土壤重金属污染防治途径研究
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作者:杨丹 向仁军 阳志豪 陈才丽
摘要：根据现阶段土壤修复工作的进展情况，分析土壤重金属修复技术的研发及应用情况等，探讨国内土壤污染处理技术的优劣势及未来土壤修复研发工作的重点方向，为目前土壤修复技术的研发者及执行者提供参考。
关键词：土壤污染;重金属;防治措施
中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）09-00-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.09.024
Talking about the ways of prevention and control of soil heavy metal pollution
Yang Dan，Xiang Renjun，Yang Zhihao，Chen Caili
（Hu’nan Research Academy of Environmental Sciences， Hu'nan Provincial Key Laboratory of Water Pollution Control Technology，Changsha Hu’nan 410004，China）
Abstract：According to the progress of soil remediation work at the current stage， Analysis of the research development and promotion of heavy metal pollution in soil，Exploring the advantages and disadvantages of domestic soil pollution treatment technologies and the key directions of future soil remediation research and development work.
Keywords：Soil pollution;Heavy metals;Prevention and treatment
土壤是人類赖以生存和发展的物质基础，是一切生命的源头，长久以来对于土壤，人们理所当然的索取，保护意识薄弱，含重金属的化肥滥用、污水农田灌溉、重金属降尘侵入、含重金属动物粪便堆肥、含重金属固废乱弃等土壤污染引发的农产品质量问题直接威胁了人类的生存及社会的稳定，土壤污染问题成为影响社会可持续发展的重大民生问题。我国土壤重金属污染呈现区域性及复合污染等特点，不能照搬国外的修复技术及修复经验，而目前我国土壤修复技术以实验室研发为主，技术有效性、经济合理性及推广力度不大，土壤修复工作任重而道远。
1 现有防治措施及有效性分析
重金属土壤修复技术主要有物理修复、化学修复、生物修复三大类型。
1.1 物理修复
物理修复即采取物理方法将重金属移除，主要有客土、热解吸、电解析等。客土是将清洁的土壤添加至重金属污染的土壤中或将重金属土壤移除、移位。客土法简单易行，目前在改良废弃矿山地、公路边坡污染土壤等方面已有应用[1]，主要是针对污染面积小、有适合改良土壤取土的地区，对重金属无去除效果。热解吸原理是采取加热的方法将重金属从土壤中解析出来再用冷凝吸附等方式回收解析出的重金属。该种方法仅适用于挥发性重金属污染土壤的治理，如受汞污染的土壤[2]，且考虑到气体的收集，一般建议异位处理。
电解析主要机理是在一定的电流和电压的作用下，不同离子能在电渗和电迁移的作用下向相反的电极移动，由此强化土壤中污染物的传质过程，快速迁移重金属离子 [3]。该方法成本低、环保，可用于复合重金属污染土壤，不适合渗透性较高、传导性较差的土壤。
1.2 化学修复
化学修复主要是利用化学试剂、化学反应或化学原理来降低土壤中重金属的迁移性和生物可利用率，目前常用的方法包括淋洗、固化等。
淋洗是用具有重金属水溶性的提取液对被污染土壤进行洗涤，将重金属离子以离子态或形成金属络合物后溶解至淋洗液等方式分离出土壤中的重金属，再对淋洗液进行处理以去除重金属。该种方法淋洗剂的选择是关键[4、5]，可有效去除土壤中的重金属，但土壤中的肥力因子如氮、磷、钾等有机质也会随着淋洗剂的去除而去除，且淋洗剂的处理易造成二次污染。
