試論重金屬污染土壤的化學(xué)治理與修復(fù)

【摘要】土壤一直是人類賴以生存的根本，也是人類重點保護(hù)的對象，但是隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，土壤也正遭受著前所未有的污染，這和當(dāng)前霧霾等環(huán)境污染問題一并存在的，已經(jīng)嚴(yán)重影響了人類的正常生活，其中危害最為嚴(yán)重的就是重金屬對土壤的污染。針對重金屬對土壤的污染，我國目前制定了一些法律法規(guī)，但是在執(zhí)行中并沒有發(fā)揮太好的作用，筆者在本文中嘗試運用高中所學(xué)化學(xué)知識，并通過學(xué)習(xí)其他化學(xué)方面的實用技術(shù)，采用化學(xué)治污的分析方式，希望能為我國解決重金屬污染土壤問題提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】重金屬污染；土壤化學(xué)治理；修復(fù)措施

現(xiàn)代工業(yè)化的發(fā)展為我國城市的進(jìn)步提供了保障，同時在工業(yè)化的過程中，一些工業(yè)的大力發(fā)展也對我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展造成了沖擊。從世界范圍來看，土壤的重金屬污染造成了損害有很多的例證，比如在日本發(fā)生的“痛痛病”和“水俉病”等，這些并發(fā)癥都是因為土壤受到重金屬的污染而產(chǎn)生的，也是人類工業(yè)化發(fā)展過程中的巨大災(zāi)害。我國在工業(yè)化發(fā)展的過程中也面臨著這一方面的問題，為了有效的解決這一問題，我們有必要從化學(xué)治理的角度展開研究，提出一些治理措施，修復(fù)受到污染的土壤，本文在以下內(nèi)容中將進(jìn)行詳細(xì)探討。

一、重金屬污染土壤的概述

重金屬作為對土壤造成損害的重要物質(zhì)，其在產(chǎn)生和污染過程中都與我國現(xiàn)代工業(yè)的排污、污水處理、監(jiān)督管理等方面有很大關(guān)系，為了更好的解決重金屬污染土壤的問題，應(yīng)當(dāng)對一些問題進(jìn)行前提性的了解。

1.重金屬污染的概述

在現(xiàn)代人類對污染物質(zhì)的認(rèn)識中，土壤重金屬污染是指由于人類活動使得土壤中的重金屬含量明顯超過背景值，造成生態(tài)環(huán)境惡化的現(xiàn)象。重金屬在工業(yè)中表現(xiàn)為多種形態(tài)，如汞、鎘等，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，在重金屬的種類中，能夠?qū)ν寥涝斐晌廴镜姆绞交蛘哒f對土壤通常受到的污染形式主要有十幾種左右，這些重金屬的污染多是難以修復(fù)的，或者是在現(xiàn)有技術(shù)很難完全修復(fù)，所以有必要采用化學(xué)治理的方式完成物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)，以此來達(dá)到治理的目的。

2.重金屬對土壤的污染問題

重金屬在工業(yè)排污中產(chǎn)生，其主要的污染對象為水體和土壤，其中對水體的污染也有可能最終通過灌溉而轉(zhuǎn)變?yōu)閷ν寥赖奈廴?。所謂的土壤重金屬污染就是指在人類生產(chǎn)活動中，因為產(chǎn)生了一些重金屬的殘留物沒有及時處理，致使重金屬通過水體灌溉或者直接浸透到土壤中，不斷累積，造成土壤中的重金屬含量超過了背景值，形成一系列土壤損害的現(xiàn)象。

根據(jù)研究表明，土壤中包含適當(dāng)?shù)闹亟饘僖彩亲匀滑F(xiàn)象的一種表現(xiàn)，但是由于現(xiàn)代人對于工業(yè)過度重視，而對于產(chǎn)生的一些復(fù)雜且沒有再次利用價值的金屬物質(zhì)不注重有效處理，而是直接排放在土壤或者水體中，最終可能造成土壤的重金屬污染。同時人類正常的農(nóng)業(yè)活動也可能會對土壤重金屬污染形成一定程度的影響，比如在農(nóng)業(yè)用藥的過程中，由于藥物之中含有一些金屬物質(zhì)，這些金屬物質(zhì)被土地有效的利用和吸收，容易造成污染。另外，對土壤能夠造成污染的重金屬主要包括汞（Hg）、鎘（Cd）、鉛（Pb）、鉻（Cr）和類似金屬的砷（As）等生物毒性顯著的元素，以及有一定毒性的鋅（Zn）、銅（Cu）、鎳（Ni）等元素。土壤的重金屬污染造成的損害主要有兩個方面的內(nèi)容，第一個方面是對土壤中生長的植物造成損害，比如對植物根部及以后的生長造成損害；第二個方面的影響是對人體造成危害，由于植物在生長過程中可能受到土壤污染的問題，植物本身也會帶有一些金屬物質(zhì)，如果人類誤食了沒有經(jīng)過處理的植物果實、根莖、花葉等，就有可能受到人體損害，這種損害主要體現(xiàn)在神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和骨骼系統(tǒng)中。

