重金屬引起的土壤污染問題與治理措施

邢介明 顏廷山 史波芬 易偉雄

（中國(guó)城市建設(shè)研究院有限公司 北京 100120）

1 重金屬引起的土壤污染概述

土壤重金屬的污染主要指的是當(dāng)土壤在受到外界重金屬元素的影響下，促使土壤內(nèi)部物質(zhì)構(gòu)成中的原始成分大量減少，而重金屬元素卻占據(jù)較大的比例，并嚴(yán)重危害到土壤的正常使用，并危害到生態(tài)環(huán)境的一種現(xiàn)象。當(dāng)前，土壤重金屬污染重重金屬元素的類型較多，但是其的共性在于相對(duì)密度均保持在5.0或者更高，常見的污染元素主要有 Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Ni等幾種。

重金屬對(duì)土壤污染的危害程度并非由單一方式進(jìn)行決定。一方面在于重金屬的具體含量，也是最為主要的一個(gè)因素；另一反面，不同類型的重金屬的具體存在成形態(tài)及其所占據(jù)的比例大小也是十分重要的一個(gè)原因。通常而言，重金屬元素的存在形態(tài)若是水溶態(tài)和交換態(tài)，其毒性最大，而殘存態(tài)的活性毒性則最小；重金屬呈現(xiàn)離子交換態(tài)時(shí)，其在土壤內(nèi)部中活性毒性最為強(qiáng)烈，極為容易被植物所吸收、淋失及其它化學(xué)反應(yīng)下轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌拇嬖谛螒B(tài)。

2 重金屬對(duì)土壤污染的危害分析

2.1 植物方面的危害

土壤中的重金屬一旦超標(biāo)，將會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生極大的危害，其將直接對(duì)植物的根系及葉面面積等生態(tài)特征產(chǎn)生影響。當(dāng)植物吸收了土壤中的重金屬之后，將在其體內(nèi)產(chǎn)生某種毒害酶及代謝的物質(zhì)。同時(shí)促使植物喪失大量必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，降低植物對(duì)Ca、Mg等礦物元素的吸收能力。

2.2 生物方面的危害

各種生物、微生物及動(dòng)物的重要生存場(chǎng)所就是在土壤中，一旦土壤中的重金屬含量超標(biāo)，將嚴(yán)重威脅到生物的正常生存繁衍。土壤中的各種生物能夠有效調(diào)節(jié)土壤的活性成分、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及土壤密度，且大部分的生物都屬于微群體，其具備著多樣性的特點(diǎn)。若土壤中的重金屬超標(biāo)，將會(huì)嚴(yán)重威脅到微生物群的多樣性、均勻性及密度類群指數(shù)等，從而使得土壤中的肥力逐漸喪失。

2.3 土壤酶方面的危害

土壤酶是一種生物催化劑，其能夠綜合反映出土壤的肥力及活性狀況。由于土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)及生物活性會(huì)顯著的影響到土壤酶的活性，因此土壤環(huán)境一旦遭受污染，就會(huì)嚴(yán)重影響到土壤酶的活性。例如重金屬元素Hg能夠較為敏感的抑制土壤中脲酶，因此一旦土壤中的Hg超標(biāo)，則土壤中所包含的脲酶也會(huì)顯著的降低。

2.4 人身健康方面的危害

土壤中的重金屬含量超標(biāo)的話也會(huì)對(duì)人類的身體健康產(chǎn)生危害，尤其是表層土壤中所含的重金屬。例如Cd元素過量的吸入人體，就會(huì)導(dǎo)致一系列的骨效應(yīng)；Pb元素吸入的過多會(huì)影響到人類的生殖功能，降低免疫力；長(zhǎng)期吸入Ni元素會(huì)引發(fā)鼻癌及肺癌等。同時(shí)大部分的癌癥和重金屬Sn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也極為相關(guān)。所以，土壤中重金屬污染也嚴(yán)重的威脅到人類的身體健康。

3 對(duì)于土壤重金屬污染的防治修復(fù)措施分析

3.1 物理修復(fù)

物理修復(fù)治理技術(shù)主要包含了電動(dòng)修復(fù)、電熱修復(fù)及土壤淋洗等三種技術(shù)。（1）電動(dòng)修復(fù)技術(shù)類似于電池的工作原理，也就是基于通電的狀態(tài)下，定向移動(dòng)重金屬離子，進(jìn)而處理掉超標(biāo)的重金屬元素。但是該技術(shù)需要較為嚴(yán)格的土壤環(huán)境，不適宜進(jìn)行大規(guī)模的運(yùn)用；（2）電熱修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)的主要原理在于部分重金屬在高溫加熱狀態(tài)下能夠快速進(jìn)行揮發(fā)。因此利用高頻電壓來(lái)加熱土壤，促使土壤在高溫加熱狀態(tài)下將超標(biāo)的元素脫離土壤，但是該技術(shù)會(huì)在一定程度上損害土壤自身的特性；（3）土壤淋洗技術(shù)。該技術(shù)是通過淋洗液的作用，將土壤中的固相重金屬轉(zhuǎn)移到土壤的液相中，然后將包含有重金屬的廢水進(jìn)行回收處理。該技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)成熟。

3.2 化學(xué)固定修復(fù)

化學(xué)固定修復(fù)技術(shù)主要是通過添加有機(jī)質(zhì)、沸石及污泥等外加物于土壤中，進(jìn)而促使土壤中的重金屬發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，例如沉淀、吸附、腐殖化及氧化還原等。這樣一來(lái)，使得土壤中的重金屬離子的遷移性降低，較難被植物吸收，進(jìn)而降低其對(duì)生物及植物的危害。

3.3 植物修復(fù)

植物修復(fù)技術(shù)是當(dāng)前較為主流的一種修復(fù)技術(shù)，其投資成本相對(duì)較低，能夠進(jìn)行大規(guī)模的運(yùn)用，同時(shí)具備較好的生態(tài)效益，不會(huì)導(dǎo)致浪費(fèi)污染現(xiàn)象。該技術(shù)主要是利用植物自身的生長(zhǎng)，通過吸收大部分的重金屬在體內(nèi)并將其進(jìn)行保存，從而有效去除重金屬的作用，同時(shí)不影響植物的正常生長(zhǎng)。例如像香草和芥菜類的植物，它們?cè)谏L(zhǎng)的過程中，就需要吸收大量的重金屬元素。因此可以針對(duì)土壤中所包含的重金屬的具體情況，合理選擇植物種類，實(shí)現(xiàn)去除土壤中重金屬的主要目的。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，城市化進(jìn)程的加快及工業(yè)生產(chǎn)等導(dǎo)致土壤中重金屬污染現(xiàn)象十分嚴(yán)重，嚴(yán)重制約了土壤的高效利用。由于重金屬元素的種類較多，在選用防治措施的時(shí)候，一定要因地制宜，結(jié)合土壤中重金屬污染的具體情況，合理選用治理修復(fù)技術(shù)，最大程度的降低其危害，同時(shí)降低對(duì)周邊環(huán)境的二次污染，確保土壤的肥性，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展提供良好的土壤基礎(chǔ)。

[1]王瑤.土壤重金屬環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和污染防治對(duì)策研究[D].西北大學(xué),2014.

[2]蔡美芳,李開明,謝丹平,吳仁人.我國(guó)耕地土壤重金屬污染現(xiàn)狀與防治對(duì)策研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2014,S2:223-230.