土壤重金屬污染具有隱蔽性、長期性和不可逆性,污染物在土壤中移動性差、滯留時間長、不能被微生物降解的特點,經(jīng)水、植物等介質(zhì)最終將影響人類健康。由于重金屬污染毒理機制和生物效應的復雜性及其在土壤中的穩(wěn)定性,對重金屬污染的研究一直是當前學術界的熱點研究課題。目前,重金屬污染土壤修復技術主要有:
1.物理方法
(1)換土法
用新鮮未受污染的土壤替換或部分替換原污染土壤,以稀釋原污染物濃度,增加土壤環(huán)境容量。主要方法有翻土(深翻土壤,聚集在表層的污染物分散到土壤深層,達到稀釋和自處理的目的)、換土(把污染土壤拉走,換入新的干凈土壤)、客土(向污染土壤中加入大量的干凈土壤,覆蓋在表層或混勻,使污染物濃度降低或減少污染物與植物根系的接觸)。
(2)玻璃化技術
將重金屬污染的土壤置于高溫高壓條件下,形成玻璃態(tài)結構,使重金屬固定于其中,穩(wěn)定土壤中的重金屬。常用于重金屬重污染區(qū)的搶救性修復。
(3)電動修復
將電極插入受污染土壤的溶液中,在電極上施加直流電壓,土壤中的污染物在電場作用下發(fā)生運動,最終積累在電極附近,再用電鍍(吸附到電極上)或抽取電極附近的水等方法加以去除。
2.化學修復
(1)化學淋洗修復技術
在重力作用或通過水力壓頭推動作用,將能促進土壤中污染物溶解或遷移的化學溶劑(清洗液)注入到被污染土層中,再將含有污染物的液體從土層中抽提出來后進行分離和污水處理。
(2)化學固定
通過向土壤中加入有機質(zhì)、沸石和磷酸鹽等外源添加物,調(diào)節(jié)和改變重金屬在土壤中的物理化學性質(zhì),使其產(chǎn)生沉淀吸附、離子交換、腐殖化和氧化還原等一系列反應,降低其在土壤環(huán)境中的生物有效性和可遷移性,從而降低重金屬毒性。
3.生物修復
(1)微生物修復
微生物能夠從體內(nèi)分泌出具有絡合或分解轉(zhuǎn)化污染物能力的有機物質(zhì),使污染物的移動性降低或極性改變,從而不容易進入生物體內(nèi);污染物在微生物體外被分解轉(zhuǎn)化為無毒無害的物質(zhì)。這是一項既經(jīng)濟又實效的技術。
(2)植物修復
植物提?。翰捎脤χ亟饘俑患芰^高的植物,通過吸收和轉(zhuǎn)移過程將重金屬富集在可收割的部位。
植物揮發(fā):利用一些植物的生理活動來促進重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓳]發(fā)的形態(tài),揮發(fā)出土壤和植物。
植物穩(wěn)定:通過植物的根系過濾、固定和鈍化使土壤中重金屬吸附于土壤表面,從而降低重金屬在土壤中的活性、減輕重金屬的污染。
植物促進:有些植物本身并不能吸收重金屬,但其根系分泌物(氨基酸、糖、酶等)可促進根系周圍土堆中微生物的活性和生化反應,有利于土壤中重金屬的釋放和微生物的吸收。
(3)動物修復
利用土壤中的某些低等動物(如蚯蚓、鼠類等)能吸收重金屬的特性,在一定程度降低污染土壤中重金屬的含量,達到修復污染土壤的目的。