重金屬污染農田土壤修復技術的工程應用分析

段玉環(huán) 邢亞平 馮玉真

摘要：我國部分地區(qū)礦業(yè)開發(fā)早，由于長期開采和早期冶煉企業(yè)“三廢”無序排放，區(qū)域大氣、水和土壤環(huán)境均受到不同程度的污染。境內河流和冶煉企業(yè)周邊的土壤因存在一定的重金屬污染，潛在環(huán)境風險較大，已嚴重阻礙當地經濟和社會的健康協調發(fā)展。大部分農田與工業(yè)園區(qū)交錯、相容，沒有形成很好的分割，大面積農田受周邊涉重企業(yè)污染的情況不容樂觀，尤其以Cd、Pb、Hg等重金屬污染較為突出。重金屬具有不可逆轉性，很容易在食物鏈積累，影響群眾生產、生活乃至社會穩(wěn)定，因此，多地的污染土地亟待修復治理。

關鍵詞：重金屬污染;土壤修復技術;研究進展

引言

土壤污染是由許多復雜因素引起的環(huán)境問題，主要涉及工業(yè)用地和農業(yè)用地兩種類型。從工業(yè)用地看，企業(yè)在生產中產生的未經處理的污水可能存在跑冒滴漏或偷排現象，從而對泄露區(qū)或排放區(qū)的周圍土壤造成嚴重污染。除此之外，還有許多產生危險廢物的環(huán)節(jié)，相關單位隨意放置或自行處置危險廢物，從而在其放置的地方造成土壤污染。在農業(yè)用地中，農民濫用農藥化肥，工業(yè)企業(yè)向農田非法排污、傾倒有毒有害物質，礦山、油田等礦產資源開采活動等是造成農用地大規(guī)模污染的主要原因。農用地土壤污染問題不能得到有效遏制，不僅會導致農作物污染、減產，導致食物品質下降，還會危害人體健康。工業(yè)用地污染不僅會嚴重影響土地的未來規(guī)劃和利用，還會阻礙國家經濟的穩(wěn)定發(fā)展。

1土壤污染危害

1.1放射性元素污染

此類污染通常是因為科研與醫(yī)療等因素導致的，許多放射性物質被排放至土壤內，從而引起了土壤資源的污染破壞。放射性元素污染既會對所處地域生態(tài)食物鏈帶來影響，同時還會給人類身體帶來傷害，可能引發(fā)白血病與各種遺傳性病癥。

1.2大氣降塵

工業(yè)排放氣體含有二氧化硫、氟化物等有害氣體，形成的酸雨進入土壤，引起土壤酸化，同時，工業(yè)排放的粉塵還含有鉻、鉛、銅、鎘等重金屬，降塵后進入土壤造成污染。

1.3化肥農藥

多年來，農業(yè)生產不斷發(fā)展，化肥農藥大量投入，對化肥農藥等不合理的使用，不僅使土壤中重金屬含量增加，而且破壞土壤結構，造成土壤板結，生物學性質惡化，影響農作物的產量和質量。

2汞污染土壤修復技術研究進展

2.1制定合理的土壤污染防控計劃

（1）應當對農田灌溉用水進行嚴格檢測，詳細了解水中所含有的各種成分，避免有害物質通過灌溉的途徑滲入到土壤內，繼而污染破壞土壤，給農作物的正常生長帶來影響。（2）發(fā)展農業(yè)時，需要基于實際需求來決定化肥和農藥的使用量，廣泛推行測土配方施肥理念，在保證產量的基礎上也做到肥料施用的合理性。為了保證農作物質量足夠穩(wěn)定，可采取生物法來防治病蟲害的出現。而在使用化肥與農藥之時，應當盡量選用殘留率低、效果顯著的農藥。（3）有效提升土壤凈化作用，對土壤內的膠體種類和含量加以改良，使土壤對于有害物質的吸附能力得以提升，降低污染物內各種有害物質自身的活性，防止衍生病毒與細菌。需要盡早察覺到土壤存在的污染狀況，基于生物降解手段，強化土壤自身凈化作用。

