土壤重金屬污染及其防治

宋鶴

隨著工業(yè)、城市污染的加劇和農(nóng)用化學(xué)物資種類、數(shù)量的增加，土壤重金屬污染日益嚴(yán)重。土壤重金屬污染是指由于人類活動將金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量，并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。

1.土壤重金屬污染現(xiàn)狀 目前我國受重金屬污染的耕地面積近2000萬公頃，約占耕地總面積的1/5。受礦區(qū)污染土地達(dá)200萬公頃，石油污染土地約500萬公頃，固體廢棄物堆放污染約5萬公頃，“工業(yè)三廢”污染耕地近1000萬公頃，污水灌溉的農(nóng)田面積達(dá)330多萬公頃。土壤污染使全國農(nóng)業(yè)糧食減產(chǎn)已超過1300萬噸，因農(nóng)藥和有機(jī)物污染、放射性污染、病原菌污染等其他類型的污染所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失難以估計。由于污染，土壤的營養(yǎng)功能、凈化功能、緩沖功能和有機(jī)體的支持功能正在喪失。

2.土壤重金屬污染產(chǎn)生的嚴(yán)重后果 ①土壤污染使本來就緊張的耕地資源更加短缺。②土壤污染給人民的身體健康帶來極大的威脅。③土壤污染給農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來很大的不利影響。④土壤污染也是造成其他環(huán)境污染的重要原因。⑤土壤污染中的污染物具有遷移性和滯留性，有可能繼續(xù)造成新的土地污染。⑥土壤污染嚴(yán)重危及后代子孫的利益，不利于農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

3.土壤重金屬污染來源 ①隨著大氣沉降進(jìn)入土壤的重金屬。大氣中的重金屬主要來源于能源、運(yùn)輸、冶金和建筑材料生產(chǎn)產(chǎn)生的氣體和粉塵。除汞以外，重金屬基本上是以氣溶膠的形態(tài)進(jìn)入大氣，經(jīng)過自然沉降和降水進(jìn)入土壤。經(jīng)自然沉降和雨淋沉降進(jìn)入土壤的重金屬污染，與重工業(yè)發(fā)達(dá)程度、城市的人口密度、土地利用率、交通發(fā)達(dá)程度有直接關(guān)系，距城市越近，污染的程度就越重。②隨污水進(jìn)入土壤的重金屬。污水按來源和數(shù)量可分為城市生活污水、石油化工污水、工業(yè)礦山污水和城市混合污水等。生活污水中重金屬含量很少。但是，由于我國工業(yè)迅速發(fā)展，工礦企業(yè)污水未經(jīng)分流處理而排入下水道與生活污水混合排放，從而造成污灌區(qū)土壤重金屬鉛、鎘、汞、溴、鉻等含量逐年增加，隨著污水灌溉而進(jìn)入土壤的重金屬，以不同的方式被土壤截留固定。③隨固體廢棄物進(jìn)入土壤的重金屬。固體廢棄物種類繁多，成分復(fù)雜，不同種類其危害方式和污染程度不同。其中礦業(yè)和工業(yè)固體廢棄物最為嚴(yán)重。這類廢棄物在堆放或處理過程中，由于日曬、雨淋、水洗，重金屬極易移動，以輻射狀、漏斗狀向周圍土壤、水體擴(kuò)散。有一些固體廢棄物被直接或通過加工作為肥料放入土壤，造成土壤重金屬污染。如隨著我國畜牧生產(chǎn)的發(fā)展，產(chǎn)生大量的家畜糞便及動物加工產(chǎn)生的廢棄物，這類農(nóng)業(yè)固體廢棄物中含有植物所需氮、磷、鉀和有機(jī)質(zhì)，同時由于飼料中添加了一定量的重金屬鹽類，因此作為肥料施入土壤增加了土壤鋅、錳等重金屬元素的含量。固體廢棄物也可以通過風(fēng)的傳播而使污染范圍擴(kuò)大，土壤中重金屬的含量隨距污染源的距離增大而降低。④隨農(nóng)用物資進(jìn)入土壤的重金屬。農(nóng)藥、化肥和地膜是重要的農(nóng)用物資，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展起著重大的推動作用，但長期不合理施肥，也可以導(dǎo)致土壤重金屬污染。重金屬元素是肥料中最多的污染物質(zhì)，氮、鉀肥料中重金屬含量較低，磷肥中含用較多的有害重金屬，復(fù)合肥的重金屬主要來源于母料及加工流程所帶入。

