土壤修复技术范文第1篇

ModernChemicalIndustryMay2015·43·

土壤中汞的来源及土壤汞污染

修复技术概述

1，2221，22*

邹正禹，张翔宇，赵盛开，潘利祥王立辉，

（1．中国石油大学（北京）化学工程学院，北京102249；2．中节能六合天融环保科技有限公司，北京100082）

——固化稳定化技术、综述了土壤汞污染修复技术，包括2种常用修复技术—摘要：介绍了土壤中汞的来源，热解析修复技

3种新兴修复技术———植物修复技术、基因工程技术、纳米修复技术。最后对土壤汞污染及其修复技术发展前景进行了术，展望。

关键词：汞污染；土壤；来源；修复技术中图分类号：X53文献标志码：A文章编号：0253－4320（2015）05－0043－05

Reviewofsourcesofmercuryinsoilandremediationtechniques

formercurycontaminatedsoil

22

WANGLi-hui1，，ZOUZheng-yu2，ZHANGXiang-yu2，ZHAOSheng-kai1，，PANLi-xiang2*

（1．CollegeofChemicalEngineering，ChinaUniversityofPetroleum（Beijing），Beijing102249，China；2．CECEPLiuheTalroadEnvironmentTechnologyCo．，Ltd．，Beijing100082，China）Abstract：Theoriginsofmercuryinstabilizationandthermaldesorption）nanotechnologyandgeneticengineering）techniquesarealsoprospected．

Keywords：mercurycontaminated；

soilaredescribed．Twotypesofgeneralremediationtechniques（solidification/andthreenewly-developingremediationtechniques（phytoremediation，

arereviewed．Thedevelopmentofmercury-contaminatedsoilandremediationsoil；sources；remediationtechniques

汞，尤其是有机汞，由于具有极强的毒性和高度的生物富集性，会对人类健康和生态环境造成很大危害。与其他重金属不同，汞能够在大气中长期滞留，并进行远距离迁移，最终通过干湿沉降等方式进入水陆生态系统。汞进入土壤之后，在硫酸盐还原

Hg2+能菌（SRB）、铁还原菌等δ－变形菌纲作用下，

被转化成毒性更强的甲基汞，并通过迁移等方式，最

［1］

终通过食物链放大进入人体。土壤中汞的来源

包括土壤母质、大气汞的干湿沉降、含汞十分广泛，

废水排放、含汞固体废弃物堆积等。土壤通过物理净化、化学净化、生物净化等方式，对进入土壤中的汞污染物有一定自净能力，但在很多情况下，土壤净化能力十分有限，要想去除土壤中的汞污染，必须依靠相应的修复技术。本文中简介了土壤中汞的来源，并对目前国内外土壤汞污染修复技术进行概述，以期为后续进行该类研究提供参考与借鉴。

络合离子等特性，常以硫化物等形式存在于岩石中。地表岩石经过风化作用，形成土壤母质，岩石中的汞部分残留在土壤母质中，构成了土壤中汞最基本来源。研究表明，全球不同类型土壤中汞的背景含量有所不同，一般介于0.58～1.8mg/kg，平均值估计为1.1mg/kg，并且，有机质土和新成土中汞含量偏高

［2］

。土壤母质中汞的来源复杂多样，形成周期

长，且容易受到自然环境的影响，因此目前很难精确估算出此来源汞的释放量。1.2

工农业生产及含汞废弃物排放

随着科学技术的发展，人类在创造自身文明的同时，也对自然环境造成破坏。汞在自然界中分布广泛，几乎所有的矿物都含有汞，大规模的矿山开采和金属冶炼必然产生大量含汞废矿渣和冶炼炉渣，侵占周边耕地，进而对矿区土壤产生污染

［3］

。随着

1

1.1

土壤汞污染的来源

土壤母质

汞在地壳中自然形成。汞具有亲硫性、易形成

人类城市化进程的加剧，城市产生了大量的含汞固体废弃物，包括温度计、血压计、电池、荧光灯泡以及一些废弃电子产品，这些废弃物大多进入垃圾填埋场进行处理，从而导致填埋场周围土壤遭受汞的污

收稿日期：2014－12－01

010－61717301，lixian．作者简介：王立辉（1989－），工程师，主要研究方向为土壤污染修复，通讯联系人，男，硕士生；潘利祥（1970－），男，博士，

pan@talroad．com．cn。

·44·染。Li等

［4］

现代化工第35卷第5期

对贵阳等城市垃圾填埋场废弃物含汞

浓度进行研究。研究发现，废弃物中汞浓度为等

［5］

湿沉降进行研究（见表1）。研究表明，与气态单质

汞相比，活性气态汞与颗粒汞具有更高的水溶性和沉降速率，它们往往是大气汞干沉降主要来源。Lynam等［7］对美国伊利诺伊州中部大气汞沉降进行研究，发现大气汞湿沉降量是干沉降量的3.4倍，说明湿沉降占大气汞沉降的主体部分；汞的湿沉降在

夏天表现更为显著，这是因为夏天大气中的Hg更

2+

易被氧化成Hg，加上夏天雨量较大，汞更易于进

0.17～46.22mg/kg，平均值为0.57mg/kg。Cheng对我国31个大城市土壤汞含量进行分析研究。

研究发现，中国北部和西北部城市表层土壤汞含量较低，东部和东南沿海地区城市土壤汞含量偏高，一些城市表层土汞含量高于深层土汞含量，这说明人类在进行工农业生产时，的确造成了周围土壤汞的污染。

目前，针对工农业生产及固废堆积土壤汞污染问题，欧美等西方发达国家已经采取措施控制人为因素对土壤汞的排放，但广大发展中国家由于资金、技术缺失等因素，在控制汞排放源方面落后于发达国家。2014年中央《国家新型城镇化规划（2014—2020）》指出，我国到2020年城镇化率将达到60%，届时城市必将产生大量含汞垃圾，势必给我国汞污染控制带来巨大压力。1.3

