摘要：近年來，土壤重金屬污染愈發(fā)嚴(yán)重，本文通過分析土壤重金屬污染的成因、危害 、重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展過程和研究進(jìn)展術(shù)進(jìn)行了詳盡的介紹以期為土壤污染修復(fù)技術(shù)發(fā)展及政府相關(guān)部門決策提供支持和借鑒。

1、土壤重金屬污染的成因

重金屬污染主要是指在人類生產(chǎn)生活過程中，重金屬給人體健康或自然環(huán)境帶來損害的現(xiàn)象和過程。重金屬污染來源有人為和自然２個(gè)方面。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人為方面導(dǎo)致環(huán)境重金屬污染的問題愈發(fā)明顯，工業(yè)生產(chǎn)中如礦產(chǎn)開采、礦產(chǎn)冶煉、電鍍、機(jī) 械加工、化工、燃煤發(fā)電、皮革制造等生產(chǎn)過程中排放的廢水和廢渣直接或間接地進(jìn)入土壤，以及露天 堆放的廢礦、尾礦被雨水淋溶，導(dǎo)致土壤中重金屬含量超標(biāo)。工業(yè)化過快的發(fā)展導(dǎo)致有很多企業(yè)對(duì)于污水的處理排放措施并不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致含有重金屬的工業(yè)廢氣廢水大量排放，直接或間接污染土壤，造成土壤 重金屬污染。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用含有重金屬的 污水澆灌作物，或使用含有重金屬的化肥、農(nóng)藥、大棚 薄膜，從而使土壤中的重金屬含量累積超標(biāo)。生活過程中如汽車尾氣排放所產(chǎn)生的污染已成為目前城市重金屬污染的主要來源，汽車輪胎、剎車、汽油等釋放出的重金屬元素在道路兩側(cè)富集造成嚴(yán)重的重金屬污染。重金屬污染自然來源主要是某些地區(qū)的自然背景值較高同樣是我國造成土壤重金屬污染的主要成因之一。如我國西南巖溶地區(qū)成土母巖為碳酸鹽巖，在土壤沉淀形成中巖石中含量很低的鎘、鉛、汞等元素強(qiáng)烈聚集導(dǎo)致土壤中鎘、鉛、汞等元素含量比成土母巖聚集10倍甚20倍，最后造成土壤的重金屬化。

２、重金屬污染的危害

土壤中的重金屬滯留時(shí)間長，且具有隱匿性。滲入土壤的重金屬，沒有外力的作用，其移動(dòng)性差，難以被微生物降解。一則降低農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)，二則通過食物鏈進(jìn)入人的身體。植物能夠吸收和富集空金屬，但重金屬濃度一旦超出其耐受程度，植物的生理代謝和生長發(fā)育則會(huì)受到抑制，表現(xiàn)為生長發(fā)育不良、光合作用能力減弱、抑制葉綠素合成、葉片枯斑等癥狀。在重金屬污染環(huán)境中，綠化樹種根部最先受到毒害，重金屬元素會(huì)抑制植物對(duì)介質(zhì)環(huán)境中養(yǎng)分和水分的轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收，從而導(dǎo)致植物葉片變黃、萎蔫，最后引發(fā)植株產(chǎn)量和生長量同時(shí)下降。同時(shí)，重金屬對(duì)人類也會(huì)造成巨大的傷害。近年來國內(nèi)的重金屬污染事件時(shí)有報(bào)道，中國河南沈丘近2004年左右的癌癥死亡率占總死亡率的89%，主要原因是由重金屬Cd和As的污染所造成；2003年湖南安化受重金屬Cd的污染導(dǎo)致當(dāng)?shù)?0%的新生兒患畸形癌；強(qiáng)調(diào)了重金屬污染的防治問題迫在眉睫。

3、重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展過程

目前，世界上重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)較為先進(jìn)的是歐美國家。歐美國家土壤修復(fù)技術(shù)的發(fā)展過程主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：前期土壤修復(fù)技術(shù)主要為物理、化學(xué)生物修復(fù)技術(shù)為主；后期土壤修復(fù)技術(shù)主要為高效環(huán)保的生物修復(fù)技術(shù)。 我國重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)的發(fā)展主要分為以下幾個(gè)階段：前期土壤修復(fù)技術(shù)應(yīng)用較多的是物理修復(fù)技術(shù)，如填埋、刮土、復(fù)土等；后期應(yīng)用較廣的是生物、物理和化 學(xué)修復(fù)技術(shù)，修復(fù)技術(shù)趨于多樣化，如植物、動(dòng)物、微生物、氧化還原、淋洗、化學(xué)萃取等，以植物修復(fù)為應(yīng)用重點(diǎn)。

4、重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展

4.1 物理修復(fù)

物理修復(fù)即采取物理方法將重金屬移除，主要有客土、熱解吸、等。對(duì)于污染不嚴(yán)重、取土方便的污染土壤，可以將適 量清潔土壤添加到污染土壤中，從而降低污染土壤的 重金屬污染物的濃度?？屯?xí)r，盡量選擇與污染土壤 理化性質(zhì)相近的清潔土壤，以便植物能較快適 應(yīng) 生 長；熱解吸方法僅適用于揮發(fā)性重金屬污染土壤的治理，如受汞污染的土壤，但該方法適用范圍較窄，僅適用于去除低熔 點(diǎn)、易揮發(fā)重金屬，并且揮發(fā)出的重金屬元素若收集和處置不當(dāng)，極易污染空氣。該方法適用于小面積重污染土壤修復(fù)，成本高，該法備受爭議。

