摘要：为解决重金属污染土壤带来的环境问题，对比分析重金属含量变化、土壤pH值变化、植物生长情况、土壤微生物群落变化等关键指标，结果表明，综合应用多种修复技术可显著提高土壤修复效率，降低重金属含量，改善土壤生态环境。此外，修复效果与土壤初始性质密切相关，且不同修复技术对土壤环境的长期影响存在显著差异。研究发现可为实际的重金属污染土壤修复工作提供了重要的科学依据。

　　关键词：重金属污染土壤；修复技术；土壤pH值

　　0引言

　　在工业化快速发展地区重金属污染土壤是全球面临的重大环境挑战，由于重金属如铅、镉和汞具有高毒性、难降解、易积累的特性，在土壤中的累积不仅危害植物生长与土壤生物多样性，还会通过食物链对人类健康构成严重威胁。因此，有效的土壤修复技术对改善受污染土壤环境、保护生态系统至关重要。传统土壤修复方法如物理去除、化学稳定和生物修复各有利弊，且针对不同污染情况、土壤类型，修复策略有效性具有显著差异。本研究旨在比较不同土壤修复技术在实际应用中效果，以期为污染土壤治理提供技术支持。

　　1材料与方法

　　1.1实验材料

　　受污染土壤样本通过在工业区、废弃矿区等不同地点进行分层随机抽样获得，每个地点土壤样本均风干后研磨并过2 mm筛以标准化处理。重金属标准溶液根据所需检测的重金属种类，如铅、镉、汞等，按照国际标准进行配制，以确保实验分析准确性。修复试剂包括石灰、磷肥等化学稳定剂，及选定植物种子、微生物制剂用于生物修复实验。实验所用仪器包括原子吸收光谱仪（AAS）、X射线荧光光谱仪（XRF）等高精度分析仪器，用于测定土壤样本中的重金属浓度[1]。实验室还配备了烘箱、研磨机等前处理设备和pH计、电导率仪、显微镜等基础设备，用于土壤样本的基本物理化学性质分析。

　　1.2实验设计

　　实验采用随机区组设计，分为对照组、处理组，处理组包括化学稳定化处理组、生物修复处理组、物理改良处理组三个组别。化学稳定化处理组选择石灰和硫酸铁作为化学稳定剂，分别以0.5%、1%和1.5%的剂量加入土壤样本中。每种处理后的土壤样本将在室温下静置7d，以充分反应，后续测定土壤中的重金属浓度及其形态变化。生物修复处理组采用重金属耐受性强的植物秋茄（Sedum alfredii）和微生物菌剂进行生物修复实验。植物将在受污染土壤中种植，并在正常生长条件下培养60 d，定期测量植物生长指标和吸收土壤中重金属的能力。微生物菌剂以推荐剂量施用于土壤中，观察其在修复周期内对土壤重金属浓度和微生物群落结构的影响。物理改良处理组通过添加有机物（如农家肥和堆肥）和无机物（如沙粒）对土壤进行物理改良[2-3]。将有机物和无机物以5%、10%和15%的比例混合于受污染土壤中，观察其对土壤物理性质（如孔隙度、水分保持能力）与重金属生物有效性的影响。每种修复方法的处理组都将与未处理的对照组进行比较。

　　1.3实验方法

　　实验方法涉及土壤样本的前处理、重金属浓度测定、植物生长监测、微生物分析、数据处理。土壤样本经烘干、研磨、筛选后用于各项分析。重金属浓度通过原子吸收光谱仪（AAS）和X射线荧光光谱仪（XRF）测定，确保结果的精确度与可靠性。植物生长监测包括记录生物量、植株高度、重金属吸收量，以评估生物修复效果。微生物分析采用分子生物技术，分析土壤微生物群落结构的变化。数据处理使用统计软件进行方差分析（ANOVA）和多元回归分析，以定量比较不同修复技术的效果，揭示影响修复效率的关键因素。

　　2结果分析

　　2.1重金属含量变化

　　针对重金属含量的变化上，如表1所示，对照组在实验前后铅、镉、汞的浓度保持不变，分别为200、15、10 mg/kg。化学稳定化处理后土壤中铅浓度降至120 mg/kg，镉浓度降至5 mg/kg，汞浓度降至3 mg/kg。生物修复处理使铅浓度降至150 mg/kg，镉浓度降至8 mg/kg，汞浓度降至4 mg/kg。物理改良处理后，土壤中铅浓度下降至180 mg/kg，镉浓度下降至12 mg/kg，汞浓度下降至6 mg/kg。数据显示化学稳定化处理在减少土壤中铅、镉、汞浓度方面最为有效，其次是生物修复，物理改良效果相对较弱。通过这些具体数值，可清晰地看出不同修复技术对降低土壤中重金属含量的效能。

