重金属污染土壤治理技术及其应用分析

萃取分离技术中最重要的是找到合适的萃取剂。理想的萃取剂应具备以下几个条件：一是较强的重金属结合能力。通过萃取剂与重金属结合使重金属从土壤颗粒表面溶解进入萃取剂中，实现重金属与土壤的剥离。二是环境友好。残留在土壤中的萃取剂易于降解，不会破坏土壤的结构和性质，不会对植物形成新的毒害。三是经济性强，萃取剂成本低，可在实践生产中大面积推广应用;四是普适性强，理想的萃取剂可修复重金属复合污染的土壤。

优点：可以快速、彻底修复重金属污染土壤。

缺点：萃取剂的选择非常困难，既要满足重金属萃取分离的要求，又要满足生物降解和毒性残留的要求。

1.3 生物修复法

生物修复是利用微生物或植物的生命代谢活动，对土壤中的重金属进行富集或提取，通过生物作用改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性。现阶段常见的生物修复技术包括植物修复和微生物修复。

(1)植物修复

植物修复是利用某些植物能忍耐和超量积累某种重金属的特性来清除土壤中的重金属，其修复方式有以下几种：植物提取、植物挥发和植物固定，其中最有前景的是植物提取技术。

植物修复技术具有一些明显不足之处。主要表现在：

①超富集植物个体矮小，生长缓慢。由于生物量小，所以重金属富集量小。修复周期太长，经济上并不合理。这是目前限制超富集植物大规模应用于植物修复的最重要因素。

②植物修复土壤只能局限在植物根系所能延伸的范围内，一般不超过20 cm土层厚度。

③超富集植物对重金属具有较强的选择性和拮抗性，即某种植物一般只对某一种重金属具有富集能力，而其它重金属的存在将明显降低该植物对其目标重金属的吸收能力。但是，土壤重金属污染多为几种重金属复合污染，且常常伴生有机污染，因此，用一种超富集植物难以全面清除土壤中的所有污染物。

④富集了重金属的超富集植物需收割，并应作为废弃物妥善处置，后处理成本较高。

⑤目前已经发现的重金属超富集植物多属于野生植物，异地引种将对当地的生物多样性构成潜在威胁。

(2)微生物修复

微生物修复是利用土壤中的某些微生物对一种或多种重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用来降低土壤重金属的毒性或者通过微生物来促进植物对重金属的吸收。主要包含两种技术：生物固定技术和生物氧化还原技术。

生物固定技术：重金属被活的或死的微生物体吸附固定的过程。某些微生物如蓝细菌、硫酸还原菌以及某些藻类能够产生具有大量阳离子基团的胞外聚合物如多糖、糖蛋白等，并与重金属形成络合物。

生物氧化还原：利用微生物的活动可对重金属离子进行氧化、还原、甲基化和脱甲基化作用，改变重金属离子的氧化还原状态，降低土壤环境中重金属离子的生物有效性。

优点：修复成本低，操作简单。

缺点：微生物修复的专一性强，其活性与温度、水分、氧气、pH值等土壤环境条件紧密相关，因此，很难同时修复多种复合重金属污染土壤。此外，这种方法应用难度大，目前尚未获得突破性进展，且停留在实验室研究阶段。