重金属污染土壤修复技术及其研究进展.docx

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1、重金属污染土壤修复技术及期究进展目录刖百11 .土壤修复技术的现状研究21.1. 工程修复技术21.2. 热处理技术21.3. ,植物修复技术21.4. 淋洗技术31.5. 动力学修复技术31.6. 联合修复技术32 .生物修复技术32.1. 植物修复42.2. 微生物修复42.3. 动植物联合修复43 .物理化学修复技术53.1. 土壤淋洗技术53.2. 稳定化技术53.3. 电动修复技术63.4. 客土、换土法64 .我国土壤修复的发展趋势75 .我国土壤修复产业的现状76 .土壤修复技术的趋势研究86.1. 未来的土壤污染研究方向主要会向绿色土壤生物的修复能力发展技术86.2. 单项的联

2、合或是综合的修复技术86.3. 针对于微生物的修复技术可以通过一些先进的技术97 .结语：91刖百土壤对于人们是十分的重要的，也是我们生存下来的根本资源。我们国家是一个国土面积十分广阔的国家，但是在社会的发展进程中，土壤却受到了严重的污染1。尤其在工业发展中，所产生的一些“三废”未达标准排放，或是矿产资源开发对地表的扰动等现象，对于土壤造成了十分严重的影响。目前我国改善与恢复土壤环境的需求十分迫切，全国各地已经逐步开展土壤污染调查与修复工作，但我国对土壤修复技术的研究尚处于起步阶段，本文就土壤修复技术的研究现状进行了探讨，并在最后对土壤污染防治工作进行了一系列展望。1 . 土壤修复技术的现状研

3、究1.1. 工程修复技术具体包含了很多种的操作技术，主要有客土法，这种方法的操作是比较方便的。其主要的操作就是在一些受到污染的土壤里面放置或是添加大量的干净的土壤，这样一来就使得干净的土壤将污染的土壤覆盖在表面，而也可以将干净的土壤直接与污染的土壤混合，这样一来也是可以有效的改善土壤的污染情况，可以有效的减少植物的根系与污染土壤的接触。除了这个方法还有换土法，顾名思义就是将被污染的土壤换成干净的土壤。其他还有一个就是翻土法，这个方法主要是将土壤进行一次十分深入的翻转，这样翻转过后，被污染的土壤就会在第一时间被地底干净的土壤覆盖。1.2. 热处理技术也是土壤修复的一个常规技术手段，它主要是应用了

4、一些基本的化学和物理原理。通过对污染的土壤进行直接的加热，从而将受污染土壤中所含有的污染介质或是某些有机污染物在被加热的过程中得到有效的挥发。热处理技术主要是两个方面，第一是高温处理技术，第二是低温处理技术。对于一些遭受重金属污染的土壤而言并不适用这项技术，所以在选择使用该技术前必须要对于土壤的污染性质进行鉴定，并有针对性的开展下一步工作。1.3. 植物修复技术是在二十世纪八十年代发展出来的,这个技术主要是利用了植物的一项自身的优势，比如说能够吸收土壤内部的一些污染物，此外植物还有光合作用的功能。此项技术最大的优势是并不需要很高的成本投入，也没有很高的实施标准。但是该技术也有一定的局限性，比如

5、说运用的范围不是特别的广泛，能够处理的土壤污染介质也是有限的。并且在适用该项技术开展修复工作之前需要对相关的一些工作人员进行一系列操作培训I,让这些工作人员对于土壤的污染的状况产生一定的认识和了解，这样也可以根据各类植物不同的特性来选择相应的植物。1.4. 淋洗技术也是一项较为成熟的土壤修复技术，主要是将水和一些本身含有一些冲洗助剂的溶液注入到被污染的土壤当中，这样的一个过程就可以清洗在土壤当中的一些污染物。如果经过清洗的土壤可以达到一定的环境质量标准还可以继续使用。这项技术在我国的使用面是十分的广泛的，并且在其他的国家也有相应的使用。该技术主要针对遭受重金属一类的污染或是含有多种污染物的土壤

