重⾦属污染防治刻不容缓，六⼤技术来解救sc论坛
⽬前, 重⾦属污染⼟壤修复主要通过两种途径：1、改变重⾦属的存在状态，降低其活性，使其钝化，脱离⾷物链，减⼩其毒性。2、利⽤特殊植物吸收⼟壤中的重⾦属，然后将该植物除去或⽤⼯程技术将重⾦属变为可溶态、游离态，再经过淋洗，然后收集淋洗液中的重⾦属，从⽽达到回收重⾦属和减少⼟壤中重⾦属的双重⽬的。国内外采⽤的⽅法⼀般可分为⼯程措施、农业措施、改良措施和⽣物措施。 按照技术类别，可以将重⾦属污染⼟壤修复分为物理修复、化学修复、⽣物修复、联合修复、农业⽣态修复等。
1、物理修复：
物理修复技术主要包括物理⼯程措施、电动⼒学法、淋洗法、电热修复、玻璃化技术和冰冻⼟壤技术
物理⼯程措施
物理⼯程措施主要包括排⼟、换⼟、去表⼟、客⼟和深耕翻⼟等措施。排⼟、换⼟、去表⼟、客⼟被认为是⼀种好⽅法，但是⼯程量⼤，并有污⼟的处理问题。客⼟和污⼟混合措施是⼀种⽐较常见的⽅法，利⽤⼀定量的⽆污客⼟与污⼟成⽐例混合，从⽽降低⼟壤中重⾦属的含量，减少客⼟需求量。深耕翻⼟即采⽤深耕，翻动上下⼟层，使得表⼟壤中的重⾦属含量降低。深耕翻⼟⽤于轻度污染的⼟壤，⽽客⼟和换⼟则是⽤于重污染区的常见⽅法。⽬前，⼀些发达国家在⼟壤污染严重地区试⾏固化技术和挖⼟深埋包装技术。
电动⼒学法
电动修复是通过电流的作⽤，在电场的作⽤下，⼟壤中的重⾦属离⼦(如Pb、Cd、Cr、Zn等)和⽆机离⼦以电透渗和电迁移的⽅式向电极运输，然后进⾏集中收集处理。该⽅法特别适合于低渗透的粘⼟和淤泥⼟，可以控制污染物的流动⽅向。研究发现，⼟壤pH、缓冲性能、⼟壤组分及污染⾦属种类会影响修复的效果。郑槊粲等模拟Cd污染⼟壤，在电场强度为1V.cm-1的条件下研究修复效果。结果表明，较低的pH值和较⾼的氧化还原电位都有利于Cd的解吸并加速修复过程。
淋洗法
⼟壤淋洗是⼀种通过注⼊、抽吸淋洗液过程来去除⼟壤中有机和⽆机污染物的修复技术，主要⽤于处理化学吸附在⼟壤微粒孔隙及周围的污染物。该技术先将淋洗液注⼊已污染的⼟壤，再⽤泵将含有污染物的淋洗液抽吸⾄地⾯就地处理。此过程中，淋洗液和污染⼟壤充分混合，被⼟壤吸附的污染物通过溶解、乳化和化学作⽤进⼈淋洗液中，从⽽随淋洗液的吸出从⼟壤中去除。⼀般需要⽤清洁的提取液反复多次淋洗以去除残余的污染物，然后对含有污染物的淋洗液进⾏处理与回⽤。
电热修复
电热修复是利⽤⾼频电压产⽣电磁波，产⽣热能，对⼟壤进⾏加热，使污染物从⼟壤颗粒内解吸出来，加快⼀些易挥发性重⾦属从⼟壤中分离，从⽽达到修复的⽬的。该技术可以修复被Hg和Se等重⾦属污染的⼟壤。如热解吸、焚烧法等。另外可以把重⾦属污染区⼟壤置于⾼温⾼压下，形成玻璃态物质，从⽽达到从根本上消除⼟壤重⾦属污染的⽬的。
玻璃化技术
玻璃化技术是将重⾦属污染的⼟壤置于温⾼压条件下，形成玻璃态结构，使重⾦属固定于其中，稳定
了⼟壤中的重⾦属。该技术可以从根本上消除⼟壤中重⾦属的污染且去除速度快，但其技术⼯程量⼤、费⽤⾼，常⽤于重⾦属重污染区的抢救性修复。
冰冻⼟壤技术
冰冻⼟壤修复是通过适当的管道布置，在地下以等距离的形式围绕已知的污染源垂直安放，然后对环境⽆害的冰冻溶剂送⼈管道⽽冻结⼟壤中的⽔分，形成地下冻⼟屏障，防⽌⼟壤或地下⽔中的污染物扩散。在美国的⽥纳西州试验构