4.2 化學(xué)修復(fù)

化學(xué)修復(fù)技術(shù)是指利用化學(xué)試劑、化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)原理來降低土壤中重金屬的遷移性和生物可利用率，降低植物對(duì)重金屬的吸收。主要包括化學(xué)淋洗修復(fù)法、固化技術(shù)等。淋洗是用具有重金屬水溶性的提取液對(duì)被污染土壤進(jìn)行洗滌，將重 金屬離子以離子態(tài)或形成金屬絡(luò)合物后溶解至淋洗液等方式分離出土壤 中的重金屬，再對(duì)淋洗液進(jìn)行處理以去除重金屬。用淋洗液一般為 水、無機(jī)酸、無機(jī)鹽、螯合劑和表面活性劑－，淋洗液 的注入可以改變土壤與污染物的吸附脫附特性、界面張力、溶解沉淀狀態(tài)、酸堿特性等，從而增大污染物的 溶解度，使其呈乳液或可遷移狀態(tài)，便于從土壤中去除。但土壤中的肥力因子如氮、 磷、鉀等有機(jī)質(zhì)也會(huì)隨著淋洗劑的去除而去除，使得土壤的肥力下降，最終使得土壤生產(chǎn)力下降。同時(shí)可能破壞土壤的微團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，且淋洗劑的處理易造成二次污染污染地下水。固化技術(shù)是在土壤中添加固化劑形成滲透性很低的固體混合物從而 降低土壤中重金屬的活性，常用的添加劑有磷酸鹽、石灰、生物炭等，該法易破壞土壤結(jié)構(gòu)，造成土壤結(jié)塊硬化、失去肥力，且固化的重金屬 因子可能會(huì)隨著外界環(huán)境的變化而重新獲取活性。

4.3生物修復(fù)

生物修復(fù)技術(shù)是指利用植物、動(dòng)物和微生物吸收、降解和轉(zhuǎn)化土壤中污染物，使污染物濃度降低到可接受的水平，生物修復(fù)技術(shù)與物理、化學(xué)修 復(fù)技術(shù)相比，具有成本低、效率高、操作簡單、可處理復(fù)合型污染土壤、不產(chǎn)生二次污染且重金屬可回收至地球循環(huán)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)今重金屬污染土壤修復(fù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，為目前土壤修復(fù)技術(shù)中最適合推廣應(yīng)用的技術(shù)方向。生物修復(fù)技術(shù)包括植物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)、微生物修復(fù)等３類。植物修復(fù)技術(shù)是指非人工卻在自然條件下生長的植物或者人工條件下通過遺傳培養(yǎng)的植物對(duì)于被重金屬所污染的土壤進(jìn)行提取、轉(zhuǎn)移、吸收、分 解、轉(zhuǎn)化或固定土壤中的污染物，達(dá)到去除污染物的目的。利用超富集植物對(duì)土壤 中重金屬進(jìn)行吸收和轉(zhuǎn)化是由Chaney 和Baker等提出。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)約有700多 種超富集植物通過根系吸收后轉(zhuǎn)運(yùn)到莖、葉、果 等部位對(duì)一種或多種重金屬發(fā)揮富集作用，如蜈蚣草對(duì)重金屬砷、鎘有較佳的富集作用，褐藍(lán)菜對(duì)鎘具有較強(qiáng)的富集能力。動(dòng)物修復(fù)技術(shù)是指利用某些動(dòng)物的吸收、轉(zhuǎn)化、分解等直接或間接地改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤肥力，促進(jìn)動(dòng)物、植物和微生物在污染土壤環(huán)境的生長，從而修復(fù)土壤。將類似于蚯蚓這類的低等動(dòng)物投放到需要修復(fù)的土壤中去，既能吸收土壤中的重金屬物質(zhì)，又能夠改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤透氣性、增加土壤肥力，從而有利于超富集植物的生長。微生物修復(fù)技術(shù)是指利用土壤中的藻類、細(xì)菌、真菌等微生物對(duì)污染土壤中的重金屬進(jìn)行吸收、沉淀、轉(zhuǎn)化等，以此來降低土壤中重金屬的含量，雖然微生物修復(fù)技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注與認(rèn)可，但是大部分還是停留在試驗(yàn)階段，真正應(yīng)用在實(shí)踐中的并不多，微生物修復(fù)技術(shù)中，固定化技術(shù)是未來重點(diǎn)發(fā)展的方向。

土壤時(shí)人們生存的重要條件，也是我國生態(tài)環(huán)境中極其重要的一部分，當(dāng)前土壤重金屬污染問題已經(jīng)受到了相關(guān)部門和廣大群眾的廣泛關(guān)注，采用正確的方法對(duì)重金屬土壤進(jìn)行修復(fù)成為當(dāng)務(wù)之急，重金屬土壤修復(fù)技術(shù)能夠有效減少土壤污染問題，從而提高人民群眾的健康，促進(jìn)我國生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。如何將環(huán)境土壤重金屬污染修復(fù)的技術(shù)有新的突破，任重而道遠(yuǎn)。

來源:科學(xué)與技術(shù)  作者:吳軍偉 等