土壤重金屬修復技術

　　土壤重金屬污染與修復技術【1】

　　摘 要：自改革開放政策實施以來，在市場經濟環境和條件下，我國的社會主義現代化建設有了飛速的發展和進步，國際地位不斷提高，人們的生活水平和生活質量有了很大的改善，中國進入了一個全面發展的嶄新時期。

　　但是伴隨著經濟的快速發展，環境污染問題越來越突出，生活環境質量下降，不僅危害了人們的身體健康，同時也帶來了一些其他的嚴重后果，逐漸成為一個全球性熱議的話題。

　　土壤重金屬污染作為環境污染的一個重要方面，不僅破壞了生態環境，同時也給人們的正常生產和生活帶來了極大的威脅，因此對于這一問題，相關部門和人員必須要給予足夠的重視，積極采取有效措施加以解決。

　　本文主要從造成土壤重金屬污染的主要原因以及土壤重金屬污染修復技術兩方面來進行探討。

　　關鍵詞：重金屬污染 主要原因 修復技術

　　土壤重金屬污染給人們所帶來的危害具有長期性、潛在性的特點，近年來隨著城鎮化進程的不斷加快和工業生產的發展，越來越多的有害物質進入到了土壤中，造成土壤結構的變化和功能的衰退，有害物質逐漸在土壤中積累，并通過水或者是植物進入到人體，嚴重危害人們的身體健康。

　　為了有效應對和解決這一問題，我們必須要充分了解土壤中重金屬的來源，并積極應用各種各樣的土壤重金屬污染修復技術，最大限度地緩解土壤重金屬污染，給人們創造一個更加健康舒適的生活環境，從根本上提高人們的生活質量。

　　一、造成土壤重金屬污染的主要原因

　　1.工業三廢的排放

　　在我國，礦產冶煉加工、化工、電鍍、電池、以及塑料等行業所排放的重金屬是造成土壤重金屬污染的主要工業源，由于大多數工業企業污染物處理意識淡薄，并沒有配備足夠的處理設備，就使得工業廢水、廢氣、廢渣等不斷排放到土壤或者是水體中，造成嚴重的環境污染，危害人們的身體健康。

　　2.燃煤釋放

　　當前我國使用范圍最廣的能源依然是煤炭，不僅是因為我國的煤炭資源儲量豐富，同時也是由于其價格相對較低，這就造成煤炭燃燒時向空氣中排放大量的有害氣體，這些氣體經過沉降就會進入到土壤中，對土壤造成污染，進而對人體健康和整個生態系統產生長期效應。

　　3.垃圾的堆放

　　如果垃圾堆放的時間較長，就會使其中的重金屬進入到土壤中，導致區域土壤的重金屬含量大量增加。

　　特別是城市垃圾中含有較多的重金屬，在雨水的沖刷之下會將其中的有毒元素釋放到土壤中，由于這些有毒元素大多以有效態的形式存在，難以結合成殘渣狀態，就使得其在土壤中具有較大的遷移能力，進而對地下水造成污染。