　　2.2土壤pH值变化

　　如表2所示，针对土壤pH值的变化，对照组的土壤pH值在实验前后保持稳定，分别为6.5和6.5，表明无外界干预时土壤酸碱度保持不变。化学稳定化处理后，土壤pH值从6.5增加到7.8，显示出显著的碱性增加。主要归因于石灰等碱性物质的加入，有助于中和土壤中的酸性成分。生物修复处理使得土壤pH值从6.5变化到7.0。变化较小但表明生物修复过程中微生物活动和植物生长对土壤酸碱度产生了正向调节作用。物理改良处理使土壤pH值从6.5略微增加至6.7，反映了物理添加物（如有机物、无机物）对土壤酸碱度的轻微影响。结果表明，化学稳定化处理对土壤pH值的影响最为显著，其次是生物修复，而物理改良的影响最小。通过具体的pH值变化数据，可深入了解不同修复技术对土壤酸碱性的调节效果。

　　2.3植物生长情况观察

　　如表3所示，对照组（未经任何修复处理的土壤）中植物生长较差，平均植株高度为10 cm，生物量为5 g/植株。化学稳定化处理后的土壤中，植物生长状况有所改善，平均植株高度为15 cm，生物量增加到10 g/植株，表明土壤环境对植物适宜性有所提升。生物修复处理的土壤中植物表现出更好生长情况，平均植株高度为20 cm，生物量达到15 g/植株，说明生物修复有助于提高植物的生长能力，主要原因是微生物作用改善了土壤质量、营养状况。

　　物理改良处理土壤中植物生长情况也有所提升，植株平均高度为17 cm，生物量为12 g/植株，反映出通过物理改良如增加有机物料等手段可提升土壤的肥力和改善植物生长条件。结果显示，相较于对照组，各种修复处理均能促进植物生长，其中生物修复效果最佳，其次是物理改良，化学稳定化虽然也有积极影响，但效果相对较弱。

　　2.4土壤微生物群落变化

　　在土壤微生物群落变化的研究中，本研究观察了微生物数量、多样性变化：对照组土壤微生物数量约为10×6 CFU/g土，微生物多样性指数（Shannon指数）为1.5，反映了未经处理的土壤微生物的基线状态。化学稳定化处理土壤中微生物数量增加到10×7 CFU/g土，多样性指数上升到2.0。表明化学处理有助于增加土壤微生物数量、多样性，因为中和了土壤中的有害重金属，为微生物提供了更适宜生长环境。生物修复处理后，土壤微生物数量显著增加至10×8 CFU/g土，多样性指数达到2.5。说明引入微生物菌剂和植物根系促进了本地微生物群落增长与多样性，创建了一个更健康土壤生态系统。物理改良处理造成微生物数量增至10×7 CFU/g土，多样性指数提高至2.1，表明通过改善土壤结构和增加有机质等，也能促进土壤微生物增长与多样性。这些结果揭示了不同修复技术对土壤微生物群落的积极影响，生物修复技术，在促进微生物数量和多样性方面表现最佳。

　　2.5修复效果分析

　　在修复效果分析中，化学稳定化处理使铅、镉、汞含量降至120、5、3 mg/kg，pH值提升至7.8，微生物数量达到10×7 CFU/g土，多样性指数为2.0；生物修复降低铅、镉、汞至150、8、4 mg/kg，pH值上升至7.0，微生物数量增至10×8 CFU/g土，多样性指数升至2.5；物理改良使铅、镉、汞减至180、12、6 mg/kg，pH值升至6.7，微生物数量为10×7 CFU/g土，多样性指数达2.1。修复效果与土壤性质紧密相关，化学稳定化在重金属高浓度土壤中效果显著，生物修复在有机质、微生物活性较高土壤中表现优异，物理改良适用于物理结构改善。长期效果预测显示化学稳定化能长期稳定重金属浓度，防止二次污染；生物修复促进持续的土壤微生物多样性和生物量增加，改善生态环境；物理改良长期改善土壤物理结构和有机质含量，支持植物、微生物活性。研究数据提供了全面的修复技术效果评估，可用于指导不同土壤的修复技术选择。

　　3结论

　　本研究对比了化学稳定化、生物修复、物理改良三种土壤修复技术的效果，发现化学稳定化在降低土壤重金属含量方面最有效，对铅、镉、汞的去除效果显著，可提高土壤pH值，促进土壤碱性环境的形成；生物修复技术可降低土壤中的重金属浓度，促进植物生长，对生态系统恢复有积极的长期影响；物理改良虽然在重金属去除效率上不如化学稳定化，但在改善土壤物理结构、增加土壤有机质含量方面表现良好，对促进植物生长与微生物活性有积极作用。结果表明，在选择土壤修复策略时需综合考虑土壤污染类型、土壤性质及修复的长期效果。长期效果预测显示，生物修复有利于可持续的土壤健康与生态平衡，化学稳定化、物理改良则在改善特定土壤条件和控制土壤污染方面更为直接、高效。

　　参考文献

　　[1]胡怀金.重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J].黑龙江环境通报，2024，37（3）：92-94.

　　[2]于传鹏.重金属污染土壤修复技术及其修复实践研究[J].中国高新科技，2023（16）：77-79.

　　[3]叶进鹏.重金属污染土壤的修复技术及修复实践分析[J].皮革制作与环保科技，2023，4（11）：182-184.