土壤重金属污染治理与修复方法

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我国土壤重金属污染现状及修复治理对策

作者：陈涛

来源：《乡村科技》2018年第23期

[摘 要] 本文主要分析我国土壤重金属污染现状及变化趋势，阐述我国土壤重金属污染带来的危害，概述我国土壤重金属污染修复治理现状，提出做好重金属污染修复治理工作的建议，以期能够有效解决我国土壤重金属污染问题，保障我国的农产品质量安全。

[关键词] 重金属；污染；修复治理

[中图分类号] X53 [文献标识码] A [文章编号] 1674-7909（2018）23-118-3

随着人口的快速增长，工业化和城镇化进程的加快，工业“三废”、城市生活垃圾和污水排放逐渐加重，以及农业生产大量施用化肥、农药以及污水灌溉等，致使许多有害物质进入农田系统，导致农田重金属污染加重。土壤重金属污染已成为全球面临的一个严重的环境问题，严重制约着农业综合生产能力的提高和农产品质量安全。2010年，我国环保部、国家统计局、农业部联合发布的《第一次全国污染源普查公报》显示，中国重金属污染物的排放总量为0.09万t，每年由于重金属污染造成的直接经济损失超过200亿元。湖南省发生的“镉大米”事件引起了社会普遍关注，直击农产品质量安全，再次敲醒了重金属污染修复治理的警钟，开展重金属污染修复治理工作迫在眉睫。

1 我国土壤重金属污染现状及变化趋势

1.1 我国土壤重金属污染现状

根据中科院亚热带农业生态研究所于20世纪80年代末至90年代初对湖南省主要城市工矿区附近土壤重金属的调查分析发现，调查区域范围内，稻田土壤镉含量为1.3～51.3 mg/kg，平均为2.3～15.1 mg/kg，各地区均比背景值高几倍乃至一百多倍，其中衡阳冶炼厂附近土壤镉的平均含量是背景值的130倍，株洲工业冶炼区附近稻田土壤镉的平均含量是背景值的138倍，其他几个调查区的土壤镉平均含量是背景值的28～39倍[1]。1995年，戴军等[2]研究发现，广东省广州市近郊因污水灌溉而污染农田2 700 hm2，因使用污染底泥造成133 hm2的土壤被污染，污染面积占郊区耕地面积的46%。骆永明[3]等研究表明，我国农药、重金属污染的耕地约有0.1亿hm2，占耕地总面积的10%以上，全国每年受重金属污染的粮食多达1 200万t，因重金属污染而导致的粮食减产高达1 000万t，重金属污染现象非常严重。

重金属污染土壤的处理修复方法

重金属污染是指土壤中一些重金属元素因人类活动或自然原因超过环境负荷能力而导致其浓度异常增加的现象。重金属污染土壤不仅会威胁人类健康，还会对生态环境造成巨大影响。因此，处理和修复重金属污染土壤是非常重要的。

处理和修复重金属污染土壤的方法有多种，可以根据具体的情况选择合适的方法，下面将介绍几种常用的方法。

1.物理方法

物理方法主要通过物理措施改善重金属污染土壤的质地和结构，减少重金属的迁移和积累。常用的物理方法有:

-土壤改良:使用有机质或黏土对土壤进行改良，使其具有更好的保水和保肥能力，从而减少重金属的迁移。

-土壤覆盖:通过在重金属污染土壤表层覆盖一层覆盖材料，如塑料薄膜或植物秸秆等，减少重金属的接触和迁移。

-土壤加固:使用水泥或其他胶结材料对重金属污染土壤进行加固，减少其扩散和迁移。

2.化学方法

化学方法主要通过添加化学物质改变土壤中重金属元素的形态和溶解性，降低其毒性。常用的化学方法有:

-添加吸附剂:如活性炭、氧化铁等可以吸附重金属离子，在土壤中形成稳定的复合物，尽量减少重金属的迁移和积累。 -酸碱调节:调节土壤的酸碱度可以改变重金属的形态和溶解度，使其转化成为较为稳定的形态，减少毒性。

-配位剂处理:添加一定量的配位剂，如EDTA（乙二胺四乙酸）或EDTA钠盐等，可以与重金属形成稳定的络合物，从而降低其毒性。

3.生物方法

生物方法主要利用植物和微生物等生物体对重金属的吸收、转化和解毒作用，降低土壤中的重金属含量。常用的生物方法有:

