重金属污染土壤修复技术及其研究进展

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 重金属污染土壤修复技术及其研究 进展 摘 要目前重金属污染土壤的修 复技术主要有物理化学方法、化学修复 方法、植物修复方法和微生物修复方法。 本文通过对这些修复方法的综述，比较 了它们的优势和局限，重点介绍了植物 联合修复技术，并对重金属治理的方法 进行了展望。 中国论文网 /1/view-12790311.htm 关键词 土壤重金属污染；联合 修复；活化；钝化 中图分类号：TM 文献标识码： A 文章编号： 1009-914X（2015）20- 0274-01 目前，重金属土壤的修复技术有 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 物理化学方法、化学修复方法、植物修 复方法和微生物修复方法。物化修复技 术主要包括土壤淋洗、电动修复、化学 固化；化学修复技术主要包括化学改良、 表面活性剂清洗和有机质改良等；植物 修复技术主要包括植物稳定、植物提取； 此外， 微生物修复技术也逐渐受到重 视。 1.1 物理化学修复技术 1.1.1 土壤淋洗 土壤淋洗是用淋洗液来淋洗污染 土壤， 把土壤固相中的重金属转移到 土壤液相。将挖掘出的地表土经过初期 筛选去除表面残渣， 分散大块土后， 与某种提取剂充分混合， 经过筛选分 离后， 用水淋洗除去残留提取剂， 处 理后的土壤可归还原位被再利用， 富 含重金属的废水进一步处理可回收重金 属和提取剂1。用来提取土壤重金属的 提取剂很多， 包括有机或无机酸、碱、 盐和螯合剂， 其中主要有硝酸、盐酸、 磷酸、氢氧化钠、草酸、EDTA 和 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 DTPA 等2，但是此法可能会产生淋溶 地下水的风险。 1.1.2 电动修复 主要修复受污染的低透水系数土 壤， 其原理是将电极插入受污染土壤， 通过施加微弱电流形成电场， 孔隙中 的地下水可作为传导的介质。电场可产 生各种电动力效应，使得污染物沿电场 方向定向迁移。到达电极区的污染物经 过电沉降、沉积或共沉积等方式在电极 棒附近抽水，或者以与离子交换树脂复 合的方式将污染物集中处理或分离3。 研究发现， pH 控制着土壤溶液中重金 属离子的吸附与解吸、沉淀与溶解等， 而且酸度对电渗速度有明显影响， 所 以为了控制土壤体系 pH 值的变化，提 高修复效率，需要耗费很大的成本。 1.1.3 化学固化 化学固化就是加入土壤添加剂 （固化剂）改变土壤的理化性质， 通 过重金属的吸附或共沉淀作用改变其在 土壤中的存在形态， 从而降低其生物 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 有效性和迁移性，是一种有效的方法。 原位固化技术可大大降低修复成本， 但该法不是一个治本的措施， 重金属 仍滞留在土壤中， 且对土壤破坏较重， 如果土壤中必需的营养元素也发生沉 淀，会导致微量元素缺乏， 土壤破坏 后一般不能恢复原始状态， 不宜进一 步利用，而且对其长期有效性和对生态 系统的影响不甚了解， 也缺乏这方面 的研究4。 1.2 化学修复技术 1.2.1 化学改良剂修复 目前较常用的方法是向土壤中添 加改良剂（抑制剂） ， 磷酸盐、石灰和 硅酸盐被认为是处理重金属污染的常用 改良剂。 1.2.2 表面活性剂修复 利用表面活性剂润湿、增溶、分 散、洗涤等特性，改变土壤表面电荷和 吸收位能，或从土壤表面把重金属置换 出来， 以络合、螯合物的形式存在于 土壤溶液中，加快重金属在土壤溶液中 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 的流动性。这种方法会增加土壤溶液中 重金属的含量，同时会污染地下水源， 不能过度使用。 1.2.3 有机质改良法 有机质对重金属污染土壤的净化 主要是通过腐殖酸与金属离子发生络合 反应来进行的， 有机质中的-COOH、- OH、-C=O 和-NH2 等均能与重金属发 生络合、螯合，使土壤中重金属的水溶 态和交换态明显减少。 1.3 植物修复技术 1.3.1 植物稳定 通过耐重金属植物及其根际微生 物的分泌作用螯合、沉淀土壤中的重金 属， 可降低其生物有效性和移动性， 并防止其进入地下水和食物链， 减少 对环境和人类健康危害的风险。植物在 植物稳定中主要有两种功能：保护污 染土壤不受侵蚀， 减少土壤渗漏来防 止金属污染物的迁移；通过金属在根 部的积累和沉淀或根表吸持来加强土壤 中污染物的固定。研究发现， 有些植 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 物可降低土壤中重金属的生物有效性， 缓解重金属对环境中生物的毒害作用5， 同时植物可以通过根际微生物改变根际 环境的 pH 值和 Eh 值来改变重金属的 化学形态，从而固定土壤中的重金属。 然而植物稳定并没有彻底清除土壤中的 重金属，如果环境条件变化，重金属的 生物有效性可能又改变6。 1.3.2 植物提取修复 种植重金属积累植物或超积累植 物，它们可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。植物提取修复重 金属污染土壤的过程共分为四个部分： 土壤中重金属的释放。交换态的重金 属溶解性很大， 更易被植物吸收。但 碳酸盐结合态同样也易于溶解， 植物 对重金属的吸收与交换态及碳酸盐结合 态关系最紧密；根对金属离子的吸收； 金属离子从根到地上部的运输；植 物地上部对金属离子的忍耐和积累。 1.4 微生物修复 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 受到重金属污染的土壤， 往往 富集多种耐重金属的真菌和细菌， 微 生物可通过多种作用方式影响土壤重金 属的毒性。微生物对土壤中重金属活性 的影响主要体现在以下两个方面：一是 生物吸附；二是生物转化7。微生物对 重金属的生物吸附机理有三种， 主要 表现在：胞外络合作用；胞外沉淀 作用；胞内积累作用。 2.土壤修复技术的两大机理 改变重金属的生物有效性在修复 重金属污染土壤时有重要的作用，一般 通过使用不同的改良剂（钝化剂或活化 剂）来改变重金属的生物有效性。总结 上述方法，可知按照增大和降低其生物 有效性可将土壤修复技术的机理分为以 下两种：活化技术和钝化技术。 2.1 活化 土壤重金属的活化可通过溶解、 解吸、螯合和络合反应来实现，使重金 属从土壤固相转移到土壤液相，从而增 加其生物有效性。活化剂例如螯合剂和 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 解吸剂等可以加强土壤重金属的移动， 有利于植物根系对重金属的吸收，且淋 洗土壤时重金属更易移动到土壤溶液中 8。但是，活化技术的缺点是缺少可有 效吸收浸出重金属的植物。 2.2 钝化 土壤重金属的钝化主要是通过吸 附、沉淀和络合反应使重金属在原位钝 化或固定，减少重金属从土壤液相向土 壤固相的转移，从而降低其生物有效性 和迁移性。 钝化剂例如沉淀剂和吸附材料可 降低重金属的生物有效性和移动性，从 而避免金属通过植物吸收进入食物链中 或者污染地下水。从长远来看，钝化剂 对重金属的固定作用可能会随时间而变 化，其钝化的稳定性还有待考究，因此 该法也是有一定局限性的。 3.结论 综上所述，各种重金属污染土壤 修复技术都有各自的优点和缺点，根据 修复技术最根本的两个原理活化和 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 钝化，可知植物-改良剂联合修复技术