土壤重金属污染治理方法研究进展初探

张 扬 郑占波

（河南省三门峡生态环境监测中心 河南三门峡 472099）

引言

土壤污染问题不但表现在土壤的生产能力有所下降，同时还会通过各种传播渠道进入到农产品当中，人们食用一些含有重金属物质的农产品，会对自身的健康造成严重的影响。土壤当中重金属元素根据生物化学特征，可以将其划分为两种形式，一种是对农作物以及人畜有害性的重金属元素，比如汞、铬、铅、砷等重金属物质，必须要控制有害性重金属元素的实际含量，使其不超过环境容量大小。另外一种属于常量条件下，对于农作物和人畜身体有益的金属元素，但是如果过量摄入会产生比较严重的危害，比如锰、锌等金属元素必须要将其含量控制在合理的范围之内，避免对土壤环境以及人畜的身体健康造成严重的影响。

1 土壤重金属污染问题分析

1.1 土壤重金属的主要危害

土壤重金属污染问题，主要指的是土壤自身环境受到重金属物质的污染之后会产生比较严重的影响，重金属物质具有比较强的毒害性作用，会通过各种溶解沉降等现象出现不同类型的渗透和反应，对土壤造成较严重的污染和危害，同时重金属物质具有一定毒性作用，在土壤当中大量分布，会造成农作物内部也会残留一定量的重金属元素，人们在使用含有重金属元素的农作物产品时，会出现重金属元素在身体当中积累，造成严重的身体健康问题。重金属污染物具有一定的隐秘性特点，由于重金属毒素的积累时间相对较长，并且刚开始阶段并不会出现明显的反应，但是随着时间的不断延长，重金属物质的大量积累将会出现不可逆性损害，不但会造成土壤环境的大面积破坏，同时对农作物的收获造成严重的影响[1]。

1.2 土壤重金属污染物的主要来源

土壤当中重金属污染物包含元素多样化，比如铜、铅、锌、汞等，其中很多重金属物质自身具有比较强到毒性作用，经常存在一些除草剂、滴滴涕、克百威等农业化学药品当中。由于我国很多地区在农业生产工作中，为了抑制病虫害问题的影响，农户经常会使用大量的化学药品对病虫害进行处理，进而造成重金属元素在土壤当中大量残留，对整个土壤质量造成比较严重的影响。与此同时，农业生产活动当中所使用的化肥也会含有一定量的重金属元素，在农田施肥工作中会出现土壤重金属污染问题，对于外部环境影响因素而言，主要包含化工产业生产活动中出现一些废气、废水以及废弃物的随意排放，造成土壤出现重金属污染问题。除此之外，人们在日常生活当中所产生的大量生活污水，如果没有进行有效处理直接进行排放，很有可能会造成某些重金属元素的含量超标。工厂内部排放出的大量有毒性气体，排放到大气环境当中，会和空气当中的水蒸气结合形成酸雨落到土壤当中会造成严重的重金属污染问题[2]。

2 土壤重金属污染治理工作方法分析

2.1 物理处理法

（1）热处理技术。热处理技术是进行土壤重金属污染治理工作过程中的重要方法之一，该项技术在实际使用过程中，主要针对一些容易挥发的重金属物质，所造成的土壤污染问题进行处置。比如，比较常见的金属汞污染问题等通过热处理工作方法，主要是通过热蒸汽升温的处理工作方法，将被金属汞污染的土壤进行全面升温干燥处理，保证金属汞在高温条件下快速析出，同时对金属汞进行重新回收和使用，这种热处理工作方法在实际工作过程中比较简单，可以全面提高重金属的处理工作效率和质量，同时还可以实现对重金属物质展开重复性使用，有效建立起循环经济体系。但是对于热处理技术而言，在实行工作过程中也存在一定的缺陷问题，该项技术在使用过程中，会对土壤当中的有机物和水分形成一定的破坏，会对农作物的正常生长造成一定的影响。除此之外，在这个处理技术的使用过程中还会出现一定的能源损耗，前期的经济成本投入量相对较高[3]。

