土壤重金屬污染問題日益受到人們的關注。土壤重金屬污染對植物(wù)、土壤動物(wù)、土壤酶以及通過食物(wù)鏈對人類的危害。土壤重金屬污染的修複措施主要包括物(wù)理(lǐ)修複、化學(xué)修複、植物(wù)修複及微生物(wù)修複等。可(kě)以預料，土壤重金屬污染修複将向着植物(wù)修複和微生物(wù)修複的方向發展，并且多(duō)種修複方法的綜合使用(yòng)将受到越來越多(duō)的重視。
土壤重金屬污染的簡介
土壤重金屬污染是指土壤中(zhōng)重金屬元素含量明顯高于其自然背景值，并造成生态破壞和環境質(zhì)量惡化的現象。重金屬元素在化學(xué)中(zhōng)一般定義為(wèi)相對密度等于或大于5.0的金屬，包括Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Hg、Ni、Co等45種元素。一般來說，引起土壤重金屬污染的元素主要包括Zn、Cu、Cr、Cd、Pb、Ni、Hg、As等8種元素。土壤重金屬污染的危害不僅僅取決于重金屬在土壤中(zhōng)的總量，還取決于其存在形态和各形态所占的比例，其中(zhōng)重金屬元素以水溶态、交換态的活性毒性最大，殘存态的活性毒性最小(xiǎo)。離子交換态的重金屬在土壤環境中(zhōng)活性大毒性強，易被植物(wù)吸收，也易被植物(wù)吸附、淋失或發生反應轉為(wèi)其他(tā)形态。
由于重金屬元素本身所具(jù)有(yǒu)的特點和土壤環境的多(duō)介質(zhì)、多(duō)界面、多(duō)組分(fēn)以及非均一性等特點，決定了土壤重金屬污染具(jù)有(yǒu)以下特點：隐蔽性和滞後性，不可(kě)逆性和長(cháng)期性，區(qū)域性和嚴重性，治理(lǐ)難且周期長(cháng)。由于重金屬能(néng)進入所有(yǒu)生态系統中(zhōng)，釋放到大氣圈、陸地圈、生物(wù)圈和水圈，對植物(wù)、動物(wù)和人類産(chǎn)生嚴重問題，特别是重金屬能(néng)在土壤和有(yǒu)機體(tǐ)中(zhōng)富集，在食物(wù)鏈中(zhōng)産(chǎn)生不可(kě)預見的結果。
土壤重金屬污染危害
1、對植物(wù)的危害
土壤中(zhōng)的重金屬會對植物(wù)産(chǎn)生一定的毒害作(zuò)用(yòng)，引起株高、主根長(cháng)度、葉面積等一系列生理(lǐ)特征的改變。主要是因為(wèi)吸收到植物(wù)體(tǐ)内的重金屬能(néng)誘導其體(tǐ)内産(chǎn)生某些對酶和代謝(xiè)具(jù)有(yǒu)毒害作(zuò)用(yòng)和不利影響的物(wù)質(zhì)，如H2O2、C2H2等類物(wù)質(zhì)。重金屬的脅迫有(yǒu)時會引起大量營養的缺乏和酶有(yǒu)效性的降低，較高濃度的重金屬含量有(yǒu)抑制植物(wù)體(tǐ)對Ca、Mg等礦物(wù)質(zhì)元素的吸收和轉運的能(néng)力。經過Cd處理(lǐ)的小(xiǎo)麥幼苗葉和根的生長(cháng)明顯受到抑制，其莖和葉中(zhōng)富集的Cd量增加，Fe、Mg、Ca和K等營養元素的含量下降。重金屬污染脅迫可(kě)以危害植物(wù)的根系，造成根系生理(lǐ)代謝(xiè)失調，生長(cháng)受到抑制，反過來，受害根系的吸收能(néng)力減弱，導緻植物(wù)體(tǐ)營養虧缺。
2、對土壤動物(wù)的危害
随着各種重金屬元素在土壤中(zhōng)的富集，對土壤動物(wù)的生存繁衍帶來了嚴重威脅。土壤重金屬含量對蚯蚓、線(xiàn)蟲等無脊椎動物(wù)數目、豐富度、生物(wù)數量和群體(tǐ)構成等有(yǒu)直接影響。
3、對土壤酶的危害
土壤酶是一種生物(wù)催化劑，是反映土壤肥力的一個敏感性生物(wù)指标，更能(néng)直接反映土壤生物(wù)化學(xué)過程的強度和方向。由于土壤酶活性易受土壤物(wù)理(lǐ)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和生物(wù)活性的影響，環境污染對土壤酶活性影響較大，可(kě)在一定程度上靈敏地反映出土壤的環境狀況。
4、對人體(tǐ)健康的危害
