土壤修复技术范文

关键词：重金属污染；主要原因；修复技术

Abstract:Sincetheimplementationofthepolicyofreformandopeningup,inamarketeconomyenvironmentandconditions,China'ssocialistmodernizationconstructionhasmaderapiddevelopmentandprogress,increasinginternationalstatus,people'slivingstandardandqualityoflifehasbeengreatlyimproved,Chinahasenteredaneweraofall-rounddevelopment.Butwiththerapiddevelopmentofeconomy,theenvironmentalpollutionproblemshavebecomeincreasinglyprominent,decreasethequalityoflivingenvironment,notonlydoesharmtopeople'shealth,butalsobringssomeseriousconsequencesfortheother,graduallybecomeaglobalhottopic.Thispapermainlyfromthetwoaspectsofthemainreasonscausingsoilheavymetalpollutionandsoilheavymetalpollutionremediationtechnologywerediscussed.

Keywords:heavymetalpollution;mainreason;repairtechnology

中图分类号：[TU984.11+5]

引言：土壤重金属污染给人们所带来的危害具有长期性、潜在性的特点，近年来随着城镇化进程的不断加快和工业生产的发展，越来越多的有害物质进入到了土壤中，因此我们必须要充分了解土壤中重金属的来源，并积极应用各种各样的土壤重金属污染修复技术，最大限度地缓解土壤重金属污染，给人们创造一个更加健康舒适的生活环境，从根本上提高人们的生活质量。土壤重金属污染作为环境污染的一个重要方面，不仅破坏了生态环境，同时也给人们的正常生产和生活带来了极大的威胁，因此对于这一问题，相关部门和人员必须要给予足够的重视，积极采取有效措施加以解决。

一、造成土壤重金属污染的主要原因

1.工业三废的排放

在我国，矿产冶炼加工、化工、电镀、电池、以及塑料等行业所排放的重金属是造成土壤重金属污染的主要工业源，由于大多数工业企业污染物处理意识淡薄，并没有配备足够的处理设备，就使得工业废水、废气、废渣等不断排放到土壤或者是水体中，造成严重的环境污染，危害人们的身体健康。

2.燃煤释放

当前我国使用范围最广的能源依然是煤炭，不仅是因为我国的煤炭资源储量丰富，同时也是由于其价格相对较低，这就造成煤炭燃烧时向空气中排放大量的有害气体，这些气体经过沉降就会进入到土壤中，对土壤造成污染，进而对人体健康和整个生态系统产生长期效应。

3.垃圾的堆放

如果垃圾堆放的时间较长，就会使其中的重金属进入到土壤中，导致区域土壤的重金属含量大量增加。特别是城市垃圾中含有较多的重金属，在雨水的冲刷之下会将其中的有毒元素释放到土壤中，由于这些有毒元素大多以有效态的形式存在，难以结合成残渣状态，就使得其在土壤中具有较大的迁移能力，进而对地下水造成污染。

4.化肥和农药的使用

化肥和农药是农业生产中必不可少的物资，对于促进农业生产发展具有非常重要的意义，但是如果使用不合理就会使土壤遭受重金属污染。这是因为在化肥和农药中含有较多的重金属元素，而土壤自身的环境容量又相对较低，长期使用会积累超标含量的重金属，进而使农产品受到污染，一旦食用就会对人体造成伤害。

二、土壤重金属污染修复技术

1.工程修复

工程修复主要指的是采用换土、客土、以及深耕翻土等一些措施，有效降低土壤中的重金属含量，从而减少对植物系统的毒害，保障农产品安全。一般，换土法和客土法主要用来治理重污染区，而深耕翻土法则主要用于重金属污染程度较轻的区域。总的来讲，工程修复比较稳定、彻底，但是由于工程量比较大，成本费用较高，还容易对土体机构造成破坏。