筑“V”形结构的冰冻容器，容器为17×17×8.5m，采⽤200mg/L的若丹明溶液为假想污染物。结果表明，对于饱和⼟壤层的铬酸盐(400mg/kg)和三氯⼄烯(6000mg/kg)，冰冻技术可形成有效的冰冻层。
蒸⽓浸提修复
蒸⽓浸提技术是通过降低⼟壤空⽓蒸⽓压，把⼟壤中的污染物转化为蒸⽓的形式⽽加以去除，是通过物理⽅法去除不饱和⼟壤中挥发性有机组分(VOCs)污染的⼀种修复技术，适⽤于处理⾼挥发性的污染物。浸提技术主要⽤于挥发性有机卤代物和⾮卤代物的修复，通常应⽤的污染物是那些亨利系数⼤于0.01或蒸⽓压⼤于66.7Pa的挥发性有机物，有时也应⽤于去除环境中的油类、重⾦属及其有机物、多环芳烃等污染物。在美国，蒸⽓浸提⼏乎已经成为修复受加油站污染的地下⽔和⼟壤的“标准’’技术。
限制⼟壤蒸⽓浸提技术应⽤效果的因素主要有下层⼟壤的异质性、⼟壤的渗透性、地下⽔位、排出的⽓体需要进⾏进⼀步处理等。
2、化学修复：
化学修复是根据⼟壤和重⾦属的性质，选择合适的化学修复剂(改良剂、沉淀剂、增容剂等)加⼊⼟壤，通过对重⾦属的吸附、氧化还原、沉淀以及萃取，以降低重⾦属的⽣物有效性。
化学固定技术
化学固定技术就是加⼊⼟壤改良剂改变⼟壤的物理、化学性质，通过对重⾦属的吸附、沉淀或共沉淀作⽤，改变了重⾦属在⼟壤中的存在状态，从⽽降低其⽣物有效性和迁移性。常⽤的改良剂有⽆机改良剂和有机改良剂，其中⽆机改良剂主要包括⽯灰、碳酸钙、粉煤灰等碱性物质，羟基磷灰⽯、磷矿粉、磷酸氢钙等磷酸盐以及天然、天然改性或⼈⼯合成的沸⽯、膨润⼟等矿物；有机改良剂包括农家肥、绿肥、草炭等有机肥料。陈宏等研究表明，适当剂量的⽯灰、腐殖酸能
的沸⽯、膨润⼟等矿物；有机改良剂包括农家肥、绿肥、草炭等有机肥料。陈宏等研究表明，适当剂量的⽯灰、腐殖酸能显著抑制莴笋对Hg的吸收，Na2S则能显著抑制莴笋对Pb的吸收。黄启飞等研究表明，垃圾堆肥可显著减少铬污染⼟壤中有效铬含量。
化学萃取技术
authorware 作品
黄宝荣等⽤HCl、Na2-EDTA、柠檬酸作为萃取剂在不同的萃取条件下对湘潭锰矿重⾦属Mn、Pb和Cd污染⼟壤进⾏萃取实验研究。结果表明，柠檬酸对重⾦属Mn表现出了⽐较⾼的萃取效率，重⾦属的萃取效率主要受所⽤柠檬酸浓度的影响。刘云国等研究发现，腐殖酸对Cu和Zn在萃取剂中的溶解有促进作⽤，粘⼟⽐砂⼟中的重⾦属更难于被萃取出来。
鳌合技术
⼀般环境条件下，由于⼟壤中重⾦属的表聚性，⼟壤中的重⾦属吸附在⼟壤固体表⾯⽽残留于⼟壤耕作层，因此向⼟壤中施加重⾦属鳌合剂，可提⾼⼟壤中重⾦属的活性和⽣物有效性，使其易于流动和被吸收。杨丽红等研究表明向⼟壤中添加⼄⼆胺四⼄酸、柠檬酸钠和酒⽯酸钠等有机配体可促进⼩麦植株对稀⼟的摄取，增加其⽣物可利⽤性。Deram等研究也表明，向⼟壤中加EDTA能显著提⾼Arrhenathencmelatius对Cu、Co、Ni的积累，其中Cu的浓度由对照的200mg/增加到7500mg/kg，Co由40mg/kg增加到175mg/kg，Ni由8mg/kg增加到1276mg/kg。
氧化还原技术
通过对已污染的⼟壤添加氧化还原试剂，改变⼟壤中重⾦属离⼦的价态来降低重⾦属的毒性和迁移性。
常⽤的还原剂有硫酸亚铁、硫代硫酸钠、亚硫酸氢钠、⼆氧化硫等，已研究最典型的是把6价铬还原为3价铬，从⽽降低了其的毒性。
拮抗技术
