土壤重金属污染现状及其治理进展

土壤重金属污染现状及其治理进展

摘要：土壤作为人类赖以生存的关键资源，在人类的生产生活中占据着至关重

要的位置。然而，现阶段我国土壤重金属污染问题日渐严重，引起社会各界的广

泛关注。毋庸置疑，土壤重金属污染一方面严重影响农作物的正常产量，另一方

面对人类的身体健康造成了严重的威胁。因此，怎样合理治理土壤重金属污染问

题成为当前重点研究的对象。本文针对现阶段我国土壤重金属污染现状加以分析，并提出相应的解决策略，希望能够保护我国土壤资源的良性发展。

关键词：土壤；重金属污染；污染现状；治理方法

1、何为重金属污染

重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。重金属指比重大于 5 的

金属，（一般指密度大于 4.5 克每立方厘米的金属），约有 45 种，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、钒、铌、钽、钛、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、

锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并

非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒，汞，镉，铅，砷，铬称为“五毒”元素，含有汞、镉、铬、铅及砷等生物毒性显著的重金属元素

及其化合物对环境的污染较大。

2 重金属污染的特点

2.1重金属污染的特点

重金属产生毒性的浓度范围较低；一般情况下，重金属不能被微生物降解，

只能发生形态的转化；毒性与存在的形态和价态有关；重金属污染多为复合污染，来源较为复杂，常以无机和有机混合物的形式进入环境，同时含有多种金属，共

同产生一定的协同作用或拮抗作用，对生物和生态系统产生影响；重金属通过食

物链进行生物放大，进入人体，对人体产生慢性中毒。

2.2 重金属污染在土壤中的特点

在土壤环境中重金属污染特点可以分为两部分：一是土壤环境中重金属自身

的特点，二是区别与水体和大气等介质中的特点。重金属在土壤中形态变换较为

复杂，多为过渡元素，有着较多的价态变化，且随环境 Eh，pH 配位体[2]的不同

呈现不同的价态、化合态和结合态，毒性与价态和化合物的种类有关，有机态比

无机态的毒性大；重金属在土壤环境不易被察觉，不会降解和消除，迁移转化形

式多样化，分布呈区域性；在生物体内积累和富集，在人体内呈慢性毒性过程。

3土壤重金属污染的现状

根据相关调查研究表明，现阶段我国约有近 20% 的土地已经受到了严重的重

金属污染，其总计面积约为 0.11 亿 km2，其将引起的后果不堪设想。不仅如此，

我国农业粮食产量正在以每年一千万吨产量的速度持续锐减，遭受重金属污染的

粮食产量达到了上千万吨，直接导致经济损失达到 200 亿余元。土壤重金属污染

详细的表现如下：

3.1土壤重金属污染呈现区域性分布

根据可靠数据调查表明，我国土壤重金属污染总体呈现区域性分布的现象。

其中，我国的东、中、西部地区由于区域不同，污染程度存在一定的差异性，以

中部地区污染较为严重，东部与西部地区的污染相对较弱。究其原因在于，中部

地区的煤炭矿区与金属矿区较多，其开采过程中导致土壤受到重金属的污染。

3.2以无机元素作为主要污染物

现阶段，就我国土壤污染现状来说，存在土壤点位超标的情况，主要以无机

元素作为主要污染源，其中主要包括铅、铬、锌、砷、汞、镉、镍、铜等无机元素。其中，以镉元素超标点位最多。按照地区分布情况来说，污染物在地区间的

分布仍然存在一定的差异性。如华南地区受到砷、汞等重金属污染较为严重；东

北地区如吉林、辽宁等老工业基地，受到铬、砷、汞等重金属污染较为严重；西

部地区如云南等地受到砷、汞、镉等金属污染物较为严重。

3.3土壤重金属污染治理相对复杂

一旦土壤遭受重金属污染以后，是难以轻易降解的，而耕地如果遭受重金属

污染，基本无法恢复。与此同时，由于土壤之中富含胶体，使重金属不断富集，

长此以往，重金属污染会越发严重。随着人类的正常生产与生活等，耕地 PH 值

会发生一定的变化，土壤中重金属含量会因化学反应使其价态与形态都受到不同

的影响。除此之外，因土壤重金属污染是无法通过感官进行轻易识别的，因此重

金属污染往往是长时间以后才被发现，这使土壤重金属污染治理难度不断加大。

4土壤重金属污染的治理策略

4.1采用工程法治理金属污染

所谓工程治理法，主要是指替换土壤、客土、深耕翻土等方法。在实际的土

壤治理过程中，可以按照土壤的污染程度不同而选择不同的治理方法。对于轻度

土壤污染来说，可以运用深耕翻土法；对于重度土壤污染来说，可以运用客土或

者换土法。工程治理法是一种原始型的土壤重金属污染治理法，具备治理效果高、治理彻底等优势；缺点在于：破坏土质结构、治理成本高、治理工程量大、换土

无法处理等，

使得土壤水肥严重失衡。

4.2采用物理化学法治理金属污染

对于土壤重金属污染，采用的物理化学治理法有：热解修复、土壤淋洗、电

动修复以及化学改良等。其中，电动修复技术是一种创新性的原位复原技术，主

要是运用低功率电流在土壤中引导金属离子不断向电极运输，进而消除土壤重金

属污染物。这一技术的优势有：治理成本低、技术原理简易；缺点在于：治理过

程繁琐、土壤性质复杂，技术不成熟。而热解修复技术，主要是加热土壤，使土

壤达到温度沸点后充分发挥气体，然后经过冷却处理隔离出土壤污染物。这种方

法治理质量与处理效率较高，但是工艺繁琐，需要较高的处理成本。

4.3运用生物治理技术治理金属污染

对于土壤重金属污染来说，生物治理技术主要是借助于植物、微生物等生物

来降低土壤中的金属含量或者金属毒性等，主要分为植物治理与微生物治理等两

种方法。其中，植物治理技术是针对积累于土壤中的重金属污染物，培育可以吸

附重金属的植物来治理污染，实现对土壤重金属污染的治理。这种方法总体来看，成本投入较低，技术工艺较为简易，适用范围相对广泛，是一种被广泛应用的土

壤治理手段。但是，这种技术对于植物的要求相对较高，治理期限相对较长，甚

至存在一定的潜在风险。

5 土壤重金属污染修复技术研究展望

工程措施、物理修复和化学修复重金属污染土壤，缺点多，大规模处理污染

土壤不现实，并且会破坏土壤结构，降低生物活性，使土壤肥力退化，而农业生

态措施又周期长，效果不明显。生物修复以其高效性，良好的社会、生态综合效

益而被大众接受，应用前景广阔。以下几点将成为未来研究的热点：