大气干湿沉降

自工业革命以来，随着人类活动的加剧，大气中

［1］

的汞含量已经增加了3倍左右，当前，人为源每年

［2］

约向大气中排放1960t汞。大气中的汞通过干湿沉降进入地表土壤，可以被有机质吸附，从而在土

入地表部分，这些发现与Sheu等

究结果具有一致性。

［8］

在台湾彭佳屿研

2

2.1

土壤汞污染修复技术

固化稳定化修复技术（Solidification/Stabiliza-

tion）

固化技术指将固化剂添加到土壤中，进而形成

石块状固体的过程。稳定化技术指将化学药剂加入到土壤中，通过降低汞的有效性从而实现土壤修复的一种技术。目前，固化稳定化技术在土壤汞污染修复上应用十分广泛，许多材料也被应用到固化修复技术中，比较常用的包括水泥基固化、低温化学键磷酸盐陶瓷（CBPC）、硫聚合物固化/稳定化（SPSS）。此外，沥青、聚乙烯、合成橡胶、硅酸钠、碱性矿渣、聚脂和环氧树脂等材料也被应用到土壤汞

［12］［13］

污染固化修复技术中。Cho等利用CBPC技术对韩国一家工业废物焚烧炉飞灰中的汞进行固化稳定化研究，实验分别选用MKP陶瓷与CNP陶瓷作为凝固剂，且选用Na2S和Fe2S作为固化剂。研究发现，处理前含汞污染废物毒性浸出实验值（TCLP值）为231.3μg/L，经过处理后样品的TCLP值低于25μg/L，即低于美国国家环境保护局（EPA）规定的限定标准。Lee等［14］利用SPSS技术对元素汞进行固化研究。实验中先将元素汞与过量元素硫单质混合，并在60℃条件下加热30min，直至所有元素汞都转化成HgS。再添加多余元素硫与

优点

缺点

土壤水泥固化体增容率大，不能恢复土壤以前本身的功能

提高与改进添加硫单质与炭等稳定剂Fe2S、加入Na2S、K2S等硫化物加入多硫化钙等降低TCLP值

壤表层富集

［6］

。目前，已经有许多学者对大气汞干

不同地区大气汞的干湿沉降量

干沉降/

湿沉降/（μg·m·a总汞18.60

－2

－1

表1

地点时间

（μg·m－2·a－1）

）

甲基汞

加拿大多伦多市

［9］

2003—20087.66～26.06

美国伊利诺

［7］

伊州［10］日本［11］重庆

［8］

台湾彭佳屿

2011.6—2011.70.7～1.63.1～5.4

2002.12—2003.118.0±2.72010.6—2011.72009—2012

12.8±3.90.05±0.0228.7±5.10.28±0.0910.18

表2

技术分类水泥基固

描述

主要是将土壤中的汞转化成氧化可用于建筑材料

16］

CBPC［12－13，

CBPC、SPSS技术概述水泥基固化、

工艺简单、材料来源广泛、处理费用

15－16］

汞沉淀后固定于水泥压块中，压块低，固化后水泥产品性能好化［12，长期稳定性不好，原污染土壤含硫化合物、活性

MgO、CaO等与H2PO4－反应生成

化学稳定性好，能处理高浓度汞污染需K2S等进行预处理，过量硫会增加汞浸出性

产生汞蒸气，可能引起火灾和爆炸

MKP·6H2O、CNP·nH2O等而被固化物；CBPC产生的陶瓷可用于建筑材料

16］

SPSS［14，

元素汞与硫反应生成难溶硫化汞并被密封，最终产品为一密封石块

费用低，所需反应温度低，抗环境腐蚀性强，机械强度高

2015年5月王立辉等：土壤中汞的来源及土壤汞污染修复技术概述·45·

HgS混合并注入液态石蜡中，最后将混合物加热至140℃，使其融化。待其冷却后，含汞物质即被固定在液态石蜡底部，固化体TCLP值检测为6.72μg/L，满足EPA规定的填埋标准。表2所示为3种常用固化技术的概述。

在当前各种土壤汞污染修复技术中，固化稳定化方法是使用频率最高的技术之一，这种修复技术已经达到商业化水平。实际土壤修复过程中，常常将固化技术与稳定化技术联合使用，先选用合适的稳定化剂对污染物进行预处理，再将土壤进行固化，从而提高土壤修复效率。2.2

热解析修复技术（Thermaldesorption）汞具有低沸点（356.73℃）、高挥发性等特性，

土壤。与其他修复方法相比较，热解析技术能够快

速去除污染土壤中的汞，且去除率高，也可实现对汞的回收再利用。但其主要的局限性在于其能耗高，且只有当汞浓度较高时，其去除效果才会明显，低温热解析修复技术还不成熟，这些因素都制约着热解析技术在工程中的应用。2.3

纳米技术（Nanotechnology）

随着复合材料工程与环境分子科学的发展，人们发现纳米尺度的物质会表现出特殊的物化特性，具体表现为小尺寸效应、表面效应、量子效应等。由

2+

于纳米颗粒具有高的比表面积，其对土壤中Hg具有强吸附性，所以可以利用纳米技术来修复土壤汞

［20］

污染。

许多研究证实纳米颗粒对污染水体中的汞离子具有极强的吸附能力，但由于纳米粒子在土壤中往往以聚合物形式存在，在土壤中流动性差，所以目前纳米技术在土壤汞污染修复方面应用不多。Wang等

研究了壳聚糖－聚乙烯醇/膨润土纳米复合材

2+

料（CTS－PVA/BT）对Hg的吸附作用。研究发现，CTS－PVA/BT对Hg2+具有极强的吸附性，且膨润土的加入能在一定程度上提高材料热稳定性。Gong［22］