化学性质相近的Ca和Sr，Zn和Cd，K和Cs等之间会产⽣拮抗竞争作⽤，因此可根据⼟壤中重⾦属元素的拮抗作⽤，利⽤⼀些对⼈体没有危害的重⾦属拮抗作⽤来控制⼟壤中重⾦属污染。已有试验证明，⼟壤中适宜的W(Cd)/W(Zn)⽐可以抑制植物对Cd的吸收。
3、⽣物修复：
污染⼟壤⽣物修复是利⽤⽣物(包括动物、微⽣物以及植物)，通过⼈为调控，将⼟壤中重⾦属吸收、分解或转化为⽆害化物质的过程。按照修复主体来分，⽣物修复可分为微⽣物修复、动物修复、植物修复等。
微⽣物修复技术
微⽣物修复是利⽤微⽣物的⽣物活性对重⾦属的亲合吸附或转化为低毒产物，从⽽降低重⾦属的污染程度，有⽣物通⽓、泥浆反应器等。Fred等研究表明，根菌Glomus intraradices可以提⾼向⽇葵对Cr的耐性，促进向⽇葵对Cr的吸收。常⽂越等采⽤从铬(VI)污染⼟壤中筛选出的⼟著微⽣物对某铬污染
场地⼟样研究，结果发现温度(25℃最佳)和有机质含量对六价铬还原影响显著，施⽤菌剂1个⽉后，六价铬的还原可达90以上。
动物修复
动物修复就是利⽤⼟壤中的某些低等动物(如蚯蚓、⿏类等)能吸收重⾦属的特性，在⼀定程度上降低了污染⼟壤中的重⾦属含量，达到了动物修复重⾦属污染⼟壤的⽬的。Wang等研究表明，在较低Cu浓度污染⼟壤的条件下，蚯蚓的活动、分泌物及其相互间的作⽤可以提⾼⿊麦草对重⾦属Cu的吸收效果。
植物修复技术差不多先生传读后感
植物修复就是利⽤植物根系吸收⽔分和养分的过程来吸收、转化污染体(如⼟壤和⽔)中的污染物，以期达到清除污染、修复或治理的⽬的。根据植物修复原理可将其分为植物萃取、植物挥发、植物稳定以及植物促进等技术。
植物萃取技术植物萃取(phytoextraction)是指种植⼀些特殊植物，利⽤其根系吸收污染⼟壤中的有毒有害物质并运移⾄植物地上部，通过收割地上部物质带⾛⼟壤中污染物的⼀种⽅法。⽬前已发现有700多种超积累重⾦属植物，积累Cr、Co、Ni、Cu、Pb的量⼀般在0.1以上，Mn、Zn可达到1以上。Ree
ves等研究发现，产于欧洲中部的铅圆锥遏蓝菜(Th1aspi rotundifoliumsubsp)是⼀种超富集Pb的植物。J.L.Gardea等研究表明，天璇花是⼀种Cr的超富集植物，其叶富
(Th1aspi rotundifoliumsubsp)是⼀种超富集Pb的植物。J.L.Gardea等研究表明，天璇花是⼀种Cr的超富集植物，其叶富集Cr量为2100mg˙kg-1。
植物挥发技术植物挥发(phytovolatilization)是指利⽤植物根系分泌的⼀些特殊物质或微⽣物使⼟壤中的重⾦属转化为挥发形态以去除其污染的⼀种⽅法。⽬前这⽅⾯研究较多的是⾦属Hg和⾮⾦属元素Se。如烟草能使毒性⼤的⼆价汞转化为⽓态的汞，洋⿇可以使⼟壤的47%的三价硒转化为甲基硒挥发去除。
植物稳定技术植物稳定技术(phytostabilization)指通过植物根系的吸收、沉淀或还原作⽤，使⼟壤中重⾦属活性降低，转变为低毒性形态，从⽽固定于根系和根际⼟壤中，减少对环境和⼈类健康的污染风险。⽬前研究较多的是Pb和Cr的稳定。Cotter-Howells等研究表明，施磷酸盐可以促使铅在Agrostiscapillaris根际⼟壤中形成磷氯铅矿。
植物促进技术有些植物本⾝并不能吸收重⾦属，但其根系分泌物(氨基酸、糖、酶等)可促进根系周围⼟壤中徽⽣物的活性和⽣化反应，有利于⼟壤中重⾦属的释放和微⽣物的吸收。