3.土壤重金屬污染的特點

土壤重金屬的污染與水體的污染、大氣的污染等有所不同，其特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，土壤重金屬污染具有難以處理的特點。前面已經(jīng)探討過，重金屬物質(zhì)包括的種類比較多，而且其不容易被微生物降解，對環(huán)境土壤的污染時間長，而且是一種潛在的污染物質(zhì)，比如在日本出現(xiàn)的水俉病就是因為汞的含量過多，而且后期日本在處理汞的過程中花費了更多的人力財力，且耗時較長；第二，土壤重金屬污染具有多樣性，重金屬的物質(zhì)形態(tài)不同，其對土壤的損害程度也是有區(qū)別的，而且重金屬物質(zhì)對土壤的污染影響了其在土壤中的遷移和轉(zhuǎn)化；第三，與土壤中的配位體（氯離子、硫酸離子、氫氧離子、腐蝕質(zhì)等）作用，生成絡(luò)合物或螯合物，導(dǎo)致重金屬在土壤中有更大的溶解度和遷移活性。

二、重金屬污染土壤的化學(xué)治理與修復(fù)

針對上述論述可以看出，重金屬物質(zhì)在土壤中的存在和污染是長期性且不易分解的，為了更好地處理好土壤污染的問題，有學(xué)者提出化學(xué)治理和修復(fù)的方法，并且取得了顯著成果，筆者在本文中分析幾種常見的重金屬污染土壤的化學(xué)治理和修復(fù)的方法。

1.淋洗法治理土壤的重金屬污染

這是從上世紀(jì)美國開始實施的一種化學(xué)治理和修復(fù)土壤的方法，具體的方式就是采用制作的淋洗液對土壤進(jìn)行沖洗，這種方式要求在淋洗的過程中注意淋洗液的用量，地上淋洗多是要求淋洗液要根據(jù)土壤上種植植物的情況來定，做到淋洗液能夠有效到達(dá)植物的根部地方，而又不能對地下水造成污染。另外還存在對淋洗液的回收和防止二次污染的問題，可以采取在使用淋洗液的土地上打造一些提取井，對淋洗液進(jìn)行回收。值得注意的是淋洗液也是重要的化學(xué)制劑，其多數(shù)成分是酸和鰲合劑，這些物質(zhì)對于土壤的危害較小，且容易分解。

2.采用固化處理的方式治理土壤的重金屬污染

這種方式顧名思義就是將土壤中所含有的重金屬物質(zhì)固定住，這樣可以有效地防止重金屬的轉(zhuǎn)移或者擴(kuò)散，減少其危害性。這種固化處理的方式也是一種化學(xué)治理土壤重金屬污染的重要選擇。需要注意的是在選擇固化的材料時需要綜合考慮，從價格方面的考慮出發(fā)，水泥是固化粘合劑的重要制作原料，而且這一技術(shù)在國外已經(jīng)有很大的適用空間了，雖然這一技術(shù)不能有效地恢復(fù)土壤原有的狀態(tài)，但是在一些污染比較嚴(yán)重的土壤中使用固化處理的方式，能夠與排土一客土法結(jié)合治理土壤污染。其處理過程包括：挖出被污染土壤；加入粘合劑固定污染物，集中處理固化后的廢棄物（如可作建筑材料）。經(jīng)固定化處理后，重金屬的滲透能力降低，使污染土壤對周圍環(huán)境的危害最小化。淋濾液毒性實驗研究（TCL）P表明，固化后的廢棄物中淋濾出來的重金屬濃度低于有毒濃度。

3.電化學(xué)修復(fù)治理土壤的重金屬污染

電化學(xué)修復(fù)是一項正在發(fā)展中的去除土壤中重金屬和放射性核素的就地修復(fù)技術(shù)。其機(jī)理為：在一定的電流和電壓的作用下，不同離子能在電滲和電遷移的作用下向相反的電極移動，氫離子和金屬離子向陰極定向移動，同時溶解土壤中的金屬離子。

三、結(jié)語

重金屬對于土壤的損害是巨大的，而且這種損害很難在短時間內(nèi)得到有效處理，致使土地的利用價值逐漸降低?，F(xiàn)在最好的處理方式就是通過化學(xué)治理和修復(fù)的方式，但這一措施也是處于研究階段，所以要想真正實現(xiàn)土壤重金屬污染的化學(xué)處理還需要經(jīng)過一段較長的研究和實踐。

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作者簡介

劉雨琦（1998-），男，漢族，山東省萊蕪市人，萊蕪市萊鋼高級中學(xué)2013級1班學(xué)生，團(tuán)支部書記，山東省級優(yōu)秀學(xué)生干部.