等应用CMC－FeS纳米粒子对美国新泽西州汞污染土壤进行修复实验。实验采用羧甲基纤维素（CMC）钠作为稳定剂，修复前土壤汞含量为193.04mg/kg，当污染土样中FeS与Hg摩尔比为c（FeS）∶c（Hg）=118∶1时，样品渗滤液中汞减少了90%，TCLP实验中渗滤出的汞减少了76%。目前纳米技术在修复土壤汞污染方面的应用还处于刚刚起步阶段，且往往注重降低汞生物有效性效果的研究，相关吸附机理研究比较薄弱。但纳米修复技术作为一种新兴土壤修复技术，本身具有很多优势，发展前景十分广阔。

2.4植物修复技术（Phytoremediation）

植物修复技术指利用某种特定植物及其根部微生物对土壤中特定污染物通过吸收、固定、转化、挥发、降解等作用，进而去除土壤中污染物的一种新型修复技术。植物修复技术按其作用机理分为植物提取（Phytoextraction）、植物稳定化（phytostabilization）和植物挥发（Phytovolatilization），植物提取技其中，术研究最为广泛，也最具发展前景。

20世纪80年代开始，国内外学者已经开始在汞的植物提取技术方面进行研究。研究表明，虽然许多植物对汞都具有富集作用，但由于汞在土壤中生物有效性很低，一般需要通过施加螯合剂和植物

［21］

可通过加热促使汞从土壤中蒸发出来。通常汞在土

HgS、HgCO3、壤中以Hg或化合态形式［HgO、

等］存在。当温度达到600～

800℃时，这些化合态汞就会转化成气态汞，进而被HgCl2、Hg（OH）

2

回收利用。研究发现，温度和时间是影响土壤汞去除率的主要因素，当温度介于460～700℃时，温度

［6］越高，热解析修复效果越好；处理时间越长，汞去

［17］

除率越高。但热解温度过高时，土壤有机质和结

构水会遭到破坏，修复成本也会提高。

针对高温热解析方法具有的缺点，许多学者研究利用低温热解系方法修复土壤汞污染。邱蓉等

利用低温热解析法对贵州清镇地区农田污染土壤进行修复，当污染土壤在350℃下加热90min后，土壤中汞去除率高达90%，且此时土样中水溶态汞与交换态汞全部被去除，主要为残渣态汞，环境风险小。此外，通过加入氯化物添加剂的方式也可

［18］

降低热解析温度与时间。Ma等通过加入添加剂FeCl3来强化汞污染土壤热解析修复。实验发现，当热解温度达到400℃，热解时间为60min，摩尔比c（FeCl3）∶c（Hg）=100∶1，汞污染土壤浓度由处理前的69mg/kg降到0.8mg/kg，达到GB15618—1995三级标准限值以下，且处理后的土壤理化性质没有大的改变。针对热解析法耗能较高的缺点，有学者提出使用太阳能来代替传统不可再生能源作为

［19］

热源。Navarro等使用这一技术修复西班牙ValledelAzogue矿区汞污染土壤。当实验中使用的回转炉加热温度大于400℃时，土壤中汞的浓度从2070mg/kg减少到15mg/kg以下，汞的去除率大于99%。

热解析修复技术通常用于修复含汞工业和医疗废物，一般不适用于修复高黏土和高有机质含量的

［17］

·46·现代化工第35卷第5期

激素来提高汞污染土壤植物修复效率。目前已报道

Na2S2O3、NH4SCN，SC（NH2）2、使用的螯合剂包括KI、

［6］

SCN+H2O2、（NH4）2S2O3、EDTA、脲酶。王建旭

物体内同时表达，转基因拟南芥对甲基汞的耐性明

显提高（是野生型拟南芥的40倍，是转merB基因

［29］拟南芥的5倍）。Kiyono等研究认为，表达merC－SYP121蛋白的转基因植物对汞有更高的抗

报道了在土壤中添加2g/kg硫代硫酸铵后，印度荠菜根系、茎、叶片总汞含量均增加，分别是对照等

4倍、2倍。Cassina等使用细胞分裂组的8倍、

素和（NH4）2S2O3对植物汞提取情况进行研究。研究发现，联合使用细胞分裂素和（NH4）2S2O3比单

（NH4）2S2O3更能提高印独分别使用细胞分裂素、度荠菜和向日葵对汞的富集能力。

植物提取修复技术发展前景十分诱人，而这项技术发展的关键在于寻找一种对汞有超富集作用的

植物。虽然各国学者已经经过30多年的找寻和筛选，但有关汞超富集植物成功筛选的报道并不多见。

［25］

2010年，王明勇等在我国首次发现一种汞富集——乳浆大戟，这种植物对汞富集量为25.3～植物—

35.1mg/kg，运转系数为1.2～2.5，大于1，具有明Liu等报道了一种显的富集植物特征。2014年，

——白三叶草。在对汞有强烈富集作用的植物—

HgCl2含量为10μg/L的Hoagland营养液中培养白

7d后对这种植物根、三叶草，茎、叶汞含量进行测定，检测结果表明，白三叶草根、茎、叶汞含量分别为

22.63、53.98、22.98mg/g，运转系数为3.4，目前发现的所有对汞有富集能力的植物中，本次报道的白三叶草富集能力最强。

植物修复技术是一种原位修复技术，在修复土壤污染的同时中，也能起到美化周围环境的功能。在我国西南一些土壤汞污染严重的地区，当地人均收入偏低，土壤汞污染面积大，地方政府不可能投入大量资金修复土壤污染，因此植物修复技术作为一种低投入修复技术，在修复当地土壤汞污染方面潜力巨大。

2.5基因工程技术（Geneticengineering）

近年来，随着分子生物学和分子遗传学的发展，研究人员将金属硫蛋白（MTs）、金属螯合剂、重金属转运蛋白基因等导入到特定植物体内后，发现植物对重金属的耐受性和提取能力增加，即提高了植物修复效率

［27］

［26］［24］

［23］

性，也能比野生型植株富集更多的汞。另有研究表

MTs基因可以显著提高水花生对汞的抗性和富明，集能力

［30］

。

基因工程技术虽然可以提高植物修复效率，但这种技术目前还仅仅处于实验室研究阶段，而且转基因技术在我国一直是一个极具争议性的话题，这种修复方法在实际工程应用中应特别小心。