　　4.化肥和農藥的使用

　　化肥和農藥是農業生產中必不可少的物資，對于促進農業生產發展具有非常重要的意義，但是如果使用不合理就會使土壤遭受重金屬污染。

　　這是因為在化肥和農藥中含有較多的重金屬元素，而土壤自身的環境容量又相對較低，長期使用會積累超標含量的重金屬，進而使農產品受到污染，一旦食用就會對人體造成傷害。

　　二、土壤重金屬污染修復技術

　　1.工程修復

　　工程修復主要指的是采用換土、客土、以及深耕翻土等一些措施，有效降低土壤中的重金屬含量，從而減少對植物系統的毒害，保障農產品安全。

　　一般，換土法和客土法主要用來治理重污染區，而深耕翻土法則主要用于重金屬污染程度較輕的區域。

　　總的來講，工程修復比較穩定、徹底，但是由于工程量比較大，成本費用較高，還容易對土體機構造成破壞。

　　2.物理修復

　　物理修復技術主要包括三種類型：1)電動修復。

　　主要指的是在電流的作用之下，土壤中所蘊含的重金屬離子以電遷移或者是電透滲的方式被運輸到電極，再實行集中的收集處理。

　　這種方法比較適宜用在具有低滲透性的淤泥土或者是粘土中，能夠有效控制污染物流動的方向。

　　2)電熱修復。

　　主要是利用高頻電壓所產生的熱能對土壤加熱，從而將土壤顆粒中的污染物解吸出來，實現重金屬和土壤的分離，達到修復土壤的目的。

　　3)土壤淋洗。

　　即利用淋洗液將土壤固相中存在的重金屬轉移到液相中去，然后再將含有重金屬的廢水進行回收處理。

　　這種方法比較經濟實用，有較強的應用價值。

　　3.化學修復

　　化學修復即向土壤中施加改良劑，利用改良劑的吸附、拮抗、氧化還原、以及沉淀等作用，有效降低重金屬自身的生物有效性。

　　由于不同的改良劑對土壤中的重金屬會產生不同的作用，因此這項技術的重點在于要選擇最為合適的改良劑，比較常用的改良劑主要有石灰、硅酸鹽、磷酸鹽、以及碳酸鈣等。

　　但是化學修復是在土壤原位上進行的，并不具有永久性，它只是改變了土壤中的重金屬形態，而重金屬元素依然存留在土壤中，很容易活化再次危害植物。

　　4.生物修復

　　生物修復主要包括植物修復和微生物修復兩種類型。

　　1)植物修復。

　　指的是利用自然生長或者是遺傳培育的植物來修復受重金屬污染的土壤，根據其機理和作用過程的不同又可以分成植物揮發、植物提取、以及植物穩定等不同的類型。

　　2)微生物修復。

　　首先，微生物能夠利用帶電荷細胞對土壤中的重金屬離子進行生物吸附于富集;其次，微生物可以通過自身的新陳代謝活動溶解土壤中的重金屬;此外，微生物還能夠通過氧化還原作用有效降低重金屬中的毒性，從而減少重金屬對土壤的污染程度，確保農產品的安全衛生。

　　三、總結

　　科學技術的發展在很大程度上促進了經濟的發展和社會的進步，深刻改變了人們的生產和生活方式，具有非常重要的作用。

　　因此，在當前土壤重金屬污染日益嚴重的情況下，我們必須要積極利用各種形式的土壤修復技術來緩解重金屬污染、改善土壤質量，為人們創造一個健康安全的生活環境，更好地促進社會主義現代化建設的發展。

　　參考文獻

　　[1]王海峰,趙保衛,徐瑾,車海麗. 重金屬污染土壤修復技術及其研究進展[J]. 環境科學與管理. 2009(11) .

　　[2]袁敏,鐵柏清,唐美珍. 土壤重金屬污染的植物修復及其組合技術的應用[J]. 中南林學院學報. 2007(01).

　　[3]徐良將,張明禮,楊浩. 土壤重金屬污染修復方法的研究進展[J]. 安徽農業科學. 2011(06).

　　[4]徐禮生,吳龍華,高貴珍,曹穩根,陳志兵,徐德聰,駱永明. 重金屬污染土壤的植物修復及其機理研究進展[J]. 地球與環境. 2010(03).

　　土壤重金屬鉻污染分析及修復技術【2】

　　【摘 要】隨著工業、農業的迅猛發展和人口的劇增，環境污染日益嚴重，土壤也不可避免的受到了重金屬的污染。

　　土壤重金屬污染的治理不僅是重要的環境問題，也是重要的社會經濟問題，本文就土壤受到重金屬鉻污染的危害進行分析，并提出了幾點關于修復土壤重金屬鉻污染的技術方法。

　　【關鍵詞】土壤;鉻污染;來源;修復技術

　　土壤是人類賴以生存的主要自然資源之一，也是人類生態環境的重要組成部分。

　　但是隨著工礦業的迅速發展，土壤重金屬污染已日益嚴重，污染土壤中的重金屬主要有汞、鎘、鉛、銅、鉻、砷、鎳、鐵、錳、鋅等，本文將以重金屬鉻污染為例來介紹土壤重金屬污染的危害和修復技術。