2.2進一步開發(fā)修復技術

針對重金屬污染土壤的防治問題，要注重借鑒國內外相對比較先進的理念和技術，選擇應用比較廣泛、安全度高、成本相對比較低的修復技術，加強相關修復技術的集成。在借鑒學習的基礎上，開發(fā)出副作用小、性價比較高的技術，以此盡可能的降解土壤中的有害物質，也可以使用對環(huán)境進行修復的納米修復技術。在結合其他生物工程的基礎上開展修復技術，例如轉基因技術、分子生物學、物理化學等相關的技術，以此更好的提升土壤修復率。開發(fā)對土壤環(huán)境進行改良的制劑，根據土壤種植的實際情況，改善種植的環(huán)境條件，探索對病蟲害進行防治的措施?；谕寥狼闆r做好風險評估以及相關的可行性分析。不斷研究與之相適應的技術修復技術，構建完善標準，以此更好的做好土壤改良工作。

2.3物理修復技術

（1）換土法

挖出地基中一定范圍內的土后，換以砂、石等材料、并分層夯實（或壓實、振實），以作為基礎的持力層的地基處理方法，是傳統的淺層處理地基的方法，即換土法。換土法有三種：一是翻土，二是換土，三是客土。翻土法是指將土壤深翻，使表層污染物轉移到深層土壤，以達到稀釋和處理的目的。換土法就是取走污染土壤后，換入新的干凈土壤。在土壤置換作業(yè)中，工人會與受污染的土壤直接接觸，并且人工成本很高。換土法在小面積污染嚴峻土壤治理中比較適用，方便有效治理換出的土壤?？屯练ㄊ侵冈谑芪廴镜耐寥乐刑砑痈蓛舻耐寥溃旌匣蚋采w表面，以降低污染物的濃度或防止植物根系直接接觸污染物。在此過程中，必須選擇新鮮的高有機質土壤作為新添加的土壤，因為這可以增加被污染土壤中的微生物活性，增強土壤的自凈能力，并減少客體土壤的數量。

（2）焚燒法

依據石油類物質易燃的特征，焚燒污染的土壤（溫度為850～1200℃），通過燃燒的方式將石油類污染物轉變?yōu)闅怏w，進而脫離土壤本體，除掉石油類污染物，實現土壤修復目的，即焚燒法。此種修復技術非常成熟，在石油、化工以及農藥等有機污染物污染后的土壤處理中，其應用十分廣泛。焚燒法處理費用頗高，因此通常被應用于少量重度石油污染土壤的治理，而不適用于大面積污染土壤的治理。該種方式的優(yōu)勢在于焚燒完污染土壤后，幾乎能夠全部清除有害物質，且一次清除多種有害物質，降低土壤污染，但也存在缺點，即能耗大，引起焚燒廢氣等二次污染。

2.3化學修復方法

（1）淋洗技術

化學淋洗技術指利用淋洗液或化學助劑與土壤中的污染物結合，并通過淋洗液的解吸、螯合、溶解或固定等化學作用，使吸附或固定在土壤顆粒上的污染物脫附、溶解而去除的技術。土壤是一種異質而復雜的混合物，重金屬通過多種方式與土壤成分相互作用，如離子交換和沉淀等。土壤固持金屬的機理分為離子在土壤成分表面的吸附以及形成金屬化合物沉淀兩大類。土壤淋洗是通過逆轉這些反應機理，將重金屬從固相轉移為液相。

（2）溶劑浸提技術

溶劑浸提技術是一種利用溶劑將有害化學物質從污染土壤中提取或去除的技術。異位修復是將開挖的表土在初期進行篩分，清除表土殘渣，將土體分散后，與萃取劑充分混合，通過第二步篩選和分離后，殘留的萃取劑用水洗去，處理過后的干凈土壤能返回到原始位置，以重復使用。

結束語

近年來，眾多學者對土壤重金屬含量特征的研究主要集中于中尺度到大尺度的區(qū)域和流域，由于不同的農業(yè)活動方式和土地利用類型可引起小尺度范圍的空間分異，若采用較大的研究尺度去預測小區(qū)域的空間分布趨勢，對于合理利用土地資源和精準管理農業(yè)生產，其精度較為有限。目前，大部分修復技術試驗繁雜，有些技術參數不完整，實際應用效果有待驗證。因地制宜，開展各類農用地重金屬污染修復技術驗證對比，對適用于農田土壤的修復技術進行歸納入庫整理。結合耕地安全利用特點，加快農用地重金屬污染修復技術攻關研究。

參考文獻

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