4、联合修复：
史记三家注名词解释
联合修复技术包括植物——微⽣物联合修复技术、改良剂——植物联合修复、螯合剂——植物联合修复、电压——植物联合修复、基因⼯程——植物联合修复技术等。
植物⼀微⽣物联合修复技术
微⽣物通过多种渠道影响⼟壤中重⾦属的⽣物效应。根区是植物根系和根际微⽣物作⽤的场所，微⽣物的活动可以改变⼟壤溶液的pH值，从⽽改变⼟壤对重⾦属的吸附特性；还可产⽣HS等，可与重⾦属反应，⽽微⽣物的细胞壁或粘液层能直接吸收或吸附重⾦属。Akiko等研究表明，⾖科植物与重组的根菌之间的共⽣作⽤可以提⾼重⾦属的吸收。蔡信德等研究表明，⾮根区⼟中添加镍的质量分数对⼟壤中细菌、真菌和放线菌总数有⼀定的促进作⽤，⼟壤中微⽣物⽣物量最⼤，从⽽提⾼其修复效果。
改良剂⼀植物修复
在⼟壤中加⼊⼟壤改良剂(包括磷酸盐、⽯灰、硅酸盐等)调节⼟壤营养及其物理化学条件。廖敏等研究表明，在低⽯灰条件下，⼟壤中有机质的主要官能团羟基和羧基与OH-反应促使其带负电，⼟壤可变电荷增加，⼟壤有机结合态的重⾦属⽐较多。
螯合剂⼀植物修复
Cafer等研究了EDTA和柠檬酸对向⽇葵修复重⾦属污染⼟壤的影响，结果表明，在⼀定浓度下可提⾼
向⽇葵对重⾦属Cr、Cd吸收。孙⼩峰等研究表明，添加EDDS能在⼀定程度上提⾼海州⾹薷对Cu、Zn、Pb的吸收量，且对于地下⽔的潜在淋滤风险较⼩。
电压⼀植物修复
在电压作⽤下，电极附近⼟壤溶液发⽣电化学元素反应，改变了⼟壤中的氧化⼀还原电位、pH等理化性质，加快⼟壤固体上重⾦属的解吸，提⾼⼟壤溶液中重⾦属的含量，从⽽有利于植物的吸收、积累，加快修复过程。
基因⼯程⼀植物修复
利⽤基因重组技术是将具有⾦属累积特性的基因导⼈到⽣物量⼤且易收获的植物中，并利⽤该植物特定的受体细胞与载体⼀起得到复制和表达，使受体细胞获得新的遗传特性，最后将转基因植物进⾏⽥间试验，以确定是否达到⽬的。
5、AB—DTPA提取法：
AB—DTPA提取剂是⼀种组合试剂，其组成为1mol/LNH4HCO3—0.005mol/L DTPA(pH=7.6)。对于中性和碱性⼟壤，提取剂中NH4+通过离⼦交换形式提取阳离⼦(如Na、K和⼀些微量元素)。DTPA通过络合作⽤提取Fe、Cu、Zn、Pb、Cd等重⾦属元素；提取剂中的HCO3-在振荡过程中转化为碳酸根离
周芷若的乳头⼦，与⼟壤溶液中⾮沉淀形式的Ca3(PO4)2化合物中的Ca2+⽣成沉淀并释放出其中的磷酸根离⼦。同样原理，HCO3-也可以释放出MoO4、BO;AsOi-、SeO-等含氧酸根阴离⼦，⽽这些阴离⼦恰好是相应元素的⽣物有效形态。这种组合提取剂既满⾜对重⾦属阳离⼦的提取，⼜满⾜对以含氧酸根阴离⼦存在、对⽣态环境有重要意义的元素的提取。
AB—DTPA作为黏⼟矿物修复重⾦属污染⼟壤模拟试验中使⽤的⼟壤多元素有效态提取剂，必须满⾜3个要求：①能准确地衡量⼟壤中重⾦属的有效态含量;②经过试验和计算，既能得到提取剂浸提出的⼟壤中残留重⾦属的有效态含量，⽐较修复效果的差异，⼜能区分出浸提剂提取出的黏⼟矿物已吸附的重⾦属含量;③具有稳定的浸提能⼒，适合⽤于多组平⾏实验的对⽐。
6、间套作体系修复技术：
间套作体系可以减少普通作物对重⾦属的吸收，可以提⾼植物对⼟壤重⾦属的提取并且在间套作体系中要选种重⾦属低累积作物。
