重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)

    重金屬指密度在4.5kg/dm³以上的金屬元素。土壤重金屬污染是指由于人類活動使重金屬在土壤中的累計(jì)量明顯高于土壤環(huán)境背景值或土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，而致使土壤環(huán)境質(zhì)量下降和農(nóng)田生態(tài)環(huán)境惡化的現(xiàn)象。導(dǎo)致土壤污染的重金屬有單一重金屬形成的污染，也有幾種重金屬形成的復(fù)合污染，常見的重金屬污染主要是復(fù)合污染。重金屬污染是當(dāng)今土壤污染中污染面積廣、危害大的環(huán)境問題之一。不僅導(dǎo)致土壤退化、農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)降低，而且還可能通過直接接觸、食物鏈傳遞等途徑危及人類的健康和生命。

土壤重金屬污染源主要包括

    工業(yè)污染源：礦產(chǎn)冶煉、化工、電鍍、電子和制革等工業(yè)產(chǎn)生的廢氣、廢水和廢渣。

    農(nóng)業(yè)污染源：主要是農(nóng)藥、化肥、有機(jī)肥不合理施用和污水灌溉，以及畜禽養(yǎng)殖業(yè)。

    生活污染源：生活垃圾中含有的重金屬能滲到土壤中，家庭燃煤以及采礦形成的廢煤矸石山。

    交通污染源：汽車尾氣排放及汽車輪胎及車輛鍍金部分磨損或潤滑油燃燒都會釋放出大量含重金屬的有害氣體和粉塵。

    自然污染源土壤母質(zhì)土中的重金屬本身含量高，還有火山噴發(fā)造成的土壤污染，大氣沉降。

    重金屬在土壤中不易隨水淋溶和被生物降解，有明顯的生物富集作用，其主要是通過影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)來體現(xiàn)其危害的，因此土壤污染有較長的潛伏期。其具體特點(diǎn)為：隱蔽性、不可逆性、普遍性、表聚性、長期性。此外，土壤重金屬會導(dǎo)致土壤微生物的生物量下降，影響微生物種群結(jié)構(gòu)，降低土壤微生物的多樣性，影響土壤微生物活性，這些微生物對土壤及植物系統(tǒng)至關(guān)重要。

重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù) 

    土壤作為植物生長的介質(zhì)，改善其理化性質(zhì)，降低土壤中的有毒物質(zhì)含量或使其鈍化，這對生產(chǎn)生態(tài)健康的農(nóng)產(chǎn)品是非常重要的。重金屬污染土壤修復(fù)是實(shí)施一系列的技術(shù)以清除土壤中污染的重金屬或降低土壤中重金屬的活性和有效態(tài)組分，以期恢復(fù)土壤生態(tài)系統(tǒng)的正常功能，從而減少土壤中重金屬向食物鏈和地下水的轉(zhuǎn)移。根據(jù)處理土壤的位置是否變化，可以分為原位修復(fù)和異位修復(fù)。根據(jù)采用方法與原理的不同，可以分為物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)，以及綜合修復(fù)。

物理修復(fù)

    物理修復(fù)是根據(jù)物理學(xué)原理，采取一定的工程措施，使環(huán)境中重金屬部分*去除或轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的一類方法。主要有工程措施、電動法、熱處理法、玻璃化法等。工程措施主要包括排土、換土、去表土、客土和翻土等措施。汪雅谷等對重金屬污染的菜區(qū)進(jìn)行客土改良試驗(yàn)，結(jié)果表明，青菜內(nèi)的重金屬殘留量平均下降了。但是該方法工程量大，投資高易導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞、生物活性下降和土壤肥力退化等。電動法是根據(jù)離子的電動力學(xué)和電滲析原理，在土壤酸性條件下，直流電作用，金屬離子流在電解、電遷移、電滲、電泳等的作用下移向陽（陰）極處，然后采用措施從土壤中取出。錢署強(qiáng)等建立了土壤電修復(fù)試驗(yàn)裝置，并以Cu2＋為模擬污染物進(jìn)行試驗(yàn)研究，以檸檬酸為清洗液，在適宜的操作條件下，土壤中Cu2＋的去除率可達(dá)89.9％。這種技術(shù)目前存在較大的問題是，現(xiàn)場原位修復(fù)時(shí)，受環(huán)境條件影響較大，土壤pH、有機(jī)質(zhì)、滲透性等都影響修復(fù)效果，且成本較高。熱處理法是將污染土壤加熱，使土壤中的揮發(fā)性污染物揮發(fā)并收集起來進(jìn)行回收或處理。熱處理法工藝簡單、技術(shù)成熟，但能耗大、操作費(fèi)用高，僅適用于易揮發(fā)的污染物，且回收不良時(shí)易造成大氣 Hg污染。玻璃化是將污染區(qū)進(jìn)行高溫、高壓處理，使其中的污染物形成玻璃質(zhì)材料以降低金屬污染物活性的過程。技術(shù)工程量大，消耗電能大、費(fèi)用高昂，但對某些特殊廢物如放射性廢物非常適用，能從根本上消除重金屬污染，并且見效快，因此常用于重金屬重污染區(qū)修復(fù)。

化學(xué)修復(fù)

    化學(xué)修復(fù)主要是通過向土壤中施加化學(xué)物質(zhì)，以改變土壤的化學(xué)性質(zhì)，從而降低重金屬的活性，減少植物對重金屬的吸收。化學(xué)方法見效快，但投資昂貴、需用復(fù)雜的設(shè)備條件、打亂土層結(jié)構(gòu)和易帶來二次污染。化學(xué)修復(fù)主要包括淋洗法、固化法、化學(xué)氧化修復(fù)法。淋洗法是用水或淋洗液來淋洗土壤，使吸附固定在土壤顆粒上的重金屬形成溶解性的離子或金屬試劑絡(luò)合物，然后收集淋洗液回收重金屬并循環(huán)淋洗液。此法的關(guān)鍵是試劑的選擇，分為無機(jī)沖洗劑、人工螯合劑、陽離子表面活性劑、天然有機(jī)酸、生物表面活性劑等。淋洗法使用時(shí)，由于試劑在土壤中的殘留，可能影響土壤生態(tài)系統(tǒng)的正常功能，一般要將土壤離地，進(jìn)行場外修復(fù)或者異地修復(fù)。固化法即在土壤中加入固化劑，通過對重金屬的吸附或共沉淀作用改變其在土壤中的存在形態(tài)，從而降低其生物有效性和遷移性。但固化方法只是改變了重金屬在土壤中的形態(tài)，不能使重金屬真正從土壤中脫離，如果土壤環(huán)境發(fā)生變化，又可能引起其形態(tài)的變化，使其重新被植物吸收，進(jìn)而發(fā)生危害。固化技術(shù)的處理效果與固化劑的組成、比例、土壤重金屬總濃度以及土壤中一些干擾固化的物質(zhì)的存在有關(guān)。該技術(shù)不但大大減輕土壤重金屬污染，而且其產(chǎn)物還可用于建筑、鋪路工程中等。有研究表明，用檸檬酸淋洗來修復(fù)重金屬污染土壤，Cr發(fā)生活化－遷移－再吸附的過程，有效降低砂土與壤土表層土壤的重金屬Cr含量，將其淋洗到根層外，減少植物根層重金屬含量。