土壤中重金属镉的修复技术及展望

方海旭 尹元松 苗志明（西北民族大学化工学院，甘肃 兰州 730030）

土壤中重金属镉的修复技术及展望

方海旭 尹元松 苗志明（西北民族大学化工学院，甘肃 兰州 730030）

随着我国现代工农业的迅速发展，农药、化肥的大量使用，土壤重金属污染日益严重，尤其危害农产品质量安全，影响生态环境。重金属的不可降解性导致它逐渐为生物所富集，并可通过食物链进入人体，严重威胁人畜健康。因此土壤修复技术的发展成为全球性关注的热点。本文简要对我国土壤污染修复技术进行总结，并针对我国目前土壤中镉的污染情况和修复技术的发展现状，简要讨论了未来土壤中重金属污染修复技术的发展。

土壤；重金属污染；镉（Cd）；修复技术

随着工农业的发展，“三废”的排放及不合理的大量施肥，导致土壤重金属含量越来越高，特别是土壤中镉污染严重威胁人类健康。海外众多学者对重金属污染物在作物-土壤系统内的迁移、富集及对受污土壤的治理和修复技术等情况进行了大量研究和摸索[1]。重金属进入土壤的方式有这几种，人类使用含重金属的废水灌溉、随含重金属的粉尘落入土壤、使用含重金属的废渣作肥料、使含重金属的农药制剂等[2]。通过技术分析土壤中Cd含量并根据中国镉的土壤环境标准值评价土壤受污情况，监测土壤与某种作物中镉的转移和富集，针对不同土壤类型采用相应修复技术，从而达到消除土壤重金属的目的。有关镉在土壤和农作物间的迁移、富集及对其污染土壤的治理问题引起了各国的高度重视[3]。

面对日益严重的土壤重金属污染问题，土壤修复一直是人们关注的热点，常用方法有物理修复、化学修复和生物修复等。以下对土壤镉污染治理及修复技术概述：

1 工程修复法

指通过物理、物理化学原理对土壤进行治理的修复方式。对镉污染土壤常采用排土清地法、洗濯法、化学通电法等。

1.1 排土清地法

作为改良土壤的根本措施，是将受污土壤除去，加入一定量的非污染土壤，使污染物浓度下减小到临界危害浓度以下或是减少污染物与根系的接触从而达到减轻危害的目的[4]。由于受污染的土壤很容易引起二次污染，且改法技术成本较高，因此在我国没有得以实施。

1.2 洗濯法

用净水或含有能增强镉水溶性的一类化学物质的水把污染物冲至根外部，再加一定配位体化合物与土壤镉形成较稳定的络合物或产生絮凝物，防止污染地下水[4]。该法较适用于轻质土壤。

1.3 化学通电法

通过向饱和的土壤中通入电极产生电流的作用净化土壤。适用于处理透水性差的黏土类土壤。

1.4 隔离法

在受污土壤与未受污土壤表面加入防渗材料，以减少或阻止土壤镉的扩散的过程。

2 施加改良剂

指通过在土壤中施加土壤改良剂、抑制剂等降低土壤镉的水溶性、扩散性或生物有效性，如施加钙镁磷肥、石灰性物质大多等于污染物镉发生化学反应生成沉淀或提高土壤PH值降低土壤镉的溶解性，从而降低其向植物体内的转移。

3 生物修复法

指利用一类特定的动、植物和微生物较快的吸走或降解土壤中污染物以实现修复土壤的目的[5]。受镉污染的土壤也可用动植物和联合微生物修复技术。

3.1 植物修复法

利用对重金属有富集特征的植物来吸收或吸附积累重金属镉[6]，从而从土壤中去除镉。采用沉淀、螯合、氧化还原等过程，利用植物根系分泌物减小镉对土壤的危害，或利用植物能超积累镉的特性通过根系转移到植物地上部分再做处理。

3.2 动物修复法

利用土壤中某些低等动物和其体内微生物，在污染土壤中生长、繁殖等活动过程中对土壤中的污染物进行转化和富集的作用，最后通过对这些动物集中处理从而降低土壤中的污染物。

3.3 联合生物修复法

通过借助微生物和植物一同修复受污土壤，靠微生物的代谢改变根系土壤镉的生物有效性，有利于超积累植物对镉的吸收和积累。

4 结语

目前，土壤重金属污染的修复技术，可以通过合理施用不同形态化肥、有机肥等专用肥料和改良剂产品及其组合，比如施加到水稻田里，通过钝化稻田土壤中Cd的活性来影响重金属Cd与水稻植株的迁移转化和水稻对镉的吸收，从而降低水稻中镉含量以减少重金属镉对人体的危害。但这种钝化重金属的方式从根本上来讲是“治标不治本”的，因为这仅是阻止镉与作物的转移和降低作物对镉的吸收，实质上从土壤的角度来说，土壤中重金属含量依旧没有减少，并未能达到对土壤的修复作用，此方法有待改进。施用生物表面活性剂，依赖其阴离子性能吸附到土壤上与重金属离子结合，进而从土壤颗粒上分离出来进入土壤溶液，可促进土壤颗粒上重金属镉离子的去除.

[1]杨启良，武振中，陈金陵，刘小刚，王卫华，刘艳伟.植物修复重金属污染土壤的研究现状及其水肥调控技术展望[J].生态环境学报，2015,24（6）:1075-1084.

DIO:10.16258∕j.cnki.1674-5906.2015.06.025.

[2]刘培桐主编，《环境科学概论》，高等教育出版社，2011年.

[3]利锋，镉污染土壤的植物修复[J].1006-446X(2004)08-0022-05 DIO:10.16755∕j.cnki.issn.1006-446x.2004.08.003.

[4]李永涛，吴启堂.土壤污染治理方法研究[J].农业环境保护，1997，16（13）：118-112.

[5]曾咏梅，毛昆明，李永梅.土壤中镉污染的危害及其防治对策.云南农业大学学报.1004-390X（2005）03-0360-06.DIO: 10.16211∕j.issn.1004-390x(n).2005.03.012.

[6]刘志培，刘双江.我国污染土壤生物修复技术的发展及现状[J].生物工程学报，2015,31（6）:901-916.DIO:10.13345∕j. cjb.150089.

项目负责人：尹元松（1993-），男，贵州黔西南人，在读本科生，环境工程专业，

西北民族大学国家级大学生创新创业训练计划资助项目（项目编号：201610742050）；