摘要：土壤重金属污染不仅危害生命健康，并且对整个生态安全构成威胁，土壤重金属污染防治成为亟需解决的重点环境问题。文章阐述了目前重金属污染的现状，并总结了各类重金属污染场地修复采用的技术，为当前复杂的污染场地选用修复技术提出合理的建议，旨在为行业学者们提供新的思路。
关键词：土壤；重金属；污染；修复技术；
1引言
随着我国经济的快速发展，频繁地社会生产活动导致土壤存在污染。其中重金属污染是各种土壤污染中较为严峻的。工业和农业生产活动排放的污染气体和污水是造成土壤重金属污染的原因。近年来，重金属污染带来的恶劣影响逐渐严峻，体现在食物中毒、生态失衡、水土恶化等[1]。
重金属污染具有危害周期长、隐蔽性、不能自然逆转等特征，如果不能对重金属彻底去除，会影响土壤的可使用性，给后面土地的合理利用带来困难。被重金属污染的土壤不仅会持续危害人类和动物植物的健康，而且会破坏自然生态环境的稳定，所以对土壤重金属污染的预防和治理就变得至关重要。本文综合研究了国内外各类重金属污染场地修复采用的技术，分析比较了各类修复技术，为土壤重金属污染场地综合治理与修复提供最佳选择与新思路。
2重金属污染土壤现状
国外发达国家由于工业发展较早，20世纪70年代就对土壤重金属污染展开研究，已进行了污染场地调查、污染源分类、污染分布、治理技术等方面的研究[5-6]。目前，全世界平均每年排入土壤中的Pb约为500万吨，Hg约为1.5万吨，Cu约为340万吨，Mn约为1500万吨。瑞士的土壤重金属的积累，已造成大量农作物遭受污染，澳洲的土壤中Cd的含量超出上限几倍。我国目前农药、重金属污染土壤面积已经达到上千万公顷，污染耕地面积约为0.1亿Km2，约占耕地总面积的十分之一。为此，我国大力推进重金属污染土壤的修复研究工作，研究的方向包括污染场地中重金属的来源、赋存状态、修复技术等方面[9-10]。
3重金属污染治理和修复技术
1233.1物理化学修复技术
3.1.1固化/稳定化
固化/稳定化（S/S）技术主要是限制重金属污染物的影响力，并不改变重金属在土壤中的含量，而是通过对污染区域进行固化，降低土壤中重金属物质的可迁移性，从而达到降低重金属污染的环境影响。固化/稳定化技术在我国应用较广泛，近一半的修复项目都有用到此技术，皆因其修复周期短、修复价格低、施工灵活、适用性强等优点。毛林清[1]研究了碱激发胶凝材料，对含铬电镀污泥进行固化，能有效降低污染土壤中Cd的浸出量。夏威夷等[2]研究了新型羟基磷灰石基固化剂对重金属污染的修复效果，结果表明其能够显著降低污染土中Pb、Zn和Cd的浸出毒性。 韩云婷等[3]对硅酸盐水泥固化剂、二灰固化剂以及高效复合固化剂对铬污染土壤固化效果进行了研究，结果表明，高效复合固化剂的进出稳定性高于前两种固化剂。
3.1.2土壤淋洗技术
土壤淋洗是利用流体去除土壤中重金属污染物的过程，凭借能促进污染物溶解或迁移作用的淋洗剂，通过外力将淋洗剂注入污染土层中，在相邻下游将含有重金属的淋洗剂从土层中抽取出来，进行污水处理的技术。污染物的去除效果往往随着淋洗剂的浓度增加而增加。去除重金属的淋洗剂常用的有乙二胺四乙酸二钠（EDTA）和柠檬酸(CA)，它们都具有高效且经济的特点，在重金属污染修复中具有很高的应用价值。张亚宁[4]等研究EDTA和CA的复合淋洗效果，发现把0.1 mol/L的 EDTA和0.3 mol/L的柠檬酸按照1:3的体积比进行混合，形成的复配淋洗剂对重金属的整体去除效果最好。为了增强CA对Cu、Cd、Pb的去除效果，田宝虎等[5]利用超声波技术协同CA对重金属污染土壤进行处理，发现对重金属中以有机结合态和残渣态存在组分具有很好的处理效果。芮大虎等[6]利用冻融协同化学淋洗的修复方法，发现土体的反复冻融有助于ETDA与重金属充分接触，淋洗剂量减少且处理效果明显。
3.1.3电动修复
电动修复技术是利用电场作用迫使离子态重金属朝着同一方向运动，最后通过电极附近的溶液导出的一种低成本、高效率、无二次污染的重金属修复技术。该技术适用于低渗透性的粘土和淤泥土。万玉山等[7]研究Cd污染电动修复的强化，发现膨润土墙联合电动修复，能提高土壤中Cd的去除率。张彬艳[8]通过联合电动修复和可渗透反应墙技术对镍铬污染土壤进行修复研究，发现污染土中镍铬去除率较常规电动修复大大提高。吴鸿林[9]使用阳极电解液更新技术和点加电解液技术在重金属污染去除中取得了显著效果，有效地缓解阳极室Cr的回流，提高了Cr的修复效率（较传统方法提高约24.%）。
3.1.4热脱附修复
