土壤是開(kāi)放的緩沖動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，承載環(huán)境中50%~90%的污染負(fù)荷[1-2]。隨著礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)、冶煉、加工企業(yè)等規(guī)模的擴(kuò)大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥、化肥、飼料等用量的增加和不合理使用，土壤中重金屬含量逐年累積，明顯高于背景值，生態(tài)破壞和環(huán)境質(zhì)量惡化，嚴(yán)重威脅農(nóng)業(yè)環(huán)境和人體健康。重金屬在土壤中移動(dòng)性差，滯留時(shí)間長(zhǎng)，難以分解，通過(guò)生物富集作用和生物擴(kuò)大作用進(jìn)入農(nóng)牧產(chǎn)品[3]，影響生產(chǎn)物的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和質(zhì)量，潛在威脅人體健康[4]。本文簡(jiǎn)要分析了我國(guó)土壤重金屬污染現(xiàn)狀，概述了土壤重金屬的來(lái)源，簡(jiǎn)要介紹了物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)技術(shù)在土壤重金屬污染修復(fù)方面的研究進(jìn)展，以期為土壤重金屬污染修復(fù)提供參考。

1我國(guó)土壤重金屬污染現(xiàn)狀

隨著礦山開(kāi)采、冶煉、電鍍、制革行業(yè)的蓬勃發(fā)展，一些企業(yè)盲目追求經(jīng)濟(jì)效益，忽視環(huán)境保護(hù)，加上農(nóng)藥、化肥、地膜、飼料添加劑等大量使用，我國(guó)土壤中Pb、Cd、Zn等重金屬污染情況日益嚴(yán)重，污染面積逐年擴(kuò)大，危害人類和動(dòng)物的生命健康。據(jù)報(bào)道，2008年以來(lái)，全國(guó)發(fā)生了100多起重大污染事故，其中Pb、Cd、As等重金屬污染事故達(dá)到30多起。根據(jù)2014年國(guó)家環(huán)保部和國(guó)土資源部發(fā)布的全國(guó)土壤污染情況調(diào)查報(bào)告，全國(guó)土壤環(huán)境總體情況不容樂(lè)觀，部分地區(qū)土壤污染嚴(yán)重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量令人擔(dān)憂，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問(wèn)題突出。

2土壤重金屬來(lái)源

土壤重金屬來(lái)源主要有內(nèi)部來(lái)源和外部來(lái)源兩種。在內(nèi)部來(lái)源中，由于土母質(zhì)、地形、水文氣象、植被和土地利用類型的不同，對(duì)土壤重金屬含量的影響大不相同[7]，部分地區(qū)土壤背景值高。外部原因主要是人為活動(dòng)的影響，是土壤重金屬污染的主要來(lái)源，主要包括

2.1隨大氣沉降進(jìn)入土壤的重金屬大氣沉降是土壤重金屬污染的重要方法[6]。工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放和輪胎摩擦可產(chǎn)生含有重金屬的有毒氣體和粉塵，自然沉降和雨雪沉降進(jìn)入土壤，污染要素主要為Pb、Cu、Zn等。礦山開(kāi)采和冶煉帶來(lái)的大氣沉降也是土壤重金屬的重要來(lái)源[5]。有毒氣體和粉塵易于移動(dòng)和擴(kuò)散，在工礦煙囪、廢物堆和道路附近的土壤中，土壤重金屬含量高，向周圍和兩側(cè)擴(kuò)散減弱。研究人員對(duì)某鉛鋅冶煉廠土壤重金屬空間分布特點(diǎn)的研究發(fā)現(xiàn)，Zn、Pb、As的主要污染源是廢氣的大氣沉降，風(fēng)力和風(fēng)向是其空間分布的主要影響因子[7]。

2.2隨污水灌溉進(jìn)入土壤的重金屬污水灌溉一般是指利用經(jīng)過(guò)一定處理的城市污水灌溉農(nóng)田[6]，利用污水灌溉是農(nóng)業(yè)灌溉用水的重要組成部分。但是，由于污水中含有大量的重金屬，隨著污水進(jìn)入土壤，土壤中的重金屬含量不斷豐富。我國(guó)自1960年代以來(lái)，污水填充面積迅速擴(kuò)大，北方干旱地區(qū)污染最普遍，約占全國(guó)污水填充面積的90%以上，污水填充導(dǎo)致田地重金屬Hg、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb等含量增加[7]。

