重金属污染土壤修复技术及其修复实践

李杨,闫晓寒,曹露,赵珍伟,曹蕾

摘要：随着现代社会、经济和科学技术的不断发展，人们已经认识到土壤资源重金属污染的严重性，因此他们也探索了解决这一问题的相关技术。例如，在土壤修复技术的应用过程中，学习其他国家的技术或管理控制策略，结合中国当地土地资源的特点优化应用技术，完成土壤的结构控制和质量控制。土壤中过量的重金属会对环境、农业等产生巨大影响。因此，有必要结合实际情况合理使用防治措施，以减少土壤污染问题。

关键词：重金属污染；土壤修复技术；修复

1重金属在土壤中的形态

土壤中重金属的形态决定了其危害程度、迁移转化效率。因此，土壤中重金属总量并不是有效评价其生态效应和环境行为的唯一标准。重金属的形态可以通过沉淀、凝聚、溶解、吸附和解吸、沉淀或共沉淀等方式改变，成为决定土壤生态环境的关键因素。根据顺序化学萃取技术，土壤中的重金属可分为水溶性、碳酸盐结合、交换性、有机结合、铁锰氧化、残渣等存在形式。其中，水溶性和可交换形式具有高度毒性和活性；残留毒性弱，相对稳定；氧化的、碳酸盐结合的和有机结合的锰铁通常是不可生物利用的。然而，当土壤pH、Eh（氧化还原电位）、重金属类型、有机物浓度和总碳酸盐含量发生变化时，土壤中的重金属将被释放并变得活跃，对生物构成有毒威胁。因此，在土壤修复中，不仅要注意重金属的总浓度，还要注意其存在状态。

2根源性问题

中国正处于快速发展阶段。为了追求城市化的发展目标，建筑、农业和制造业等相应的社会产业也在迅速发展。在工业发展阶段，存在着生活污水和工业废水排放过量的问题。此外，在农业发展过程中，过度使用杀虫剂会改善土壤、提高作物产量或控制病虫害。各种因素的影响将加剧土壤中的重金属污染问题，影响土壤的整体质量，导致作物减产，甚至通过作物进入人体，导致人体中的重金属中毒，严重威胁生命和健康。目前，土壤重金属污染的根本原因主要包括以下几个方面。（1）污水灌溉污染。在中国北方，干旱和缺水经常发生。为了提高水资源的利用率，人们经常使用污水灌溉。即使在农业灌溉之前，污水处理也会提前完成，但工艺和技术不完善，监管工作不到位，导致水体中存在重金属离子。由于灌溉直接进入土壤，随后的土壤污染问题更加严重。（2）农业生产造成的污染。在当前的社会背景下，人们对材料的需求逐渐增加。受时代影响，为了提高农产品的质量和产量，人们会增加化学试剂的用量，这可能会加剧土壤重金属污染问题。农药中含有大量重金属，还有肥料和尿素等多种微量元素，这将改变土壤结构，长远影响中国农业的发展。（3）城市交通污染。在城市化和现代化的背景下，中国逐步建立了完善的交通网络，方便人们出行。然而，从公路和桥梁建设的实际情况来看，建设用地的拆迁和建筑材料的应用将导致环境中重金属含量的增加，并导致重金属污染。此外，在运输阶段，汽车尾气中含有大量重金属，会影响大气环境，甚至导致酸雨等问题，也会影响土壤质量。然而，中国交通网络的建设仍在继续，汽车数量不断增加，因此交通污染将成为主要污染源。（4）工业污染。从社会发展的角度来看，城市化的发展也将伴随着工业的发展。为了更好地满足人们的需求，中国的工业也迅速发展。例如，采矿、石油开采、化学制药等行业一直在不断发展。在生产过程中，可能会出现大量的废渣、废气和其他污染物。此外，这些污染物将以各种方式混入土壤，造成土壤问题。在一些地区，由于工业发展，土壤和水源受到了大范围的污染，对当地居民的生活和健康极为有害。

3重金属污染土壤修复技术的优化方式

3.1使用电动修复技术

在土壤修复阶段，物理修复可以达到理想的技术效果，也是土壤污染修复的关键技术。电修复技术可以将重金属污染土壤的不同电极分布，并利用电极形成直流电来完成技术处理。由于电场的影响，土壤中的重金属离子可能会转移到现场，具有电渗、电泳等修复效果。一些研究人员使用净化土壤的修复技术，即电极处理。修复土壤中的特殊元素，以改善土壤的功能。在研究阶段，技术应用相对简单，可以提高研究的针对性和最终技术效果。这是土壤结构调整阶段的技术突破。在土壤中添加相应的辅助试剂可以降低重金属在土壤中的溶解度，提高修复效率。目前，电修复技术仍处于起步阶段，技术人员仍需不断突破和完善，以达到技术应用的效果，为重金属检测和土壤修复提供先进的技术条件。