热脱附修复技术是指通过热交换将污染物从土壤中加热挥发或分离，最终进入气体处理系统的过程。易挥发的重金属污染适合使用热脱附修复技术，主要为Hg和Se的污染修复。 郝硕硕等[10]利用热解析－脉冲低温等离子体技术对汞污染物进行去除，发现能够有效地实现无害化和资源化，并能对氧化态汞的有效脱除。勾立争[11]等采用热脱附修复汞污染的土壤，发现温度的影响显著高于其它因素。杨乾坤[12]对汞污染土壤进行热脱附试验研究，发现氯盐的能促使汞转化为氯化汞形态，降低脱附温度并减少脱附时间，添加氯化铁使汞的去除率达到95.6%~97.9%，最高提升了66.2 %。
3.2生物修复技术
生物修复是指通过生物作用达到降低或去除土壤中重金属毒性的技术。
生物技术相较于物化修复技术更具环境效益的优势，在修复大面积污染场地更具广阔的应用前景。
3.2.1植物修复
植物修复指通过植物稳定、挥发、提取等作用，对土壤中重金属进行吸收、转化、富集，最终达到去除重金属的修复技术，植物修复效果关键在所选植物的土壤生物富集及转移系数。
1)植物稳定
植物稳定指在植物作用下减少重金属向“外环境”扩散或降低重金属毒性。植物能够通过改变重金属元素的化学形态降低对土壤环境的毒害性，印度芥菜的根能将 Cr6+还原为 Cr3+，显著降低生物毒性。
2)植物挥发
植物挥发是指植物将重金属吸收后转化成气态污染物形式并释放的修复技术，多用于对 Hg和Se等污染场地的修复。Se与S两种元素具有类似的化学特性，两者被植物吸收的方式也类似，植物可将土壤中的Se吸收并转化为易挥发有机形态，最终达到去除污染物的目的。
3.2.2微生物修复
微生物修复指的是利用天然存在或人工培养的功能微生物群，在特定环境条件下，强化或激励微生物群的生物代谢功能，从而达到降低污染物活性或降解为无毒物质的生物修复技术。对于重金属污染物，微生物群可以通过生物富集、生物转化的方式改变重金属的赋存状态，实现对重金属的转化。与传统的物理化学修复方法相比，微生物修复技术拥有成本低、效果显著、无二次污染等优点。李益斌[13]研究了解磷菌对土壤中重金属的固化能力，发现解磷菌对重金属有良好的钝化作用，对Cu的去除率较常规微生物处理提高了30%。黄健章[14]利用芽孢八叠球菌对矿化土中重金属进行生物修复，可以有效使铜、铅重金属污染土壤中的可交换态重金属转换为较为稳定的形态。
3.2.3修复技术选择
综上所述，重金属土壤修复的手段较多，且一些技术已经趋于成熟。在节能降耗的政策下，重金属土壤修复工作的要求必然要求很高，从业人员在选择修复技术时不仅需要考虑修复效果问题，还需要考虑是否存在二次污染问题。
鉴于目前土壤污染皆以复合污染形式存在，生物修复技术（植物修复）及物理修复技术（热脱附、土壤淋洗）是我们目前常用的修复技术，因此，多种修复技术的联合使用将成为未来研究的发展方向，同时，为了避免二次污染，修复用剂的改良和回收也将是众多学者研究的课题之一。
4研究展望
土壤重金属污染在我国形势较严峻，大部分为农田，治理资金投入较少，所以在了解重金属污染成因的基础上，细致地调查重金属土壤污染面积以及合理地选择修复技术是必要的。对于大多数的重金属污染土壤，采用单一的修复技术是无法达到修复效果的，各种技术相互协调合作将是土壤修复的发展趋势。
重金属修复新技术可以有如下几个方向：(1)加强绿色修复的研究，尤其是促进在从草本到木本植物的重金属修复手段的变化；(2)对修复过程中工程技术问题和科学问题进一步深入研究，通过借助各类分析技术，从微观界面角度深入研究重金属在土壤固-液界面作用机理，弄清重金属在微观界面的迁移转化过程。
参考文献
[1] 毛林清. 碱激发胶凝材料固化/稳定化含铬电镀污泥研究[D]. 浙江大学, 2018.
[2] 夏威夷，冯亚松，杜延军，等. 羟基磷灰石基固化剂异位固化稳定化修复重金属污染场地试验研究[J]. 东南大学学报(自然科学版). 2018, 48(03): 549-556.
[3] 韩云婷，杨利香，张景. 三种不同固化剂对Cr(Ⅵ)污染土壤固化试验研究[J]. 建筑科技. 2018, 2(05): 65-69.
[4] 张亚宁，徐明，董颖，等. EDTA与柠檬酸复配淋洗对土壤中重金属去除效果研究[J]. 当代化工. 2018, 47(08): 1617-1621.
[5] 田宝虎，史学峰，李昌武，等. 超声波协同柠檬酸淋洗去除土壤中的重金属[J]. 湖南有色金属. 2018, 34(6): 58-63.
[6] 芮大虎，武智鹏，武迎飞，等. 冻融-化学淋洗法协同修复重金属Cd和Pb污染黏性土[J]. 农业工程学报. 2018, 34(23): 199-205.
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[12] 杨乾坤. 氯盐协同热脱附含汞土壤实验研究[D]. 长安大学, 2014.
[13] 李益斌. 解磷菌改良典型重金属污染土壤的应用研究[D]. 北京有色金属研究总院, 2018.
[14] 黄建璋. 微生物矿化修复铜、铅污染土的效果及稳定性研究[D]. 扬州大学, 2018.