　　1.土壤中重金屬鉻的來源

　　鉻和鉻鹽作為重要的工業原料，主要用于化工、冶金、制革、電鍍等行業，在國民經濟的建設中起著重要的作用，這些工業部門分布點多而廣，每天排出大量含鉻廢水和廢氣，因此污染環境的鉻主要來自于含鉻金屬工業部門排放的“三廢”，其中，大氣和水是污染土壤的媒介，大氣污染物通過降水、沉降、溶解進人土壤，水中的污染物通過排污、灌溉及地下水污染土壤。

　　土壤中重金屬鉻的污染來源主要有以下幾種：

　　1.1大氣中重金屬格的沉降

　　從工業區吹來的大氣中含鉻顆粒的沉降或被含鉻污染物被雨水沖刷到土壤中是土壤中鉻污染的主要來源之一。

　　1.2農藥、化肥和塑料薄膜的使用

　　由于傳統無機磷肥的使用，進而導致土壤重金屬Cd、Cu、Cr、Zn、Ni的污染。

　　此外，重金屬元素是肥料中報道最多的污染物，我國磷肥中含有較多的有害重金屬，肥料中Cr、Pb、As元素的含量較高，而土壤的環境容量(Cr、As)又較低，因而使用這些廢料可能會引起土壤中Cr、As的較快積累，引起土壤中重金屬鉻的污染。

　　1.3污水灌溉

　　河水和灌溉用水中鉻的沉淀被土壤吸附是土壤中鉻的來源之一，含鉻灌溉用水中的鉻只有0.28%～15%為作為吸收，而85%～95%累積在土壤中，并肌膚全部集中于表土中。

　　1.4其他來源

　　污泥及城市垃圾中含有大量的有機質和氮、磷、鉀等營養元素，但同時也含有大量的重金屬，隨著市政污泥進人農田，使得農田中的重金屬的含量在不斷提高;此外，金屬礦山的開采、冶煉、重金屬尾礦、冶煉廢渣和礦渣堆放等，都有可能被溶出，形成含重金屬離子的廢水，隨著廢水的排放或降雨而使其帶人到水環境(如河流等)中或直接進人土壤，這些都可以直接或間接地造成土壤重金屬污染。

　　2.壤重金屬鉻污染的危害

　　2.1 對人體健康的危害

　　鉻在土壤中主要有兩種價態：Cr6+和Cr3+。

　　兩種價態的行為極為不同，前者活性低而毒性高，后者恰恰相反。

　　Cr3+主要存在于土壤與沉積物中，Cr6+主要存在于水中，但易被Fe2+和有機物等還原。

　　鉻的毒性與其賦存形態有極大關系， 環境中Cr (III ) 由于不易進人細胞， 被認為是基本無毒的， 因此鉻的毒性及危害主要來自于Cr (VI )，Cr (VI ) 化合物毒性比Cr (III ) 高10 倍左右， 水溶性Cr (VI ) 被列為對人體危害最大的八種化學物質之一， 是美國EPA 公認的129 種重點污染物之一， 同時也是國際公認的三種致癌金屬物之一。

　　工人在接觸、吸人或攝人Cr (VI )或其化合物后， 會出現以下毒性危害： 如皮炎、過敏性和濕疹性皮膚反應、皮膚和粘膜潰瘍、鼻中隔穿孔、過敏性哮喘、支氣管癌、肺癌、胃腸炎、咽炎及肝、腎的損害 。