2.物理修复技术

主要分为电热修复、土壤淋洗、电动修复等。针对面积小且污染重的土壤进行修复,适应性广，也是一种治本的措施,但在操作中可能发生二次污染破坏土壤结构并导致肥力下降。

（1）电热修复。电热修复是指通过高频电压产生热能和电磁波,加热土壤,将土壤颗粒中的污染物解吸出来,并从土壤内分离出易挥发的重金属,达到修复的效果。主要针对修复土壤被Se或Hg等重金属污染的情况。此外，也可以将土壤置于高温高压中,使之变成玻璃态物质,最终从根本上修复了土壤中重金属的污染。

（2）土壤淋洗。淋洗法是指用淋洗液冲洗受到污染的土壤,将吸附在土壤颗粒中的重金属变成金属试剂络合物或溶解性离子,再收集淋洗液并回收重金属。此法适用于轻质土壤,修复效果相对较好,但其花费也相对较高。

3.化学修复

化学修复即向土壤中施加改良剂，利用改良剂的吸附、拮抗、氧化还原、以及沉淀等作用，有效降低重金属自身的生物有效性。由于不同的改良剂对土壤中的重金属会产生不同的作用，因此这项技术的重点在于要选择最为合适的改良剂，比较常用的改良剂主要有石灰、硅酸盐、磷酸盐、以及碳酸钙等。但是化学修复是在土壤原位上进行的，并不具有永久性，它只是改变了土壤中的重金属形态，而重金属元素依然存留在土壤中，很容易活化再次危害植物。

4.生物修复

生物修复是一种通过生物技术来修复土壤的新方法。主要利用生物去削减、净化重金属或降低其毒性。此法效果好又易于操作,因而越来越受到人们的青睐,成为几年来污染土壤修复研究中的热点。

（1）植物修复技术。这是一种通过自然生长和遗传作用来培育植物对受重金属污染的土壤进行修复的技术。根据机理和作用过程的不同,此修复技术又可分为植物提取、植物稳定和植物挥发三种类型。

①植物提取。用重金属超积累植物把从土壤中吸收到的重金属污染物转移到地上的部分,再收割地上部分并对其进行集中处理,从而降低土壤中的重金属含量，并达到可以接受的水平。

②植物稳定。用超累积植物或耐重金属植物使重金属的活性降低,减少了重金属通过空气扩散而污染环境或是被淋洗入地下水中的可能性。

（2）微生物修复技术。通过土壤中存在的某些微生物能氧化、沉淀、吸收或还原金属物质,从而降低了土壤中金属的毒性。此外,存在于微生物细胞中的金属硫蛋白对Cu、Hg、Cd、Zn等重金属有强烈的亲和性,而且它对重金属也有富集作用最终能抑制毒性的扩散。但微生物只能对小范围污染的土壤进行修复，因此其能力有限。

三、结束语

科学技术的发展在很大程度上促进了经济的发展和社会的进步，深刻改变了人们的生产和生活方式，具有非常重要的作用。因此，在当前土壤重金属污染日益严重的情况下，我们必须要积极利用各种形式的土壤修复技术来缓解重金属污染、改善土壤质量，为人们创造一个健康安全的生活环境，更好地促进社会主义现代化建设的发展。

参考文献：

[1]王海峰,赵保卫,徐瑾,车海丽.重金属污染土壤修复技术及其研究进展[J].环境科学与管理.2009(11).

[2]袁敏,铁柏清,唐美珍.土壤重金属污染的植物修复及其组合技术的应用[J].中南林学院学报.2007(01).

土壤修复技术范文篇2

关键词：重金属；土壤污染；土壤修复

中图分类号：X131.3文献标识码：A

据农业部数据显示，在全国140万公顷污水灌区中，有64.8%的灌区受重金属污染，其中，轻度污染46.7%，中度9.7%，严重8.4%。重金属污染土壤，污染物滞留时间长、移动性差、不能被降解，并可经水、植物等最终影响人类，治理和恢复难度相当大。

