土壤重金属污染的物理、化学及生物修复技术

　　摘    要：　土壤重金属污染已严重影响到环境与人类健康，其修复过程主要采用物理、化学和生物修复技术。本文综述分析了各修复技术的利弊及优缺点，并展望了其未来发展方向，旨在为土壤重金属污染修复提供科学完善的理论支撑。

　　关键词：　土壤; 重金属污染; 修复技术;

　　随着工业的迅速发展和农业投入品的广泛使用，土壤重金属污染日趋严重，土壤重金属污染修复已迫在眉睫。目前，国内外土壤重金属污染的修复治理技术主要包括物理修复、化学修复和生物修复技术。

　　1、 物理修复

　　物理修复主要是利用物理方法、工程措施等减少土壤中的重金属浓度，降低污染程度。

　　1.1、 换土、客土和翻土法

　　换土法是将重金属污染的土壤换为未污染土壤，客土法是将重金属未污染土壤覆盖于污染土壤的表层，翻土法是将重金属污染的表层土壤翻到深层，换土、客土和翻土法均可降低表层土壤的重金属浓度，减少作物吸收利用。工程措施修复方法见效快、效果好，但实施工程量较大、投资成本较高，且易破坏土壤结构，降低土壤肥力。

　　1.2、 电动修复法

　　电动修复法是将合适的阳极和阴极置于地下，施加低功率电场，使重金属离子定向迁移，富集在电极区域，然后收集处理。电场强度、电极材料、电极布置方式等会影响重金属的富集。电动修复法成本低，适用性广，对环境友好，容易自动化操作，但对于重金属污染物的选择性不高，容易引起土壤p H值变化，涉及技术问题复杂，研究还需完善。

　　1.3、 热处理法

　　热处理法是利用高频电压对土壤进行加热，使低熔点、易挥发重金属（如汞）从土壤中挥发出来。Kunkel等利用热解析法对土壤中汞的去除率达到了99.8%。热处理法工艺简单，但费用高，耗能大，易造成二次污染。

　　1.4、 淋洗法

　　淋洗法是利用硝酸、盐酸、磷酸、硫酸、草酸、柠檬酸、氢氧化钠、EDTA和DTPA等，淋洗剂将土壤中重金属活化、萃取、解析、置换，然后，分离、移除。武迎飞研究表明，利用0.1mol/L EDTA溶液淋洗，土壤中重金属铅、镉去除率分别可达52.27%、83.65%。淋洗法工艺简单，污染物去除彻底、时间快，但易破坏土壤结构，二次污染严重。
 

　　2、 化学修复

　　化学修复是利用石灰、碳酸钙、磷酸盐、金属及金属氧化物、硫化物、绿肥等改良剂将土壤中重金属氧化、还原、沉淀、吸附、抑制，降低其生物可利用性。刘永红等研究表明磷矿粉和活化磷矿粉可降低污染土壤中铜的活性，具有修复效果。化学修复在土壤原位中进行，操作简便，技术成本低，对大面积低程度污染土壤的修复具有优越性，但化学修复仅改变了土壤重金属的赋存形态，没有从根本上消除，容易活化继续造成污染。

　　3、 生物修复

　　生物修复是利用植物、动物及微生物的新陈代谢活动，吸收、富集、转化土壤中的重金属，降低重金属污染程度。Huang等研究表明玉米和豌豆对铅有良好的吸收效果。陈娴等研究表明赤子爱胜蚓（Eiseniafoetida）对水稻土中镉有显着的富集作用。Polti研究表明从甘蔗中筛选出的链霉菌（Streptomyces sp.MC1）能有效降低土壤中Cr（Ⅵ）的生物利用率。植物修复成本低、生态效益好，但是周期长、效率低；动物和微生物修复成本低、对环境扰动少，但是稳定性差、容易变异，受环境影响显着。生物修复可在土壤原位进行，且对环境友好，具有良好的发展前景。

　　4、 展望

　　土壤重金属污染修复是一个长期复杂的过程，其修复技术也在逐步发展，从单一修复技术向联合修复技术发展，异位修复技术向原位修复技术发展，破坏、扰动修复技术向绿色、环境友好修复技术发展。在土壤重金属污染修复过程中，应根据重金属污染特点，探索、优化、筛选修复技术，为土壤综合利用及农业可持续发展提供技术支撑。

　　参考文献

　　[1]陈煌, 郑袁明, 陈同斌.面向应用的土壤重金属信息系统 (SHMIS) :以北京市为例[J].地理研究, 2003, 22 (3) :272-280.
　　[2]Zhu Y, Zhao Y, Sun K, et al.Heavy metals in wheat grain and soil:Assessment of the potential health risk for inhabitants in a sewage-irrigated area of Beijing, China[J].Fresenius Environmental Bulletin, 2011, 20 (5) :1109-1116.
　　[3]樊霆, 叶文玲, 陈海燕, 等.农田土壤重金属污染状况及修复技术研究[J].生态环境学报, 2013, 22 (10) :1727-1736.
　　[4]杨小敏, 何文, 简红忠, 等.农田重金属污染土壤修复技术研究进展[J].绿色科技, 2017 (14) :140-141.
　　[5]魏树和, 徐雷, 韩冉, 等.重金属污染土壤的电动-植物联合修复技术研究进展[J].南京林业大学学报 (自然科学版) , 2019, 43 (01) :154-160.
　　[6]黄益宗, 郝晓伟, 雷鸣, 等.重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J].农业环境科学学报, 2013, 32 (3) :409-417.
　　[7]AM Kunkel, JJ Seibert, LJ Elliott, et al.R emediation of Elemental Mercury Using in Situ Thermal Desorption (ISTD) [J].Environmental Science&Technology, 2006, 40 (7) :2384-2389.
　　[8]武迎飞.EDTA淋洗修复Pb、Cd重金属污染土壤[J].商丘师范学院学报, 2018, 34 (12) :64-66.
　　[9]刘永红, 冯磊, 胡红青, 等.磷矿粉和活化磷矿粉修复Cu污染土壤[J].农业工程学报, 2013, 29 (11) :180-186.
　　[10] JW Huang, J Chen, WR B And, et al.Phytoremediation of Lead-Contaminated Soils:?R ole of Synthetic Chelates in Lead Phytoextraction[J]. Environmental Science&Technology, 2006, 31 (3) :800-805.
　　[11]陈娴, 王晓蓉, 季荣.蚯蚓 (Eiseniafoetida) 对水稻土中Cd的富集及其氧化应激[J].农业环境科学学报, 2015 (08) :1464-1469.
　　[12] MA Polti.Bioremediation of chromium (VI) contaminated soil by Streptomyces sp. MC1[J].Journal of Basic Microbiology, 2009, 49 (03) :285-292.