　　實驗表明， 六價鉻化合物具有免疫毒性、神經毒性、生殖毒性、腎臟的毒性及致癌性等。

　　2.2 對植物的影響

　　鉻在植物中的存在具有普遍性。

　　微量元素Cr 是植物生長發育所必需的， 缺乏Cr 元素會影響植物的正常發育， 但體內積累過量又會引起毒害作用。

　　通過對葉綠蛋白、葉綠素中鉻的研究發現一定形式、一定數量的鉻對植物生長可起到促進作用， 能增強光合作用并提高產量; 但過量的鉻將引起花葉癥、黃瓜癌、雍菜瘤、菠蘿瘤等， 此外， 過量的鉻會抑制水稻、玉米、油菜、棉花、蘿卜等作物的生長。

　　在鉻污染條件下，小白菜的葉綠素值的下降趨勢最為明顯，如圖1所示，隨著土壤中鉻濃度的升高，小白菜葉綠素的合成逐漸受抑制。

　　3.土壤中重金屬鉻污染修復技術

　　目前土壤中重金屬鉻的污染治理主要有兩條思路：一是改變鉻在土壤或沉積物中的存在形態，將Cr(Ⅵ)還原為毒性相對較小的Cr(Ⅲ)，降低其在土壤環境中的生物可利用性;二是將鉻從土壤或沉積物中清除。

　　圍繞這兩條思路，國內外發展出一系列修復技術，如固定化/穩定化、淋洗法、洗土法、電動力學修復法、化學還原法、植物修復、微生物修復。

　　3.1固定化/穩定化

　　固定/穩定化是向鉻污染的土壤中加人固化/穩定化劑(也可以輔以一定的還原劑，用于還原Cr(Ⅵ))，通過吸附、離子交換、絡合以及氧化還原等作用等Cr(Ⅵ)轉化為難溶、低毒性的物質，使其不再向周圍環境遷移。

　　如Poletini等將Cr(Ⅲ)含量為500mg/kg的土壤與水泥、Ca(OH)2混合，7d后Cr(Ⅲ)被有效固定。

　　但該方法需將土壤挖掘出來，成本較高，處理效果有待進一步提高。

　　3.2 淋洗法

　　一般污染土壤所含鉻為水溶Cr(Ⅵ)，是被土壤顆粒表面吸附的水溶性鉻酸鹽，或溶解在土壤(毛細管)孔隙水中的鉻酸鹽。

　　當沒有新的鉻酸鹽進人土壤時，隨著雨水、地下水或人工回灌水的不斷溶解淋洗，加上人為泵出處理，土壤中水溶性鉻酸鹽將逐漸洗脫離開土壤，最終使土壤中的Cr(Ⅵ)含量符合無害化要求，其中，泵出處理主要是將洗脫水抽送至地面裝置，利用吸附法或氧化還原沉淀法去除洗脫水中的Cr(Ⅵ)，凈化后的水可繼續回灌淋洗土壤。

　　雖然淋洗法已在去除土壤/沉積物中有機物的污染方面已有大規模的應用，但在重金屬污染修復方面的應用仍有限，而且淋洗法僅適用于高滲透性土壤/沉積物，對含水率達到20%-30%以上的粘質土/壤土效果不佳。

　　化學清洗法雖然費用較低，且操作人員不直接接觸污染物，但僅適用于砂壤等滲透系數大的土壤，而且引人的清洗劑易造成二次污染。

　　3.3 化學還原法

　　化學還原法是利用還原劑如鐵屑、硫酸亞鐵或其他一些價格便宜、容易得到的化學還原劑將污染土壤/沉積物中的Cr(Ⅵ)還原成Cr(Ⅲ)，形成難溶的化合物，從而降低鉻在土壤環境中的遷移性和生物可利用性，包括原位和異位修復兩種。

　　常用的還原劑有硫酸亞鐵(FeSO4)、多硫化鈣CaS5、焦亞硫酸鈉/亞硫酸氫鈉(Na2S04/NaHSO3)、石灰等。

　　可滲透反應柵技術(Permeable reactive barrier，PRB)是一類原位修復污染土壤/沉積物及地下水的新型技術，其中，膠態FeO-PRB技術可以有效地修復鉻污染土壤和地下水。