一、该地区污染状况及成因

1、概况

该地区位于某大型冶炼厂的西部，距厂区最近500米，存在引工业废水灌溉现象。该地区土地多为抛荒地。

2、样品采集与测定

1.2.1样品采集

采样人员由环科所、环保局、冶炼厂和当地群众代表等组成，遵照环境样品采集技术规范，按面积随机设采样点。

（1）土壤样品：每个采样点采集表层0-20cm土壤样，部分样点采集亚表层（20-40cm）土壤。

（2）水样样品：采集土壤同时，采集田间及井水、河沟水等。

（3）稻米样品：水稻成熟时采集1个本区稻米样品。

1.2.2监测项目及测定方法

（1）测定项目

必测项目：Pb、Zn、Cu、Cd、As、PH

选择项目：Ni、Cr、氟化物、Hg

（2）测定方法

采用国标法和美国环保局推荐分析方法。

3、土壤环境质量状况

1.3.1调查区土壤监测结果

调查区土壤样品测定结果见表1-1

表1-1调查区农田表层土壤监测结果

对照国家《食用农产品产地环境质量评价标准》，该地区土壤铜元素超标100%，镉元素超标87.5%，一个样品的砷超标。

4、土壤污染成因

1.4.1用污水灌溉。经污水灌溉进入土壤的重金属以不同方式被土壤截留固定。冶炼厂废水虽有处理，但曾有过超标排放，不符合农灌标准，用该工业废水灌溉是土壤重金属污染的主因；

1.4.2气中重金属来自运输、能源、冶金和建材生产而造成的粉尘和气体。除汞外，重金属大多是以气溶胶形态进入大气，经降水和自然沉降进入土壤。结合实际，冶炼厂废气重金属沉降污染不容忽视。

二、土壤重金属污染修复技术

1、工程措施

工程措施主要有换土、客土及深耕翻土等，通过与污土的相混合，降低土壤所含有的重金属，减轻重金属对植物-土壤系统的毒害，进而让农产品符合国家食卫标准。换土和客土用于重污染区，深耕翻土则在轻污染土壤应用。工程措施具有稳定、彻底等优点，但其投资高、工程量大，破坏土体结构，造成土壤肥力下降。此外，还需要对所换污土做处理。

2、物理修复技术

2.2.1电动修复

在电场作用下，经电渗透、电迁移或者电泳，把土壤污物带到电极两端，通过收集系统将重金属元素收集起来集中处理。此技术能够有效地去掉重金属，并步入商业化发展。因为电流可以打破所有金属-土壤键，其对于铅、镉、砷、铜等极为有效。影响电动修复的关键是土壤PH值，可控制PH值改善修复。

2.2.2电热修复

通过高频电压产生的电磁波对土壤加热，从土壤颗粒中把污物吸出来，促进易挥发重金属从土壤分离。该技术用来修复被Se和Hg等污染的土地。此外，将重金属污染土壤放到高温高压下，出现玻璃态物质，从根本上消除污染。

2.2.3土壤淋洗

用淋沅液淋洗土壤，让吸附在土壤上的重金属形成溶解性的金属试剂络合物或离子，再收集淋洗液回收重金属，并循环。选择提取剂是此法的关键，提取剂能选水、化学剂或其他液体，甚至气体。此法适于轻质土壤，有较好的修复重金属污染土壤的效果，但投资巨大，限制商业了化淋洗液。此外，其也容易造成地下水的污染、土壤变性、土壤养分流失等。今后此种方法的重点是开发易被生物降解、对环境污染小、专一性生物表面活性剂。

3、化学修复

向土壤中加化学试剂、有机质、固化剂、天然矿物等改变土壤PH值等，经氧化还原、沉淀、吸附等降低重金属生物有效性。此种方法关键是改良剂的选择，常用沸石、石灰、磷酸盐、碳酸钙等，对重金属作用机理不同改良剂不同。碳酸钙或石灰主要是用来提高土壤pH值，促进Hg、Zn、Cd、Cu等元素形成碳酸盐结合态盐类或氢氧化物沉淀。如果土壤pH>6.5，则Hg就可成碳酸盐或氢氧化物沉淀。向土壤投放硅酸盐钢渣，对Cd、Ni、Zn等有吸附沉淀作用。水田Cd为磷酸镉沉淀，磷酸汞溶解度也小。沸石通过离子交换降低重金属有效性。有机物让重金属形成硫化物而沉淀，而有机物腐殖酸可与重金属离子形成螯合或络合物。

