淺談土壤重金屬污染分析及治理修復(fù)措施

摘要：隨著現(xiàn)代化工業(yè)的迅猛發(fā)展，越來越多的金屬礦山被開采，正是這種礦業(yè)活動(dòng)成為了礦山土壤環(huán)境中污染土壤的重金屬的主要來源，本研究主要介紹了目前我國(guó)日益發(fā)達(dá)的金屬礦業(yè)造成的土壤重金屬污染狀況，并對(duì)重金屬污染的主要來源及危害進(jìn)行了分析，并針對(duì)目前土壤重金屬修復(fù)的物理、化學(xué)、物理化學(xué)、生物等技術(shù)及其特點(diǎn)進(jìn)行了綜述。

關(guān)鍵詞：金屬礦山;土壤重金屬污染;現(xiàn)狀;修復(fù)措施

我國(guó)部分地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，隨著現(xiàn)代化工業(yè)的快速發(fā)展，越來越多的金屬礦山被開采，隨著礦山開采年份的延長(zhǎng)，礦山周邊土壤環(huán)境中重金屬污染現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，并逐漸為人們所關(guān)注，一旦土壤環(huán)境中的重金屬積累到一定程度就會(huì)引起土地退化、地表水和地下水污染，并通過植物進(jìn)入食物鏈被人或動(dòng)物攝取，危害人體健康。因此，有必要對(duì)這一問題進(jìn)行密切關(guān)注，并采取相應(yīng)的防治措施。

1、金屬礦山土壤重金屬污染和危害

1.1金屬礦山土壤重金屬污染的來源

金屬礦山周邊土壤中的重金屬，除本身由于地球化學(xué)作用而可能造成背景值偏高外，其它則主要來源于金屬礦產(chǎn)開采、洗選、運(yùn)輸?shù)冗^程中廢氣、廢水的排放及固體廢物的堆放。露采或坑采的鉆孔、爆破和礦石裝載運(yùn)輸?shù)冗^程產(chǎn)生的粉塵和揚(yáng)塵中含有大量的重金屬，經(jīng)過雨水的淋溶進(jìn)入周邊土壤;廢水主要包括礦坑水，選礦、冶煉廢水及尾礦池水等，廢水以酸性為主，以含有大量重金屬及有毒、有害元素為特征。有色金屬工業(yè)固體廢棄物主要是指在開采過程中產(chǎn)生的剝離物和廢石，以及在選礦過程中所排棄的尾礦，這些固體廢物若在露天堆放，容易迅速風(fēng)化，并通過降雨、酸化等作用向礦區(qū)周邊擴(kuò)散，從而導(dǎo)致土壤重金屬污染。

1.2金屬礦山土壤重金屬污染的影響

土壤重金屬污染的影響主要體現(xiàn)在以下三點(diǎn)：首先，淋溶作用。是指在降水的淋溶作用土壤中的重金屬向下滲透到深層土壤或地下水層。其次，被人或動(dòng)物的吸入。由于受污染的土壤直接暴露在環(huán)境中，人或動(dòng)物就會(huì)通過土壤顆粒物等形式直接或間接地吸入到體內(nèi)。從而損壞人或動(dòng)物健康。最后，就是通過植物吸收利用進(jìn)入食物鏈，進(jìn)而對(duì)食物鏈上的生物產(chǎn)生毒害。

1.3金屬礦山土壤重金屬污染的特點(diǎn)

與其它污染形態(tài)有所不同的是，金屬礦山含重金屬?gòu)U棄物種類繁多，并且土壤重金屬污染有其自身特點(diǎn)，對(duì)環(huán)境的危害方式和污染程度都不一樣，主要表現(xiàn)為：第一點(diǎn)，土壤重金屬污染往往要通過對(duì)土壤及農(nóng)作物樣品進(jìn)行監(jiān)測(cè)后才能確定，具有滯后性和隱蔽性。第二點(diǎn)，重金屬在土壤中不容易遷移、擴(kuò)散和稀釋，很容易在土壤中不斷積累而超標(biāo)，具有累積性。第三點(diǎn)，重金屬污染的自然降解是非常困難的，積累在土壤中的重金屬很難靠稀釋作用和自凈作用來消除，具有難治理性和不可逆性。

1.4金屬礦山土壤重金屬污染的危害

土壤被污染后，大部分污染物質(zhì)能較長(zhǎng)時(shí)間存在于土壤環(huán)境中，難以消除，土壤重金屬污染的主要危害包括：首先，影響植物生長(zhǎng)。土壤中的重金屬通過雨水淋溶作用向下滲透，不僅會(huì)導(dǎo)致地下水的污染，還會(huì)被金屬礦山周圍的植物吸收，影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育。其次，危害人體健康。受污染的土壤直接暴露在環(huán)境中，為人或動(dòng)物所吸收后，會(huì)嚴(yán)重危害人體健康。重金屬污染能明顯影響土壤的理化性質(zhì)，進(jìn)而降低土壤微生物量和活性細(xì)菌量，減少土壤系統(tǒng)中的生物多樣性，從而影響土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定。