6、进行净化和处理。此项技术的局限性就是修复操作场地附近必须要有充足的水源，在水资源相对匮乏的地区可操作性不强。1.5. 动力学修复技术也是一项应用相对广泛的土壤修复技术，这项技术主要是通过电化学或是电动力学所产生的复合作用来驱使土壤当中的污染物聚集到一方的电级区，从而驱动土壤中的某些污染物与载体进行分离和集中。该技术在我们国家的使用年限不是很长，在很多方面都进行了一些改进和优化。通过近些年的发展，这项技术已经有一定范围的应用，并且在污染土壤修复过程中的效率很高，而且成本相对而言较为低廉。该技术主要适合于一些粘质性的被重金属污染的土壤，还有一些可溶性的有机物土壤也可以使用。但不适合于处理不溶性的有

7、机物的污染土壤。1.6.联合修复技术在当今受到了很大的欢迎，并且这项技术对于土壤污染处理的效果是非常不错的。其主要的作用是将一个或是两个这样的多个的修复技术进行同时的运用，从而可以起到一系列的互补的作用。但是需要工作人员对于其中各单项技术都要具备一定的操作经验，这项复合性的技术大大的突破了单项技术的局限性，极大的提高了土壤修复的效果。2 .生物修复技术生物修复技术主要分为植物修复和微生物修复2大类。生物修复技术可以大面积推广且不会对土壤生态环境造成破坏，增加土壤有机质的含量，有效避免二次污染，可以回收部分贵重金属获得直接经济效益等而受到广泛关注。2.1. 植物修复植物修复是通过不同的植物种类对

8、土壤污染区域的污染物进行固定、降解的技术。其基本原理是利用植物根系对土壤中的重金属离子的提取能力，将其从土壤中分离出来，重金属通过植物的代谢被分解为毒性较小的存在形态，并存贮在植物的茎和叶中。目前有越来越多的超积累植物，这些植物可以在重金属浓度较高的土壤中生存，展现出良好的重金属的吸附效果，但多数超富集植物生长缓慢,富集量小，制约了植物修复法的应用，因此有了技术改进措施。(1)化学强化措施。利用螯合剂、淋洗剂等化学药剂将土壤中不溶性的重金属转化为可溶性的状态，促进植物对重金属的吸附。现阶段主要使用的螯合剂包括乙酸、柠檬酸、EDTA等，淋洗剂以生物表面活性剂作代表。(2)植物激素强化措施。植物激

9、素可以促进植物的生长并调节其生理代谢能力，通过提高其生物量，达到改善对土壤的修复效果。通过盆栽试验，向东南景天和龙葵盆栽中加入植物激素IAA发现植物激素的添加有利于超富集植物的生长状况和生物量，且能有效提高植物地上部分重金属提取含量。(3)农艺强化措施。农艺措施主要包括向土壤中施肥、布水控制、利用改良耕作技术等。通过肥料的施加，改善土壤pH值，达到对重金属的活化作用，增加植物吸收的能力。2.2. ,微生物修复微生物修复技术通过微生物的代谢功能来吸收、富集、减少溶解沉积土中的污染因子。然后将重金属固定在土中或者将重金属的价态或者毒性进行一定程度的转变。细菌对于土壤中重金属具有较强的耐受性，例如绿

10、脓杆菌、粪产碱杆菌以及铜绿假单胞菌具有较好的镉去除能力。微生物不能直接降解重金属，其菌种接种培育较困难，效率低。因此微生物修复技术多以辅助其他技术存在。2.3. 动植物联合修复单一的植物或者微生物修复方式因为污染物的多样性以及含量超标受到了限制，因此联合修复技术被提出来。在联合修复技术中，微生物主要通过2种方式增强植物对污染土壤的修复：微生物对重金属的吸附作用；分泌有机酸及植物生长所需的营养物质，促进超富集植物对重金属的吸收。杨扬等以吊兰和蚯蚓联合使用，对土壤中的重金属Cd进行修复，吊兰在修复中是主导因素，蚯蚓是次要因素，蚯蚓能够改善土壤的通气性和理化性质。通过实验发现吊兰蚯蚓联合修复具有较好

