科技论坛 · ３ · 浅谈土壤重金属污染处理法优缺点 贾玲 （辽宁沈阳１２０００４１） 摘要：土壤重金属污染已成为一个世界性环境问题，引起了人们高度关注。本文主要介绍了土壤重金属的来源、危害与污染现状， 描述了土壤重金属污染不同修复方法的原理、优缺点、实用性和国内外研究概况。 关键词：土壤；重金属污染；修复 １研究背景与意义 植物的种类缺乏及现行超富集植物的生物量过小、对复合土壤污染 污染是指地球三大介质中物质和能量的畸形分布。土壤污染目 效果并不显著等等。各技术在理论性、适应性、适用性、实用性和社 前大致可归结为三大类：一是外源物质添加论，即人类活动向土壤 会经济性等方面存在各自特性，因此特定场合治理重金属污染土壤 添加有毒有害物质便构成了土壤污染；二是相对超背景论，即土壤 工程修复时，要因地制宜，根据当地的社会情况、经济能力、土壤性 中某元素的含量超过该区域土壤中该元素背景值加两倍标准差时， 质、污染物性质等因素，进行修复技术的合理选择和组合，使工艺设 即认为土壤被某元素侵染；三是土壤性能受损论，即人类活动导致 计优化。 有害物质侵入土壤，超过土壤本身自净能力而使土壤性质和成分发 生物修复特别是植物修复技术作为新兴绿色修复技术现已被 生变异，导致对人体健康造成危害的现象称为土壤污染。 广泛认可和应用。随着对其研究进一步深化，会有更多的成果支撑 ２研究现状和进展 该项技术的应用到实际，并逐步迈向商业化。运用分子生物学和基 ２．１现阶段研究状态 因工程技术，提高超级类植物的重金属含量和生物产量以及培育新 现阶段重金属土壤污染修复技术的基本原理主要包括两方面： 的重金属超富集植物，深入开展重金属富集机理研究，已成为环境 ２．１．１固化作用即原位法，增加土壤内颗粒吸附重金属的能力， 科学的前沿课题。 减少或避免重金属迁移和生物利用性。 ４深化研究内容 ２．１．２活化作用即异位法，将重金属从土壤基质中排除。根据这 ４．１超积累植物的培育和选择 两个方向，提出相应物理、化学和生物相修复技术。 我国野生植物资源相对丰富，进行超积累植物资源调查，寻找 ２．２方法优缺点 超积累植物，进行培育、驯化以满足实际操作。收集并建立超积累植 ２．２．１物理法： 物数据库，从超积累植物时间、空间、科属分布特点出发，并以此作 ａ．电能：在被污染土壤两端施加直流电压，形成梯度电场，重金 为行动的指导思想。 属污染物在梯度电场作用下通过迁移，渗流、电泳等方式聚集至两 ４．２加强基础理论研究 端电极，待收集或处理。电能修复具有低能耗、彻底修复、经济效益 有关植物超量吸收重金属的机理至今仍不清楚，包括植物中重 金属的赋存形态、植物积累限制、根际环境条件，重金属生物有效性 高等优点，但该技术对大规模污染土壤修复并不理想。 ｂ．热能：对含有挥发性重金属土壤进行加热升温，将可挥发污 制约等大量基础理论问题有待深人研究。 染物从土壤中解吸。排除土壤水分过程中需消耗大量能量，致使土 ４．３分子生物学和基因工程技术的应用 壤有机质成份和物理结构改变，另外某些元素蒸汽进入大气会造成 基因工程和现代分子生物技术与土壤植物系统重金属污染研 二次污染。 究工作的结合，将自然界中超累积植物的耐重金属、超累积基因移 ２．２．２化学法： 植到生物量大、生长速率快的植物中去，以克服天然超累积植物的 ａ．汽液淋洗；利用淋洗来处理污染土壤，淋洗液带入的有机质与 缺点，提高植物修复效率使其实用化。近些年来，在砷、汞、镉、锌等 吸附在土壤颗粒的重金属形成溶解性离子或金属络合物，收集淋洗 重金属元素转基因植物研究方面已初获成果，预期基因技术的应用 液并同重金属。淋洗法只适用轻质土壤，对重度污染处理效果较好， 将为植物修复技术的突破带来机遇。 但投资大，淋洗液的使用也易造成地下水污染等问题。 ｂ．介质改性；添加有机质的净化作用主要体现在腐殖酸与金属 离子发生络合反应，作为土壤中的主要络合剂成份，羟基（－０Ｈ）、羧 基（－ＣＯＯＨ）、羰基（－ｃ＝ｏ）和氨基（－ＮＨ２）等能与重金属发生络合，使 土壤重金属的水溶态、交换态显著减少。有机质改性兼顾了环境、经 济和社会效益，是土壤重金属修复污染的最佳途径之一。 ２．２．３生物修复 ａ．植物修复；利用植物根系改变土壤环境（比如ｐＨ、土壤湿度）， 根系分泌物与重金属形成螯合物、通过络合反应使重金属沉淀，根 表吸收来加强土壤重金属的固定，并通过提高微生物数量和微生物 活性来改变重金属在根系中的存在形态以及降低重金属的生物有 效性，以此减少重金属被淋滤到地下水或通过空气扩散造成二次污 染。 ｂ．微生物修复；利用土壤中某些微生物对金属具有吸收、吸附 沉淀、氧化还原等其他作用，开发出可降低土壤中重金属毒性的技 术。这些微生物具有嗜重金属性，不会产生二次污染。 ３研究意义和目标 重金属污染土壤的修复技术很多，且都有一定的改良效果，也 有其局限性，物理和化学修复技术效果好，运用简单，但运行费用 高，耗资源大，无法适用于大规模修复污染土壤，并会导致土壤结构 破坏、下降土壤肥力，植物修复技术也具有自身不足，重金属超富集