重金屬的概念與形態:重金屬元素是單質密度大于4.5g/cm3 的一類金屬元素的統稱,包括錳、鎘、銅、鉛、鋅、金、銀、鈷、鎳、汞、鉬、鐵等元素,其中鐵、鋅等少量元素對人體有益,但剩余大多數重金屬元素對生物體與環境均有毒害作用。土壤重金屬污染首先會影響植物的生長發育,進而影響農作物的產量和質量。其次,土壤重金屬污染會影響土壤結構和功能的穩定。重金屬污染的土壤,其微生物生物量比正常使用糞肥的土壤低得多,并且減少了土壤微生物群落的多樣性。最后,土壤重金屬污染影響人類健康。重金屬在作物的可食用部位積累后,易通過食物鏈傳遞給人類,危害人類健康。此外,土壤受到重金屬污染后還可導致其他環境問題。金屬含量較高的污染表土易在風力和水力的作用下分別進入到大氣和水體中,導致大氣、地表水、地下水污染和系統退化等其他此生問題。

土壤重金屬污染的自然來源主要是巖石風化和火山噴發等自然地質活動,土壤重金屬污染的人為來源主要為冶金化工、煤炭燃燒、尾氣排放、礦產開發等,是土壤污染的主要來源。土壤重金屬污染具有隱蔽性、長期性和不可逆性,污染物在土壤中移動性差、滯留時間長、不能被微生物降解的特點,經水、植物等介質最終將影響人類健康。由于重金屬污染毒理機制和生物效應的復雜性及其在土壤中的穩定性,對重金屬污染的研究一直是當前學術界的熱點研究課題。目前,重金屬污染土壤修復技術主要有：

1.物理方法
(1)換土法
用新鮮未受污染的土壤替換或部分替換原污染土壤,以稀釋原污染物濃度,增加土壤環境容量。主要方法有翻土(深翻土壤,聚集在表層的污染物分散到土壤深層,達到稀釋和自處理的目的)、換土(把污染土壤拉走,換入新的干凈土壤)、客土(向污染土壤中加入大量的干凈土壤,覆蓋在表層或混勻,使污染物濃度降低或減少污染物與植物根系的接觸)。
(2)玻璃化技術
將重金屬污染的土壤置于高溫高壓條件下,形成玻璃態結構,使重金屬固定于其中,穩定土壤中的重金屬。常用于重金屬重污染區的搶救性修復。
(3)電動修復
將電極插入受污染土壤的溶液中,在電極上施加直流電壓,土壤中的污染物在電場作用下發生運動,最終積累在電極附近,再用電鍍(吸附到電極上)或抽取電極
附近的水等方法加以去除。
2.化學修復
(1)化學淋洗修復技術
在重力作用或通過水力壓頭推動作用,將能促進土壤中污染物溶解或遷移的化學溶劑(清洗液)注入到被污染土層中,再將含有污染物的液體從土層中抽提出來后進行分離和污水處理。
(2)化學固定
通過向土壤中加入有機質、沸石和磷酸鹽等外源添加物,調節和改變重金屬在土壤中的物理化學性質,使其產生沉淀吸附、離子交換、腐殖化和氧化還原等一系列反應,降低其在土壤環境中的生物有效性和可遷移性,從而降低重金屬毒性。
3.生物修復
(1)微生物修復
微生物能夠從體內分泌出具有絡合或分解轉化污染物能力的有機物質,使污染物的移動性降低或極性改變,從而不容易進入生物體內;污染物在微生物體外被分解轉化為無毒無害的物質。這是一項既經濟又實效的技術。
(2)植物修復
植物提取:采用對重金屬富集能力較高的植物,通過吸收和轉移過程將重金屬富集在可收割的部位。
植物揮發:利用一些植物的生理活動來促進重金屬轉變為可揮發的形態,揮發出土壤和植物。
植物穩定:通過植物的根系過濾、固定和鈍化使土壤中重金屬吸附于土壤表面,
從而降低重金屬在土壤中的活性、減輕重金屬的污染。
植物促進:有些植物本身并不能吸收重金屬,但其根系分泌物(氨基酸糖、酶等)可促進根系周圍土堆中微生物的活性和生化反應,有利于土壤中重金屬的釋放和微生物的吸收。
(3)動物修復
利用土壤中的某些低等動物(如蚯蚓、鼠類等)能吸收重金屬的特性,在一定程度降低污染土壤中重金屬的含量,達到修復污染土壤的目的。

當前土壤重金屬污染問題越來越嚴重,關于土壤污染修復技術的研究也越來越受到研究人員的關注。目前,絕大部分工作尚處在實驗室模擬實驗階段,達到現場應用程度的成熟方法很少。在選修復技術時,應根據污染物的性質(如種類、形態、濃度等)、土壤條件(如pH、滲透性、地下水等)、污染程度、預期的修復目標,實踐限制、成本、修復技術的適用范圍等因素加以綜合考慮,選擇最適合的修復技術或其組合,達到高效,低耗的雙重效果。