重金属污染土壤修复治理技术研究现状

来源:用户上传      作者:梁照东

　　摘要：伴随着工业和农业的快速发展，我国国民经济水平得到大幅度提升，同时土壤重金属污染问题也越来越严重。当前土壤重金属污染问题已经成为我国生态环境管理中的重要研究课题，受到社会广泛关注。为了保证人们身体健康和正常的生活，必须要做好重金属污染土壤的治理工作。本文主要对重金属污染土壤修复治理现状进行分析，并提出相应的解决对策。
　　关键词：重金属污染土壤;修复治理技术;现状;改善对策
　　中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）03-0-02
　　DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.059
　　Research status of heavy metal contaminated soil remediation technology
　　Liang Zhaodong
　　（Binzhou Institute of Environmental Science and Technology，Binzhou Shandong 256606，China）
　　Abstract：With the rapid development of industry and agriculture， China’s national economic level has been greatly improved， and the problem of soil heavy metal pollution has become increasingly serious. At present， the problem of soil heavy metal pollution has become an important research topic in China’s ecological and environmental management， and has attracted widespread attention from the society. In order to ensure people’s health and normal life， we must do a good job in the treatment of soil contaminated by heavy metals. This article mainly analyzes the current situation of remediation of heavy metal contaminated soil and proposes corresponding countermeasures.
　　Key words：Heavy metal contaminated soil;Remediation technology;Status quo;Improvement measures
　　1 重金屬污染土壤现状分析
　　通过对我国重金属污染土壤面积的调查分析可知，受污染土壤面积非常广，但是在重金属土壤治理方面却不够完善。比如曾经轰动一时的镉大米事件，主要是由于水稻种植土壤受到镉的污染，随着水稻种植时间的延长和累积，导致水稻中镉的含量不断增加，在积累到一定程度后，人们食用镉污染的大米导致中毒，出现骨痛病等情况。我国重金属污染主要发生在矿区位置，以云贵高原为最严重的地区，由于这些地区的金属矿产资源丰富，因此土壤重金属的污染也会更严重。
　　重工业发展中，天然气、石油等能源物质丰富，对这些物质资源的过度开发导致相关土壤的土质环境和结构发生重大变化，而土质环境和结构的改变也是土壤污染的重要表现形式[1]。我国铅矿资源丰富，每年的开采量和消耗量也比较大。铅对人体的危害比较大，尤其是儿童，如果儿童血液中的铅超过正常标准值，将会导致儿童的发育受限，甚至会导致严重的血液疾病等。所以我国非常注重对土壤重金属污染的治理工作。
　　2 重金属污染土壤的修复技术
　　2.1 物理技术
　　2.1.1 换土、深耕法
　　重金属污染土壤修复中换土法指的是针对部分土壤污染不严重的地区，将未受污染的土壤与受到污染的土壤进行结合，降低重金属在土壤中的含量。换土操作中，在未受污染土壤选择时需要尽可能选择与污染土壤性质和结构相似的土壤，保证土壤的质量。同时还可以采用深耕的方式将深层没有受污染的土壤翻耕到表层，但是底层土壤的有机物相对比较少，因此在耕种的过程中需要向土壤中添加一些有机肥。
　　2.1.2 固化法
　　在重金属污染土壤的治理中，可以通过添加一些固化剂或者稳定剂的方式对被污染的土壤进行固化，使土壤中的重金属能够与添加的固化剂或者稳定剂等发生化学、物理反应。比如固化剂遇到重金属离子后将其进行包裹，再通过添加稳定剂的方式保证这些金属离子形成稳定的包裹结构，不会再次释放到土壤中对土壤造成破坏[2]。但是这种污染土壤的处理方式不适合长期使用，因为重金属物质随着时间的延长还会释放出来，对土壤形成二次污染。因此在固化剂和稳定剂的选择方面必须要保证科学性。在药剂选择过程中，药剂本身不能含有重金属，防止造成土壤的二次污染;选择的药剂对重金属具有显著的固化和稳定作用。比较常用的药剂包括赤泥、沸石、骨炭等。同时为了防止固化稳定效果不佳，在后期还需要做好跟踪工作，防止重金属释放后对土壤造成二次污染。
