土壤重金属污染的治理及修复途径探究

吴昆伦

摘 要 土壤重金属污染已在全球范围内造成了严重影响，我国的土壤重金属污染情况也非常严峻，对土壤的生态安全构成了极大威胁，严重影响了我国的农业生产，土壤重金属污染的治理与修复已经刻不容缓。基于此，从土壤重金属污染现状、特点及危害3个方面对土壤重金属污染的现状进行分析，并从农业生态修复措施、工程措施、化学方法、物理方法4方面探究土壤重金属污染的治理与修复途径。

关键词 土壤重金属污染;治理;修复

中图分类号：X53 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.23.104

土壤是地球生态的重要组成部分，是人类赖以生存的自然资源，是生物繁殖不可或缺的自然条件。近年来，随着社会经济的发展，人们在追求经济效益的同时忽视了对土壤的保护，过度使用土壤资源，不合理的生产方法等导致土壤重金属污染日益严重。在我国，污染土壤的重金属主要有汞、镉、铅、铬、锌、铜等元素。目前，我国的重金属污染土壤已达333万公顷且这个数字还在增长，重金属污染对土壤的生态安全构成了极大的威胁。因此，研究土壤重金属的治理与修复方法具有重要的现实意义。基于此，从土壤重金属污染现状、特点及危害等方面对土壤重金属污染的现状进行分析，针对土壤重金属污染的治理与修复阐述了修复措施及方法，包括农业生态修复措施、工程措施、化学方法、物理方法。

1 土壤重金属污染现状、特点及危害

1.1 土壤重金属污染现状

土壤重金属污染指的是土壤中的各种重金属元素超过土壤能够承受的极限值，重金属超标对于土壤的自循环能力有很大影响[1]。

导致土壤中重金属元素含量变化的原因分为自然因素和人为因素。自然因素是指在自然环境的影响和作用下，随着时间的推移，土壤中重金属元素经过日积月累而增长。人为因素是指人类的一些行为，如工业制造、矿业开采、工业垃圾排放等，导致土壤中的重金属含量增加，尤其是近代社会工业日益发达，乱排放等问题造成了很严重的土壤重金属污染。人为因素还包括农业生产中化肥施用不当等因素，化肥中也含有重金属元素，不合理不科学地使用化肥也会造成土壤重金属污染。

土壤重金属污染情况在世界各国都普遍存在，相关资料显示我国主要的土壤重金属污染有汞、镉、铅、铬、锌和铜等元素，其中镉和砷污染占被污染耕地的40%[2]。《中国耕地地球化学调查报告（2015）》[3]显示，我国的重金属污染耕地主要分布在我国南方地区。土壤重金属污染情况严重，不仅对生态安全构成了威胁，还严重影响农业生产及食品安全。

1.2 土壤重金属污染特点

土壤重金属污染具有隐蔽性、不可逆性、长期性和难治理性。不同于大气污染和水污染等其他污染的明显性，土壤污染十分隐蔽，仅凭观察很难确定是否污染及污染的程度，所以土壤污染通常要通过实验室检测才能确定。土壤重金属污染属于土壤污染中最严重的污染，污染过程是不可逆的，且污染元素垂直递减分布，随着时间的增长重金属污染程度只会越来越严重，影响范围越来越大，影响越来越恶劣。土壤重金属污染治理难度非常大，受污染的土壤分解重金属需要很长的时间，并且需要通过生物、化学、物理等手段或者多种手段综合治理才有一定的成效。

1.3 土壤重金属污染危害

土壤重金属污染造成的危害最突出的特征就是土壤中的重金属元素会被农作物吸收。农作物在生长过程中会逐渐富集重金属元素，这些携带重金属的农作物处于食物链的一端，最终被人类食用，从而对人类的健康造成很大的威胁。

另一方面，我国的土壤资源在重金属污染的侵害下，可利用土壤逐渐减少，直接影响了我国的农业生产。土壤重金属污染的治理过程极其漫长，直接影响了我国的社会经济发展。

2 土壤重金属污染的治理与修复

土壤重金属污染的治理措施通常有农业生态修复措施、工程措施，修复方法有化学方法、物理方法等。

2.1 农业生态修复措施

农业生态修复措施主要有农艺修复与生态修复的方式，农艺修复方式就是调整作物品种和耕作方式，使植物中的重金属不进入食物链，减小土壤重金属危害;生态修复就是通过一定的手段调节土壤條件，如pH值、含水率、养分等，用土壤条件限制重金属污染物的发展。农业生态修复措施的特点就是周期长、见效慢，不适宜要求短期见效的治理。

