土壤重金屬污染的有效治理途徑

1、土壤重金屬污染的有效治理途徑土壤是人類賴以生存的自然環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要資源，世界面臨的糧食、資源和環(huán)境問題 與土壤密切相關(guān)。隨著全球工業(yè)的迅猛發(fā)展，有害重金屬通過(guò)各種途徑進(jìn)入土壤，造成污染。土 壤污染不僅影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，還導(dǎo)致地下水污染，嚴(yán)重危害人類的健康。據(jù)報(bào)道，全世 界每年平均排放Hg為1.5萬(wàn)t，Mn為1500萬(wàn)t，Cu為340萬(wàn)t，Pb為500萬(wàn)t，Ni為100萬(wàn)t。 我國(guó)有大量的土地遭受著重金屬的污染，對(duì)我國(guó)的糧食生產(chǎn)和食品安全帶來(lái)了嚴(yán)重的問題。土壤重金屬污染的特點(diǎn)土壤重金屬污染物主要是指汞、鎘、鉛、格、鋅、銅、鎳、鉆以及類金屬砷等，重金屬在土 壤中不易隨水淋溶，不能被微生

2、物分解，具有明顯的生物富集作用。重金屬主要通過(guò)對(duì)作物的產(chǎn) 量和品質(zhì)的影響來(lái)表現(xiàn)其危害，因此土壤污染具有較長(zhǎng)潛伏期。由于土壤污染物及地域的復(fù)雜性， 土壤一旦受到污染，其治理不僅見效慢，費(fèi)用高，而且受到多種因素的制約。目前來(lái)說(shuō)，重金屬 污染的治理主要有兩種途徑：（1）改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)以使其固定，降低其在環(huán)境中 的遷移性和生物可利用性；（2）把重金屬?gòu)耐寥乐腥コ?，一般采用物理、化學(xué)、生物等措施，本 文將從這幾個(gè)方面論述治理土壤重金屬污染的有效途徑。物理方法2.1去表土、換土、客土、深耕翻土去表土技術(shù)是利用重金屬污染土壤表層土的特性，去除表層污染土壤后，耕作活化下層土壤 或覆蓋未被污染活性

3、土壤的方法，轉(zhuǎn)移的表層土可堆放到非農(nóng)田地或用于建筑、進(jìn)行固定化處理。 換土法是將表土移走后換上新的干凈土壤，重金屬主要積聚在細(xì)粒中，可通過(guò)過(guò)篩等技術(shù)，減少 換土量?？屯练ㄊ峭ㄟ^(guò)向污染土壤中加入大量的干凈土壤，覆蓋在表層或混勻，使污染物濃度降 低或減少與根系的接觸，達(dá)到減少其危害的目的?？腿胪寥缿?yīng)選擇質(zhì)地粘重或有機(jī)質(zhì)含量高的土 壤，以增強(qiáng)土壤的環(huán)境容量。通過(guò)深耕翻動(dòng)土壤，也可以使人表層中重金屬含量降低，但只適用 于土層深厚的土壤且污染較輕，同時(shí)要增加施肥量，以彌補(bǔ)耕作層養(yǎng)分的減少。2.2電動(dòng)力修復(fù)通過(guò)在土壤中外加一直流電場(chǎng)，在電解、電遷移、擴(kuò)散、電滲及電泳的作用下，污染物在電 場(chǎng)中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，流

4、向土壤中的一個(gè)電極，然后通過(guò)工程化的收集系統(tǒng)將電極收集起來(lái)進(jìn)行處理。 研究表明，電流能打破所有的金屬一土壤鍵，該技術(shù)在去除低滲透性土壤中的鉛、砷、格、鎘、 銅、鈾、汞和鋅等重金屬是非常有效的。2.3熱解吸法對(duì)土壤進(jìn)行加熱升溫將有害物質(zhì)趕出土壤并收集起來(lái)進(jìn)行集中處理，一般用于易揮發(fā)性有害 物質(zhì)污染如汞、硒的治理。此項(xiàng)技術(shù)已成功地治理了 2300t以上被汞污染的土壤。2.4提取法提取法包括洗土法、堆攤浸濾法和沖洗法。運(yùn)用試劑和土壤中的重金屬作用，形成溶解性的 重金屬離子或金屬一試劑絡(luò)合物，然后用清水把污染物沖至根耕層外，再用含有一定配位體的化 合物或陰離子與重金屬形成較穩(wěn)定的絡(luò)合物或生成沉淀，以防

5、止污染地下水，最后從提取液中回 收重金屬，并循環(huán)利用提取液?，F(xiàn)在可以利用EDTA、CDTA等重金屬螯合劑來(lái)提高重金屬離子 流動(dòng)性?；瘜W(xué)方法3.1施加改良劑常用的改良劑有石灰性物質(zhì)、磷酸鹽、鋼渣、高爐渣、粉煤灰及膨潤(rùn)土等。在重金屬污染的 酸性土壤中，施用石灰、粉煤灰等堿性物質(zhì)，能提高土壤的pH值，降低重金屬的溶解性，從而 有效的降低了植物體的重金屬濃度。在堿性土壤中施用磷酸鹽類物質(zhì)可使重金屬形成難溶性磷酸 鹽，在一定的酸堿度下，重金屬能被鐵、錳氧化物所固定，在土壤中施用的鋼渣被腐蝕轉(zhuǎn)化為鐵 的氧化物，通過(guò)沉淀吸附作用固定土壤中鎘、鎳及鋅離子。在砷污染的土壤中添加硫酸鋅或氯化 鎂可形成難溶的鋅、鎂

