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重金属污染土壤修复技术的研究进展

发表时间：2021/6/15 来源：《基层建设》2021年第6期作者：王同玺

[导读] 摘要：我国部分地区的生态环境及生态系统受到了严重的破坏，重金属污染治理市场十分巨大。

        湖北晶恒检测有限责任公司湖北省襄阳市 441000
        摘要：我国部分地区的生态环境及生态系统受到了严重的破坏，重金属污染治理市场十分巨大。我国重金属土壤污染处于起步阶段，在不断地完善与探索。目前，我国较为成熟的重金属土壤污染修复技术主要以原位/异位固化/稳定化、原位/异位氧化还原、植物修复技术为主。伴随着国内经济结构调整，传统的建筑行业受到冲击，新兴业务市场得到发展，不少企业瞄准重金属污染治理行业。基于此，本文就重金属污染土壤修复技术的研究进展进行相关分析。
        关键词：重金属污染；土壤；修复技术；研究进展
        1引言
        重金属污染是我国环境污染问题的重点。人类活动对土壤重金属污染一般来源于矿业开发、农业活动及工业活动，使得土壤重金属污染日渐严重，因此，对污染的土壤进行技术修复是当前重中之重。重金属污染土壤修复技术可以从农业生态修复、物理修复、化学修复等技术方法进行修复。基于此，我国需尽快按照不同技术进入土壤修复工作，减轻土壤重金属污染。
        2土壤重金属污染来源
        人类是自然的一部分，在人类社会活动中，由于自身需要对自然进行必要改造，但也导致了部分资源遭受破坏。土壤是生态环境重要的组成部分，社会经济发展导致土壤环境遭受到程度不等的重金属污染，随着时间的推移，如果不彻底解决土壤重金属污染问题，将会导致土壤生态环境质量下降，影响人类健康以及社会的长远发展。因此，重视解决土壤重金属污染问题，采取有效防治措施则成了当今我国社会发展的当务之急。
        2.1自然污染
        岩石在风化过程产生了土壤，不同的岩石含有不同的重金属，因此成土母岩的化学成分以及成土过程中遇到的环境条件均可决定土壤中重金属元素的种类和初始值；此外，森林火灾、火山爆发、植被排出、风力扬尘、海浪飞溅等过程使多种重金属悬浮在空气中，这些重金属极易被植物吸收或通过尘降进入土壤中。
        2.2人为污染
        随着城镇化、工农业现代化的飞速发展，相比于土壤重金属污染的自然来源，人为因素造成的重金属污染已越来越严峻。在各种人为因素中，工农业及交通排放等原因带来的重金属污染较为严重，而有色重金属的开采冶炼则是土壤重金属污染的主要来源。人为污染主要是点性污染，其对土壤环境的污染是不均匀的，会造成局部地区重金属污染及其严重的现象。同时不同的人类活动带来的重金属污染也不同，如城镇化发展、工业活动排放产生的汞污染和铅污染最为严重。在农业活动中，化肥、农药、污水灌溉以及废弃物施用是加剧土壤重金属污染的主要途径之一。在化肥生产中，由于其原料本身携带以及生产工艺流程外来的污染使其重金属含量往往较高。农药在生产过程中会引入较多的砷、铅、汞等重金属。因此长期施用化肥、农药会对土壤造成严重的重金属污染。在工业活动中，工业废水通常含有大量有机物质和重金属离子，如铜离子、铁离子、铬离子、锰离子、钯离子、镉离子、锌离子等，若直接排放，会对土壤造成严重污染，进而危害人体健康，甚至造成重金属中毒。
        3重金属污染土壤修复技术
        3.1生态修复技术
        农业生态修复就是从换土、利用植物技术充分改变土壤重金属的活性，从而进行重金属土壤修复。农业生态修复技术要结合不同地区实际情况进行修复，并对相关工作内容及制度进行整理完善，从而保障重金属污染不会随着生态系统运动进入到食物链中，或者在一些污染严重土壤上种植一些不会进入食物链的植物，保障土壤重金属不被人们所吸收，减少重金属流入到农作物之中。另外，也要积极改变农民态度，在施肥、打药等阶段合理运用，在保障植物有效生长同时也要注意重金属对土壤的污染。

