土壤重金属污染的现状及其治理

1、土壤重金属污染的现状及其治理摘要：在自然环境中，土壤是非常重要的组成部分，土壤污染同时会对水环境 和大气环境造成污染，会在大气圈、水体圈和生物链中不断进行转移和富集，影 响农产品产量和安全，并通过食物链对动物和人类的生命健康造成危害。本文对 我国土壤重金属污染的现状和治理技术进行分析，以期为我国土壤重金属污染治 理提供借鉴。关键词：土壤；重金属污染；治理技术1我国土壤重金属污染的现状调查资料显示，我国目前大量土地遭受不同程度的重金属污染，其中被重金 属污染的耕地面积约为2x105km2，占我国耕地总量的1/5左右，我国每年土壤 重金属污染导致的粮食减产和粮食污染总量高达2000万t，造成的直接

2、经济损失 高达200亿元。我国土壤重金属污染现状非常严峻，特别在工矿业废区更加严重， 从我国土壤重金属污染地区分布来看，南方地区污染程度显著高于北方地区，尤 其在中南地区和西南地区超标最为突出。1.1具有明显的地域分布特点我国土壤重金属污染分布具有明显的地域性，中部、东部、西部三大地区的 土壤重金属污染情况具有明显差异。其中，中部地区的土壤重金属污染最为严重， 东部和西部地区的土壤重金属污染程度较轻，原因是中部地区是我国主要的金属 矿和煤矿分布地区，矿藏开采造成了大量重金属污染物泄露，中部地区的河南、 山西和湖南，东部地区的广东、辽宁和江苏，西部地区的云南、贵州、重庆和陕 西，这三大地区共计1

3、4个省份已经成为我国土壤重金属污染的重灾区，必须对 这些地区的土壤重金属污染予以高度重视。我国三大地区土壤重金属污染详情如 表1所示。1.2污染物以无机元素为主现阶段，我国土壤重金属污染存在土壤点位超标的现象，具体土壤点位超标 率显示，污染物源以无机元素为主，土壤点位超标率排列在前8位的无机元素包 括铅、铭、镉、锌、砷、镍、铜和汞，尤其以镉元素的超标点位最高，汞元素和 镍元素的超标点位次之，铭和锌元素超标点位最轻。从地域分布特点来看，不同 地区的主要污染物分布各不相同，在我国东北部的黑龙江、吉林和辽宁等老工业 地区，城区、郊区和一些农耕区遭受到严重的镉、砷、汞、铅和铭等金属元素污 染，我国西部

4、土壤重金属污染最为严重的四川、云南和内蒙古等地区遭受到严重 的汞、镉、砷等重金属污染，华南地区有将近一半的农业用地遭受到严重的砷、 汞、镉等重金属元素污染。其中，内蒙古河套地区土壤砷元素超标，对当地居民 的生命安全健康造成严重的威胁。1.3污染治理具有较大的难度重金属污染物在自然条件下很难自然降解，当土壤遭受到重金属污染后几乎 无法自然恢复到原先的状态，而且，重金属污染物在土壤环境中非常容易被土壤 中的胶体吸附并随着时间推移不断累积。此外，土壤重金属污染物在土壤环境中 存在的形态比较复杂，重金属元素中的过渡重金属元素的化学活性较强，这些过 渡重金属元素比较容易发生化学反应，造成土壤pH值不断变

5、化。土壤中的过渡 重金属元素会发生各种化学反应，最终导致重金属元素在土壤中以多种形态和价态存在。2 土壤重金属污染的治理策略2.1采用工程法治理金属污染工程治理法，主要是指替换土壤、客土、深耕翻土等方法。在实际的土壤治 理过程中，可以按照土壤的污染程度不同而选择不同的治理方法。对于轻度土壤 污染来说，可以运用深耕翻土法；对于重度土壤污染来说，可以运用客土或者换 土法。工程治理法是一种原始型的土壤重金属污染治理法，具备治理效果高、治 理彻底等优势；缺点在于：破坏土质结构、治理成本高、治理工程量大、换土无 法处理等，会使土壤水肥严重失衡。2.2采用物理化学法治理金属污染对于土壤重金属污染，采用的物

6、理化学治理法有：热解修复、土壤淋洗、电 动修复以及化学改良等。其中，电动修复技术是一种创新性的原位复原技术，主 要是运用低功率电流在土壤中引导金属离子不断向电极运输，进而消除土壤重金 属污染物。这一技术的优势有：治理成本低、技术原理简易；缺点在于：治理过 程繁琐、土壤性质复杂，技术不成熟。而热解修复技术，主要是加热土壤，使土 壤达到温度沸点后充分发挥气体，然后经过冷却处理隔离出土壤污染物。这种方 法治理质量与处理效率较高，但是工艺繁琐，需要较高的处理成本。2.3运用生物治理技术治理金属污染对于土壤重金属污染来说，生物治理技术主要是借助于植物、微生物等生物 来降低土壤中的金属含量或者金属毒性等，

7、主要分为植物治理与微生物治理等两 种方法。其中，植物治理技术是针对积累于土壤中的重金属污染物，培育可以吸 附重金属的植物来治理污染，实现对土壤重金属污染的治理。这种方法总体来看， 成本投入较低，技术工艺较为简易，适用范围相对广泛，是一种被广泛应用的土 壤治理手段。但是，这种技术对于植物的要求相对较高，治理期限相对较长，甚 至存在一定的潜在风险。2.4生物治理技术2.4.1植物修复法植物修复法是利用自然界已有或者人工培育的植物对土壤重金属污染进行修 复的技术，包括植物提取、植物挥发和植物稳定三种。植物提取是利用重金属超 富集植物将土壤中的重金属元素吸收到植物体内并转移到地上部分，再通过收割 植物

8、地上部分并进行处理，实现降低土壤中重金属污染物浓度的目的。目前已经 发现的重金属超富集植物超过700种，连续种植重金属超富集植物，可以有效降 低土壤中的重金属污染物浓度。在应用植物提取技术时，只有当植物组织中的重 金属元素干重含量在0.1%1.0%时，收割植物地上组织才有较高的土壤治理价值 和经济价值。植物挥发是利用植物根系对重金属离子的吸收，将重金属元素转化 成气态形式挥发到大气中，植物挥发主要针对土壤中Hg和Se的治理，但是会对 大气造成二次污染。植物稳定是指利用超累积植物和耐重金属毒害植物根系对重 金属污染物的吸附和沉淀作用，将重金属污染物积累并固定在植物根系中，防止 污染物随着雨水淋洗

9、和空气扩散进行转移，当地表植被遭到破坏时，植物稳定作 用会失效。2.4.2微生物修复法微生物修复法是通过改变植物根际的微环境，有效提高超富集植物根系对重 金属污染物的吸收、吸附、沉淀、积累和固定的效率，同时可以降低重金属污染 物对超富集植物的毒性。菌根植物的根系表面上的菌丝能够与根际圈内的重金属 污染物接触并直接对重金属污染物进行吸收、吸附和螯合反应，例如，胶菌、硫 酸还原菌、蓝细菌及某些藻类可以分泌胞外聚合物和重金属离子发生反应，结合 形成络合物。此外，研究发现，某些微生物能够将毒性很强的甲基汞转化成可挥 发和毒性较小的Hg单质。3结束语土壤作为农作物成长的必要资源，在人类生活中至关重要。因此，相关部门 应该高度