土壤中重金属污染监测与受污染土壤的修复技术

吉永红 贾雪菲

（洛阳市环境监测站，河南 洛阳 471000）

重金属污染是指镉、铅、汞、砷、镉、汞等具有明显的化学污染元素和具有一定毒性的锌、铜、镍等元素对空气、土地等的污染，这些重金属元素可以改变土壤和空气中的成分，破坏土壤的成分，从而造成土地中营养成分的缺失，影响农业、林业等产业生产活动。由于以往经济发展过程中对环境生态保护力度的缺失和工作的滞后性，我国工业发展过程中的废水废气和残渣对土壤的污染严重。特别是基层地区的工业发展过程中，工业废水和工业残渣一般都是直接排放在露天土地和河流中，同时缺少治理措施，造成土壤中重金属含量严重超标。为此，加强土壤中重金属污染的监测，并研究开发污染土壤的修复技术，成为今后我国污染治理过程中的重要工作。

1 土壤中重金属污染监测

1.1 实验室监测

随着科学技术的进步，在电学、光学等科学技术不断发展的条件下，随着新技术和测量仪器的改进，实验室监测技术在发展过程中形成了原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、分光光度法、离子体发射光谱法、电感耦合等监测分析方法。表1给出了部分实验室常用的土壤重金属监测方法及相对应的监测方法下限值的研究文献。

图1 实验室土壤重金属含量监测方法及方法检测范围下限值

实验室监测方法，可以通过先进的仪器设备对土壤中的重金属含量进行仔细的分析，而且不同的试验检测方法对不同化学元素的检测范围下限值不同，这给实验室监测提供了多种方法的对比选择，可以有效提高监测结果的科学性。图1是根据实验室土壤重金属含量监测方法及方法检测范围下限值的监测结果，主要是原子吸收法和原子荧光法的方法检测范围下限值，通过对检测数值的分析，可以有效看出各种监测方法对不同重金属元素的监测效果。

1.2 激光诱导击穿光谱技术监测

激光诱导击穿光谱（Laser Induced Breakdown Spectroscopy，LIBS）技术是一项新兴的原子发射光谱分析方法。

图2 LIBS实验装置示意图

如图2 所示，LIBS 监测分析技术是由多个分析系统组合而成的，通过这些系统的有效连接和结合，在实际的监测过程中，通过激光光谱的发射和对光谱的时间和空间分辨以及光谱的波长和强度的分析，可以对土壤中的重金属含量进行系统的分析。同时，激光诱导击穿光谱是根据计算机技术对土壤重金属元素和含量进行分析计算的，分析结果更加准确，效率更高。LIBS监测分析技术在是实际土壤的现场检测技术，在实际技术实施过程中，可以对多种重金属元素进行同时检测，大大提高了监测效率。

1.3 磁化率技术监测

在土壤的重金属污染过程中，由于重金属元素可以引起土壤中土壤磁性的增强，通过磁化率技术的实施，可以对土壤磁性的强度进行有效分析，从而确定土壤中的重金属污染元素的种类和含量。这种技术手段在现场监测过程中，方便实用，可操作性强，而且随着磁化技术的发展，在未来的土壤监测中会得到更加广泛的应用。需要注意的是在磁化率技术实施过程前，要充分了解土壤磁化率与重金属化学元素含量之间的相关性，从而有效根据磁化强度的数值进行重金属污染的分析。

2 土壤中重金属污染的土壤修复技术

2.1 客土法、换土法和深耕翻土法

客土法、换土法和深耕翻土法在对重金属污染的治理中，治理效果彻底，对土壤中的重金属污染的控制比较稳定。其中客土法和换土法适用于重度重金属污染的土地中，深耕翻土法适用于轻度污染的土地中。但是这种重金属污染土壤修复技术都是采用直接对土壤进行直接的土体结构进行改变，需要耗费大量的人力和物力，成本较高。同时，着三种方法都会引起土壤中其他化学成分的改变，造成土壤中影响成分的流失。

2.2 化学固定

针对重金属污染土壤中化学元素的含量和成分特点，对重金属污染区域采用化学制剂的添加和化学材料的混合等，可以通过化学元素之间的排斥和化学反应，可以使土壤中的重金属元素与化学添加剂之间产生新的污染程度较低、毒性较小的物质，并对污染物质进行固定，从而有效减少重金属物质的污染性，降低污染物质的流动性，达到对污染物质的控制和分解效果。这种修复技术的关键就在于，要充分了解污染区域的重金属元素的成分，并采取有效的化学制剂。

图3 重金属污染土壤的植物修复机理

2.3 植物修复技术

植物修复技术是当前在重金属污染治理的过程中，受到最多认可和效果最好、效益最高的重金属污染土壤修复技术。针对有些植物生长过程中，对重金属污染物质特有的吸收富集能力，将植物种植在污染区域之后，通过植物对化学物质的吸收富集和挥发，可以有效将重金属污染物质移出土壤，最终达到土壤修复的目的。

如图3 所示，植物修复技术不仅能保证土壤中污染物质的的固定，还可以通过植物自身对污染物质的提取和挥发，达到污染物质的挥发。同时，植物的生长和使用也会提高当地的生态环境改善，并通过对植物的处理增加经济收益。

3 结语

土壤重金属污染的监测和修复是当前我国经济发展过程中，为了保障经济发展质量和提高对污染的治理水平的重要措施。我国当前的经济发展过程中，污染物质的治理和控制水平还比较低，加强对污染监测技术的改善和研究，可以有效提高对污染源的控制，加强土壤修复技术的实施和经济性、可行性的开发，可以有效提高污染治理效果和效率，从而提高我国经济发展质量，保障我国土地的合理利用和保护。

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