3研究展望

20世纪80年代开始，西方发达国家开始采取措施限制汞的使用、出口和转让，促使西方国家土壤汞污染问题得到遏制。但发展中国家由于自身发展的需要，依然在使用大量化石燃料等含汞原料，导致局部地区土壤汞污染加重。当前，中国已经在采取

2014年11月在北京签订的《中行动遏制汞的排放，

美气候变化联合声明》中，中国做出控制化石燃料

使用的承诺，这一举措在一定程度上会降低我国汞的排放量。

当前，围绕土壤汞污染的修复已经形成多种修复技术，其中，固化稳定化技术和热解析技术属于常用技术，植物修复技术、纳米技术、基因工程技术属于新兴修复技术。目前，单一修复技术逐渐被多种修复技术联合使用所代替，纳米技术等新兴技术得到越来越多的重视。在国外，固化稳定化技术已经得到工程实际应用，热解析技术也逐渐成熟，在工程应用中逐渐发挥作用。但我国由于起点低、投入少、政府重视程度不高等因素，我国的修复技术明显落后于西方发达国家，具体表现为修复技术单一、修复设备落后、修复工艺简单、成功修复案例较少等，这些不足已经严重制约着我国土壤汞污染修复技术的发展。因此，开发一种修复周期短、稳定性好、费用低廉的修复技术，加大修复设备的研究，成为我国修复领域的两件亟需完成的工作。

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。因此，基因工程技术为土壤修复提供

了一条新的方法，具有十分广阔的发展前景。

革兰阴性菌等细菌体内的mer操纵子对汞化合mer操纵子的结构物有着特殊的抗性和转变能力，

基因包括merA、merB、merC、merD、merF、merT、merP，merB基因的研究最为广泛。其中有关merA、2000年，Bizily等［28］首次将merA和merB基因在植

2015年5月王立辉等：土壤中汞的来源及土壤汞污染修复技术概述

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土壤修复技术范文第2篇

关键词：危害 重金属污染 土壤修复

土壤是地球表面的疏松表层，它是人类赖以生存的重要自然资源，并且在生态环境中占有重要地位。而近年来，随着工业的快速发展和乡镇城市化，土壤重金属污染日益严重，由此会破坏人类生态环境，从而影响人们的健康，因此，土壤重金属污染的修复技术已成为一个研究热点。

一、土壤重金属污染的危害

随着工农业的快速发展，多种工业如采矿、冶炼、电镀、废电池处理、金属加工等的排放以及农业中各种农药，化肥的施用均是土壤重金属污染的来源。据报道，全世界平均每年排放Hg约1.5万吨，Cu 340万吨，Mn 1500万吨，Pb 500万吨，Ni 100万吨[1]。土壤重金属污染具有污染面积达、积累时间长、不易被微生物降解、有明显的生物富集作用等特点，被重金属污染的土壤会严重影响到农作物的生长和发育，从而导致农作物的减产并污染农作物。安志装等人[2]研究发现镉与巯基氨基酸和蛋白质的结合会引起氨基酸蛋白质的失活，甚至使植物死亡。另外，土壤中的重金属会被农作物吸收并在农作物体内富集，通过食物链进入人体，从而严重危害人体健康。

二、土壤重金污染修复技术

1.物理化学修复技术

1.1化学固化

化学固化法指的是通过在土壤中加入土壤固化剂来改变土壤的有机质含量、矿物组成、pH值和Eh值等理化性质，再经重金属的吸附或共沉淀作用来调节其在土壤中的移动性，从而降低其共生物有效性。固化剂将污染土壤中的重金属固定后，不仅可以减少重金属通过径流和淋洗作用对地表水和地下水的污染，而且被污染的土壤还有可能重建植被[3]。虽然化学固化法可以固化土壤中的重金属，但固化剂只是改变重金属在土壤中的存在形态，重金属仍留在土壤中，因而该方法还有待进一步的研究探讨。

1.2电动修复

电动修复是近年来快速发展的技术，其作用机理是将电极对插入被污染的土壤中，在通入微弱电流形成电场，使土壤中的重金属在电场形成的各种电动力学效应下定向移动，在电极区附近富集，从而将重金属处理或分离。

对于低渗透的粘土和淤泥土的修复，电动修复是常用的技术。郑喜坤等人[4]研究了电动修复技术对沙土中Pb2+、Cu3+等重金属离子的去除效果，结果表明，重金属离子的去除率达99%以上。电动修复技术是一种原位修复技术，它可以有效的去除土壤中的重金属离子，并且经济效益好，是一种可行的修复技术。

1.3土壤淋洗

土壤淋洗是一种适用于治理大面积重废污染土壤的方法。所谓淋洗，是指利用提取剂（包括有机或无机酸、碱、盐、表面活性剂和聚合剂等）将土壤中的固相重金属转化为液相，土壤在经水淋洗处理后可归回原位利用，而对于富含重金属的废水也可进行回收处理，从而达到修复土壤的目的[5]。吴华龙等人[6]研究了被铜污染土壤修复的有机调控机理，研究结果表明，外加EDTA对降低红壤对铜的吸收率与加入的EDTA量的对数量显著负相关。土壤淋洗法虽然处理量大，处理效率高，但会造成二次污染，因此，寻找一种既能提取各种形态重金属又不破坏土壤结构的提取剂将成为土壤淋洗法的研究热点。

2.植物修复

植物修复是指在被重金属污染的土壤中，种植某种特定的植物，利用该植物对重金属的耐性和超富集作用将重金属移出土壤，使土壤中的重金属降低到可接受的浓度，达到重金属污染修复的目的。