2.2 工程措施

工程措施是传统治理土壤重金属的措施，主要包括深耕翻土、换土和客土等方法。工程措施对土壤修复的原理是有效降低土壤中的重金属含量，减少重金属元素污染进入农作物，保证食品安全并符合有关质量检测标准，降低对人类健康的威胁。

2.2.1 客土法

客土法是专门针对已经受重金属污染的土壤，用未经污染的土壤对已污染的土壤进行覆盖或与其混合，降低土壤中重金属的含量，减少重金属与农作物根系的接触。

2.2.2 换土法

换土法是将土壤上层中已污染的土壤用未污染的土壤置换，效果比较显著，但要注意在实施过程中妥善处理置换后的土壤。

2.2.3 深耕翻土

深耕翻土是利用深耕机等设备对土壤进行深层耕翻，将深层土翻至土壤上层从而减少上层土壤的重金属含量。这种方法的缺点是工程量大且会破坏土体结构，不适宜大面积土壤修复作业[4]。

2.3 化学方法

2.3.1 化学改良剂

在土壤中投入化学改良剂，通过化学改良剂的吸附作用和氧化还原作用，使重金属在土壤中形成难以被农作物吸收的物质，减少重金属与农作物的接触，降低重金属危害[5]。

2.3.2 固化稳定化法

固化稳定化法是把出现重金属污染的土壤和一定比例的固化剂进行混合，逐步让土壤具有一定的化学稳定性，削弱重金属的生物有效性和迁移渗透能力。固化剂一般是凝硬性材料，能在空气中硬化并维持强度，如石灰、沥青、硅酸盐、窑灰等，不同固化剂效果也各不相同，应根据治理的目的选择固化剂。

2.3.3 土壤淋溶法

土壤淋溶法主要是通过淋洗液将土壤固相中的重金属转移至土壤液相，然后回收富含重金属的废水。这种方式适合轻质土壤的治理，在实施过程中会造成二次污染，还会破坏土壤结构，造成土壤养分流失。

2.4 物理方法

土壤重金属污染物理修复方法有电动力修复法、水洗法、热解吸法等。

2.4.1 电动力修复法

电动力修复法是一种新型土壤修复法，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，向土壤中的某一电极流动[6]，然后将其收集。电动力修复法是原位修复方法，对土壤重金属污染有很好的治理效果。

2.4.2 水洗法

水洗法就是用水稀释重金属离子，被稀释的地表土壤中重金属离子浓度降低被清洗液分离，再对清洗液中的重金属离子进行提取。水洗法在实施过程中需要避免二次污染问题，目前我国采用三级清洗的方式，一定程度上减轻了这一问题。冲洗法针对重金属重度污染有很好的效果，但是修复能耗大、设备贵，成本过高，目前还没有大范围推广。

2.4.3 热解吸法

热解吸法就是在土壤中添加分解重金属化合物的添加剂，通过加热土壤将重金属分解，再对含有重金属的蒸汽进行回收。加热土壤的方法一般有红外辐射、蒸汽或者射频加热等。这种方法对具有挥发性的金属如汞、铜等具有很好的作用，但是热解吸法会破坏土壤结构，减少土壤水分和有机质。

3 结语

近年來，土壤重金属污染情况日益严重，影响范围越来越大，成为当今社会最关注的环境问题，治理土壤重金属污染对改善土壤情况、保证农业生产健康发展具有重要意义。治理与修复土壤重金属污染工作是一项战线长、难度高、复杂程度较高的系统性工程，单一的治理措施或修复方法只能得到片面的效果，很难全面改良优化被污染土壤。因此，在治理与修复土壤重金属污染时应多种方法相结合，有针对性地制定目标，采取措施，避免盲目治理，同时完善对环境的管理工作，解决重金属排放等问题，抑制土壤污染。

参考文献：

[1] 宋志政，周润声.我国重金属污染土壤的治理与修复研究进展[J].化工设计通讯，2020（2）：216-217.

[2] 师丽娟.中外农业工程学科发展比较研究[D].北京：中国农业大学，2016.

[3] 中国地质调查局.中国耕地地球化学调查报告[R].中国地质调查局办公室，2015.

[4] 王俊楠.土壤重金属污染与修复技术研究[J].农家参谋，2019（15）：22.

[5] 廖侦君.浅析重金属污染土壤的治理途径[J].资源节约与环保，2020（1）：72.

[6] 徐德良.土壤重金属污染治理与修复方法[J].环境与发展，2019（6）：46，86.

（责任编辑：赵中正）