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為什么要進(jìn)行土壤重金屬修復(fù)？

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2023-05-11

為什么要進(jìn)行土壤重金屬修復(fù)？ 土壤重金屬污染已成為世界上主要的環(huán)境污染類型之一，嚴(yán)重危害環(huán)境質(zhì)量、人類健康和國(guó)家糧食安全。為了減少重金屬污染的影響，在過(guò)去幾十年中，基于物理、

為什么要進(jìn)行土壤重金屬修復(fù)？

土壤重金屬污染已成為世界上主要的環(huán)境污染類型之一，嚴(yán)重危害環(huán)境質(zhì)量、人類健康和國(guó)家糧食安 全。為了減少重金屬污染的影響，在過(guò)去幾十年中，基于物理、化學(xué)和生物科學(xué)的基本知識(shí)，開(kāi)發(fā)了各種土壤重金屬修復(fù)技術(shù)，旨在降低重金屬的濃度或生物利用度。

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本文綜述了十種土壤重金屬修復(fù)技術(shù)，包括封裝、填埋、土壤置換、電修復(fù)、熱處理、玻璃化、土壤清洗、穩(wěn)定/固化、植物修復(fù)和生物修復(fù)。討論了這些修復(fù)技術(shù)的原理、適用條件、優(yōu)缺點(diǎn)和技術(shù)可行性。此外，還討論了基于地球科學(xué)的重金屬污染土壤重金屬修復(fù)策略“自然衰減”。土壤是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)之一，但世界上大量的土壤已經(jīng)或正在面臨重金屬污染。土壤重金屬污染是指人類活動(dòng)將重金屬帶入土壤，導(dǎo)致其含量顯著高于自然背景值，并造成生態(tài)破壞和環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象（崔斌等人，2012）。由于重金屬在食物鏈中的非生物降解性、毒性、持久性和生物累積性，它們會(huì)通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，最終損害人體健康。當(dāng)進(jìn)入人體的重金屬含量超過(guò)人體的處理能力時(shí)，會(huì)引起各種疾病，如肝臟、腎臟、胃腸道、神經(jīng)組織等損傷，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)鹬禄?、致癌和突變，造成巨大危害（阮玉龍等人?015）。此外，高濃度的重金屬會(huì)影響土壤微生物種群及其相關(guān)活動(dòng)，這可能會(huì)影響土壤肥力（Minnikova等人，2017）。據(jù)估計(jì)，歐盟有350萬(wàn)個(gè)站點(diǎn)可能受到污染，其中50萬(wàn)個(gè)站點(diǎn)受到嚴(yán)重污染，需要采取補(bǔ)救措施（Mahar等人，2016）。在美國(guó)，約60萬(wàn)hm2的土地（尤其是棕色土地）受到重金屬污染（Khalid等人，2017）。根據(jù)原環(huán)境保護(hù)部聯(lián)合發(fā)布的《全國(guó)土壤污染調(diào)查公報(bào)》，全國(guó)土壤重金屬總體超標(biāo)率為16.1%，Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn和Ni的超標(biāo)率分別為7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%，分別為0.9%和4.8%（環(huán)境保護(hù)部，2014年）。土壤中重金屬的主要來(lái)源是工業(yè)和農(nóng)業(yè)活動(dòng)，包括礦山尾礦的地表徑流、采礦和冶煉活動(dòng)、化石燃料燃燒、車輛使用、水泥制造和電子廢物處理過(guò)程中釋放的粉塵、用不純礦物磷肥或污水污泥施肥、農(nóng)田污水灌溉、，等（Hou等人，2020）。在這些過(guò)程中，重金屬作為化合物（無(wú)機(jī)或有機(jī)）或元素進(jìn)入土壤（Khalid等人，2017）。


為了有效修復(fù)重金屬污染土壤，在過(guò)去幾十年中，人們提出了許多物理、化學(xué)和生物修復(fù)方法。這些方法可能會(huì)降低污染物的總濃度，或降低其生物利用度，或減弱重金屬污染物的擴(kuò)散，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境改善。在實(shí)際應(yīng)用中，這些修復(fù)方法的應(yīng)用范圍、效率和成本各有優(yōu)缺點(diǎn)。因此，有必要對(duì)這些修復(fù)技術(shù)進(jìn)行比較，以便對(duì)其適用性、發(fā)展現(xiàn)狀和前景進(jìn)行合理評(píng)估。此外，進(jìn)入土壤的自然和/或人類活動(dòng)產(chǎn)生的重金屬可被視為元素地球化學(xué)循環(huán)的一部分。因此，地球科學(xué)相關(guān)知識(shí)將在重金屬污染土壤的修復(fù)中發(fā)揮重要作用。本綜述將為選擇合適的修復(fù)技術(shù)、改進(jìn)傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)、開(kāi)發(fā)新的修復(fù)技術(shù)以及將地球科學(xué)知識(shí)與修復(fù)技術(shù)相結(jié)合提供一些幫助。