4.土壤重金屬污染治理 ①物理防治措施。污染嚴(yán)重的地區(qū)宜采用排土、換土、去表土和客土等治本的方法。這些方法能根除重金屬污染物。污染較輕的地區(qū)，宜采用深耕翻土的方法，這種方法動土比較少，能使表土壤中的重金屬含量降低。把重金屬重污染區(qū)的土壤置于高溫高壓條件下，形成玻璃態(tài)物質(zhì)，使重金屬固定于其中，達(dá)到消除重金屬污染的目的。它能從根本上消除土壤的重金屬污染，并且見效快。但其工程量大、費(fèi)用高昂，此方法常用于重金屬重污染區(qū)的搶救性修復(fù)。②化學(xué)防治措施。添加改良劑（抑制劑）。磷酸鹽、石灰、硅酸鹽等是處理重金屬污染的常用改良劑。它們能與重金屬污染物作用生成難溶化合物，從而降低重金屬污染物在土壤及植物體內(nèi)的遷移能力。施加重金屬螯合劑，土壤中的重金屬一般吸咐在土壤固體表面，在土壤溶液中則相對較少，因此向土壤中施加重金屬螯合劑，能提高土壤中重金屬的有效態(tài)，使之易于流動和吸收。施用重金屬拮抗劑，在土壤環(huán)境中，重金屬元素之間具有拮抗作用。利用一些對人體沒有危害或有益的金屬元素的拮抗作用，能減少土壤中重金屬的有效態(tài)。因此，在輕污染的土壤中，施用少量的有重金屬拮抗性的金屬元素，將可起到良好的防治作用。③生物防治措施。植物吸收。利用植物吸收，可減少土壤中重金屬污染物的含量。微生物降解，利用清洗劑對土壤表面附著的重金屬吸入土壤溶液中，然后隨清洗液流入預(yù)定的水體中與微生物作用，達(dá)到去除土壤中重金屬的目的。生物防治具有效果好，不產(chǎn)生二次污染，投資省，費(fèi)用低，易于管理操作等優(yōu)點(diǎn)，目前受到人們的重視。④農(nóng)業(yè)生態(tài)防治措施?？刂仆寥赖难趸€原條件，在淹水的土壤中，重金屬一般以難溶態(tài)的硫化物的形式存在。因此，控制土壤水分狀況及氧化——還原電位，使土壤在作物壯籽期有一個相對較穩(wěn)定的水淹期，可減少重金屬進(jìn)入植物體內(nèi)的含量，減少進(jìn)入果實(shí)和籽實(shí)中的含量。改變作物品種，在重金屬污染嚴(yán)重的地區(qū)，種植觀賞植物、花卉、經(jīng)濟(jì)林木等。在重金屬輕污染區(qū)，種植耐重金屬性強(qiáng)的作物品種，如旱地改水田，種植水稻或者進(jìn)行輪作。

目前，全國土壤重金屬污染日趨嚴(yán)重，由于重金屬污染危害周期長，污染范圍廣，持續(xù)時間長，污染隱蔽，而且具有生物不可降解性和相對穩(wěn)定性，使得重金屬易在土壤中積累，并可通過食物鏈不斷地在生物體內(nèi)富集，甚至可轉(zhuǎn)化為毒害性更大的甲基化合物，對食物鏈中某些生物產(chǎn)生毒害，最終在人體內(nèi)蓄積而危害人體健康。因此，應(yīng)盡快對防止土壤中重金屬污染及修復(fù)已污染的土壤進(jìn)行重點(diǎn)研究。