土壤重金属污染处理技术探讨

引言：土壤是人们赖以生存的重要资源，其品质关系到整个生态环境稳定和人们身体健康。受工业生产、农业生产和城市化发展等多种因素共同作用，土壤重金属污染问题日趋严重。重金属难以降解，极容易长时间蓄积，迁移转化也有较大难度，这样的累积，  严重影响土壤理化特性和生物群落稳定，影响土壤肥力，甚至对农产品质量产生不良影响，进而影响人类身体健康。考虑到土壤重金属污染隐蔽性、累积性和不可逆转性，加强土壤重金属污染处理技术研究应用就显得尤为重要，对于维护生态环境稳定和公众健康有着至关重要的现实意义。

一、化学修复技术

（一）化学淋洗法

这是利用淋洗剂与土壤中的重金属进行化学反应，将重金属溶解并洗脱的一种方法。其关键原理是通过淋洗剂与重金属离子生成可溶态化合物，或者通过质子交换、络合等方法破坏其与土壤胶体之间的结合键，达到对污染物的高效分离。常见的淋洗剂主要有三种，一是盐酸和硝酸等无机酸，利用其较高的酸度打破土壤颗粒表面的电荷均衡，加速对重金属解吸；二是以柠檬酸、草酸等为代表的有机酸，可通过羧基与金属离子络合，具有良好的环保性能；三是以 EDTA、DTPA 等为代表的螯合剂，可与重金属生成高度稳定的螯合物，适合用于处理高浓度污染土壤。化学淋洗主要优点是对镉、铅、铜等易溶重金属处理效果较好，处理时间快速【1】。但目前制约该技术推广的主要因素在于，一是淋洗剂易破坏团粒结构，造成有机质损失和孔隙度下降，导致地力下降；二是洗脱废水中含较高含量的重金属和残余淋洗剂，需要通过化学沉淀和膜分离等方法进行深度净化，以免造成二次污染。对此，在实际处理中，要使用洗剂浓度优化、复合淋洗等方法，在达到良好处理效果的同时，注意环境保护。

（二）化学固定法

这是极具应用前景的处理技术方法，其基本思想是将化学固定剂导向地投加到被污染的土壤中，诱导重金属离子与固定剂发生配位、沉淀或吸附等化学反应，生成难溶物质，从而大幅度地减少重金属在土壤中的传输和可利用性。常用的固定剂有三种，一是通过调整 pH 生成氢氧化物沉淀的氧化钙、氢氧化钙等石灰类；二是磷酸盐类如磷酸二氢钾、羟基磷灰石等，通过磷酸根作用在土壤中形成稳定磷酸盐沉淀；三是硅酸盐类如硅酸钠、粉煤灰，通过硅氧四面体结构晶格固定重金属。该技术采用机械搅拌或撒施方式即可实现药剂混合，且成本可控，特别适合于大面积、中低浓度重金属污染土壤处理。但其固定效应容易受到土壤条件限制，pH 变化会引起沉淀溶解平衡发生变化；有机物浓度对固定剂响应能力产生影响；不同土质条件下，药剂扩散速度也会发生变化。为此，需要构建长效的监测体系，对土壤中重金属的赋存状态和生物可利用性进行动态评价，以保证污染处理效果。

二、物理修复技术

（一）热处理法

热处理法是有效的土壤重金属污染处理技术，通过可控加热污染土壤，促使重金属在高温下出现物化状态转化，实现对高挥发性重金属的有效分离。针对具有高稳定性的重金属，促进其向稳定的化合物转变，减少其生物有效性和迁移性，达到消除或控制重金属污染的目的。将此方法应用于处理高挥发性重金属污染处理，特别是汞污染土壤，有着很好的处理效果。该方法的不足之处在于，一是该技术应用费用很高，连续升温需要耗费很多能量，规模化处理时的经济效益不佳；二是二次环境污染问题严重，高温条件下，除了目标物重金属，土壤有机质与挥发性有机物分解生成有毒气体，需要采用冷凝回收、活性炭吸附、催化燃烧相结合的高效尾气净化技术，才能达到环境保护要求。总之，在工程实践中，需要根据重金属种类、污染浓度和土壤理化特性等因素，有选择地设置加热工艺参数，严格执行尾气处理，实现高效和环保的有机统一。

