重金属污染土壤修复治理技术概述

　　环保 引言

　　重金属元素因其特有的物理化学性质，在工业生产和人们的日常生活用品中被广泛应用。过去由于人们环保意识落后，对工业生产过程中产生的含有重金属的“三废”随意排放，造成了严重的环境问题。国家环境保护部、统计局和农业部于2010年联合发布的《第一次全国污染源普查公报》显示：目前我国工业废水中包括铬、砷、汞、铅等重金属污染物进入环境水体的年排放量为900吨；Singh等通过计算得出，在过去五十年中，全球排放到环境中的镉达到2.2万吨，铜93.9万吨，铅78.3万吨，锌135万吨。这些重金属对环境造成了严重的污染，尤其是对土壤所造成的污染更为突出。重金属对土壤的危害具有一定的潜伏期，可能在短时间内显现不出来，但当其含量超过一定的限度或土壤环境条件发生变化时，重金属元素被活化，对土壤生态结构和功能稳定性、植物生长及人体健康都构成了严重的威胁，因此有人称其为“化学定时炸弹”。据统计，我国目前至少有3亿亩土地(占全国耕地面积的1/6)不同程度受到重金属污染，每年损失粮食超过12000万吨，直接经济损失超过200亿元。在此背景下，开展修复治理重金属污染土壤的研究工作，以期恢复其应有的耕作性能，意义重大。

　　1、土壤中重金属的来源

　　土壤中重金属来源通常有两种途径，一种为自然条件下，母岩和残落的生物物质中所含的重金属经过一系列的物理化学变化而存在于土壤中，此种情况一般含量比较低，不会对人体及生态系统造成危害。另外一种是人类生产、生活活动过程所带来的重金属污染，这才是造成土壤重金属污染的主要原因。下面分别从工业源、农业源及城市生活源三方面进行论述：(1)工业源。在矿产开采、冶炼、皮革制造、燃煤发电等工业生产过程中产生的“三废”直接或间接进入自然环境中，造成环境中重金属污染。另外，大多数废弃尾矿中的重金属含量也比较高，在雨水淋溶及自然风化等过程中向外部环境释放，也会造成周边环境受重金属污染；(2)农业源。在部分农业生产中，会使用含有重金属的污水进行灌溉，使得污水中所含的重金属转移到土壤中；此外，农业生产中使用的农药、劣质化肥和农膜中也含有一定量的重金属，长期不合理使用也会造成土壤重金属污染。(3)城市生活源。含汞干电池、镍镉充电电池、铅酸电池、温度计、血压计及含汞电光源等城市常见的废弃物品中含有重金属，由于这些废弃物随意丢弃，导致了污水处理厂的污泥、垃圾填埋场的渗滤液及垃圾焚烧产生的飞灰中都含有大量重金属，在加重城市生活污水及垃圾的处理负荷及成本的同时，还造成了环境重金属污染。

　　2、土壤中重金属赋存形态

　　土壤中重金属对人体和环境的危害，主要取决于其在土壤中的化学性质及赋存形态。重金属在土壤中通过溶解、沉淀、凝聚、络合吸附等各种反应，形成不同的形态，形态不同，其迁移转化特点和污染性质、危害程度也不相同。按照Tessier提出的分类法，可将土壤中的金属元素划分为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰结合态、有机结合态和残渣态。

　　其中，可交换态最为活跃，通常情况下它吸附于土壤中，当土壤中含有过量的阳离子溶液时即可将这部分吸附于土壤中的重金属解吸出来，使其在土壤中表现为离子形态，生物可直接从土壤中吸收利用。碳酸盐结合态的生物有效性仅次于可交换态，它是重金属与碳酸盐以沉淀或共沉淀方式的结合物，在土壤环境发生变化的情况下(如pH值由碱性变为酸性时)，碳酸盐发生分解，与之结合的重金属即被释放出来而被生物吸收利用。铁锰结合态的活性弱于碳酸盐结合态，一般是重金属元素与土壤氧化物以专性吸附或共沉淀的方式结合，在还原条件下发生还原反应之后，将其中的重金属元素释放出来为外界生物所吸收利用。有机结合态重金属含量与土壤有机质含量及配位基团含量有关，并且受到金属离子的外层电子轨道形态的影响，相对比较稳定，所以其生物有效性也比较低。残渣态的重金属被包含在矿物晶格中，对土壤中重金属的迁移和生物可利用性贡献不大，相对比较安全。

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