根据其修复过程和作用机理可将植物修复技术分为4种：①植物萃取技术，即利用超富集植物将重金属从土壤提取出来，并将其转移，贮存到地上部分，然后通过植物收割来对重金属进行集中处理的过程[7]。韦朝阳等人[8]研究发现了一种大叶井口草，它对As的富集有明显的效果，其地上部分最大含量可达694mg/Kg。②植物固化技术，即利用耐金属植物及其根系微生物的一些生物化学作用降低重金属的活性，使其固化，从而减少对土壤的危害。该方法主要适用于有机质含量的矿区污染土壤的修复。③根圈生物技术，即利用植物根际分泌物和根际脱落物刺激细菌和真菌的生长，通过细菌和真菌对重金属的吸附固定作用，是重金属矿化的过程。④植物挥发技术，即利用植物根系的吸收、积累和挥发作用减少土壤中一些挥发性污染物，及植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态物质释放到大气中[9]。

3.工程措施

工程措施是比较经典和传统的修复土壤重金属污染的方法，主要包括客土、换土及深耕翻土等方法。通过客土、换土或者将深耕翻土与污土混合，使土壤中重金属的含量降低，减少重金属对土壤植物的毒害，从而使农产品达到食品卫生标准[10]。

客土法是将干净的土壤覆盖在已受污染的土壤上混匀，从而降低土壤中污染物的浓度；换土法是用干净的土壤代替受污染的的土壤，对于换出的土壤应进行处理，防止二次污染的发生；深耕翻土是将表层已受到污染的土壤翻至深层，从而使土壤中污染物的浓度降低。

三、结语

目前运用于修复土壤重金属污染的技术有很多，但每种修复技术对于土壤重金属污染修复均有一定的弊端，并且对于不同类型的土壤受重金属的污染的程度的不同，单一的使用某种技术并不能达到理想的效果，因此，在实际应用中，应综合多种修复技术的优点，互取优势，研究出新型的具有高效，低耗的修复技术。

参考文献

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[2]安志装，王校常.重金属与营养元素交互作用的植物生理效应[J].土壤与环境，2002，11（4）：392-296.

[3]Vangronsveld J F. Asschc V and Clijsters H.1995.Reclamation of a bare industrial area contaminated by norrferrous metals： In situ metal immobilization and revegetation. Environ Poll ，87：51-59.

[4]郑喜坤，鲁安怀，等. 土壤重金属污染现状与防治方法[J].土壤与环境，2002，11（1）：79-84.

[5]龙新宪，杨肖娥，倪吾钟. 重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望[J].应用生态学报，2002，13（6）：757-762.

[6]吴龙华，骆永明，黄焕忠. 铜污染土壤修复的有机调控研究I.可溶性有机物和EDTA对污染红壤的释放作用[J].土壤，2000，（2）：62-66.

[7]丁华，吴景贵. 土壤重金属污染及修复研究现状[J].安徽农业科学。2011.39（13）：7665-7666，7756.

[8]韦朝阳，陈同斌，黄泽春，等. 大叶井口边草—一种新发现的富集砷的植物[J].生态学报，2002，22（5）：777-778.

土壤修复技术范文第3篇

摘要：本次研究以城市工业污染作为主题，探讨与其相关的污染场地类型及土壤修复技术研究进展问题。首先对我国城市工业污染场地的类型进行了简要说明，并结合当前几种土壤修复技术的应用及研究趋势，对主题展开具体论述。

关键词：城市工业；污染场地；土壤修复；技术研究

1引言

在改革开放政策下，我国经过多年快速发展，经济地位已经位居世界第二，成为世界级的超级大国；但由于发展速度快、环境治理跟进慢，因此，导致了诸多工业污染问题。从当前城市工业污染场地分析，主要包括重金属、有机污染物、复合污染三大类型；但在土壤修复技术方面方法已经开始应用多种修复技术，并在尝试创新发展，以下进行具体说明。

2城市工业污染场简述

在三大污染类型中，重金属污染有45种元素（以相对密度在5.0以上为主）；但在土壤重金属污染方面，主要由8种元素引起，具体是Cd、Cu、As、Ni、Cr、Pb、Hg、Zn。从行业分析，以冶炼、皮革、化学品、铅蓄电池制造等居多。有机物污染则集中在有机化学物方面，如石油、农药、多氯联苯、苯系物等。复合污染中有重金属-有机复合污染，以及有机物类型内、重金属类型内的复合污染等。另外，在复合污染中由于污染物之间存在交互作用，也会造成一系列难以预料的环境效应，并给污染治理工作造成极大阻碍与技术挑战。

3城市污染场地土壤修复技术研究进展分析

目前在应对城市工业污染场地造成的土壤污染问题时，多以污染源分析为主，实施针对性、综合性的治理措施。从应用与发展层面观察，土壤修复技术包括淋洗修复、热处理、土壤气提、植物修复、固化与稳定技术等。以下从常用的土壤气提技术、固化与稳定技术、植物修复技术进行具体说明。

3.1土壤气提技术

土壤气提技术以物理方法为主，具体是对土壤孔隙实施蒸汽压的降低，然后，将污染物转化为蒸汽形式，并通过气提方法完成污染治理。同时，这种土壤气提技术的应用能够以活性炭吸附法、生物处理法完成对土壤的净化处理，并实现循环利用。从应用情况看，通常以原位土壤、异位土壤、多相浸提三种技术应用为准。在气提系统下，能够实现热空气，提高轻质石油烃挥发，并使三氯乙烯、四氯乙烯类的有机卤化物得到有效挥发。以评估效果分析，也能够达到对非黏质土壤污染物的修复，其修复效果在现阶段能够达到90%。在三种技术应用中，原位与异位土壤气提技术，针对地下含水层之上的包气带效果最好，而后一种技术对于包气带、地下含水层均有显著效果。整体上能够根据亨利系数进行评估，通常在>0.01的情况下、蒸汽压>66.66时，均能够进行有效处理。