（二）客土法、换土法

客土法是指将洁净的土输送到被污染地区，与被污染土体一起搅拌，以达到减少污染的目的。其关键是洁净土干预，通过物理混合减少单位容积中的污染物浓度，达到治理污染的目的。换土法是比较彻底的方法，过程是将被污染的土地完全挖走，用同等数量的没有被污染的土地填充，达到完全替代。与传统方法相比，换土法具有彻底解决受污染土地带来的环境危害优点。从实践结果来看，两种方法都可以在较短的时间里大幅度降低重金属污染指数，恢复的结果更加直接。但是这两种方法都有不足之处，一是实际操作难度大，特别是换土法需要大量的土方和搬运，对施工组织提出更高要求；二是在洁净土壤取得、运输和就地处理上，都需要大量投资；三是施工建设对当地土壤结构、植被覆盖和微生物群落具有显著影响，并有可能导致当地的生态平衡出现短暂不平衡。总之，这两种方法比较适合用于污染范围小又严重的区域，污染处理效果较好且快。

三、生物修复技术

（一）植物修复法

植物修复是指通过吸收、富集和转化重金属的方法，达到减少重金属污染的目的。根据不同的修复机理，可以将其分为三种，分别是植物提取、植物稳定、植物挥发。植物提取关键是利用超富集植物独特的生理机理，吸收重金属离子，经蒸腾等生理过程输送到地上部，再经周期性收割后统一处置，实现对土壤重金属的高效去除。这一过程对植株富集系数和转运效率提出较高需求，需要选择对某种重金属有专一性吸收作用的物种。植物稳定是指通过植物根系分泌物如有机酸、氨基酸等或根系共生微生物如菌根真菌等生化反应，将游离态的重金属向沉淀态、螯合态转变，控制其在土壤植被体系中的迁移能力和生物有效性。虽然不能直接降低重金属含量，但可以抑制其向水体和大气扩散和进入食物链。植物挥发是指利用植物自身代谢过程，将重金属转化成挥发性化合物，经过叶片气孔进入大气，该方法有着一定的使用限制，主要用于汞、硒等可挥发性重金属污染处理中【2】。上述方法具有造价低、环境兼容性好和保持土壤理化性质稳定等优点，但同时也受到植物生长周期、土壤理化性质和气象因子限制，在使用的时候要结合具体情况做出合理选择。

（二）微生物修复法

这是指利用微生物吸附、转化和沉积等生理行为，减少重金属毒害，作用主要表现为三个层面，一是微生物通过细胞表面的特异性吸附位置如肽聚糖、脂多糖等，对重金属离子产生静电吸附或配位结合，富集固定污染物；二是利用代谢过程，使重金属进入毒性较低的状态，如某些硫酸盐还原菌能够将六价铬还原为三价铬；三是某些微生物和植物根系构成共生链条，通过分泌有机酸和铁载体等，提高植株对重金属的吸收能力，提高宿主的耐受性。微生物修复法对特定重金属处理效果好，不需要繁琐的处理装置，具有一定的经济性价比，也不会产生二次污染。然而在实践中，微生物的生长代谢由于土壤 pH、温度、氧化还原电位和养分等多种因子影响，需要通过接种功能菌株、优化碳氮比等手段进行调节，以起到更好的土壤重金属污染处理效果。

结语

总之，土壤重金属污染处理技术研究应用，是解决土壤重金属污染问题的关键所在，要持续加强对这一领域技术的创新研究和推广应用，加强相关资金、资源投入，同步健全健全技术研究创新和推广应用的管理制度，为大范围普及应用先进的土壤重金属污染处理技术提供稳定支持和保障。

参考文献：

[1]郭晓雯，林琳，王建国，等.电动力学-植物联合修复技术在多金属污染土壤中的应用[J].环境工程学报，2020，14（12）：3987-3996.

[2]李晓春.重金属污染土壤修复技术的可行性研究与实践[J].黑龙江环境通报，2025，38（1）：131-133.