2.3工礦企業(yè)生產(chǎn)帶入土壤的重金屬工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用重金屬元素，工礦企業(yè)直接排出未經(jīng)嚴(yán)格處理的廢水，使廢水中的重金屬滲入土壤，增加土壤中有毒的重金屬含量[11]。在礦業(yè)和工業(yè)固體廢棄物的露天堆積和處理過(guò)程中，經(jīng)過(guò)日曬、雨淋、水洗等作用，重金屬以噴射狀、漏斗狀向周圍的土壤擴(kuò)散。南京某合金廠周邊土壤中的Cr大大超過(guò)土壤背景值，Cr污染以廠煙囪為主，范圍達(dá)到1.5km2[12]。電子廢棄物在堆積和分解過(guò)程中，Pb、Cr等重金屬進(jìn)入田土[13-14]。

3土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)

3.1物理修復(fù)一是客土、換土、深耕翻土等措施。通過(guò)這一措施，可以降低表層土壤重金屬的含量，減少土壤重金屬對(duì)植物的毒害。深耕翻土適用于輕度污染的土壤，客土和換土適用于重度污染的土壤。工程措施穩(wěn)定徹底，效果好，但需要大量人力物力，投資大，破壞土體結(jié)構(gòu)，降低土壤肥力。二是電動(dòng)修復(fù)、電熱修復(fù)、土壤淋浴等。物理修復(fù)效果好，但成本高，有二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2化學(xué)修復(fù)化學(xué)修復(fù)主要用化學(xué)方法改變土壤中重金屬的化學(xué)性質(zhì)，降低土壤中重金屬的轉(zhuǎn)移性和生物利用率，降低土壤中重金屬的去除，達(dá)到土壤管理和修復(fù)的效果[17]。該技術(shù)的關(guān)鍵在于經(jīng)濟(jì)有效改良劑的選擇，常用的改良劑有石灰、沸石、碳酸鈣等無(wú)機(jī)改良劑和堆肥、綠肥、泥炭等有機(jī)改良劑，不同的改良劑對(duì)重金屬的作用機(jī)理不同�；瘜W(xué)修復(fù)是在土壤原位上進(jìn)行，不會(huì)破壞土地結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單易行。但化學(xué)修復(fù)只是改變了重金屬在土壤中的存在形態(tài)，沒(méi)有去除，在一定條件下容易活化，再次造成污染。

3.3生物修復(fù)生修復(fù)是利用微生物或植物的生命代謝活動(dòng)，改變重金屬在土壤中的化學(xué)形態(tài)，固定或解毒重金屬，降低土壤環(huán)境中的移動(dòng)性和生物的可利用性。這種方法效果好，操作簡(jiǎn)單，是目前重金屬污染研究的重點(diǎn)。目前生物修復(fù)技術(shù)主要集中在植物和微生物兩個(gè)方面[18-19]，對(duì)植物修復(fù)研究較多[20-23]。生物修復(fù)不會(huì)造成二次污染，成本低，易于推廣，無(wú)論是技術(shù)還是經(jīng)濟(jì)，都比物理修復(fù)和化學(xué)修復(fù)要好，已經(jīng)得到廣泛的研究和應(yīng)用，是目前土壤重金屬污染治理的研究熱點(diǎn)。

3.4農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)不同作物對(duì)重金屬有不同的吸附作用，通過(guò)采取不同的耕種制度、作物品種和種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整、肥料種類的選擇等措施，可以增加作物對(duì)土壤重金屬的吸收，降低土壤中重金屬的含量。研究表明，調(diào)節(jié)土壤水分、pH值、土壤水分、養(yǎng)分等情況，實(shí)現(xiàn)污染物環(huán)境介質(zhì)的控制[24-25]，改善土壤理化性質(zhì)，促進(jìn)土壤中重金屬被作物有效吸收。

4展望

土壤是人類依賴生存的重要自然資源之一，是人類生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。土壤重金屬污染問(wèn)題已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)的主要環(huán)境問(wèn)題之一。2021年出臺(tái)的《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，毫無(wú)疑問(wèn)是我國(guó)土壤環(huán)境管理歷史上里程碑式的文件，明確了我國(guó)土壤污染防治路線圖和時(shí)間表。

土壤是復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，一旦被污染，就很難去除進(jìn)入土壤的污染物，達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。重金屬對(duì)土壤的污染在現(xiàn)有技術(shù)上是不可逆的。因此，預(yù)防土壤污染比控制土壤污染更重要。堅(jiān)持源頭預(yù)防和過(guò)程管理，以源頭控制為主，防止污染物進(jìn)入水體、土體，有效降低污染物排放。在土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)研究中，綜合處理物理方法、化學(xué)方法、生物技術(shù)和農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)措施污染問(wèn)題，研究更經(jīng)濟(jì)高效的管理措施，加大生物修復(fù)技術(shù)研究，減少物理和化學(xué)方法的使用，避免二次污染。

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