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        3.2土壤淋洗技术
        与其它修复技术相比，淋洗技术的应用更加广泛，并且技术也更加成熟、可靠。所谓淋洗技术，指的是将淋洗药剂滴入土壤中，在拌合溶解作用下，改变土壤的基本形态，实现降低重金属离子在土壤中比重的目的。现阶段，酸类试剂、碱类试剂以及水等是常用的淋洗药剂，并且实践证明，上述药剂在解决土壤重金属问题方面可起到满意的效果。分析相关数据发现，淋洗药剂的加入，可以大大降低土壤中Cu、Pb等重金属离子的含量。此外，淋洗技术在土壤修复工作中的应用，其可将较大的重金属颗粒从土壤中筛选出来，使用淋洗药剂去除颗粒表面的污物，随后使用氧化药剂对淋洗污水进行处理，使重金属离子保持稳定的状态。
        3.3固化稳定技术
        重金属与土壤的相互作用包括吸附、络合和沉淀作用。其中，络合作用主要发生在重金属离子浓度低的条件下，且络合物也可能具有一定的水溶性，在浓度较高时，吸附作用占主要地位。沉淀作用可使重金属固定在土壤中。研究表明，在碱性条件下，重金属更易发生沉淀。吸附和沉淀作用程度与重金属种类有关，其中，镉、镍、铜、汞、铅等重金属在土壤孔隙溶液中以金属离子的形式存在，易发生沉淀和吸附，移动性较弱。固化/稳定化方法的原理为在土中加入吸附剂和固化剂，促使这些重金属元素发生吸附和沉淀，减少其可交换态含量或大大降低其可移动性。采用原位修复设备在原位向污染介质中添加固化剂/稳定化剂，使其发生物理、化学作用，污染介质将被密封在固体材料中。或者将污染物转化成化学惰性形态，减少其在环境中的迁移和扩散。常用的原位固化稳定技术采用的机械设备有高压旋喷设备、深层搅拌设备、挖掘、翻耕或螺旋钻等，其中，高压旋喷与深层搅拌设备适用于深层土，挖掘、翻耕或螺旋钻适用于浅层土。
        3.4植物修复及微生物修复技术
        植物修复顾名思义就是利用植物对重金属污染土壤进行固定、转化或根滤，使得土壤重金属含量降低。植物修复法可以利用植物代谢功能将污染物吸入体内再进行转换的降解修复，或利用植物自身蒸腾作用、植物根系吸附、过滤功能等对土地重金属进行修复。而微生物修复就是利用微生物群进行微生物代谢，降低土壤重金属含量，微生物修复通过对重金属进行生物积累及吸着来改善污染，或者利用微生物群体抗性对重金属进行转化来降低污染。二者修复方法都较为绿色便捷，在日后土壤修复中可以更多利用这两种方法来进行修复。
        3.5其他修复法
        污泥堆肥有机质由溶解态有机质(DOM)和颗粒态有机质(POM)组成，是一种农用价值较高的土壤改良剂。堆肥有机质在农用过程中不仅能够改善土壤结构、减少肥料的使用量，而且可以减轻土壤的潜在侵蚀。但污泥堆肥有机质在土地利用过程也可能会产生二次污染风险，尤其是重金属污染风险。尽管很多研究表明污泥堆肥有机质能够有效吸附、固定重金属离子，并改变大多数重金属的化学形态，使其风险得以降低。但也有研究指出有机质中的富里酸与重金属形成的络合物，溶解性提高，迁移性增强，风险上升。同时，个别重金属因其自身特性，在与堆肥有机质接触后，其风险可能并未降低，例如重金属镉。有学者在修复土壤重金属镉污染时，一方面向土壤中添加生物炭和猪粪堆肥有机质固化土壤中的重金属，另一方面借助黑麦草对重金属镉表现出的超强耐性，不仅能够在镉污染土壤上生长，还可吸收土壤中的镉，达到对重金属镉污染土壤的有效修复。
        4结束语
        总之，解决土壤污染问题，是生态环境建设工作的核心内容。当前，我国有大量土地存在重金属污染问题，除了要采取措施彻底解决重金属污染问题外，还应注意防范二次污染，并采取科学防治措施降低污染对重金属污染土壤修复工作的影响，提升土壤修复质量，对我国土壤环境改善效果不断提升有着重要意义。
        参考文献
        [1]李淋萍，吕忠祥.重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望[J].化工管理，2020(29):76-77.
        [2]林琳.重金属污染土壤修复技术与应用——以虹口区某地块为例[J].建材与装饰，2020(19):118-119.
        [3]张汝壮，方兴斌，钮恺之，等.建堆淋洗技术在重金属污染土壤修复中的探索研究[J].广东化工，2020,47(04):67-70+84.