淺析土壤重金屬污染與防治修復

董玉梅 李燕

(德州市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心，山東 德州 253011)

1 土壤重金屬污染問題的現(xiàn)狀與污染成因

1.1 我國土壤污染現(xiàn)狀

土壤是人類不可或缺的生存資源。人類從土壤中獲得足以休養(yǎng)生息的物質(zhì)財富，沒有土地，人類難以生存。人們在日常生活中對土壤環(huán)境資源缺乏足夠的保護意識,造成土壤污染狀況日趨嚴重。近些年,我國工農(nóng)業(yè)突飛猛進的發(fā)展，土壤環(huán)境污染程度越來越高，污染物的含量不斷增加,種類也不斷增多。土壤重金屬污染已經(jīng)嚴重影響人們的生活，威脅著每一個人的生命安全。土壤重金屬污染是指比重大于5的金屬或其化合物侵入土壤造成的污染，目前人們已發(fā)現(xiàn)包括鎘(Cd)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、錳(Mn)、砷(As)、汞(Hg)、鋅(Zn)等大約45種重金屬元素。我國受砷、鎘、鉛、鉻等重金屬污染的耕地面積大約占全部耕地面積的1/5。據(jù)我國2016年農(nóng)業(yè)部監(jiān)測系統(tǒng)的調(diào)查數(shù)據(jù)表明，我國每年因為重金屬污染土壤而使糧食產(chǎn)量降低1000萬t以上。根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部的污水灌溉區(qū)統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出，我國有大約140萬hm2的污水灌溉區(qū)，而有64.8%的土地面積遭受重金屬污染。污水里的重金屬污染物使土壤中的植物遭受二次污染。生物體吸收了這些有毒有害的物質(zhì)，如汞、鉛、鋅、鎘、銅等金屬元素，通過食物鏈等渠道進入到人身體內(nèi)，給人們的身體健康埋下巨大隱患，甚至會損害人體的生理器官，嚴重影響身體健康。

1.2 我國土壤重金屬污染成因

土壤重金屬污染原因廣泛，主要有過量使用化肥農(nóng)藥、工業(yè)和生活污染、交通污染等?；兽r(nóng)藥是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)物資，農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對防治農(nóng)作物的病蟲危害具有至關重要的作用，但是由于缺乏正確科學選用農(nóng)藥品種和使用方法的指導，造成土壤的生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞；化肥可以大幅提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，農(nóng)民為了追求高產(chǎn)，長期施用過量的化肥，造成土壤酸化板結，不但降低了土壤肥力，還嚴重破壞了土壤耕地層的質(zhì)量；長期使用化肥和農(nóng)藥造成嚴重的土壤和農(nóng)作物重金屬的累積污染問題。工業(yè)和生活污染是指工業(yè)及生活污水和垃圾,其中含有大量的重金屬、有機物等大量有毒有害物質(zhì)，將未經(jīng)處理的工業(yè)污水直接灌溉農(nóng)田，造成部分農(nóng)田嚴重污染，破壞了土壤生態(tài)環(huán)境；凡以重金屬和含有重金屬的材料為原料的行業(yè)，在生產(chǎn)過程中如果將未經(jīng)嚴格處理的廢液、廢渣、廢水排放，都會造成重金屬地污染。