化学修复简单易行，其在土壤原位进行，但非永久措施，因为其只单纯改变土壤中重金属形态，金属仍在土壤中，易再度活化。

4、生物修复

2.4.1植物修复技术

（1）植物提取

通过重金属超积累植物从土壤中吸收污物，转至地上部分再收割集中处理，让土壤中重金属降到可接受水平。一般来说，植物提取是最有效的方式，但是其在技术上也是最难实施的修复技术。现在已经有了提取不同金属植物种类和改进植物提取性能的方法，并得到了逐步的商业推广。

（2）植物挥发

经植物根系分泌特殊物或微生物，让土壤某些重金属转变成挥发形态，有的植物将污物吸到体转为气态释放到大气中。植物挥发技术无须处理污物植物，既经济有效又潜力巨大，但将污物转到大气中，则会对人类和生物有不小风险。

（3）植物稳定

利用超累积植物或耐重金属植物降低重金属活性，减少被淋洗到地下水或经空气进一步扩散污染的可能。通过金属根部积累、沉淀或根表吸收固化土壤重金属。如植物根系分泌物可改变土壤根际环境，改变多价态Hg、Cr、As价态和形态。此外，植物根毛也能直接从土壤交换吸附重金属增加根表固定。

2.4.2微生物修复技术

利用微生物对金属的沉淀、氧化、吸收、还原功效，降低土壤中金属毒性。某些微生物嗜重金属，用其净化重金属污染土壤有独特功效。在长时间受镍胁迫的土壤中，有微生物产生抗性机制来降低镍毒害，并经吸收、沉淀、络合等来减少重金属迁移和生物毒性。同时，微生物细胞内金属硫蛋白对Zn、Cd、Hg、Cu等有强烈亲和性，有富集和抑制重金属毒。但是，微生物修复土壤能力有限，只可以适用在小范围。

5、农业生态修复

主要有两方面：一是农艺修复，有调整作物品种、改变耕作制度、种植非食物链植物、使用可降低土壤重金属的化肥、增施固重金属有机肥等；二是生态修复。调节如土壤养分、水分、pH值及氧化还原状况和外界的气温、湿度等，调控污染物所处环境介质。

6、组合修复技术

修复重金属污染土壤可谓是系统性工程，修复技术多，各有一定效果，但也有局限性；单一技术效率不高，预期目标实现困难。所以，需要应用2种以上技术加以综合才能达到预期效果。

三、结论

土壤作为我们生存的主要条件，是生态环境的重要组成。我国亟需解决重金属土壤污染问题。本文监测分析项目区土壤重金属污染的基础上，评述土壤重金属污染修复技术，旨在推动重金属污染土壤有效修复与综合治理。

参考文献：

土壤修复技术范文

关键词：土壤污染；土壤修复；植物修复技术

中图分类号：Q958.116文献标识码：A

引言

我国土壤污染的总体形势严峻，部分地区土壤污染严重，在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。土壤污染类型多样，呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。土壤污染途径多，原因复杂，控制难度大。土壤环境监督管理体系不健全，土壤污染防治投入不足，全社会防治意识不强。由土壤污染引发的农产品质量安全问题和逐年增多，成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素。由于污染，土壤的营养功能，净化功能，缓冲功能和有机体的支持功能正在丧失。土壤是生态环境系统的有机组成部分，是人类生存与发展最重要和最基本的综合性自然资源。我们不能坐以待毙，要加强研究，采取措施，切实阻止土壤污染继续扩大的趋势，清除被称为“化学定时炸弹”的土壤污染。