固化技术是在土壤中添加固化剂形成渗透性很低的固体混合物从而降低土壤中重金属的活性，常用的添加剂有磷酸盐、石灰、生物炭等，该法易破坏土壤结构，造成土壤结块硬化、失去肥力，且固化的重金属因子可能会随着外界环境的变化而重新获取活性。
1.3 生物修复
生物修复是利用天然或人工改造的生物整体或组分来吸收、降解和转化土壤中的污染物，使污染物的浓度降低到可接受的水平，包括微生物修复、植物修复、动物修复。目前已发现百余种超富集植物能将一种或多种重金属吸收富集至茎、叶、果等部位[6、7]，蚯蚓等动物的活动能提高土壤肥力及土壤间隙率，增加可富集重金属植物的生长，间接提高土壤重金属离子富集效率及迁移速率[8]。
通过对目前土壤修复各技术有效性的分析可知，物理修复和化学技术的推广具有一定的局限性，物理修复效率相对较小且仅适合小面积污染区域，化学修复受化学药剂有效性的制约影响极大且一般存在二次污染，生物修复周期较物理及化学修复技术周期长，但其具有不改变土壤原始功能、成本低、效率高、操作简单、可处理复合型污染土壤、不产生二次污染且重金属可回收至地球循环系统等优点，为目前土壤修复技术中最适合推广应用的技术方向。
2 未来防治方向展望
2.1 严格执法、加强宣传，提高全民保护意识 现阶段土壤的污染很大程度上来源于原监管漏洞。笔者认为，应通过宣传教育等软手段及强制执法等硬手段，提高全民保护意识。在进行末端治理的同时应重视源头消减效应，加快制定适合我国国情的化肥、饲料等产品重金属限量标准;严格制定各行业可进行污水灌溉的污水类型及重金属指标，规范危险废物的处理处置措施及运输措施，采取职能部门负责，全民监督的方式控制重金属对土壤的输入。
2.2 加强技术研发
土壤修复技术各有优劣。笔者認为，生物修复以其可操作性强、效率高、适用性好、无二次污染、重金属资源可回收至地球循环系统等优点，应集中研发力量加大推广及应用，成为未来土壤修复的主要技术。研发的方向应重点在以下几个方面：（1）加强土壤及重金属富集生物的重金属检测技术及检测设备的研发，迅速有效的获取重金属富集及处理效率;（2）针对不同的重金属污染土壤探求修复周期短、重金属富集能力强、生命力强且对人类生命无害的生态物种，并将研发技术从实验室搬出来，形成可推广的适用性较高的生物处理手段;（3）按照各类重金属污染的特点编制有效的可富集生物类型及土壤修复技术操作流程清单，以利于操作者有针对性的高效实施修复操作作业;（4）探索重金属富集生物的综合利用途径，最大程度的将富集后的可用资源送回至地球循环系统。
3 结语
土壤重金属治理修复工作需要源头控制及末端治理双管齐下。其中源头控制主要依赖于制法、执法、监管等管理手段，末端治理的途径有物理修复、化学修复及生物修复等手段。着眼于生态文明建设，适用性强、去除效率高、无二次污染的土壤修复技术应为研发及应用力量集中的方向，生物修复较好的契合了该环保理念，符合中国国情及中国特色的生态文明建设之路。
参考文献
[1]侯李云，曾希柏，张杨珠，等.客土改良技术及其在砷污染土壤修复中的应用展望[J].中国生态农业学报，2015，23（1）：20-26.
[2]余志，赵婷，黄代宽，瞿丽雅，张军方，等.低温热解技术在中试条件下修复汞污染土壤的研究[J].环保科技，2017，23（8）：1-4，12.
[3]侯隽，樊丽，周明远，朱学峰，关杰，高桂兰，等.电动及其联用技术修复复合污染土壤的研究现状[J].环境工程，2017，35（7）：185-189.
[4]吴烈善，咸思雨，孔德超，欧梦茵，邓琼鸽，等.单宁酸与柠檬酸复合淋洗去除土壤中重金属Cd的研究[J].环境工程，2016，34（08）：178-181+165.
[5]陈欣园，仵彦卿，等.不同化学淋洗剂对复合重金属污染土壤的修复机理[J].环境工程学报，2018，12（10）：2845-2854.
[6]刘翊涵，肖智华，邹冬生，曾馨怡，李子涵，等.不同油菜类型对土壤重金属镉污染的响应[J].江苏农业科学，2018，46（23）：362-365.
[7]屈冉，孟伟，李俊生，丁爱中，金亚波，等.土壤重金属污染的植物修复[J].生态学杂志，2008，27（4）：626-631.
[8]唐浩，朱江，黄沈发，等.蚯蚓在土壤重金属污染及其修复中的应用研究进展[J].土壤，2013，45（1）：17-25.
收稿日期：2019-03-05
作者简介：杨丹（1984-），女，汉族，硕士研究生，研究方向为生物质能源。
通信作者：向仁军（1965-），男，汉族，博士，研究员，研究方向为水、大气环境污染控制技术、环境综合管理技术、固废处理处置技术。
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