3.2玻璃化修复技术

被重金属污染的土壤被加热到约2000℃并溶解，然后迅速冷却，形成稳定的玻璃状物质，这就是所谓的玻璃化修复技术。其修复机制是重金属离子将与玻璃状无定形网格化学结合，并被捕获形成惰性物质，使其成为具有低浸出率和孔隙率的玻璃化材料，从而从土壤中去除重金属。玻璃化修复技术通常在温度控制方面很严格。加热土壤会增加其修复成本。太阳能加热可以显著节省修复成本。添加活性炭、纳米材料、生物炭、粉煤灰等可以提高玻璃化修复的效率。

3.3工程修复形式

在矿区的生产作业过程中，土壤和岩石中的重金属可能会释放出来，这可能导致相关固体废物处理阶段出现更严重的金属污染问题。在处理工业废气污染的过程中，工业生产废气会排放到外部，完成土壤的沉降处理，因此所含的金属物质会深入土壤，造成土壤污染。因此，应采用小规模修复技术提前进行预防管理。我们应该做好工业废水的污染控制，特别是在一些水资源稀缺的地区。将工业废水用于农业用水也可能导致重金属污染。通过工程修复和污染控制处理的重金属土壤的主要类型是置换土、外来土、翻土、深耕和其他技术。该技术方案的使用可以改善重金属污染的状况，使受污染的土壤可以与新的土壤混合，从而降低土壤中金属含量的比例，并配合相应的技术处理重金属污染物，可以避免在受污染的土地上种植水果和蔬菜的质量问题，以确保作物的可食用性。针对表土重金属污染问题，表土法可以去除表土，活化深层土壤。土壤置换法可以用未受污染的土壤替代受污染的土。深耕法主要用于将受污染的土壤翻上翻下，以减轻该地区的土壤污染，控制污染浓度。

3.4客土和换土修复技术

外来土壤和土壤置换是指清除受重金属严重污染的土壤，并将未受污染的土壤用于填埋和置换。土壤置换、土壤置换和深耕等方法构成了土壤置换和土壤恢复技术。深耕可将受重金属污染的土层翻到底部，适合轻度污染的土壤；对于严重污染的土壤，应采用外来土壤修复技术。尽管上述修复技术具有良好的修复效果和高效性，但仍存在人力物力消耗、投资高、破坏原有土壤肥力等问题。因此，该技术一般仅适用于土壤污染面积较小的情况。

3.5农业生态修复技术

农业生态修复是一种新型的修复技术，它可以实现耕作制度的调整、作物品种的改良、土壤化学性质的优化、土壤水分、pH、氧化等条件的调节。通过调整土地利用类型，向土壤中添加有机肥、控制化肥等物质，尽可能减少重金属物质的危害。在这项技术的应用过程中，中国研究人员进行了大量的实践研究，并取得了一定的研究成果。该技术的使用具有一定的优势，可以控制相关企业的经济投入，土壤处理不会造成其他问题。因此，在中度或轻度污染的土壤中，该技术具有明显的优势。然而，从实际角度来看，该技术的应用具有较长的修复周期，这也将影响土壤修复的效率。在中国，人均耕地面积较小，耕地质量相对较低。在社会发展阶段，与空气污染和水污染的治理相比，土壤污染治理的理论和实践研究存在许多不足。在重金属修复阶段，不仅要提高技术应用效果，还要在政策支持下做好重金属污染源治理工作。结合当地土地和环境的实际情况，采用有针对性的修复技术或联合修复方案，确定修复技术流程，提高土地修复效果。

4结论

综上所述，我国在土壤重金属污染的修复阶段仍处于不断探索和实践的过程中。使用任何重金属污染土壤修复技术都可以缓解土壤质量问题。不同的技术具有不同的应用优势。如果能够制定科学的修复方案，优化技术形式，可以大大提高修复过程中土壤修复的效果。

参考文献：

[1]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，2020,32(3):9.

[2]王金泉.重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J].工程技术(引文版)，2020(06):144.

[3]许丹丹，王玉铎.重金属污染土壤修复技术及其研究进展[J].中国科技博览，2020(20):1.