張 鑫

（蘇州森榮環(huán)保處置有限公司，江蘇 蘇州 215121）

重金屬污染在生態(tài)環(huán)境中影響廣泛，在土壤、水體、大氣中均可以存在，直接威脅生態(tài)環(huán)境安全，而且重金屬可以在不同的生態(tài)體系中相互轉移，間接造成各種生態(tài)環(huán)境污染[1]。重金屬具有特殊性，很難被自然降解，只能在不同形態(tài)間轉化，因此重金屬污染的治理十分困難，但是其危害極大，引起社會各界的重視與關注。

1 土壤重金屬污染的危害

常見的重金屬污染元素有鉛、鎘、鉻、汞、砷、銅和鋅等，不同的重金屬危害存在差異，如表1所示。

2 土壤重金屬污染修復技術

土壤重金屬污染危害分析表明，重金屬的污染亟待修復治理，以降低其危害。近年來，我國接連發(fā)生陜西鳳翔鉛污染、湖南瀏陽鎘中毒、山東臨沂砷污染等重金屬污染事件。目前，重金屬污染土壤修復已經(jīng)成為社會普遍關注的課題。國內(nèi)外采用的重金屬污染修復方法一般分為工程措施、物理、化學、植物、微生物、農(nóng)業(yè)生態(tài)和組合修復等技術[2-3]。

2.1 工程修復技術

工程修復技術是指采用物理機械法，用未被污染的活性土壤覆蓋受污染的表層土壤，或去除表層受污染土壤后將下層土壤耕作活化。常見的工程措施有去表土、換土、客土和深翻土，通過對污染土壤原來的空間進行轉移處理，降低植物根系與土壤中重金屬污染物的接觸，從而降低或者控制重金屬的危害。重度污染的土壤建議使用去表土、換土、客土等方式，輕度污染的土壤可以使用深翻土。工程修復具有徹底、穩(wěn)定的優(yōu)點，但是工程量大、投入高，且污染物只是發(fā)生轉移，并不能根治。因此，部分國家要求填埋之前必須處理，以促進人們尋找新的創(chuàng)造性修復技術。

表1 重金屬污染的危害

2.2 物理修復技術

純物理的修復技術主要是熱解吸法和玻璃化技術。熱解吸法是利用高溫下重金屬污染物揮發(fā)的特性，對污染土壤進行加熱，然后收集其中揮發(fā)出來的重金屬污染物，該方法主要適用于汞、硒的重金屬污染。熱解法對汞的回收利用是行之有效的。其缺點主要是加熱蒸發(fā)汞之前驅趕土壤水分需要消耗大量的能量，易使土壤有機質(zhì)和結構水遭到破壞，汞蒸氣進入大氣會造成二次污染。

玻璃化就是將重金屬污染土壤在特殊的條件下轉化為玻璃形態(tài)的物質(zhì)，常用的方法有高溫高壓處理污染土壤或者在土壤中加入玻璃組分進行熔融混合凝固。玻璃化處理都是以玻璃基質(zhì)包裹重金屬，將其固定其中，通常玻璃的狀態(tài)非常穩(wěn)定。玻璃化技術比較復雜，具體實施容易造成二次污染（廢氣、廢渣等），且需要消耗大量的電能，成本很高，使得應用范圍受到較大限制。但是，玻璃化處理土壤重金屬污染的效果好，可以從根本上實現(xiàn)治理，周期短，適用于重度污染的場地或者修復要求高的場地。

2.3 化學修復技術

化學修復技術主要有電動修復、土壤淋洗、土壤固化技術和有機質(zhì)改良等。

2.3.1 電動修復技術

電動修復技術通過在土壤兩側施加直流電壓形成電場梯度，土壤中的污染物在電場作用下被帶到電極兩端，從而清潔污染土壤。電動法以其對現(xiàn)場環(huán)境影響小、處理周期短、效果明顯、成本低、經(jīng)濟可行等優(yōu)點，可適用于不能改變環(huán)境現(xiàn)場的區(qū)域，該技術對質(zhì)地均勻的粉塵和黏土處理效果更為明顯。其對重金屬去除率較高，一般可以達到90%。

2.3.2 土壤淋洗法

土壤淋洗法利用重金屬的化學反應，將土壤中的重金屬元素轉移到淋洗土壤的溶液中，再通過其他化合物與清洗后溶液中的重金屬進行反應，形成沉淀，從而消除重金屬污染的危害。該技術運行及維護周期一般為4～9個月，適用于輕質(zhì)土壤。淋洗技術的應用關鍵是尋找一種合適的淋洗劑，具體要求為：對土壤性質(zhì)破壞不強、經(jīng)濟實用、對土壤中重金屬有很強的溶解能力、易于分離、可以循環(huán)利用、無二次污染風險等。常用的淋洗劑有無機淋洗劑、螯合劑、表面活性劑等。

2.3.3 土壤固化技術

土壤固化技術通過添加外源物質(zhì)降低重金屬在土壤中的生物有效性和可遷移性，最終使其對土壤環(huán)境中的微生物、植物、動物和地下水的毒性降到最低。固化方法的關鍵在于成功地選擇一種經(jīng)濟、有效的固化劑。該技術能在原位固化重金屬，大大減輕土壤重金屬污染，而且其產(chǎn)物還可用于建筑、鋪路等，從而大大降低成本。但是，固化法只改變了重金屬在土壤中的存在形態(tài)，不是一個永久性的措施，而且需要使用大量的固化劑，容易破壞土壤，導致營養(yǎng)元素發(fā)生沉淀。因此，該方法只適用于修復污染嚴重但面積較小的污染土壤。

2.3.4 有機質(zhì)改良法

有機質(zhì)改良法只能在一定時期內(nèi)、一定程度上降低重金屬的毒性和生物可利用性，并不能徹底清除重金屬，可靠性和長期性較低。有機質(zhì)能夠絡合金屬，還能參與土壤溶液中的離子交換。常用于修復重金屬污染的有機物有未腐熟的稻草、家畜糞肥、泥炭等。

2.4 微生物修復技術

微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其對土壤凈化起到關鍵作用。微生物可以表征土壤污染程度，還可以修復污染環(huán)境。微生物修復具有處理費用低、環(huán)境影響小、效率高的優(yōu)點。微生物修復重金屬污染土壤，可以利用重金屬與微生物的親和性進行吸附，降低重金屬的毒性和遷移能力。土壤重金屬微生物修復技術可以分為原位生物修復、異位生物修復及生物反應器3種方法。

2.5 植物修復技術

植物對重金屬污染土壤的修復是利用本身的光合作用和根部的泵吸原理，將土壤中的重金屬離子吸附到體內(nèi)，然后轉移到枝葉中，最后清理植物枝葉來消除污染。植物修復技術投資和維護成本低，操作簡便，不會造成二次污染，易于后處理，具有較高的美化價值、經(jīng)濟效益和社會效益，能夠永久清除污染。缺點是其修復速度慢，受到土壤類型、溫度、濕度等因素的制約。通過調(diào)整土壤pH、添加螯合劑、施加植物營養(yǎng)等方式，人們可以提升植物修復效果。

3 結語

近年來，重金屬污染得到越來越多的關注，筆者首先通過對比不同重金屬對人畜、植物、土壤微生物的危害，明確重金屬污染的嚴重性和重金屬污染修復的重要性，然后總結常見的重金屬污染修復技術，以期為重金屬污染的深入研究提供參考。