11、的修复效果。3 .物理化学修复技术3.1. 土壤淋洗技术土壤淋洗浸出技术是将化学浸出剂与土壤相混合，以溶解土壤中的污染因子，将其与土壤分离，然后将浸出液回收提取出重金属，达到污染土壤修复的1种技术。常用的淋洗剂主要包括表面活性剂、有机酸、螯合剂及络合剂等。此技术主要适用于处理水溶性污染物、重金属等无机化合物，技术工艺较为复杂，工期长、施工成本较高。随着研究的深入，有了很多淋洗的技术改进措施。(1)淋洗助剂强化措施。通过淋洗剂的加入虽然可以去除大部分的重金属污染物，但多为水溶态以及交换态的金属离子。添加淋洗助剂可以在一定程度上去除土壤中以结合态和残渣态的形式稳定存在的重金属离子。(2)电动强化措

12、施。电动技术和淋洗技术联合修复进一步拓宽可修复土壤的类型，通过电动作用可以有效增大电解质的含量，促进重金属离子与土壤分离,可以同时固定重金属，减少淋洗废液的二次处理。谭雪莹等针对某工业污染场地中的铅污染土壤，采用电动和淋洗相结合的方法进行修复，通电80min后，发现土壤中的铅浓度由原来的(41016) mg/kg降到(25210) mg/kg,表明淋洗与电动联用技术可以有效提高修复效果。(3)超声和微波强化法。通过超声和微波的辅助方法，可以加速土壤与淋洗剂的混合与反应，加快土壤中重金属形态的变化。熊伟等采用超声波强化柠檬酸淋洗修复睇污染土壤，通过实验发现超声波功率、超声时间以及pH值对淋洗效果

13、有显著的影响，超声波强化能够提高土壤中各种形态锦的淋出。3.2. 稳定化技术稳定化修复技术，即向受污染的土壤中添加一定量的稳定化药剂，改变土壤中重金属的理化性质，降低重金属的可生物利用度，从而减少外物对土壤中重金属的吸附。但是，这种材料仅改变了重金属的存在形态和生物可利用度，而没有改变土壤中重金属的实际总量，存在重金属再次活化的潜在风险。因此需要开发出新型的“绿色、高效、经济、持久”稳定化材料。张剑等对比了 12种不同的药剂在镉污染稻田上的应用效果，发现碱性肥料(硅钙镁钾肥)和磷酸盐肥料(钙镁磷肥）可以有效减少土壤中的有效态Cd和糙米中的Cd含量。稳定化药剂可以宜接将重金属进行固定，降低了重金

14、属的可生物利用度，减少农作物对重金属的吸收。3.3. 电动修复技术电动修复技术是专门针对低渗透粘性土壤开发出来的1种方法，将惰性电极植入受污染土壤的两端，以形成直流电场。通过电迁移、电渗析和电泳作用使污染因子移动到电极的两端，然后从土壤中迁移出来，最终实现了土壤的修复。重金属在土壤中主要以金属氧化态和碳酸盐结合态存在，若用单一的电动修复技术很难活化和转移此类重金属。因此，研究者从提高重金属迁移能力、多种技术联合使用等方面对电动强化修复技术进行了研究。以某铝渣存储区场地中的污染土壤作为实验对象，利用酸化的方式强化电动修复技术对土壤进行修复后发现，此技术可以显著提高铭污染土壤中铭的去除率，六价铝去

15、除率最大提升了 58.65%o通过添加酸液，可以使重金属以各种可提取态为在土壤中的主要存在形式，从而降低土壤中残留铭的生物利用度。电解液抽出处理工艺路畿示意图环境右星友不3.4. 客土、换土法客土法即在污染土壤中添加1层未污染的土壤与原土壤混合，降低土壤中重金属的含量。换土法是指去除表面上的受重金属污染的土壤，并用干净的土来代替。通过低渗透粘土层隔离镉污染。此方法见效快、效果好，多与植物修复技术联用，主要缺点在于工程量较大、投资较高，并且容易降低土壤中的肥力等。4 .我国土壤修复的发展趋势我国其实已经在“十一五”期间就已经开展了对于污染土壤的修复产业，在“十二五”的时候污染土壤的修复已经是处于十分重要的一个阶段了。在“十三五”开展后，污染土壤的修复技术势必会有一个十分大的发展。我国在污染土壤修复方面的起步时间比起其他国家是比较晚的，并且与一些发达国家时间的差距是比较大的。但是虽然污染土壤处理的趋势虽然是一些预想，但却是极具发展