-植物修复:一些具有较强重金属耐受性和积累能力的植物，如拟南芥、大豆等，可以通过自身的生长和代谢过程吸收土壤中的重金属元素，从而修复土壤。

-微生物修复:一些特定的微生物，如细菌、真菌等，可以通过菌根和菌丝的形成，在土壤中吸附和富集重金属元素，达到修复土壤的目的。

综上所述，处理和修复重金属污染土壤可以采用物理、化学和生物方法相结合的方式，根据具体情况选择合适的方法进行处理。同时，导入合理的水资源、绿化补植、生态修复等手段也是重金属污染土壤修复的重要阶段，需要综合考虑各种因素，进行综合治理。

环境与发展

46 HUANJINGYUFAZHAN▲WURANYUFANGZHI土壤重金属污染治理与修复方法徐德良（中铁环境科技工程有限公司，湖南 长沙 410000）摘要：伴随当前经济快速发展，导致土壤的污染也越来越严重。当前治理和修复重金属污染土壤的方法主要分为化学处理法、土壤农作物调控法以及工程物理方法，本文重点分析和研究土壤重金属污染的治理方法和措施，以供参考。关键词：重金属；治理与修复；污染中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：2095-672X(2019)06-0046-01DOI:10.16647/15-1369/X.2019.06.028Treatment and remediation of heavy metal contamination in soil Xu Deliang(China Railway Environment and Technology Engineering Co.,Ltd.,Changsha Hu’nan 410000,China) Abstract:With the rapid economic development, soil pollution has become more and more serious. At present, the methods of remediation and remediation of heavy metal contaminated soil are mainly divided into chemical treatment, soil crop regulation and engineering physical methods. This paper focuses on the analysis and study of the methods and measures of remediation of heavy metal contaminated soil for reference.Key words:Heavy metals;Treatment and remediation;Pollution 1 土壤重金属污染治理与修复概述地球表面上土壤是一种非常复杂的化学物质，主要是由人类活动、地形、地貌、气候、生物等共同因素综合影响而形成的一种动态生物系统，土壤的最大特点在于，可以为生物的生长繁殖提供一定的帮助，在地球生态系统当中，土壤是非常重要的一个组成部分，和生物、水、大气的相互制约、相互联系。这些年以来，由于当前社会经济快速发展，人们在追求社会效益的过程中，对土壤进行了过分的利用，一些不合理的工农业生产方式导致土壤当中的重金属含量大幅度超标，严重的影响了土壤的环境，导致了较大的污染。在生产过程中，人们的农作物品质无法达到要求，导致土壤当中污染超标，重金属的元素主要有镍、铜、锌、汞等，这些污染性较强的重金属元素，在土壤污染之后，会导致很大的污染面积，而且污染后果较为严重，具有很大的隐蔽性和潜伏性，降解过程中需要耗费大量的时间。2 土壤重金属污染的治理与修复措施2.1 工程措施2.1.1 客土法、换土法、深耕翻土工程措施是非常经典而又传统的土壤重金属治理方法，尽管不会受到土壤环境的影响和限制，利用这种方法能够让土壤当中的重金属含量有效降低，控制重金属对土壤系统的污染，保证农产品符合食品安全要求。客土法主要是针对受污染的土壤进行处理，在受到污染的土壤上进行非污染土壤的覆盖或者将其混匀，让污染物的含量进一步降低，防止其与植物的根系之间进行进一步的接触。把上表层当中的土壤移走，进行对应的处理，并且换上没有受到污染的土壤，这种方式被叫做换土法。通过实践分析发现，换土法是对农田重金属污染进行治理的一种合理的方法。以我国东北某地为例，在未换土之前，表层土壤当中的镉污染达到了56.13%，将表层15～30cm的土壤去掉之后进行水稻种植，能够让水稻当中镉的含量下降一半。深耕翻土法也是比较常用的一种方法，主要通过深耕的方式，翻动上下土层，让表层的污染物含量减少，可以利用增加施肥量等方式补充由于深耕导致的养分减少等问题，这种方式具有较好的稳定性，然而在施工过程中，工程量相对较大，会消耗大量的投资费用，将土体结构破坏，一定要妥善处理换土的土壤，避免产生二次污染，这种方式不适合进行大面积的土壤处理。2.1.2 固化、稳定化方法固化稳定化的方法主要利用的是化学方法或者物理方法，依照一定的比例，把出现重金属污染的土壤和固化剂之间进行混合，利用固化的方式逐步让土壤具有一定的化学稳定性，让重金属在环境中的生物有效性和迁移渗透能力减弱，一般用来对重金属污染土壤进行固化的方法主要有一些凝硬性材料，可以选择的固化剂很多，主要有石灰、沥青、硅酸盐、窑灰等，在对各种重金属污染土壤进行固化的过程中，不同的辅助剂和固化剂获得的效果也各不相同。2.1.3 电动力修复法电动力修复法主要是美国某大学教授研究出来的一种对土壤污染进行净化的原位修复方法，通过施加微弱电流等方式形成电场，通过额外补充的流体或者土壤当中的水作为传导介质，污染物会进行相对运动，向土壤当中的某一电极流动，接着通过工程化的方式对其进行收集处理就可以了。这种方式在对土壤当中的铜、锌等重金属进行去除方面具有非常好的效果。2.1.4 水洗法水洗法主要是通过清水灌溉等方式对重金属离子进行稀释，让重金属离子向较深的土壤中迁移，让地表土壤的重金属离子浓度降低或者分离土壤当中的重金属离子，在清洗液当中，对重金属离子进行提取，通过这种方法进行处理的过程中，需要避免出现次生污染，我国对这种方法进行了改进，使用三级清洗的方式来清洗过滤重金属污染，在一定程度上让二次污染的问题得到有效解决，冲洗法主要是对一些重金属的重度污染土壤具有较好的效果，另外，在使用的过程中，能耗较大，而且设备较为昂贵，所以导致这种方法的应用受到了限制。2.1.5 热解吸法在对重金属污染土壤进行处理的过程中，首先需要破碎土壤，接着向土壤当中添加一些可以分解重金属化合物的添加剂，接着加热升温土壤，通常可以进行红外辐射、蒸汽或者射频加热将有害的物质分解出来，再对解析出来的重金属蒸汽进行回收利用，这种方式的特点在于可以处理一些具有挥发性的重金属，比如说汞、铜等，然而这种方法具有很大的不足之处，可能会破坏土壤的结构、水和有机质。（下转第86页）环境与发展