（2）改土技术。改土技术方法在重金属污染物处理过程中应用效果比较明显，改土处理技术主要是用状态良好的土壤对已经被重金属污染的土壤进行替换，通过这一方法可以有效避免重金属元素，对农作物形成比较严重的污染性问题，不会对人们的身体健康造成直接性影响。但是这种土壤处理工作方法，只适用于一些小面积的土壤重金属污染物处理工作当中，无法在一些大面积的土壤重金属污染物处理工作中进行应用，但是这种改土处理技术仍然具有一定的科学实用价值，可以通过向其中加入一些有机物含量相对较高的土壤，保证农作物的生长具有更多的养分。在进行重金属污染物治理工作过程中，还可以实现对农作物的质量进行有效提升，具有非常有效的土壤处理工作效果，但是这种处理工作方法经济成本投入量相对较高，土壤材料的恢复周期较长，因此在进行重金属污染物的治理过程中需要慎重选择。

（3）电动化学技术。所谓电动化学技术，主要指的是向已经被重金属污染之后的土壤当中施加电场，通过电场环境的作用可以保证土壤内部的重金属物质在电极的两端进行大量积累，以此可以实现土壤重金属污染物的全面治理，但是这种处理工作方法对于土壤的pH 值要求相对较高，因此只有满足必要条件下才可以选择电动化学处理技术。除此之外，该项技术在使用过程中，对于一些渗透性能相对较差的粘性土壤治理效果会比较明显，可以实现对各种不同类型土壤性质展开治理。

2.2 生物修复法

（1）植被修复技术方法。植被修复技术在土壤重金属污染物治理工作中应用效果非常明显，通常情况下主要是通过萃取、挥发和固定三种不同形式，对重金属污染物进行有效治理，其中萃取技术的使用主要是运用金属对植被所形成的高富集性特点，可以保证重金属物质在植物体当中进行积累，可以有效控制土壤环境当中的重金属含量大小。根据相关数据分析可以看出，到目前为止研究工作人员已经发现存在500 多种的植被，具有重金属元素吸附性效果，通过植被对超量重金属元素进行吸收，并不是植被自身所具有的功能，而是通过使用添加折合剂来进行处理。在受到重金属污染的土壤当中，通过向其中添加弱有机酸，可以实现对土壤的全面修复，在进行植被的选择过程中，需要对植株的大小进行全面分析，比较大的植株无法承受金属物质的损害和影响，而较小的植株具有比较强的承受能力但是缺乏可利用性。因此，通过使用生物技术将一些矮小的植株当中重金属耐受基因，直接导入到高大的植被当中，以此可以实现对重金属土壤当中的污染物进行综合治理[4]。

（2）微生物修复处理技术。微生物修复处理技术，在土壤重金属污染物治理工作中表现出的效果非常明显，比如可以通过使用活体蚯蚓，对土壤内部的重金属物质进行全面吸收，通过这种处理方法可以进一步降低重金属物质在土壤当中的含量大小，降低对土壤的破坏性效果。与此同时，通过微生物处理可以进一步改善土壤的结构性质，提高土壤的透气性效果，更加有利于提高农作物的实际产量。除此之外，还可以将汞细菌放在土壤内部进行大量繁殖，并且向其中加入媒物质促进化学反应，通过这种微生物处理方法，可以实现将土壤当中的金属汞转化成氧化汞，有效降低金属汞所产生的毒性效果，间接实现对整个土壤环境的污染问题治理。

2.3 土壤农化调控法

（1）水分调节处理技术。水是化学反应过程中非常重要的物质组成部分，对土壤当中的水分进行有效控制，可以全面促进金属汞的氧化还原反应，进而可以实现对土壤当中重金属物质含量进行有效控制。比如，在土壤当中进行水的大面积灌溉处理，可以保证土壤当中原本富集的重金属元素，经过一系列化学反应之后会形成沉淀，更加有利于沉淀物的快速去除，保证重金属含量的有效控制。