1.造成我国土壤污染的原因

1.1过量施用化肥

虽然施用化肥是农业增产的重要措施，但长期大量使用氮、磷等化学肥料，会破坏土壤结构，造成土壤板结、耕地土壤退化、耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、生物学性质恶化，增加了农业生产成本，影响了农作物的产量和质量;未被植物吸收利用和根层土壤吸附固定的养分，都在根层以下积累或转入地下。残留在土壤中的氮、磷化合物，在发生地面径流或土壤风蚀时，会向其他地方转移，扩大了土壤污染范围。过量使用化肥还使饲料作物含有过多的硝酸盐，妨碍牲畜体内氧气的输送，使其患病，严重导致死亡。

1.2农药是土壤的主要有机污染物

全国每年使用的农药量达50万~60万t，使用农药的土地面积在2.8亿hm2以上，农田平均施用农药13.9kg/hm2。直接进入土壤的农药，大部分可被土壤吸附，残留于土壤中的农药，由于生物和非生物的作用，形成具有不同稳定性的中间产物或最终产物无机物。喷施于作物体上的农药，除部分被植物吸收或逸入大气外，约有1/2左右散落于农田，又与直接施用于田间的农药构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药，在植物根、茎、叶、果实和种子中积累，通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。

1.3重金属元素引起的土壤污染

全国320个严重污染区约有548万hm2土壤，大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20%，其中重金属污染占80%，粮食中重金属镉、砷、铬、铅、汞等的超标率占10%。被公认为城市环境质量优良的公园存在着严重的土壤重金属污染。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤，使行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。砷被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂，硫化矿产的开采、选矿、冶炼也会引起砷对土壤的污染。汞主要来自厂矿排放的含汞废水。土壤组成与汞化合物之间有很强的相互作用，积累在土壤中的汞有金属汞、无机汞盐、有机络合态或离子吸附态汞，所以，汞能在土壤中长期存在。镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车尾气沉降，磷肥中有时也含有镉。

1.4污水灌溉对土壤的污染

我国污水灌溉农田面积超过330万hm2。生活污水和工业废水中，含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分，所以合理地使用污水灌溉农田，有增产效果。未经处理或未达到排放标准的工业污水中含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质，会将污水中有毒有害的物质带至农田，在灌溉渠系两侧形成污染带。

1.5大气污染对土壤的污染

大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质，在大气中发生反应形成酸雨，通过沉降和降水而降落到地面，引起土壤酸化。冶金工业排放的金属氧化物粉尘，则在重力作用下以降尘形式进入土壤，形成以排污工厂为中心、半径为2~3km范围的点状污染。

1.6固体废物对土壤的污染

污泥作为肥料施用，常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。工业固体废物和城市垃圾向土壤直接倾倒，由于日晒、雨淋、水洗，使重金属极易移动，以辐射状、漏斗状向周围土壤扩散。

1.7牲畜排泄物和生物残体对土壤的污染

禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物，其性质近似人粪尿。利用这些废物作肥料，如果不进行物理和生化处理，则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染，并通过水和农作物危害人群健康。

1.8放射性物质对土壤的污染

土壤辐射污染的来源有铀矿和钍矿开采、铀矿浓缩、核废料处理、核武器爆炸、核实验、燃煤发电厂、磷酸盐矿开采加工等。大气层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染，放射性散落物中，90Sr、137Cs的半衰期较长，易被土壤吸附，滞留时间也较长。

2.植物修复机理及优点

植物修复是利用可超富集重金属的植物吸收、积累环境中的污染物，并降低其毒害的环保生物技术。根据修复植物在某一方面的修复功能和特点可将植物修复分为三种基本类型：植物提取修复，植物稳定修复和植物挥发修复。

2.1植物修复机理

2.1.1植物提取修复

利用重金属积累植物或超积累植物将土壤中的重金属提取出来，富集并搬运到植物根部可收割部分和植物地上的枝条部位。植物提取修复是目前研究最多且最有发展前途的一种植物修复技术。

2.1.2植物挥发修复

植物挥发是利用植物的吸收、积累和挥发而减少土壤中一些挥发性污染物，即植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态物质释放到大气中。目前，在这方面研究最多的是金属元素汞和非金属元素硒。植物挥发修复技术只限于挥发性重金属的修复，应用范围较小，而且将汞、硒等挥发性重金属转移到大气中有没有环境风险仍有待于进一步研究。