2 土壤重金屬污染的危害

土壤能夠為植物提供生長所需的基本營養(yǎng)元素，當土壤中重金屬超標時，將會影響植物對氮、磷的吸收，改變鉀的形態(tài)，從而影響植物的生長，引起植物生理特征的改變，高濃度的重金屬會引起植物營養(yǎng)不足，降低酶的有效性。有的農(nóng)作物可以富集重金屬，造成農(nóng)作物本身重金屬超標，甚至有的逐漸轉化為毒性更大的甲基化合物，以有害的濃度通過食物鏈的方式在人類體內(nèi)蓄積，嚴重危害人體健康。人體攝入過多的重金屬會引起免疫力降低，呼吸系統(tǒng)紊亂等病變。鉛能通過破壞兒童的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，造成兒童的智力和行為障礙，也能對成人的神經(jīng)、消化、心血管等系統(tǒng)產(chǎn)生危害。攝入過量的鎘，可使骨折發(fā)生幾率增加和骨密度降低，能夠對人體的腎、肝、肺、骨骼，以及血液和免疫系統(tǒng)產(chǎn)生傷害。Pb、Hg能夠通過影響人的妊娠，引發(fā)胎兒的流產(chǎn)、畸形、死亡等。砷能夠造成肝脾腫大、肝腹水、抑制兒童智力發(fā)育，還能引發(fā)黑腳病、糖尿病、腎病、腦血管等方面的疾病。人體內(nèi)積蓄過多的銅元素,會引起銅中毒，造成機體代謝紊亂,嚴重會導致急性腎功能衰竭。在土壤重金屬污染、大氣污染和水污染三者中，土壤重金屬污染很難得到有效治理。土壤中匯聚的多種重金屬會對土壤環(huán)境、動物、植物、微生物都產(chǎn)生嚴重傷害。

3 土壤重金屬污染的防治措施

3.1 制定管理和監(jiān)督的法律法規(guī)

面對日益嚴重的土壤重金屬污染，應當建立和完善保障土壤污染防治與修復工作順利進行的政策和法律法規(guī)。2016年印發(fā)了《土壤污染防治行動計劃》，2018年通過了《中華人民共和國土壤污染防治法》。2項法規(guī)都是以改善土壤環(huán)境質(zhì)量為核心，嚴格防治工礦企業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活等方面的重金屬污染，進行土壤污染法規(guī)標準的制定與問責。土壤污染防治應當堅持預防為主，保護優(yōu)先，嚴控新增污染，分階段分類別管理，形成政府主導，企業(yè)擔責、公眾參與、社會監(jiān)督的土壤污染防治體系。保護土壤質(zhì)量，防治土壤污染是每一個公民和組織義不容辭的責任。

3.2 緊抓源頭，防控土壤重金屬污染源

嚴控土壤重金屬污染源必須從源頭抓起，針對污染源頭分類分級管理嚴控污染源。必須遵循預防為主，防與治相結合的基本原則。對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及居民生活的污染排放進行嚴格控制。采取有效措施，以削減、控制和消除污染源。大力推廣清潔無毒工藝，減少或消除工礦企業(yè)重金屬污染物的隨意排放，對工業(yè)“廢水、廢液、廢渣”必須進行回收和處理，嚴格控制污染物排放量與濃度，避免重金屬對土壤環(huán)境的二次污染。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)化肥、農(nóng)藥的控制方面，要增強廣大農(nóng)民群體保護耕地質(zhì)量的意識，加大土壤污染防治的宣傳和教育；執(zhí)法部門和農(nóng)藥監(jiān)測部門定期對市場上流通的農(nóng)藥產(chǎn)品進行監(jiān)測，禁止或限制使用劇毒農(nóng)藥，積極推廣如除蟲菊酯、煙堿等植物體天然成分的毒性小、效果好、殘留低的農(nóng)藥；推廣開展天敵防治法，既要消除病蟲害對農(nóng)作物的威脅，又要把農(nóng)藥對生態(tài)環(huán)境的危害降到最低程度。

4 做好污染土壤的防治修復工作

面對我國日益嚴重的土壤重金屬污染現(xiàn)狀,要充分認識土壤重金屬污染的4大特點——不可逆性、治理難且周期長、累積與地域性、隱蔽性,積極采取各種各樣的修復治理措施，緩解土壤污染的程度，營造安全、美麗、幸福的生態(tài)環(huán)境。針對目前我國各地治理土壤重金屬污染采取的措施,一般有工程治理措施、化學治理措施、生物治理措施和農(nóng)業(yè)生態(tài)治理措施4種方法。