（2）pH 值调节技术。重金属物质在土壤当中的存在状态和土壤内部的pH 值大小有着直接的关联，为了全面提高重金属物质的吸附效果，在土壤环境处理工作过程中，需要保证土壤内部的pH 值超过5 以上，因此可以在受到重金属污染物的土壤内部加入一定量的碱性物质，可以全面实现重金属和阴离子之间的有效结合形成金属沉淀物，有利于重金属物质的去除工作。除此之外，还需要对植被施加一些碱性肥料，有效防止植被对重金属物质直接进行吸收，有效降低土壤当中重金属污染物的实际含量，这种处理工作方法具有一定的缺点问题，主要表现在土壤内部的营养元素会随着沉淀量的减少而减少，会造成土壤当中的有利微量元素降低，对农作物的正常生长会形成一定的干扰[5]。

（3）有机质调节技术。所谓有机制调节技术，主要是在土壤当中添加一定量的有机质物质，可以实现降低土壤内部的重金属元素活性，全面提高重金属物质的吸附工作能力和效果，有效促进重金属的氧化还原反应，生产出大量对土壤无害的氧化物质，实现对土壤环境的综合治理，降低重金属污染物所产生的影响。

3 土壤治理对环境的改善和环保作用

通过土壤治理工作的有效开展，实现对自然环境的全面改善，可以实现环境保护的作用和效果，在土壤治理工作过程中需要以遵循生态文明理念为主导，从整个项目的选址可行性研究、项目工程规划设计以及最终的工作验收等各个工作角度出发，需要充分重视环境、保护效益、生态环境效益，同时遵循自然、顺应自然和保护自然。在土壤治理工作过程中，不能单纯凭借单一化的处理工作方法，片面的追求经济效益而随意改变自然生态环境，需要实现更加积极地使用先进的生态化土壤治理工作方法，有效保证土壤环境可以得到最大程度上的整治，实现良好的环境保护工作效果，提高土地生产能力和生态功能，降低生态环境的风险问题，全面保证生态环境质量，为我国生态环保工作的后续顺利进行打下重要的基础。

通过土壤当中的重金属物质的有效处理，可以实现对自然环境质量的全面改善，土壤治理工作的有效开展，可以全面降低土壤内部所含有的重金属元素的含量，同时对其中一些有害性物质进行有效清理，防止对地下水环境造成污染，同时影响各种植被的正常生长。土壤治理工作过程中，通过采用物理化学等技术方法，修复重金属污染的土壤条件，尽管整治效果比较明显，但是在处理过程中的经济成本费用相对较高，无法进行大规模的使用，同时如果使用不合理，很容易造成突然性和结构的破坏，会出现生物活性的下降以及土壤肥力退化等。通过采取更加先进的植物修复技术方法，作为一种新型的土壤治理工作方式，对于土壤的治理工作效果以及改善生态环境质量有着至关重要的意义，同时该项技术已经逐渐走向社会尽管植被修复技术。目前阶段还处于实验和示范性阶段，而植物修复和传统的物化修复工作相结合的综合土壤处理工作方法，是土壤整治工作发展的重要方向，可以全面实现土壤重金属污染物的含量控制。经过相关研究分析，可以看出通过将电化学、土壤淋洗法以及植物提取法等综合使用，合理运用到土壤修复工作当中，相比于任何一种单一性的土壤整治工作方法的效果都更加明显，有效配合植被所具有的发达根系，可以将土壤内部的重金属离子进行吸附处理，并且进行后续的植被本体转移，可以有效弥补传统单一性的土壤整治工作所存在的缺陷和不足，可以实现对自然环境质量进行有效改善，实现良好的环境保护工作效果，对推动我国环境保护工作的顺利开展打下良好的基础。

结语

综上，随着社会的不断向前发展，各种化工产业在生产过程中排放出的重金属污染物总量也越来越大，造成土壤的正常功能受到影响，产生较严重的土壤污染问题，通过物理、化学、生物等多种不同的治理方法，可实现对土壤中重金属物质进行有效处理。