土壤重金屬污染現(xiàn)狀及治理的研究

唐旖旎，唐 冰

（1.湖南景新環(huán)保科技有限責任公司，湖南 株洲 412000；2.湖南正信檢測技術股份有限公司，湖南 株洲 412000）

土壤重金屬污染產(chǎn)生的主要原因有兩方面，一方面是自然因素；另一方面是人為污染。本文從重金屬污染的概念入手展開分析，整理了土壤重金屬污染的現(xiàn)狀和治理方式，為重金屬污染的分析和后續(xù)治理提供合理參考。

1 重金屬污染概述

重金屬污染指的是密度＞5的金屬或其他類型化合物對環(huán)境造成的污染[1]。產(chǎn)生此類污染的主要原因是采礦和汽車尾氣排放、輪胎磨損等人為因素。重金屬污染與其他類型的有機化合物污染有所不同，因為部分化合物能夠通過自然的自身凈化能力將有害物質降解。而重金屬具有富集性，通過環(huán)境的自凈能力難以化解，且在土壤中分布很廣，一旦環(huán)境產(chǎn)生變化，重金屬形態(tài)轉換，就會造成環(huán)境污染，最終危害人類的健康。需要注意的是若土壤已經(jīng)被重金屬污染且治理困難，就只能通過置換土壤的方式來改善。

2 土壤重金屬污染的現(xiàn)狀

2.1 具有地域性分布的特點

我國的土壤重金屬污染有很明顯的地域性分布特點。將國土分為中部、東部和西部三個部分，經(jīng)分析可以發(fā)現(xiàn)，其中土壤重金屬污染的現(xiàn)象差異明顯。眾所周知，中部是我國主要的金屬礦產(chǎn)地區(qū)，在開采過程中難免造成大量的污染物泄露，對其造成的土壤重金屬污染，我國相關部門有必要提高重視程度。

2.2 無機元素是主要污染物

由于污染物在各地區(qū)的分布各不相同，東北部的老工業(yè)區(qū)以及農(nóng)耕地區(qū)的土壤重金屬污染十分嚴重，若不盡快治理必然對當?shù)鼐用竦纳】翟斐赏{。

2.3 污染治理難度高

重金屬污染在自然條件下很難通過土壤自身的能力降解，因此土壤一旦被重金屬污染，基本無法恢復到原有狀態(tài)。不僅如此，重金屬污染物很容易被土壤中的膠質吸附，隨著時間的推移不斷堆積，越來越難治理。且當前重金屬污染物在我國自然環(huán)境中存在的形態(tài)比較復雜，不同的重金屬元素在土壤中有可能產(chǎn)生化學反應，再產(chǎn)生新的污染，土壤酸堿性也會不停變化，最終導致重金屬元素在土壤中以多種形式和狀態(tài)存在，基本不能完全清除。

3 土壤重金屬污染的危害

我國作為農(nóng)業(yè)大國，植物生長不好會影響糧食產(chǎn)量，不僅如此，重金屬會被植物吸收，影響牲畜和人類健康。簡單講就是在此類土壤中生產(chǎn)出的植物種子胚胎發(fā)育會受到阻礙，與正常種子相比，有絲分裂十分緩慢。若種子中重金屬含量過高，種植的初期會產(chǎn)生出芽率低的情況，即便出芽，葉片也呈現(xiàn)枯萎和卷曲的狀態(tài)，植物光合作用緩慢，最終就會導致根系發(fā)育不夠完全，雖然也經(jīng)歷生長、發(fā)育，但不到成熟階段，整株植物就會完全枯萎死亡。

土壤重金屬污染之后，其中種植的植物會受到影響，主要的危害表現(xiàn)在植株矮小、生長緩慢，以及葉片面積下降、失綠等，農(nóng)作物產(chǎn)量下降是必然的，不僅如此，質量也會相應降低。尤其是汞，若污染程度較高甚至會導致植物死亡。我國種植的農(nóng)作物和果樹種類很多，對重金屬都有不同程度的吸收能力，因此治理工作迫在眉睫。

4 土壤重金屬污染治理方式

4.1 物理工程技術

物理工程技術治理重金屬污染土壤的效果是得到驗證的。此外將污染土深耕翻入深層也是治理方法的一種，不論上述哪一種方法進行重金屬污染土壤治理，優(yōu)勢都在于操作簡單，實施難度也不高。但也都屬于治標不治本的方法，且投入很高，在治理過程中土壤結構和肥力都會受到不同程度的破壞，很容易對周邊土壤造成二次污染。

