土壤修复技术及优缺点

土壤修复技术及优缺点 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

土壤是植物生长繁育的自然基地，是农业的基本生产资料，是人类赖以生存的极其重要的自然资源。随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，土壤重金属污染日益严重。土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点。土壤中有害重金属积累到一定程度，不仅会导致土壤退化，农作物产量和品质下降，而且还可以通过径流、淋失作用污染地表水和地下水，恶化水文环境，并可能直接毒害植物或通过食物链途径危害人体健康。

不同污染类型的土壤污染，其具体治理措施不完全相同，目前，重金属土壤的修复技术主要有工程措施，物理化学方法，植物修复方法以及微生物修复方法。

工程措施主要包括客土、换土和深耕翻土等措施。通过客土、换土和深耕翻土与污土混合，可以降低土壤中重金属的含量，减少重金属对土壤-植物系统产生的毒害，从而使农产品达到食品卫生标准。深耕翻土用于轻度污染的土壤，而客土和换土则是用于重污染区的常见方法，在这方面日本取得了成功的经验。工程措施是比较经典的土壤重金属污染治理措施，它具有彻底、稳定的优点，但实施工程量大、投资费用高，破坏土体结构，引起土壤肥力下降，并且还要对换出的污土进行堆放或处理。

物理化学方法是当前重金属污染土壤修复研究的热点，也是最为成熟工程上应用最为广泛的修复技术，主要包括固化/稳定化技术，土壤淋洗技术，电动修复技术和电热修复技术等。

固化/稳定化技术是通过固态形式在物理上隔离污染物或者将污染物转化成化学性质不活泼的形态，从而降低污染物质的毒害程度。如通过施加水泥等固化土壤重金属的固化修复技术，或向土壤投入无机或有机改良剂，改变土壤的

酸碱性、氧化还原条件或离子构成情况，进而对重金属的吸附、氧化还原、拮抗或沉淀作用产生影响的稳定化技术。但固化/稳定化方法只是改变了重金属在土壤中的形态，不能使重金属真正的土壤中脱离，随着环境条件的改变，其生物有效性也可能变化，容易再度活化而危害土壤环境。

土壤淋洗技术是运用试剂与土壤固相中的重金属作用，形成溶解性的重金属离子或金属络合物，然后用清水把污染物冲至根层外，再利用含有一定配位体的化合物冲淋土壤，使之与重金属离子形成更稳定的络合物，或用带有阴离子的溶液，如碳酸盐、磷酸盐冲洗土壤，使重金属形成化合物沉淀。该项技术的关键是提取液的选择，既能提取重金属，又能不损害土壤结构。如果提取液选取不当，很可能造成二次污染。土壤淋洗修复技术具有适用范围广、见效快、处理容量大、效果显著等特点，具有较好的实际应用前景。

电动修复是指在污染土壤中插入电极对，并通以直流电，使重金属在电场作用下通过电渗析向电极室运输，然后通过收集系统将其收集，并作进一步的集中处理。电动力修复技术只适用于污染范围小的区域，但是受污染物溶解和解吸的影响，且不适于酸性条件。该项技术虽然在经济上是可行的，但是由于土壤环境的复杂性，常会出现与预期结果相反的情况，从而限制了其运用。

电热修复是利用高频电压产生电磁波，产生热能，对土壤进行加热，使污染物从土壤颗粒内解吸出来，加快一些易挥发性重金属从土壤中分离，从而达到修复的目的。该技术可以修复被Hg 和Se等重金属污染的土壤。另外可以把重金属污染区土壤置于高温高压下，形成玻璃态物质，从而达到从根本上消除土壤重金属污染的目的。

植物修复技术是利用天然植物及其根际微生物的生长代谢去除、转化和固定土壤中的重金属，从而实现地下水净化目的的技术，包括植物提取、植物挥发和植物稳定。植物提取即利用重金属超积累植物从土壤中吸取金属污染物，随后收割地上部并进行集中处理；植物挥发是利用植物根系吸收金属，并将其转化为气态物质挥发到大气中；植物稳定是通过金属在根部的积累沉淀或根表吸收来加强土壤中重金属的固化。植物修复技术适用于多数重金属的处理，应用性很强，适合大面积污染场地治理，但该处理对土壤条件要求较高，受环境因素限制较大，修复深度仅为根际范围，修复周期长，而且重金属浓度过高会显著抑制植物的正常生长。

近些年来，微生物修复技术也逐渐得到人们的重视，有些微生物具有嗜重金属性，利用微生物对重金属污染介质进行净化，在水体污染中被证明是一种很好的方法。如果用于土壤环境的处理，可能是一种行之有效的方法，目前已进行了积极研究。据报道，日本发现一种嗜重金属菌，能有效的吸收土壤中的重金属，但存在着土壤与细菌分离的难题。如果得到妥善的解决，将是一种很有发展前景的处理方法。