重金属污染土壤治理技术及其应用分析

1.2 化学法

根据土壤中重金属的形态特点，通过在土壤中添加有机质或化学药剂，经吸附、氧化还原、络合、沉淀或者矿物学反应，改变重金属在土壤中的存在形态，降低其在土壤环境中的迁移能力和生物可利用性，大幅度降低植物对重金属的吸收能力，使植物中重金属浓度满足食品质量要求。常用的化学修复方法有原位化学稳定化、化学淋洗、萃取分离等。

(1)原位化学稳定化

通过向土壤中添加化学物质，改变重金属的形态或价态，将重金属转化为不易溶解、迁移能力差且毒性更小的化合物或矿物相形态，使得土壤中的重金属不再具有迁移性和生物有效性，植物对重金属的吸收大幅度降低，对食品安全不再构成直接威胁。原位化学稳定化技术是工程中常用的修复技术。

原位化学稳定化要求科研人员根据土壤的物理、化学性质、重金属的类型和赋存形态确定稳定化药剂的配方，在保证重金属稳定化的基础上，确保化学药剂对农田土壤不会带来二次污染。

优点：可以实现大面积污染土壤的快速修复，成本较低，工艺过程简单。

缺点：被稳定化的重金属仍然存在于土壤之中，因此为了保证重金属稳定化的长期效果，针对不同质地类型的土壤和不同的重金属赋存形态，必须采用不同的稳定化药剂配方。对项目实施单位的科研实力要求很高。

(2)化学淋洗法利用清水或化学溶剂把重金属从土壤(主要指轻质土或砂质土)中淋洗出来，俗称“给土壤洗澡”。通过离子交换、沉淀、吸附和螯合等作用，把土壤中的重金属转移到淋洗液相中，再把含重金属的淋洗液进一步处理，回收重金属，并循环淋洗液。

土壤淋洗技术中最重要的是找到合适的淋洗剂。理想的淋洗剂应具备以下几个条件：一是较高的稳定性，其自身不易随时间和环境的改变而分解;二是较强的结合性，即通过专性吸附、沉淀或共沉淀等作用机制对重金属离子有较高的吸附结合能，从而使重金属离子钝化或失活;三是环境友好性，不会破坏土壤的结构和性质，不会对植物形成新的毒害;四是可操作性，淋洗剂应成本低廉，可在实践生产中大面积推广应用;五是普适性，理想的淋洗剂不仅可钝化某一种重金属离子，而且还可修复重金属复合污染的土壤。

目前常用的淋洗剂对不同土壤、不同作物以及不同重金属离子的修复效果中依然存在着一定的问题。通常需要结合使用表面活性剂，淋洗剂的环境友好性没法保证，使得化学淋洗后的土壤受到较为严重的二次污染。

优点：对水溶性重金属的去除效率很高，可快速修复污染土壤。对于低污染土壤，通过化学淋洗可以使土壤重金属浓度接近或达到土壤的使用标准要求。

缺点：淋洗剂的环境友好性难以保证;除了水溶性重金属外，对其他形态的重金属去除效率较低。

(3)萃取分离法

通过化学萃取洗涤的方法将土壤中各种形态(包括离子交换态、碳酸盐态、铁锰氧化态)的重金属(如汞、镉、铅、砷、铬、铜、锌、锰等)以络合物的形式萃取进入萃取剂溶液中，再通过化学交换实现萃取剂再生和重金属离子的去除。再生后的萃取剂回用于萃取过程，实现萃取剂的循环使用。修复后的土壤重金属含量满足国家农田土壤质量标准(GB15618-1995)要求。