土壤重金屬的污染特點及治理策略研究

謝書俊

摘 要：如何進行土壤重金屬污染的分析、評估、預(yù)防和治理，是一個世界性的問題，本文首先從土壤重金屬的主要來源和土壤重金屬污染的危害兩個方面分析了重金屬污染的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上進一步闡述了土壤重金屬污染的空間差異以及污染整體的形態(tài)特征，最后深入論述了土壤重金屬污染的預(yù)防以及修復(fù)策略。

關(guān)鍵詞：土壤重金屬； 污染特點； 治理策略

1 引言

在環(huán)保領(lǐng)域?qū)χ亟饘傥廴镜亩x是能夠使生物遭受顯著毒性的金屬，這些物質(zhì)包括汞元素、鉛元素、鋅元素、鈷元素、鎳元素、鋇元素等，有時候也包括鋰元素與鋁元素等等。一項來自研究機構(gòu)的調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，近年來全球汞排放量達每年1.5萬噸，鉛排放量達每年500萬噸，這些元素進入農(nóng)田和城市，為所經(jīng)地區(qū)的土壤帶來嚴重的重金屬污染，這些污染一方面能夠影響地下水和農(nóng)作物的品質(zhì)，另一方面也通過食物鏈對當?shù)鼐用癞a(chǎn)生不容忽視的影響。當前，如何進行土壤重金屬污染的分析、評估、預(yù)防和治理，是一個世界性的問題，本文首先從土壤重金屬的主要來源和土壤重金屬污染的危害兩個方面分析了重金屬污染的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上進一步闡述了土壤重金屬污染的空間差異以及污染整體的形態(tài)特征，最后深入論述了土壤重金屬污染的預(yù)防以及修復(fù)策略。本文的成果對于環(huán)境保護和土地利用均有著比較好的理論價值和實踐意義。

2 土壤重金屬污染現(xiàn)狀分析

2.1重金屬來源分析

（1）交通運輸

我國正在進行著大規(guī)模的城鎮(zhèn)化建設(shè)，各類交通工具的數(shù)量近年來一直呈現(xiàn)出大幅攀升的態(tài)勢，因此其排放的廢氣也逐年增加，導(dǎo)致土壤里重金屬元素逐步累積，形成污染。以汽車為例，污染源包括尾氣排放、汽油燃燒、輪胎磨損等，會逐漸排放出鉛、汞、銅、鋅等重金屬元素，一方面對大氣質(zhì)量造成破壞，另一方面也導(dǎo)致土壤重金屬超標。

（2）工業(yè)和礦產(chǎn)業(yè)

工業(yè)生產(chǎn)會排放出重金屬元素，以煙塵或者廢氣廢水的形式進入大氣與土壤，而大氣中的重金屬則會逐漸沉降入土。工業(yè)生產(chǎn)中的廢渣是更加主要的重金屬污染來源，比如金屬冶煉企業(yè)、電解鋁企業(yè)、電鍍企業(yè)等，在其日常生產(chǎn)排放的廢渣中含有大量的重金屬元素，如果在不經(jīng)處理的情況下隨意露天堆放，或者直接傾倒進土壤中，會為土壤帶來極大的污染。

（3）燃煤釋放

煤的燃燒會向大氣中排放大量的污染物質(zhì)，并逐漸沉降入土壤中。我國的燃煤企業(yè)，包括火力發(fā)電廠和鋼鐵企業(yè)等，會排放大量的汞金屬，其中約三分之一的汞元素最終進入土壤。一些經(jīng)濟發(fā)達的大城市，汞元素的排放有其嚴重，這些污染能夠為城市的環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)帶來致命的影響。

（4）居民垃圾

居民如果將大量垃圾不加分類地堆放在戶外，由于垃圾中存在不少未經(jīng)處理的廢棄物，例如電池等，將會使其中的重金屬逐步滲透和擴散至周圍的環(huán)境中，逐步導(dǎo)致土壤的重金屬污染。

3 土壤重金屬的污染治理策略

土壤重金屬的污染的治理，可以從預(yù)防和修復(fù)兩方面進行著手。

3.1重金屬污染預(yù)防策略

控制污染，應(yīng)從源頭做起。因此在農(nóng)村地區(qū)，應(yīng)注重灌溉用水的質(zhì)量，謹慎使用污水灌溉。在農(nóng)田使用殺蟲劑和肥料時也應(yīng)合理用量，并且堅決杜絕汞含量超標的農(nóng)藥，也應(yīng)禁止使用含鎘化肥等對環(huán)境帶來危害的農(nóng)藥和殺蟲劑。對于城市地區(qū)的工業(yè)企業(yè)，則應(yīng)嚴格控制對三廢的排放。而居民區(qū)則應(yīng)對廢棄垃圾進行再回收利用或者分類處理。對于日益增多的交通工具，則應(yīng)改善燃油質(zhì)量、并積極鼓勵以新型環(huán)保燃料代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油，從而減少廢棄物的排放。