3.2植物修复技术

植物修复技术属于绿色技术，因其成本低、可原位修复、环境美学效应突出而受到好评。一般实践中以超富集植入、富集植物提取修复为准；其原理即以植物根系达到对污染物的有效控制，减少其扩散，并利用恢复生态功能完成稳定性修复，同时，在植物的代谢功能、转化功能、吸附功能下，也能够很好的实现对污染物的降解、过滤，并达到改良土壤的目的。从应用范围观察，如重金属、石油、炸药、放射性核素、农药等造成的土壤污染均可。另外，在农田土壤污染物、人工湿地、生物栖息地等治理与建设方面均有显著效果。在我国的砷、铅、铜、镍、镉、多环芳烃方面已经起到了较好效果。然而，针对超富集植物方面的一些瓶颈，需要进行匹配性的农艺性状、病虫害防治等，以此增强植物修复技术的应用效果。

3.3固化-稳定技术

使污染物在污染介质中获得固化，并处在稳定状态，可以通过固化-稳定技术完成；如应用固化稳定剂、污染土壤混合达到修复目的。从应用原理分析，它集合了化学-物理-热力学多种方法实施综合治理；具体以石灰、沥青、硅酸盐水泥等固化稳定剂为准。这种方法的应用适用于原位与异位方面的重金属污染土壤修复，对有机污染物的土壤修复则效果不明显。建议在修复过程中需要遵循因地制宜的原则；固化-稳定技术的优势在于成本低、见效快；其风险主要在于可能性的环境条件影响下，会造成污染物的重新释放，所以，在应用过程中，必要进行安全性监测评估，提高治理效果。

4展望

目前，我国已经引入诸多研发设备，但关于土壤修复技术的研究技术依然处于初步发展阶段。需要增加这个方面的知识产权保护；尤其是在引进设备、技术权限方面，价格昂贵的现状下，必要从政府投入、企业技术研发方面增加技术扶持。尤其要强化我国在组合技术方面治理水平。比如，在单一修复方法的基础上，增加对无机-有机复合污染、新老污染物并存方面的污染。另外，应该在环境修复材料研发方面扩大影响，如氧化剂、还原剂、催化剂等方面的新产品研发；政府可以通过加强对生态环境效应的监测、评估；使实际的调查研究结果，能够与当前城市工业污染场地土壤修复技术发展水平相匹配。需要说明的是，应该按照现阶段我国不同地区的污染场地类型、修复技术应用情况，鼓励更多的民营企业投入到对污染场地的治理技术研发与治理中，提高土壤修复的市场化水平，从多个面向增加修复速度、提高修复效果。

5结束语

通过上文分析可以认识到城市工业污染场地类型比较多样，修复中的技术应用存在一些瓶颈；但从现阶段的土壤修复需求分析，可开发市场潜力巨大。随着我国公共卫生与生态环保政策的持续推进，未来会在该领域引起重多企业进驻；同时，也会使我国城市工业污染场地修复速度走向快速、持续发展阶段。因此，必要借鉴欧美环境治理的一些经验，并引进相关技术；另一方面，在推动我国土壤修复技术发展的同时，应该大力推动知识产权保护，提高对修复技术创新，促进其向更好的方向发展。

参考文献：

[1]廖晓勇,崇忠义,阎秀兰等.城市工业污染场地:中国环境修复领域的新课题[J].环境科学,2014(3).

[2]陈飞,马玲,杨栗清等.园林绿化在城市生态修复中的应用[J].科技视界,2013(11).

土壤修复技术范文第4篇

关键词：农田 土壤修复 技术措施

中图分类号：Q938.1+3 文献标识码：A 文章编号：

一 、 项目概况

为追求经济效益和GDP，很多地方在经济发展过程中没有很好地进行产业规划，对工业企业造成的环境污染和破坏没有充分意识。致使农田受到污染，尤其是重金属的污染，给当地农村的生活、生产造成极大影响。

本案例为南方省份某村两村民小组，地形主要以丘陵为主，三面环山。该村周边此前曾有多个小冶炼厂，生产的废气，环绕整个村幔废水的排放既不通畅，也不处理，主要污染物长期渗透积淀于村嶂芪У呐铩F扔诖迕竦那苛乙求和当地政府的决心，周围的冶炼厂被迫停产和搬迁，但此前，该村土壤受到冶炼污染一直未得到治理，重金属污染成份主要为k、铬、铜、铅以及锌。

随着村庄规模的不断壮大，人类生活水平的提高，面临新的环境问题越来越突出。该村庄存在的新的环境问题主要表现在以下两个方面：1、农村生活污水及散养畜禽粪便没有经过处理就随地排放（附图1）；2、生活垃圾随意乱放。致使这些农田土壤受新旧污染交错。某村两小组农田平面布置图（如下图2）。

图1清洗废水排放现状。

图2某村两小组农田平面布置图

二、土壤修复依据

2.1.目的及意义

人类生存的地球，种植着各种农作物和自然生长着千千万万的各种植物，以源源不断地供给人们生长的水、空气、各种食品和各种营养成份。由此，人类生生不息。自进入工业革命以来，人类的生产活动对大自然造成越来越大的影响，构成大自然的主要要素水、空气和土壤受到越来越大的破坏。如何构筑人和自然的和谐发展，此时也越来越引起人们的重视。土壤的维护和修复，已引起了各国政府和组织及有识之士的高度关注。我们作为环保工程技术人员，更是责无旁贷担当起此历史责任，利用自身的优势，结合了国内外的经验，积极投身到土壤修复工作中去，以建设更美好的新农村。

2.2.国内外情况

污染土壤修复技术的研究起步于20世纪70年代后期。在过去的几十年间，欧、美、日、澳等国家纷纷制订了土壤修复计划，并投入巨资用于土壤修复技术的拓进以及相关设备的研发，积累了丰富的技术和工程应用经验，成立了许多土壤修复公司和组织，很多有志之士投身其中，使土壤修复技术得到了快速的发展。我国的污染土壤修复技术发展较晚，在 “十五”期间才得到重视，并列入了高技术研究规划发展计划，但其研发水平和应用经验与国外发达国家还有比较大的差距。随着工业和社会的发展，土壤污染由工业区到非工业区、由城市向乡村扩散的趋势，由此，引发了人们强烈的环保意识，保护环境，保护耕地，保护土壤已经达成了人们的共识。