　　研究表明，在鉻污染土壤地區的水流走向下方處挖井或橫溝，然后注人膠態狀零價鐵粉形成FeO應柵，當Cr(Ⅵ)污染物順著水流經過該反應柵時，Cr(Ⅵ)即被還原為沉淀態的Cr(Ⅲ)。

　　在用PRB修復的重金屬污染物中，以鉻的研究最多，目前已有5個工程完成。

　　化學還原法成本較低，可實現工業化應用，但是當Cr(Ⅵ)存在于土壤/沉積物顆粒內部時，退難與還原劑接觸并發生氧化頰原反應，因而要把這部分六價鉻從土壤中浸出，就需要額外的超量還原劑來還原它。

　　在這個過程中，還原劑有可能被沖走，也可能被其他物質氧化。

　　另外，向土壤中添加的還原劑有可能造成二次污染。

　　因此，土壤顆粒內部的六價鉻的去除是化學還原法的難點。

　　3.4 有機物還原法

　　鉻酸鹽是多種有機合成的氧化劑，許多有機物如檸檬酸、酒石酸、草酸是常用的Cr(Ⅵ)還原劑。

　　動物排泄物和動植物遺骸常年累積形成的腐植土、泥炭，含有大量具有強還原性的多種有機酸，它能將土壤中的Cr(Ⅵ)還原為Cr(Ⅲ)，且部分有機物還能與Cr(Ⅲ)形成穩定的贅合物，從而促進Cr(Ⅵ)的快速還原。

　　3.5 電動修復法

　　電動力學修復法是在鉻污染土壤兩端加上低壓直流電場，在各種電動效應(電滲析、電遷移和電泳等)的作用下將鉻遷移到陰極室(Cr3+)或陽極室(Cr6+)，最終在電極區富集，然后再進行回收處理。

　　目前已有大量研究結果表明該技術可用于修復處理重金屬鉻、鉛、鋅等以及酚、甲苯等有機物，但工程應用實例不多。

　　電動修復法主要適用于低滲透性的土壤、大顆粒和小顆粒土壤介質、多相不均勻土壤介質。

　　3.6 植物修復

　　植物修復是通過綠色植物來固定、吸收、轉移、轉化和降解有機物，使之轉變為對環境無害的物質或者對污染物加以回收利用的一種技術。

　　廣義的植物修復是指利用植物來凈化空氣，或者利用植物及其根際圈微生物體系來凈化污水和治理的污染土壤。

　　狹義的植物修復是指利用植物及其根際微生物體系治理污染的土壤。

　　植物穩定、植物提取和植物揮發是重金屬污染土壤植物修復的三種主要類型。

　　植物修復的運行成本較低，回收和處理富集重金屬的植物比較容易，因此近年來植物修復重金屬污染土壤逐漸得到了重視和發展。

　　3.7 微生物修復

　　微生物修復Cr(Ⅵ)污染土壤主要有吸附和還原兩種方式，但利用微生物吸附法去除土壤中Cr(Ⅵ)的研究較少。

　　微生物還原法即利用土壤中的土著微生物或向污染土壤中補充經馴化的高效微生物，通過微生物還原反應，將Cr(Ⅵ)還原為Cr(Ⅲ)，從而達到修復鉻污染土壤的目的。

　　微生物修復的優點是不需要輸人多的能量，不引人有毒試劑，不會破壞植物生長所需的土壤環境，而且可以使用沒有生態風險的生物菌株，是一個很有潛力的技術。

　　4.結束語

　　綜上所述，土壤受到重金屬污染的原因復雜多樣。

　　因此，我們詳細分析污染的來源，了解它的危害，不僅要采用多種修復方法對土壤重金屬污染進行防治，更要不斷探索，從實踐中找到新的修復方法，確保我們生活土地的環境狀況。

　　參考文獻

　　[1] 張賀.土壤中重金屬污染的來源/危害與治理[J].城市建設理論研究.2012(02).

　　[2] 王向建;鄭玉峰;赫冬青.重金屬污染土壤修復技術現狀與展望[J].環境保護科學.2004(02).

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