基于重金属污染土壤淋洗修复研究

摘要：近些年，随着我国国民经济的快速发展，以及城镇化建设进程的加快，在工业化快速崛起的同时从而引发了系列环境问题，重金属污染土壤就是其中的一类。有关学者通过比较多种土壤重金属的修复方法，发现一种既高效修复成本又低的修复方法。鉴于此，本文以重金属污染土壤这一现状为研究背景，根据淋洗修复技术的定义与分类，以及对几种常见淋洗修复技术的比对，从而提出一种新型绿色的淋洗剂，它对土壤重金属污染的修复及淋洗液的回收再应用起到很好的作用，对不同条件下的土壤淋洗技术发展奠定了基础。

关键词：重金属;土壤污染;淋洗修复

中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）10-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.10.023

Abstract：With the development of economy and society， the process of urbanization is speeding up.The problem of heavy metals pollution of soil needs to be urgently solved.By comparing different remediation methods of heavy metal contaminated soil， a new remediation method with high efficiency and low cost was found.Therefore，the author of this paper provides the key research direction for the remediation of heavy metal contaminated soil by leaching， including the technology of soil leaching remediation， the selection of leaching agent， the treatment and recovery of leaching agent， the leaching method of soil under different conditions is optimized continuously and a new type of leaching agent with more green and environmental protection is developed.

Key words：Heavy metals;Soil pollution;Leaching remediation

1 淋洗修复定义与分类

土壤淋洗技术是指将某一化学溶剂注入土壤，使土壤中的污染物质进行溶解或分离处理的一种技术，从而达到土壤清洁的目的。该技术主要适用于污染面积较小且污染程度较高的土壤。土壤淋洗技术主要有物理法和化学法，按照土壤位置的不同可分为原位和异位淋洗两种技术。

1.1 原位淋洗技术

土壤原位淋洗技术原理是将土壤中的污染物质溶解在溶剂中，然后不断向土壤内部下渗，从而使淋洗液和土壤中污染物質充分结合，再把含有污染物的液体从地下水中抽出，再经分离技术分离处理的过程。该技术要分为3个步骤：首先，把淋洗液撒入要淋洗的土壤中;其次，从地下水的方向将淋洗液抽出备用;第三步，将抽出的淋洗液进行分离处理再利用。原位土壤淋洗方法虽然非常方便、高效，也易于操作，但是它在淋洗过程中对地下水造成了二次污染。所以，目前急需解决的问题就是怎样清理淋洗完的废液以及怎样避免对地下水的二次污染，这是当下学者亟须研究和解决的关键问题[1]。

1.2 异位淋洗技术

采用异位淋洗技术进行土壤污染修复，虽然可以彻底去除土壤污染物质，但其淋洗成本非常高。这种技术又可以分为场内和异地修复两种。异位淋洗技术分为以下5步：第一，挖出部分土壤进行充分筛分后备用;第二，在这些土壤中注入淋洗剂后不断震动使污染物与土壤分离，然后再进行固-液分离;第三，把筛分干净的土壤再装回原来的位置;第四，对淋洗后的废液进行后期处理。虽然异位淋洗技术修复效果非常好，不仅可以控制温度、土壤粒径以及土壤的酸碱度等，还可以避免造成二次污染，但是，该技术对土壤的结构造成了二次伤害。

2 常规土壤淋洗优化技术

2.1 化学优化技术

2.1.1 复合减量化技术

复合减量化技术是指将两种或者两种以上的淋洗剂联合使用，这样既可以提高土壤清洁效率，又能防止淋洗剂的过量使用而导致的土壤结构破坏。相关研究学者发现复合减量技术的效果要好于单独使用某一种淋洗剂，比如：0.2mol/L的EDTA和0.2mol/L的草酸混合淋洗作用要远远大于单独使用草酸和EDTA，它可以使土壤中的重金属由稳定状态转化为水溶状态 [2]。

2.1.2 淋洗助剂的使用

对重金属污染土壤清除过程中，化学淋洗可以清除大部分的水溶态以及交换态的重金属，利用淋洗助剂可以在一定程度上去除土壤中的结合态以及残渣态重金属。业内有关学者利用一些植物提取液来进行重金属的去除试验，试验结果显示，添加HPMA或PBTCA的植物淋洗剂确实在一定程度上对土壤的重金属去除率有所提升。

2.2 物理优化技术

2.2.1 电动力法

电动力法是物理去除重金属污染土壤的有效方法之一，对渗透性的土壤用此法效果更加明显。如相关研究人员利用电动-螯合法去除土壤中的金属物质，当将土壤加入直流电时，土壤中的金属污染物就会通过电迁移和电渗透发生电极移动。在阳极处产生的阳离子可以加强金属在土壤表面的溶解，在阴极处产生的阴离子增加了酸碱度，这样就产生了金属的沉淀。

2.2.2 超声和微波法

在重金属污染土壤的淋洗修复过程中，经常会用到超声和微波的辅助方法，其可以加快土壤与淋洗剂的接触，加快土壤中重金属形态的转变。通过相关试验可知，在淋洗法中融入超声法对土壤中的金属物质进行淋洗，时间较短的超声化的处理比2h的震荡效果要好得多。

3 新型绿色淋洗剂

3.1 可降解螯合剂

在土壤中重金属的清洁过程中，出于绿色环保的角度考虑，EDTA并不是最佳的土壤修复型螯合剂。而GLDA则是一种用于清洁或者化妆品中的绿色成分，它不仅有很强的螯合作用，并且可以很快地降解，其价格也是非常的低廉。业内学者从形态分析的过程中发现，GLDA在一定程度上可以去除可交换态和部分氧化态的重金属物质，可以降低生物效率。

3.2 植物浸提液

植物浸提液是一种非常绿色环保的产品，没有任何添加剂，其还含有丰富的无机盐、生物表面活性物质以及有机酸等成分。业内相关学者对豌豆藤、大青叶以及构树等植物进行植物浸提夜的提取，然后将其用于土壤金属物质的去除，研究发现经植物浸提液淋洗之后，一些金属物质的氧化状态得到一定程度的降低，且不会对土壤结构造成损坏。

4 淋洗液的后处理和回用

对重金属污染的土壤清洁完成后，需要对使用完的淋洗液进行最后的处理，这既是淋洗过程的最后环节，也是非常重要的一个环节。一般情况下，淋洗液中既有可溶性的重金属物质也含有游离态的金属离子。因此，在对淋洗液的最后处理中可利用电化学法将金属离子在阴极形成金属单质，在阳极形成螯合剂后进行回收利用[3]。还可采用沉淀法将金属转化为氢氧化物或者硫化物等沉淀后再分离。

总之，面对日益严峻的环境污染问题，尤其是重金属对土壤环境的污染尤为明显，希望本文的论述可以对我国土壤污染问题的解决起到一定的参考和借鉴作用。

参考文献

[1]鲁雪梅，周艳欣.螯合剂在土壤重金属污染修复中的应用研究[J].低碳世界，2017（22）：35-36.

[2]孙康，缪存标，何跃.生物质炭在重金属污染土壤修复中的应用研究现状[J].生物质化学工程，2017，51（04）：66-74.

[3]邵友元，李永梅，熊钡.土壤重金属污染治理技术的现状分析及未来对策[J].东莞理工学院学报，2017，24（03）：76-82.

[4]戴军.重金属污染土壤化学淋洗机理及淋洗废水净化处理的研究[D].南京：南京農业大学，2017.

收稿日期：2020-08-21

作者简介：马鹏（1992-），男，汉族，本科学历，助理工程师，研究方向为环境监测。