此外還應(yīng)以完善的法規(guī)控制重金屬排放。土壤污染已經(jīng)被國際相關(guān)領(lǐng)域視為化學(xué)炸彈，是一個極其嚴峻而棘手的問題。只有通過立法的方式才能使污染的防范和治理進入可持續(xù)發(fā)展的軌道。而我國的環(huán)保法治進程目前尚需加速。舉例來講，當前有不少養(yǎng)殖戶所購買的飼料里往往含有銅、鉛等重金屬，而禽類和畜類一旦食用并排出體外，便會對土壤形成污染，而我國當前并未將重金屬列在畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準里，形成管理的漏洞。因此，亟需制定切合我國實際的法律法規(guī)進行重金屬污染的防范。

3.2重金屬污染治理策略

隨著國際上對于土壤重金屬污染的重視以及研究成果的發(fā)布和應(yīng)用，在重金屬污染治理方面有許多值得借鑒的策略，下面分別進行簡述：

3.2.1 基于物理法的重金屬污染治理

物理法治理又可以進一步分為以下幾種方法：

一是熱解吸法，這種方法以加熱來把一些具有較強會發(fā)特性的重金屬進行解吸和收集，再妥善處理或者合理利用。以汞元素為例，美國已經(jīng)形成了比較成熟的基于熱解析法的汞元素回收，并在現(xiàn)場治理中取得了較好的效果，使用此項處理方法的地域已經(jīng)在汞含量方面達標。

二是電化法，這種方法以電解原理進行污染土壤的處理。在受到污染的土壤里設(shè)置石磨電極，并以1～5毫安的電流進行激勵，從而在陰極收集到金屬陽離子，并進行處理或者再利用。這種方法對于鉛元素和二甲苯等物質(zhì)的處理效果比較好。

三是洗土法，這種方法通過試劑與土壤里所含有的重金屬物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，并最終生成可溶于水的金屬離子，通過對提取液進行處理，得到重金屬，再進行處理或者回收利用。這種方法非常適合于對銅金屬、鎳金屬、鉛金屬和鉑金屬的回收處理。

四是玻璃化法，這種方法以電極對受到污染的土壤進行加熱，從而使之進入熔化狀態(tài)，在其最后冷卻時，便會變成玻璃狀態(tài)。這種方法尚在實驗中，其成本較高，目前尚未得到的面積推廣。

3.2.2基于化學(xué)法的重金屬污染治理

這種方法在受到污染的土壤中按比例注入一定的化學(xué)試劑，從而改良土壤本身的性質(zhì)，達到減輕重金屬活性的作用，可以降低作物對土壤里重金屬的富集效應(yīng)?；瘜W(xué)法治理主要指的是土壤添加物法，把一定充分的有機物料或者改良劑加入受污染的土壤之中，能夠通過化學(xué)作用而使重金屬離子沉淀，再對其進行收集，從而減輕污染；還可以通過化學(xué)試劑中的酸性物質(zhì)與重金屬元素反應(yīng)，生成難溶于水的物質(zhì)，從而使土壤污染得到減輕。這種方法適用于鎳離子、鋅離子等重金屬物質(zhì)的治理。

3.2.3基于生態(tài)工程的重金屬污染治理

這種方法可以是在已經(jīng)被重金屬污染的土壤之上加厚一層正常土壤，或者把受到重金屬污染的土壤全部挖除，也可以通過灌溉的方式，逐漸使受污染土壤中的重金屬物質(zhì)漸漸遷移到地層深處等，也能對土壤污染起到一定的作用。

3.2.4基于生物的重金屬污染治理

這種方法可以通過植物或者微生物等來修復(fù)土壤質(zhì)量。某些植物的根系可以吸收被污染土壤中的重金屬，例如蜈蚣草被證實可以有效降低土壤中砷的含量；微生物則可以通過細胞轉(zhuǎn)化作用使被污染土壤中的重金屬沉淀或者氧化，從而使其對土壤的影響顯著降低。

4 結(jié)束語

在世界各地，尤其是經(jīng)濟較為發(fā)達的地區(qū)均存在著較為嚴重的土壤重金屬污染，重金屬的來源是多方面的，當前，學(xué)界和環(huán)保組織對重金屬的污染一般聚焦于污染程度的定性描述和分析。事實上怎樣才能實現(xiàn)對重金屬污染源進行量化分析，同樣對治理逐漸嚴重的土壤污染有著不容忽視的作用，因此量化分析將是重金屬污染研究的發(fā)展方向。當前，我國尚未構(gòu)建完善的城市和農(nóng)村地區(qū)土壤重金屬污染的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，因此并不能及時準確地檢測土壤重金屬污染狀況，也難以為土壤重金屬污染的治理提供必要的依據(jù)。只有制定出嚴格而適用的土壤重金屬評價標準，才能有利于土壤的保護，從而推動經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展?！?/p>

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