4.2 熱脫附技術

具體方式是利用電力產(chǎn)生熱能，再通過紅外線加熱的方式，染污物從土壤中析出，集中收集后還需要進一步治理。此種方式治理的優(yōu)勢在于，對土壤結構的破壞不強，但適用范圍并不廣泛，在治理過程中也要投入大量的能源，基本上不會在需要大范圍治理重金屬污染土壤的地區(qū)使用。在收集析出的污染物時，工作人員需要注意方法的使用，盡量避免產(chǎn)生二次污染。

4.3 電動修復技術

該技術的工作原理是將直流電輸入到土壤重金屬污染的位置，促使區(qū)域內的土壤形成電廠梯度，在電流的作用下，重金屬污染物能夠逐漸移動到電極附近，工作人員對電極所處區(qū)域進行治理即可。

此種治理方式能夠在其他治理方式不適用的區(qū)域達到良好治理效果，尤其是在低滲透的淤泥和黏土質地土壤中，只需要依靠電力，就能達到將重金屬污染物從現(xiàn)場清除的效果。顯然此種治理方式投入費用少，效果也十分理想。因此該治理方式后續(xù)的應用前景十分廣泛，雖然目前的現(xiàn)場應用案例不多，但隨著研究的進行，必然會成為未來土壤重金屬污染治理的主要技術。

4.4 玻璃化技術

玻璃化技術的工作原理是能夠在熱能的作用下，通過高溫將土壤中的污染物融化成“玻璃狀”，此種狀態(tài)下的重金屬物質結構緊密，能夠將污染物轉化成固體進行處理。該技術對于部分重金屬元素能夠達到從根本上治理的效果，且工作速度很快，目前面臨的問題是該技術成本很高，因此僅在污染程度嚴重的土壤治理工作中使用。

4.5 冰凍土壤技術

冰凍土壤技術原理很簡單。工作人員需要全面掌握土壤重金屬的污染源，并在地下布置垂直管道，有針對性地通入冰凍溶劑，將土壤中水分凍結，即可形成屏障，避免重金屬繼續(xù)向下滲透。嚴格來講此種技術并不屬于治理技術，只能作為防止重金屬污染物擴散或其他治理技術的輔助使用。

4.6 化學固化技術

化學固化技術就是指工作人員在受到污染的土壤當中加入固化劑，固化劑與土壤產(chǎn)生反應，就可以達到改變重金屬形態(tài)的效果，最終控制土壤產(chǎn)生物的有效性及遷移性，達到降低重金屬對土壤產(chǎn)生破壞的效果。固化劑的作用基本是輔助，將重金屬凝固之后需要搭配的氧化還原等其他反應進行治理，降低重金屬對土壤和周邊環(huán)境的危害。

4.7 化學萃取技術

化學萃取技術的工作原理是在污染土壤中加入化學萃取劑。萃取劑能夠將重金屬從土壤中分離出來，常用的萃取劑有螯合劑和酸萃取，此類物質的價格低，也不容易產(chǎn)生二次污染。在治理過程中，工作人員需要控制萃取劑濃度，避免治理效果不好，還導致土壤養(yǎng)分流失。

4.8 植物修復技術

植物在生長過程中不斷吸收土壤中的污染物，減少土壤中重金屬的含量，能夠達到此種效果的植物種類很多，但吸收的量卻不相同。使用此種技術，為保障治理效果，工作人員應盡可能選擇在重金屬影響下生長時間長且吸收能力強的植物，一方面效果更好，能夠避免治理不徹底導致重金屬在土壤中繼續(xù)反應和沉降，另一方面也能更快恢復土壤肥力和自凈能力。

4.9 微生物修復技術

微生物治理技術指的是在受到污染的土壤中添加微生物，利用微生物將高價重金屬轉化成低價形態(tài)，降低土壤毒性，直至重金屬消失。對于重金屬污染不嚴重的土壤，使用微生物技術基本能夠將土壤狀態(tài)恢復到原樣，且微生物技術實際上符合綠色治理的原則，不僅不會造成土壤的負擔，還能夠隨著時間的推移促使治理效果越來越好。

4.10 動物修復技術

動物修復技術中常用的動物是蚯蚓，一方面原因是由于蚯蚓在土壤中的活動能提升土壤的通透性，促進其中微生物含量提升，另一方面是蚯蚓的代謝能力很強，產(chǎn)生的糞便也能夠達到恢復土壤肥力的效果。

5 結論

綜上所述，治理雖然能夠暫時降低土壤中重金屬的活性，或者將有害物質轉移到動植物上，但實際后續(xù)的自然循環(huán)依舊會將重金屬物質融入土壤，或隨著時間推移，重金屬物質又會恢復活性