2、金屬礦山土壤重金屬污染的治理途徑

2.1物理方法

物理修復(fù)是借助物理手段去除土壤中污染物的技術(shù)。分為熱力修復(fù)、蒸汽浸提修復(fù)等熱處理，及 電動(dòng)力學(xué)修復(fù)、壓裂修復(fù)、穩(wěn)定化修復(fù)、物理分離修復(fù)工程措施法。一般情況下，熱處理法主要針對(duì)汞污染，效果比較明顯，但工程量較大，耗能較多，且易使土壤有機(jī)質(zhì)和土壤水遭到破壞。而工程措施是利用外來重金屬多富集在土壤表層的特性，去除受污染的表層土壤后，將下層土壤耕作活化或用未被污染活性土壤覆蓋，從而將耕作層土壤中的重金屬濃度降至臨界濃度以下。

2.2物理化學(xué)方法

物理化學(xué)方法通常分為三種：一種是電動(dòng)修復(fù)法。這是一門新的經(jīng)濟(jì)型土壤修復(fù)技術(shù)，在不攪動(dòng)土層的基礎(chǔ)上，在包含污染土壤的電解池兩側(cè)施加直流電壓形成電場(chǎng)梯度，土壤中的重金屬通過電遷移、電滲流或電泳的途徑被帶到位于電解池兩極的處理室中并通過進(jìn)一步的處理，從而實(shí)現(xiàn)污染土壤樣品的減污或清潔。一種是土壤淋洗法。是指利用有機(jī)或無機(jī)酸等淋洗液將土壤固相中的重金屬轉(zhuǎn)移至液相中，再把富含重金屬的廢水進(jìn)一步回收處理。一種是玻璃化技術(shù)法。對(duì)某些特殊重金屬利用電極加熱將重金屬污染的土壤熔化，冷卻后形成比較穩(wěn)定的玻璃態(tài)物質(zhì)。

2.3化學(xué)方法

化學(xué)修復(fù)是利用加入到土壤中的化學(xué)修復(fù)劑石灰、沸石、鈣鎂磷肥等與污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，有效降低重金屬的水溶性、擴(kuò)散性和生物有效性，促使土壤中的重金屬元素轉(zhuǎn)化為難溶物，從而使污染物被降解或毒性被去除或降低的修復(fù)技術(shù)。

2.4農(nóng)業(yè)方法

農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)是近幾年新興的修復(fù)技術(shù)，是因地制宜地調(diào)整一些耕作管理制度，在重金屬污染土壤中種植不進(jìn)入食物鏈的植物，選擇能降低土壤重金屬污染的化肥，或增施能夠固定重金屬的有機(jī)肥等措施來降低土壤重金屬污染，從而改變土壤中重金屬的活性，減少重金屬?gòu)耐寥老蜃魑锏霓D(zhuǎn)移，從而達(dá)到減輕其危害的目的。

2.5生物方法

污染土壤的生物修復(fù)分為植物修復(fù)技術(shù)、微生物修復(fù)技術(shù)和動(dòng)物修復(fù)技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)是指利用自然生長(zhǎng)或遺傳工程培育的植物及其共存微生物體系，清除污染物的一種環(huán)境治理技術(shù)。微生物修復(fù)技術(shù)是指利用土壤中某些微生物的生物活性對(duì)重金屬具有吸收、沉淀、氧化和還原等作用，把重金屬離子轉(zhuǎn)化為低毒產(chǎn)物，從而降低土壤中重金屬的毒性。動(dòng)物修復(fù)技術(shù)是指利用土壤中某些動(dòng)物能吸收重金屬的特性，在一定程度上降低污染土壤中重金屬含量。與其它治理重金屬污染的技術(shù)相比生物修復(fù)技術(shù)設(shè)施較簡(jiǎn)便、投資較少、無二次污染，但是治理效率低。

3、今后的發(fā)展方向

在各種修復(fù)技術(shù)中，工程修復(fù)技術(shù)雖然效果好，但費(fèi)用昂貴，難以用于大規(guī)模污染土壤的改良，而且常常導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞、生物活性下降和土壤肥力退化。而農(nóng)業(yè)措施雖然周期長(zhǎng)，但只適用于輕度污染的土壤。生物修復(fù)費(fèi)用低廉，而且能帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，還具有一定的生態(tài)效益，是一種較為理想的方法，但也存在著對(duì)土壤肥力、氣候、水分、鹽度等自然和人為條件要求嚴(yán)格、對(duì)一種或兩種重金屬選擇性修復(fù)等問題。植物修復(fù)技術(shù)作為一種新興高效、綠色廉價(jià)的生物修復(fù)途徑，現(xiàn)已被科學(xué)界和政府部門認(rèn)可和選用，并逐步走向商業(yè)化。盡管存在上面這些難點(diǎn)，重金屬污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)作為一種新興的環(huán)境友好型修復(fù)技術(shù)，在今后環(huán)境污染治理中有望發(fā)揮不可替代的作用。

4、結(jié)語

近年來，我國(guó)金屬礦業(yè)迅速發(fā)展，所造成的重金屬污染日益加劇，而現(xiàn)有的重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)很多雖然很多，但都有其局限性，難以達(dá)到預(yù)期效果，因此，還需要將多種修復(fù)技術(shù)科學(xué)地結(jié)合起來綜合應(yīng)用，取長(zhǎng)補(bǔ)短，才能達(dá)到更好的效果。

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