三 、 土壤修复主要内容及技术路线

3.1.主要内容及需要解决的关键技术问题

该项目的土壤污染具有如下特点：土壤原已受到一定程度的重金属污染，随着村岬睦螅现在正进一步受到生活污水和垃圾废弃物的污染，具有多种污染源的性质；解决此种土壤污染，需作综合治理，其中最为关健因素是，不仅要对生活污水和垃圾废弃物先进行截断和处理，还要对原有土壤治理，才能达到土壤修复，使农田得到再利用的目的。

3.2．采用的技术路线以及工艺流程

在对原有土壤实地调查得到第一手可靠资料的基础上，通过对该土壤技术分析，其修复工艺流程如下：

生活污水造成土壤污染截流分隔、水草种植净水处理

垃圾废弃物造成土壤污染 集中收集分拣运转 无害化处理 合格土壤

重金属造成土壤污染 深耕、特色种植、特种肥料 物化学处理

四、 土壤的修复措施

4.1．污水的截流分离和处理

针对本项目农户相对比较分散，污水收集难度较大的现状，因地制宜，综合资源利用，充分利用村庄地形地势、可利用的水塘及闲置地，采用生物生态组合处理技术。分别采用土壤渗透、生物滤池、稳定塘、无动力厌氧+人工湿地等技术对污水进行处理。

(1)土壤渗透。该系统将污水投配到土壤表面具有一定构造的渗滤沟中，污染物通过物理、化学、微生物的降解、利用得到处理和净化。该技术对悬浮物、有机物、氨氮、总磷和大肠杆菌的去除率较高，一般为65%～70%。

(2)生物滤池。由池体、填料、布水装置和排水系统等四部分组成。池内由碎石或塑料制品填料构成的生物处理构筑物。污水与填料表面上生长的微生物膜间隙接触，使污水得到净化。生物滤池缓冲容量大，能自动调节浓度高峰使微生物始终正常工作，耐冲击负荷的能力强。对悬浮物、有机物去除率达85%以上。

(3)稳定塘。是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。主要利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。具有方便操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点。

4.2．垃圾及生活废弃物的集中收集和处理

结合农村实际，产生的生活垃圾不宜就地直接焚烧或填埋，由于村垃圾产量小以及运输成本高，运输频率按每周1次或两周1次。本村庄根据实际情况，设置垃圾收集点，增加垃圾转运装置等，对产生的垃圾进行收集运转。结合本村情况，选择容量为500L的垃圾桶做未分散垃圾收集点，垃圾密度为0.3t/m3，垃圾填充率为0.75计算，在本村设置500个垃圾桶于村部主道路及每户配置一个。设计容量为2.5吨垃圾转运箱5个,人力垃圾收集运输车6辆，把垃圾运送到城镇进行统一无害化处理。

4.3．土壤的直接修复

(1)选择合适的土壤搭配和施肥方式

对原有土壤采用适当的搭配，必要时根据土壤的不同成份，部份更换，多施用农家肥等，通过简单易行的方法，对污染并不太严重部份土壤作初步的修复处理。

(2)选择深耕深种种植和特种种植技术

对污染不太严重区域，土壤受到的污染一般还局限于表层，更深部分的土壤层还是保持比较好的状态，通过深耕，可以利用土壤的自然搭配，减少了土壤污染组分；另一方面，通过深种，种植根系比较发达，根深叶茂的农作物或一些乔木灌木类根深叶茂的植物，被污染了的土壤对这些物种造成的影响就相对比较小，有利于这些物种的生长，反过来，通过对这些正常生长的物种根系的固定吸收和叶面的散发排放，可以在一定程度上把土壤得到修复。

尤其选用一些具有某种特殊功能的植物，比如：酸模叶蓼、虎尾草、金盏银盘等，利用其根系吸收污染土壤中的有毒有害有机无机物质，并运移到植物上部，或改变有害物的结构和形态，通过其对有害物质的转移或有害变无害化处理的某些特殊功能，直接种植于具有污染的土壤上，利用植物资源及其具有的净化功能，从而达到对原有土壤修复的目的。

（3）采用物理及化学反应原理处理土壤中的重金属

对污染比较严重的部分土壤，采用以上方案，速度比较慢，效果比较低。为此，对土壤片区采用网格状钻孔取样，做土壤检测分析，按5～10平方米取1个样，根据不同土壤深度取0.5～0.8米。在准确测试的基础上，对这部分受重金属污染比较严重的土壤进行重点修复。

根据该农田区域的地形和地势特点，布置一些围堰，挖出一些明沟、暗沟和竖井，对这些农田进行翻耕的同时，在农田底部覆膜，在土壤喷淋水中添加硫酸、草酸等酸性化学试剂，这些土壤受喷淋洗涤浸泡一定时间后，化学试剂与土壤中的砷、铬等有害重金属结合成络合物。然后水体通过在土壤底部低水位处回流至竖井，再对竖井中含高浓度重金属废水进行集中沉淀过滤分离。通过水泵作用，使喷淋土壤回流水和水沟竖井形成循环体系，水体可以反复使用。通过反复多次浇灌，使原有土壤中的重金属得到清理，土壤得到整治修复。

土壤修复技术范文第5篇

关键词：农药；土壤污染；微生物；修复

农药，作为人类文明进步的产物，为解决人类温饱、增强社会稳定、促进社会发展做出了贡献，对人类健康起到了积极作用。尤其是20世纪三四十年代，有机农药的成功发现和生产，为控制害虫的危害提供了有效的手段。然而，从现阶段看，农药的使用已不可避免，为了人类更加健康安全地生存，了解、避免、减缓和解决这一越发严重的问题，有必要和必须探索和研究农药的环境污染机理。

1 概述

1.1 农药的定义

农药广义的定义是指用于预防、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草和其他有害生物以及有目的地调节植物、昆虫生长的化学合成或者来源于生物、其他天然物质的一种物质或者几种物质的混合物及其制剂。是指在农业生产中，为保障、促进植物和农作物的成长，所施用的杀虫、杀菌、杀灭有害动物（或杂草）的一类药物统称。特指在农业上用于防治病虫以及调节植物生长、除草等药剂。