4.1 工程治理措施

工程治理措施作為一種比較具有權威性的土壤重金屬污染治理方法，可以從根本上解決重金屬的污染問題，但是實施起來工程量大，需要投入大量的人員和資金，而且會破壞土壤結構，降低土壤肥力，同時也需要處理置換出來的污染土壤。工程治理一般是通過客土、換土和深耕翻土等措施來治理土壤中的重金屬污染。污染比較嚴重、面積較小的農(nóng)業(yè)大棚的土壤污染適用客土法，把由別處移來的未被污染的潔凈土壤加入到受污染的土壤里面，大多會選用質(zhì)地好的人工土或沙壤土，降低土壤耕作層的重金屬濃度，減少重金屬對植物根系的毒害，加快土壤生態(tài)修復的速度。換土法是把受污染的土壤轉移出來，更換沒有被污染的潔凈土壤。這種方法可以很快修復受損土壤，效果明顯，但是換土法費時費力，成本較高。對于具有放射性污染物或含有難分解易擴散污染物的污染嚴重的景區(qū)花園和科研場所等面積較小的土壤可以采用換土法。污染較輕、耕作層較厚的土壤污染可采用深耕翻土法，翻土法是通過深耕技術,拌勻、翻動、混合耕作層土壤來降低土壤耕作層重金屬污染物的含量。

4.2 化學治理措施

化學治理就是向污染土壤投入抑制劑、改良劑，以降低重金屬的生物可利用度?；瘜W方法治理效果明顯，周期短、投資適中，但是不能確保治理效果的長期穩(wěn)定性。

4.3 生物治理措施

生物技術治理污染土壤是一種正在被廣泛推廣的新型治理措施。是通過植物、動物和微生物的某些特有習性抑制、削減和改良吸收、降解土壤中污染物，降低重金屬毒性。植物修復技術是利用超富集植物吸收土壤中的過量重金屬，投資小和維護成本低，具有較高美化環(huán)境的價值、二次污染小的特點，是一種新興的、很有潛力的綠色安全修復技術，受到許多國家的青睞。微生物修復是在合適的環(huán)境條件下，充分利用大自然中天然存在的或人工培養(yǎng)的具有特定功能的微生物群的微生物代謝功能，達到將其降解成無毒物質(zhì)或降低有毒污染物活性的生物修復技術。微生物修復實際就是生物降解，是利用微生物群具有繁殖快、個體小、易變異、適應性強的特點來達到對環(huán)境污染的分解作用，還可以降解和轉化那些“陌生”的化合物。

4.4 農(nóng)業(yè)生態(tài)治理措施

農(nóng)業(yè)生態(tài)治理方法是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中，采用一些因地制宜的土壤耕作管理制度，種植合適的植物品種，改善土壤的生態(tài)環(huán)境，減輕或阻斷重金屬對人體造成的危害。合理規(guī)劃農(nóng)業(yè)種植區(qū)域，把高富集重金屬的經(jīng)濟作物或樹、花、草種植在重金屬污染嚴重區(qū)域，既能美化環(huán)境，又能凈化土壤；將低富集重金屬作物品種植在基本適宜區(qū)，這樣能夠減少重金屬在作物中的累積，提高土壤的質(zhì)量。農(nóng)業(yè)生態(tài)治理方法循環(huán)周期長、效果不明顯。

5 結束語

土壤中過高重金屬含量嚴重危害了人類的生存環(huán)境，對整個自然界地理環(huán)境都造成負面影響。采用單一的修復技術無法完全修復土壤，必須要以植物修復為主，優(yōu)化特定微生物的篩選，建立相關基因庫，培養(yǎng)超強工程菌，多種治理措施相輔相成，從而徹底清除土壤中的重金屬。做好土壤環(huán)境保護方面的知識引導和宣傳，提高人們的環(huán)境保護意識，促進土壤生態(tài)向健康的方向發(fā)展。