土壤修复与改良实践中，对于酸性土壤，可使用草木灰、碳酸氢铵、农家氨肥和石灰进行改良;对于碱性土壤，可使用低浓度醋酸、硫磺、石膏粉、沼液等进行改良。生物炭是生物质在缺氧或无氧环境经高温热裂解后生成的固态产物，可作为土壤改良剂、肥料缓释载体及重金属吸附材料。

　　2.化学淋洗修复法

　　化学淋洗修复法是指往土壤中注入淋洗液，当其流经受污染的土壤层时溶解和解析污染物，然后对含有污染物的淋洗液进行处理回用。该方法中的柱淋洗或堆积淋洗较为常用，适用于小面积重污染土壤的修复，但易引起二次污染，导致土壤营养元素流失，同时可能破坏土壤的微团聚体结构，污染地下水。

　　研究发现，乙二胺四乙酸(EDTA)和羟基亚乙基二膦酸等螯合剂能够有效降低铜、镉、铬、铅等重金属的生物有效性，利于后期淋洗。螯合剂EDTA因为酸度低、对土壤破坏小，最为常用。另外，在镉超标的土壤中施加3mmol·kg-ledta时，能够有效改变镉在土壤中的迁移性，利于后续淋洗，同时还会改变植物对镉的吸收能力。表面活性剂也是常用的化学淋洗剂，如十二烷基苯磺酸钠(sdbs)、十二烷基硫酸钠(sds)、聚山梨酯(tween-80)等可通过降低溶剂表面张力和增溶作用，使重金属发生离子吸附或络合，从而在后续淋洗过程中，便于从土壤固相迁移到液相。

　　结论：

　　针对目前各种重金属污染土壤修复技术的特征和存在的问题，综合土壤修复的实际需求和目标，结合国内外该领域的最新进展，建议：首先，要充分吸收国内外各种先进的重金属污染土壤修复技术，加强技术集成和联用。对现有的工程化的气提、热脱附、淋洗等成套设备进行升级改造，发挥各自优势，注重设备的联合集成。物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术都有各自适用领域和优势特征，工程实践中应该发挥每种方法的优势，联合使用。如将化学淋洗修复法和生物修复技术联用，可以克服化学淋洗修复法所带来的土壤理化性质改变的弱点，可以逐渐恢复土壤耕作属性。

　　其次，加强环保友好、低成本、高效率土壤修复技术的研发。重点攻克电动修复技术和化学淋洗修复技术。电动修复技术具有成本低、环保友好等优点，但其效率低、易导致土壤ph值异常;化学淋洗修复技术发展较为成熟，但淋洗剂不环保，易导致土壤理化性质改变，引起二次污染。所以需要研究人员开发改进电动修复技术，使其达到工程化实践要求;另外需要不断研发残留量少、副作用小、无毒性、易降解的螯合剂和淋洗剂，用于提升改进淋洗修复技术。

　　参考文献：

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