　　2.1.3 电动力法
　　电动力修复法主要指的是向被重金属污染的土壤中通入交流或者直流电，将土壤形成电池，在电流的作用下土壤中的重金属会向电极两端进行移动，进而实现去除土壤中重金属离子的作用。电动力修复是一种由美国研究出来的重金属离子去除技术，当前在商业中的应用比较广泛，但是在电动力技术方式应用的过程中，会由于电场作用导致土壤中的微生物被破坏，因此还需要继续完善。 　　2.1.4 热脱附法
　　热脱附技术是对土壤进行热处理的一种方式，热脱附法的研究从20世纪80年代已经开始，主要是通过对土壤的直接或者间接加热的方式使土壤升温，在高温作用下土壤中的汞等重金属离子会形成蒸汽并挥发，同时设置气体收集系统，对含有重金属的气体进行回收处理。在热脱附过程中可以随意调整温度的高低，并根据不同的温度，分为高温热脱附和低温热脱附两种形式。在高低温热脱附中以315℃为临界点，主要应用于挥发性高的重金属污染土壤修复。但是这种修复方式在修复过程中存在耗能大、成本高以及土壤结构容易受到损伤等不足，因此没有得到普遍应用和推广。
　　2.2 化学技术
　　2.2.1 淋洗法修复技术
　　土壤淋洗法指的是在受重金属污染的土壤中注入能够与重金属结合和溶解的溶剂，使土壤中的重金属与溶剂相融后转化为液态形式，然后进行液相提取分离。这种处理方式具有一定的局限性，主要适用于砂质土壤，对于渗透性比较强的土壤效果不佳。而且很容易使土壤结构造成破坏，重金属去除效率不高。
　　2.2.2 玻璃化法修复
　　重金属污染土壤玻璃化修复方式指的是在高温和高压的环境下，对土壤中的重金属进行熔化处理，熔化冷却后重金属会被玻璃体包裹，实现清除重金属的目的。这种技术方式能够彻底解决重金属的污染问题，而且效果明显，但是在实际应用过程中程序比较复杂。土壤中重金属熔化的要求高，很多难熔性重金属问题无法有效解决，而且在重金属熔化过程中需要的温度高，导致成本加大，应用范围受限。
　　2.3 生物技术
　　2.3.1 植物修复
　　植物修复技术方式指的是利用人工培养或者自然条件下生长的植物对被重金属污染的土壤进行修复的技术形式，植物修复技术在具体应用中可以分为三种方式，分别为植物提取修复、植物稳定修复以及植物挥发修复。相对于物理和化学修复来说，植物修复技术优势更明显，因此应用范围更广泛。植物提取法指的是通过植物的吸收积累将地下重金属污染土壤转移到地表，然后再通过地表收割的方式进行污染土壤修复[3]。植物稳定方式指的是通过耐重金属植物的栽植和培育，吸收重金属，防止重金属移动或者被淋滤到空气以及水源中造成二次污染。植物稳定技术主要应用在土壤粘性大以及有机物含量高的土壤中，但是植物稳定修复方式的治理方式并非是长久的，如果环境发生变化可能会导致重金属治理效果无法发挥。植物挥发技术指的是植物通过吸收和挥发作用，将重金属吸收到植物体后再通过机体内的转化形成气态物质并挥发。
　　2.3.2 微生物修复
　　微生物修复技术具体来说指的是在土壤治理和修复过程中通过细菌、真菌等微生物对土壤中的重金属进行吸收、沉淀和转化，有效降低土壤中重金属含量，进而实现修复土壤的目的和作用。在微生物修复技术中可以从三个途径进行：第一，通过生物中正电荷细胞对重金属离子进行吸附;第二，微生物在代谢过程中会产生低分子量有机酸，通过有机酸与重金属的结合轉变重金属结合状态，或者将重金属在液相中进行溶解;此外还可以通过氧化-还原方式对土壤中重金属的毒性以及价态等进行转变。当前微生物重金属土壤修复技术尚处于试验阶段，还没有真正应用到具体的土壤修复工作中，但是这种技术是未来土壤修复的主要研究方向。
　　2.3.3 动物修复
　　动物修复技术主要指的是在重金属污染土壤修复中通过鼠类以及蚯蚓等对土壤中污染物进行吸收，进而提升土壤中污染物的处理效果。通过大量实验表明，重金属污染对蚯蚓的影响不大，大部分污染程度不高的土壤中都能够发现蚯蚓。可以利用蚯蚓的耐受能力将土壤中重金属进行富集，通过金属富集和蚯蚓的吸收作用，实现对土壤的净化。
　　3 结语
　　综上所述，重金属污染的土壤不利于生物生长，而且容易对人体造成伤害，因此必须要加强对重金属污染土壤的修复工作。通过对我国重金属污染土壤的现状分析可知，污染地比较集中，主要在重金属矿区附近，这些地区的金属富集浓度高，如果不及时修复和治理还可能会污染周围的水源和大气。在重金属污染土壤修复中可以采用三类修复方式，包括物理修复方式、化学修复方式以及生物修复方式，无论哪种修复方式都有一定的弊端和优势，因此在选择土壤修复方式的过程中需要结合具体的污染情况采取合理的修复方法。
　　参考文献
　　[1]王玖林.重金属污染土壤修复治理技术研究现状[J].大科技，2019（28）：281.
　　[2]王一豪.土壤重金属污染及治理修复技术[J].环境与发展，2019，31（2）：87，89.
　　[3]刘强.重金属污染土壤化学修复技术研究[J].农村科学实验，2019（25）：67-68.
　　收稿日期：2020-01-19
　　作者简介：梁照东（1985-），男，汉族，研究生学历，工程师，研究方向为环境保护及检测。
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