6、砷酸鹽。在重金屬污染嚴(yán)重的土壤中放入含硫物料，能使土壤中的鎘汞形 成硫化鎘、硫化汞沉淀。3.2離子拮抗作用由于土壤環(huán)境中重金屬具有拮抗作用，因此可向某一重金屬元素輕度污染土壤中放入少量的 與該金屬有拮抗性的另一重金屬元素，以減少植物對(duì)該重金屬的吸收?；瘜W(xué)性質(zhì)相近的Ca和Sr、 Cd和Zn、K和Cs等之間都可能產(chǎn)生拮抗作用。農(nóng)業(yè)調(diào)控4.1改變耕作制度選種抗污染作物品種，或篩選出在食用部位累積污染物少的品種；種植不進(jìn)入食物鏈的植物， 如種植樹木、花草等觀賞或經(jīng)濟(jì)作物；選擇能降低土壤重金屬污染的化肥，來(lái)降低土壤重金屬污 染。4.2增施有機(jī)肥由于有機(jī)肥中大量的官能團(tuán)和較大比表面積的存在，可促進(jìn)土壤中的

7、重金屬離子與其形成重 金屬有機(jī)絡(luò)合物，增加土壤對(duì)重金屬的吸附能力，提高土壤對(duì)重金屬的緩沖性，從而減少植物對(duì) 其的吸收，阻礙其進(jìn)入食物鏈，所以，增施綠肥、廄肥、腐殖酸類有機(jī)肥可以影響重金屬在土壤 中的形態(tài)及植物對(duì)其的吸收。生物方法5.1植物萃取作用利用重金屬超積累植物從土壤中吸取一種或者幾種重金屬，并將其轉(zhuǎn)移、儲(chǔ)存在地上部，隨 后收割地上部并集中處理，連續(xù)種植這種植物，以使土壤中的重金屬含量降低到正常范圍之內(nèi)。5.2植物的揮發(fā)及根際過(guò)濾作用利用植物的吸收、積累和揮發(fā)而減少土壤中的一些揮發(fā)性污染物，如汞和硒。植物將污染物 吸收到體內(nèi)后將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，釋放到大氣中。再者，植物通過(guò)改變根際環(huán)境，使重金

8、屬的形態(tài) 發(fā)生化學(xué)改變，通過(guò)在植物的根部積累和沉淀，減少重金屬在土壤中的移動(dòng)性。5.3動(dòng)物及微生物修復(fù)利用土壤中的某些低等動(dòng)物如蚯蚓、鼠類等吸收土壤中的重金屬，因而能在一定程度上降低 污染土壤中的重金屬含量。蚯蚓能通過(guò)增加土壤重金屬的活性使得植物吸收重金屬的效率增加。土壤中的某些微生物對(duì)重金屬具有吸收、沉淀及氧化還原等作用，可以降低重金屬的毒性。 某些微生物能夠產(chǎn)生胞外聚合物，這些物質(zhì)具有大量的陰離子基團(tuán)，從而與重金屬離子結(jié)合而解 毒。在重金屬的脅迫下，微生物能通過(guò)自身的生命活動(dòng)積極地改變環(huán)境中的重金屬的存在狀態(tài)， 也可以通過(guò)改善土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、改良土壤的理化性質(zhì)和影響植物根分泌等過(guò)程間接地影

9、響重金 屬形態(tài)。在重金屬治理的研究中取得成就的同時(shí)，還有一些理論和技術(shù)問題需要突破。如在各種處理 的方法中，物理、化學(xué)方法效果雖好，但費(fèi)用太高，工程量大，只適用于小范圍內(nèi)重度污染的土 壤，農(nóng)業(yè)方法時(shí)間長(zhǎng)，用于輕度污染。生物修復(fù)雖然費(fèi)用低廉，且有一定的經(jīng)濟(jì)效益，但超積累 植物往往植株矮小，生物量較低，生長(zhǎng)速度慢，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，且受土壤水分、鹽度及酸堿度的影 響，投諸實(shí)踐仍有困難。鑒于以上的論述，我們可以利用現(xiàn)代生物技術(shù)篩選出一些重金屬排異的植物，特別是一些農(nóng) 作物，減少其向可食用部位轉(zhuǎn)移、積累，降低其在食物鏈中的數(shù)量，對(duì)于人類尋找一種既對(duì)污染 物有較高的抗性，又能保證生物產(chǎn)品具有較高的安全性，為污染土壤的再利用提供了一種嶄新的 廣闊途徑。參考文獻(xiàn)：楊景輝.土壤污染與防治M.北京：科學(xué)出版社，1995.高粱.土壤污染及其防治措施J.農(nóng)業(yè)環(huán)