重金属污染的危害与修复

3 重金属污染的修复

3.1 土壤重金属污染的修复方法

土壤重金属污染的修复方法主要有物理化学法、化学修复法、植物修复法和微生物修复法等。物化修复技术主要包括化学固化、土壤淋冼等。化学固化即在土壤中加入固化剂，改变土壤的理化性质，使重金属被吸附在土壤中或者形成沉淀，这样大大降低了重金属的生物有效性，从而使其毒性降低。但是重金属在固化之后仍滞留在土壤中，并且土壤中必需的化学元素也因固化剂的作用发生沉淀，土壤性质很难恢复。土壤淋洗主要是用能提高置金属可溶性试剂，如有机或无机态酸、碱、盐和螯台剂等，将土壤固相中的重金属转移到液相中从而修复污染土壤。化学修复技术主要包括化学改良和有机质改良。通过向土壤中添加一些改良剂，使土壤的p H 值改变从而减轻重金属污染程度。石灰就是一种很好的改良剂，常用的改良剂还有磷酸盐、硅酸盐、海泡石等。在施用石灰之后，土壤pH 升高约2 个单位，土壤中镉、锌转变为植物不易吸收的形态，从而减少作物对镉、锌的吸收。而在重金属污染的土壤上施用有机肥，肥料中的胡敏酸和胡敏素能使污染土壤的重金属离子发生络合作用形成难溶的络合物，重金属离子的生物有效性也因此降低。植物修复技术主要指使用植物使重金属固定、挥发及提取。植物在土壤重金属修复中有着重要的作用。耐重金属污染的植物及其根系微生物能够分泌物质使重金属在其根部吸附鳌合形成沉淀，从而固定土壤中的污染物。例如汞污染稻田改种苎麻后土壤汞的年净化率高达41%，土壤的自净恢复年限是种植水稻的2/17。当重金属元素转移到植物地面以上部分之后，通过对植物体的收割就可以将重金属元

素从土壤中转移出去。有些植物还能吸收、积累士壤的重金属而将其在体内转化成气态物质挥发到大气中。微生物修复技术逐渐得到人们的重视。细菌可以通过多种直接或间接作用影响环境中重金属的活性，如细菌可以通过电性吸附和专性吸附直接将重金属离子富集于细胞表面，降低重金属在环境中的生物有效性。

细菌的氧化还原作用可以改变变价重金属离子的价态，降低重金属在环境中的毒性等。细菌的这些作用，可以有效进行环境重金属污染的生物修复[4-5]。

3.2 水体重金属污染的修复方法

水体重金属污染的修复方法主要有物化法和生态修复法。物化法主要包括沉淀、絮凝和吸附法。沉淀作用在于通过提高水体p H 使重金属以氢氧化物或碳酸盐的形式从水

中分离出来。絮凝作用普遍采用铁盐、铝盐及其改性材料作絮凝剂。但是这2 种方法对水体环境的伤害非常大，使用不当会造成水体理化性质的破坏。吸附法是利用多孔性固态

物质吸附水中污染物来处理废水的一种传统方法。目前主要的吸附剂有活性炭、粉煤灰、壳聚糖、竹炭及它们的改良产物等。矿物质吸附表面研究已深入到分子水平，对具有一

定吸附、过滤和离子交换功能的天然矿物进行合理改善是提高环境矿物材料性能的新途径。如通过铁氧化物改变石英砂的表面性质，所得到的吸附剂对铜、铅、镉的去除率可达99%。生态修复法是利用水生植物、水生动物等对重金属离子进行吸收、容纳、转移，从而使水体得到净化的一种方法[6]。常见的浮水及挺水植物如浮萍、香蒲、水鳖、中华慈菇、芦苇、空心莲子草等，在铜、铅和锌等重金属复合污染水域的植物治理中有着较大的发展潜力和应用前景。而水生动物修复则主要利用水体底栖动物来降低水体重金属的含量。海湾扇贝在不同浓度镉离子的海水中培养时，镉离子在其体内积累，且随着时间的延长，镉离子浓度的增加富集量也增加，这表明海湾扇贝对镉具有较强的富集能力。另外，紫贻贝在平衡状态下的生物体内重金属含量随着外部水体浓度的增加而增加，且基本呈正相关，这说明紫贻贝是比较理想的重金属汞、镉、铅污染的指示生物。此外，湿地系统也具有很高的重金属净化能力，如美国福罗里达州大型湿地污水处理系统，其中生长的芦苇对污水中重金属锰、铬的净化能力分别达到95%和l00%。湿地污水处理系统因此以其特有的美观性、高效性在重金属污染治理方面具有广阔的前景。

4 小结

重金属污染来源广、毒性大，进入环境以后对动植物和人类都有着巨大的危害，因此在未来很长时间内重金属污染仍将是我国乃至世界所面临的重要环境问题之一。重金属污染修复方法多样，且正朝着生物修复、生态修复等环境友好型方向发展。但对于不同种类、不同性质的重金属污染事件应有针对性地选择合适的修复方法，另外将物理、化学、生物等修复手段综合应用于处理污染问题将是重金属污染修复技术的发展方向之一。然而，所有的污染修复手段起到的都仅是补救作用，不可能将环境完全恢复到污染前的状态。因此，对待重金属污染最关键的应该是从源头着手，加强对相关污染企业的管理，从总量上控制重金属污染物的排放；同时应抓紧制定重金属污染综合整治方案，以更加积极有效地应对突发性重金属污染事件。