间套作体系减少普通作物对重⾦属的吸收重⾦属富集植物与⾮富集植物种植在⼀起，能为与之间套作的植物提供⼀定保护作⽤。锌超富集植物Thlaspi caerulescens和同属的⾮超富集植物Thlaspiarvense互作在添加ZnO或ZnS的⼟壤上，与之互作的Thlaspiarvense吸锌量则明显降低，由于锌的吸收减少，Thlaspi arvense的⽣物量显著增加，其原因是由于Thlaspi caerulescens有很强的吸锌能⼒，能优
先吸收⼟壤中的锌，从⽽减少了锌对Thlaspi arvense的毒害。据
Gove(2002)报道，Zn超富集植物遏蓝菜(caerulescens)与⼤麦(Hordeum vulgare L.)种植在⼀起，减少了⼤麦对Zn的吸收。镉富集植物油菜与中国⽩菜间作在⼀起，降低了中国⽩菜对Cd的提取量，但⽩菜镉浓度不低。在10mg/kg和
20mg/kg的Cd处理⼟壤上，与油菜中油杂1号套种的⼩⽩菜有较⾼的地上部⽣物量和较低的Cd累积量，油菜可以减轻Cd对⼩⽩菜的毒性，但⼩⽩菜的Cd浓度也是⽐较⾼的。叶菜类蔬菜，如菜⼼、⽩菜等，与富集植物油菜间作是不可⾏的，因为种植在污染⼟壤上的叶菜会带来健康风险。间作能降低⼀种作物对重⾦属的吸收，在农产品安全⽅⾯可以发挥积极的作⽤。也可以通过研究间作系统减少植物吸收重⾦属的机理，进⽽寻到新的限制植物吸收重⾦属的微⽣物或改良物质。
间套作提⾼植物对⼟壤重⾦属的提取不同作物种植在⼀起也会提⾼植物对重⾦属的吸收。豌⾖和⼤麦混作，豌⾖地上部的Cu、Pb、Zn、Cd和Fe浓度是分别是单作的1.5、1.8、1.4、1.4和1.3倍，混作中⼤麦的根系分泌物能活化⼟壤中⾦属并有利于豌⾖吸收。锌超富集植物Thlaspicaerulescens和同属的⾮超富集植物Thlaspi arvense互作在添加ZnO或ZnS的⼟壤上，与单作相⽐，Thlaspicaerulescens的吸锌量显著增加。Cd富集植物⽢蓝型油菜Brassica napus与菜⼼Brassica parachinensis或⽟⽶问作在⼀起，油菜地上部Cd浓度和Cd累积量明显得到提⾼，表明问作技术⽤于修复Cd 污染⼟壤的能⼒。镉
富集植物油菜与中国⽩菜间作在⼀起，提⾼了油菜的⽣物量和Cd提取量。因此，间套作⽅式可以提⾼植物对重⾦属的提取效率，这种⽅式也可以替代螯合诱导植物修复中的化学螯合剂。选择适当的植物种类，尽可能提⾼超富集植物对重⾦属的吸收，降低与之间作的农作物重⾦属含量，是植物修复途径的新思路。我国污染⼟壤为多种重⾦属污染，可以将不同⾦属的富集植物种植在⼀起，从⽽提⾼植物修复效率。
对流层间套作体系中选种重⾦属低累积作物不同作物对重⾦属的吸收累积不同。在中、轻度重⾦属污染的⼟壤上，不种叶菜、块茎类蔬菜⽽改种⾷⽤部位污染物累积少的作物，如⽠果类蔬菜或果树等，能有效降低农产品的重⾦属浓度。因此，选育和种植吸收重⾦属少或运输到⾷⽤部位少的低累积品种，是提⾼重⾦属污染⼟壤⽣产⼒的具有潜⼒的⽅法，在实际应⽤中，可以将重⾦属低累积作物与超富集植物、富集植物种植在⼀起，达到修复⼟壤的同时收获符合⼀定卫⽣标准的农产品的⽬的。
|⽂章来源|：中国⽣态修复⽹
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