土壤重金属污染治理存在的问题及应对措施

土壤重金属污染是指土壤中重金属元素超过一定标准，对土壤及周围环境造成污染和危害的现象。在工业化进程中，大量的工业污染、农业化肥和农药的过度使用、生活垃圾的无序处理等都会导致土壤中重金属元素的积累。土壤重金属污染的严重性已经引起了社会的广泛关注，对环境和人类健康都造成了严重的威胁。针对土壤重金属污染问题进行治理和应对措施显得尤为重要。

一、土壤重金属污染存在的问题

1. 土壤重金属对作物的影响

土壤中重金属元素超标会影响作物的生长发育，降低作物的产量和品质，还会加速土壤的老化和退化，导致土壤贫瘠化。人们长期食用受重金属污染的作物还会对人体健康造成潜在的威胁。

2. 土壤重金属对水环境的影响

土壤中的重金属元素会随着渗漏和冲刷进入地下水和地表水，导致水环境的污染。这不仅影响了水体的生态环境，还会危害水源地的安全和稳定性。

3. 土壤重金属对生态环境的影响

土壤重金属污染会对土壤微生物、植物和动物造成伤害，破坏土壤生态系统的平衡。一旦生态系统被破坏，将会导致生态资源的流失和环境的恶化。

二、土壤重金属污染治理存在的问题

1. 技术成本高

传统的土壤重金属污染治理技术存在成本高、周期长、效果难以保证的问题。化学物理法、生物法、植物修复法等技术虽然能够一定程度上去除土壤中的重金属，但是需要大量的资金投入和长期的技术研发和实践。

2. 治理复杂度高

土壤重金属污染的治理具有复杂性和多元性，需要考虑到不同区域的土壤特性、环境背景、重金属种类等因素，因此需要寻求一种适用于不同情况的治理策略。

3. 长效性难以保障

传统的土壤重金属污染治理技术难以保证治理效果的长期稳定性，容易出现治理效果不彰的情况。这也使得土壤重金属污染的治理成为一个长期的、复杂的工程。 三、应对土壤重金属污染的措施