1.2 农药的毒性

农药对人体的危害主要表现为急性毒性和慢性毒性。农药经口、吸呼道或接触而大量进入人体内，在短时间内表现出的急性病理反应为急性中毒。急性中毒往往导致神经麻痹乃至死亡，甚至造成大面积死亡，成为最明显的农药危害。据世界卫生组织和联合国环境署报告，全世界每年有300多万人农药中毒，其中20万人死亡。时至今日，由于农药在各方面的广泛应用，任何一个生活在现代生活中的人都不可能避免每天接触很低浓度的各种不同种类的农药，或是通过食物，或是通过饮水。由此所产生的可能对人体健康的危害属于连续的低水平暴露，这是一种潜在的慢性毒性效应。

1.3 农药对土壤的污染

土壤是污染物的汇也是污染物的源。农药土壤污染是农药污染最典型的例子之一。农药的理化特性决定了它在土壤中的分布、降解速率及对环境的影响。农药在土壤中经土壤微生物作用，可以迁移、转化直至矿化。土壤污染了，土壤上所生长的作物和所结的果实也会吸收污染空气。一种简单的植物物种，吸收也是多种多样的，植物根系可以吸收土壤溶液中的农药，土壤中固体颗粒也能吸收土壤溶液中的农药。有些农药易挥发，植物的叶子可以吸收空气中的农药蒸气；而根又能吸收土壤中的农药，再从叶面上蒸发出它，过程相当复杂。植物根茎叶吸收农药后，继而在植物体内提升，最后可残留在植物体内，人们摄入该植物可直接摄入农药。

2 农药在土壤中的环境行为与降解机理

2.1 农药在土壤环境中的滞留、迁移

一般而言，如果农药能被强烈地吸附，则它们就容易滞留在土壤的固相，不易进一步造成对周围环境的污染；反之，就容易发生迁移，如被淋溶进入地下水而造成污染。农药滞留、迁移的物理化学原理有：表面功能基团；表面配合物；表面吸附。

2.2 农药在土壤中的水解作用

农药的水解是农药分子与水分子发生相互作用的过程，它是农药在环境中迁移转化的一个重要途径。水解反应是许多农药如有机磷、菊酯、氨基甲酸酯及羧酸脂等降解的主要步骤，与农药在环境中尤其是在水体中的持久性是密切相关的，是影响农药在环境中归宿机制的主要判据之一，也是评价农药在水中残留特性的重要指标。研究农药在环境系统中的水解，尤其是一些有机磷酸脂类杀虫剂、磺酰脲类除草剂水解反应是其在环境中降解转化的初始步骤，对于了解这些农药在环境系统中的归宿机制、残留特性及其对靶标与非靶标生物的毒理效应具有重要意义。

2.3 农药在环境中的光降解

农药可以吸收一定的光能量或光量子，发生光物理和光化学反应。光物理反应包括辐射能以光、热等能量形式吸收或释放，但农药分子形态没有变化；而光化学反应则是通过农药分子的异构化、键断裂、分子重排或分子间反应生成新的化合物。环境中农药的光化学反应可在气相、水相、固相中发生。尽管评价农药在环境中迁移、转化行为时，有一些农药光化学降解可以忽视，但许多农药的光降解还是其在环境中主要的降解途径之一。农药光解释农药真正的分解过程，它不可逆地改变了反应分子，强烈影响着某些农药在环境中的趋势。因此研究农药的光化学降解具有非常重要的意义。

3 农药污染土壤的生物修复技术

微生物修复技术是利用微生物的生命代谢活动对有机农药的降解作用使受污染土壤恢复到健康状态。所利用的微生物主要有土著微生物、外来微生物和基因工程菌3种类型。微生物修复技术可分为原位修复、现场修复和异位修复，其中原位修复不仅操作简单、成本低，而且不破坏植物生长所需要的土壤环境，污染物氧化安全，无二次污染，处理效果好，是一种高效、经济和生态可承受的环保技术。

微生物降解农药有2种方式：一是微生物直接作用于农药，以农药成分作为唯一的碳源或氮源、磷源，通过酶促反应降解农药；另一种是将农药与其它有机质进行共代谢。微生物修复与植物修复不同，通常一种微生物能降解多种农药，

如假单胞杆菌可降解DDT、艾氏剂、毒杀酚和敌敌畏等。另外，微生物也可通过改变土壤的环境理化特征降低农药有效性，从而间接起到修复污染土壤的作用。如：刘宪华等人用假单胞菌AEBL3降解呋喃丹污染，结果发现未加菌土壤呋喃丹在0 ～7cm土层中含量已达90mg/kg，加菌土壤呋喃丹含量为48mg/kg，后者降解率达96.4%。

现今微生物修复农药污染已进入基因水平，通过基因重组、构建基因工程菌来提高微生物降解农药的能力。目前对微生物修复技术的研究已相当成熟。世界各国的科研工作者分离筛选了大量的降解性微生物，利用基因工程技术，人们按照需要构建具有特殊功能、降解效率高、降解范围广和表达稳定的新菌株。有微生物原位修复技术的构成提高修复效果的技术措施的成功例子，但存在的问题也非常突出。首先，虽然已经筛选到许多有机农药降解菌，但高效菌种不多；其次，降解菌的降解谱不够广，不能完全代谢有机农药中各组分；另外，许多实验室得到的高效降解菌在实际应用中效率不高，修复效果不理想。为此，有机农药高效降解菌的筛选及降解效果的改良是环境科学工作者的研究热点课题。基因工程菌用于污染物处理的研究成果令人鼓舞，发展潜力很大。但是，基因工程菌的应用研究尚停留在实验室水平，真正投入污染物处理的还很少，而且基因工程菌在实际应用中存在一些问题，主要包括基因工程菌构建的技术问题和应用的安全性问题。如今，微生物修复技术作为一种有效的环境治理措施， 在治理土壤污染方面的作用已越来越突出。

参考文献

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