2.1.3植物稳定修复

利用重金属耐性植物降低重金属的活性，从而减少重金属被淋滤到地下水或通过空气载体扩散进一步污染环境的可能性。目前，该技术在矿区大量使用，如废弃矿山的复垦工程，各种尾矿库的植被重建等。值得注意的是植物稳定也并没有将重金属从土壤中彻底清除，当土壤环境发生变化时仍可能重新活化并恢复毒性。植物稳定修复的作用主要有两方面：一是通过根部累积、沉淀、转化重金属，或通过根表面吸附作用固定重金属。二是保护污染土壤不受风蚀、水蚀，减少重金属渗漏污染地下水和向四周迁移污染周围环境。植物稳定修复并没有从土壤中将重金属去除，只是暂时将其固定，在减少污染土壤中重金属向四周扩散的同时，也减少其对土壤中的生物的伤害。但如果环境条件发生变化，重金属的可利用性可能又会发生变化，因而，没有彻底解决重金属污染问题。重金属污染土壤的植物稳定修复是一项正在发展中的技术，若与原位化学钝化技术相结合可能会显示出更大的应用潜力。未来的研究方向可能是耐性植物、特异根分泌植物的筛选，以及稳定修复植物与原位钝化联合修复技术的研究。

2.2植物修复技术的优点

植物修复技术较其他物理的，化学的和生物的方法更受社会欢迎。该技术成本较低，据美国的实践，植物修复比物理化学处理的费用低了几个数量级，此技术在清洁土壤中金属的同时，还可清楚污染土壤周围的大气或水体中的污染物，有美化环境的作用，易为社会所接受。

此外，植物修复重金属污染的过程也是土壤有机质含量及土壤肥力增加的过程，被植物修复过得干净农田更适合多种农作物生长。生物固化技术能使地表长期稳定，控制风蚀，水蚀，有利于生态环境改善，而且维持成本较低。植物的蒸腾作用还可以防止污染物向下迁移，同时，植物把氧气供给根际可促进根际有机物的降解。

3.植物修复技术的局限性及影响因素

3.1植物修复技术的局限性

植物是活的生物体，需要有合适的生存条件，因此植物修复有其局限性：要针对不同污染状况的突然选择不同的生态型植物。重金属污染严重的土壤，适宜选用超积累植物，而污染较轻的土壤则需要选用耐重金属植物；植物修复过程通常较为缓慢，对土壤肥力，气候，水分。盐度，酸碱度，排水与灌溉系统等条件和认为条件有一定的要求；植物修复往往会受土壤毒物毒性的限制，一种植物常常只能吸收一种或两种重金属，对土壤中其他浓度较高的重金属会表现出某些中毒症状，从而限制了植物修复技术在多种重金属污染土壤治理方面的应用；用于清理重金属污染土壤的超累积植物通常都比较矮小，生物量低，生长缓慢，生长周期较长的类型，因而修复效率低，不利于机械作业；用于清理重金属污染的植物往往会通过器官腐烂，落叶等途径使重金属污染物重返土壤。因此必须在植物落叶前收割处理。

3.2植物修复技术的影响因素

为了植物修复修复污染土壤的效率，在设计植物修复技术方案时必须事先考虑如下因素：首先了解受重金属污染的土壤所处的地理，海拔条件，以便选择合适生长在该条件下的耐受重金属植物和超累积植物种类进行污染土壤的植物修复；将整个需要治理的污染土壤纳入土地使用和规划管理方案中进行总体设计与考虑；对土壤的酸碱度，植物的耐盐度进行调查；了解治理土壤的含水量及水分供给状况；掌握拟治理土壤的营养供给状况，以便拟定合适的施肥计划；调金属污染土壤的污染状况，了解重金属的化学形态及植物的可利用性，以便从土壤化学的角度采取相应措施增加植物对重金属的吸收量。此外，对植物遭受自然灾害的复原能力，植物病虫害，良好的灌溉与排水系统也是需要考虑的因素。