土壤尤其是表層土壤中(zhōng)的重金屬極易進入人體(tǐ)，直接對人體(tǐ)健康造成威脅，當人體(tǐ)攝入或吸入過量的Cd，會引起身體(tǐ)各器官一系列的病變，可(kě)引發以骨礦密度降低和骨折發生機率增加為(wèi)特征的骨效應。Pb能(néng)導緻包括人類在内的各種生物(wù)的生殖功能(néng)下降、機體(tǐ)免疫力降低，當人體(tǐ)内血鉛質(zhì)量比達到600μg/g～800μg/g時會表現為(wèi)頭暈、頭疼、記憶力減退和腹疼等一系列症狀。長(cháng)期食用(yòng)含Cr的食物(wù)，人體(tǐ)會出現不同程度的皮膚和呼吸道系統病變，并且出現潰瘍和炎症。長(cháng)期吸入Ni可(kě)以引起鼻癌、肺癌，并且可(kě)以引起接觸性皮炎、肺炎等病症。當金屬Hg進入人體(tǐ)後，可(kě)與體(tǐ)内酶或蛋白質(zhì)中(zhōng)許多(duō)帶負電(diàn)的基團如巯基等結合，使能(néng)量生成、蛋白質(zhì)和核酸合成受到影響，從而影響細胞正常的功能(néng)和生長(cháng)。研究得出，癌的産(chǎn)生和發展與土壤環境中(zhōng)Sn元素質(zhì)量分(fēn)數有(yǒu)關，居住在Sn元素質(zhì)量分(fēn)數高的地區(qū)的人群癌症死亡率較高。可(kě)見，土壤重金屬污染對人體(tǐ)産(chǎn)生極大的危害。
土壤重金屬污染修複措施
1、物(wù)理(lǐ)修複
物(wù)理(lǐ)修複主要包括電(diàn)動修複、電(diàn)熱修複和土壤淋洗三種修複技(jì )術。
電(diàn)動修複技(jì )術的原理(lǐ)類似于電(diàn)池，在通電(diàn)的情況下使得重金屬離子定向移動，從而把它們從土壤中(zhōng)去除的技(jì )術。這種技(jì )術對土壤環境的要求比較高，難以廣泛的、大規模的應用(yòng)。
電(diàn)熱修複技(jì )術是利用(yòng)一些重金屬在高溫下快速揮發的特性，用(yòng)高頻電(diàn)壓加熱土壤，重金屬受熱揮發，離開土壤以達到修複土壤重金屬污染的目的。但是，在高溫加熱的同時也對土壤本身造成了嚴重的破壞。
土壤淋洗是應用(yòng)最早，也是應用(yòng)最多(duō)、技(jì )術最成熟的物(wù)理(lǐ)修複方法。土壤淋洗是利用(yòng)淋洗液把土壤固相中(zhōng)的重金屬轉移到土壤液相中(zhōng)去，再把富含重金屬的廢水進一步回收處理(lǐ)的土壤修複方法。
此外，物(wù)理(lǐ)修複修複措施還包括固化/穩定化土壤修複技(jì )術、排土填埋法、稀釋法。但是無論那種修複方法都不能(néng)很(hěn)好的解決經濟實用(yòng)性和“二次破壞”、“二次污染”的問題。
2、化學(xué)固定修複
在土壤中(zhōng)，金屬元素的溶解度和可(kě)遷移性較差，使得土壤中(zhōng)重金屬更易被固定下來，因此重金屬化學(xué)固定修複在污染土壤治理(lǐ)過程中(zhōng)有(yǒu)着不可(kě)替代的作(zuò)用(yòng)。通過向土壤中(zhōng)加入有(yǒu)機質(zhì)、沸石、污泥、生物(wù)固體(tǐ)和磷酸鹽等外源添加物(wù)，調節和改變重金屬在土壤中(zhōng)的物(wù)理(lǐ)化學(xué)性質(zhì)，使其産(chǎn)生沉澱、吸附、離子交換、腐殖化和氧化還原等一系列反應，這種外源物(wù)質(zhì)與土壤中(zhōng)金屬離子結合後，極大地限制了其在土壤中(zhōng)的遷移性和被植物(wù)所吸收的可(kě)能(néng)性，從而減少這些重金屬元素對動植物(wù)的毒性。
微生物(wù)修複法就是利用(yòng)土壤中(zhōng)的某些微生物(wù)的生物(wù)活性對重金屬具(jù)有(yǒu)吸收、沉澱、氧化和還原等作(zuò)用(yòng)，把重金屬離子轉化為(wèi)低毒産(chǎn)物(wù)，從而降低土壤中(zhōng)重金屬的毒性，具(jù)有(yǒu)費用(yòng)低、對環境影響小(xiǎo)、效率高等特點，是一項廉價的綠色治理(lǐ)方法。微生物(wù)對重金屬的生物(wù)積累機理(lǐ)主要表現在胞外絡合作(zuò)用(yòng)、胞外沉澱作(zuò)用(yòng)以及胞内積累3種形式。
3、其它修複措施
近幾年研究發現，當一些土壤修複技(jì )術與其它修複技(jì )術相結合進行修複時，會有(yǒu)更好的修複效果。如許多(duō)真菌對重金屬有(yǒu)很(hěn)高的耐性和積累性，真菌的活動能(néng)降低重金屬對植物(wù)的毒性，提供對植物(wù)根系的保護，有(yǒu)利于修複植物(wù)的生長(cháng)，提高植物(wù)修複的效率。化學(xué)誘導技(jì )術和植物(wù)修複技(jì )術相結合，利用(yòng)化學(xué)誘導技(jì )術提高土壤中(zhōng)重金屬的有(yǒu)效性，以提高植物(wù)修複的效率。這些兩種或兩種以上修複技(jì )術相結合的修複技(jì )術，能(néng)夠較好發揮各自的優點，消除自身的缺點，更加利于土壤重金屬污染的修複工(gōng)作(zuò)。
近年來随着社會經濟的快速發展，土壤中(zhōng)重金屬含量不斷增加，土壤重金屬污染已成為(wèi)普遍的環境問題，越來越受到人們的關注。湖(hú)南淨源環境工(gōng)程有(yǒu)限公(gōng)司技(jì )術人員也将針對土壤重金屬污染研發不同的修複方法。
