土壤中重金屬污染治理存在的問題及對(duì)策

陳 晨

（江蘇環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院股份公司，江蘇南京 210000）

土壤作為社會(huì)發(fā)展重要基礎(chǔ)，必須要高度重視對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境的妥善保護(hù)與科學(xué)處理。重金屬作為土壤環(huán)境最重要的指標(biāo)，由于受到工業(yè)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，土壤中的重金屬物質(zhì)含量顯著超標(biāo)，對(duì)于整個(gè)土壤的破壞十分明顯，嚴(yán)重影響了土壤安全，在新時(shí)期需要重點(diǎn)關(guān)注土壤重金屬物質(zhì)，并采取有效的處理措施，減少土壤重金屬造成的破壞與損傷，確保土壤重金屬得到有效控制。

1 土壤重金屬危害

重金屬是指通過自然環(huán)境難以有效降解的各種物質(zhì)。包括鉛汞等，這些重金屬物質(zhì)如果進(jìn)入到人體會(huì)引發(fā)重金屬中毒，對(duì)人體造成明顯損傷，而在土壤和水源中會(huì)大量淤積，也會(huì)導(dǎo)致水生動(dòng)物和植物的生長(zhǎng)發(fā)育受限，不利于生態(tài)環(huán)境土壤污染的農(nóng)田，如果種植農(nóng)作物也會(huì)造成大量的重金屬進(jìn)入農(nóng)作物內(nèi)部，植物中含有大量重金屬就會(huì)通過飲食進(jìn)入人體而導(dǎo)致食品安全問題[1]。土壤重金屬污染越來(lái)越嚴(yán)重，對(duì)人們的生活造成巨大的威脅。為此要有效處理重金屬污染，降低土壤中重金屬含量。

2 土壤重金屬污染主要成因

目前對(duì)于土壤重金屬污染的成因主要包括自然因素和人為因素兩方面，其中自然因素是指在自然環(huán)境中發(fā)生的火山爆發(fā)和土壤自身形成的因素，而人為因素則涉及工業(yè)農(nóng)業(yè)交通等多個(gè)領(lǐng)域，也是造成土壤重金屬污染的關(guān)鍵因素。例如在干旱地區(qū)為了提高農(nóng)作物的產(chǎn)量解決缺水問題，往往會(huì)采取大面積灌溉的方式造成土壤養(yǎng)分流失，或者在灌溉中所使用的水資源受到污染，導(dǎo)致金屬含量超標(biāo)等，必然會(huì)使土壤出現(xiàn)金屬污染問題，此外在工業(yè)領(lǐng)域不斷發(fā)展的背景下，金屬冶煉對(duì)社會(huì)發(fā)展具有十分重要的作用，但在冶煉過程中也會(huì)產(chǎn)生大量的重金屬?gòu)U水，如果沒有對(duì)重金屬進(jìn)行妥善無(wú)害化處理，而直接排放到自然環(huán)境中，會(huì)造成土壤的重金屬污染[2]。在城市發(fā)展中人們的生活水平日益提高，汽車保有量顯著增多，而車輛也會(huì)生成大量汽車尾氣，這些汽車尾氣會(huì)直接污染大氣，經(jīng)過雨水沖刷會(huì)導(dǎo)致重金屬污染物滲入到土壤內(nèi)部。還有部分有機(jī)肥料來(lái)自城市建筑垃圾、河道淤泥等，這些原材料本身富含大量重金屬元素。在進(jìn)入到土壤后也會(huì)造成土壤重金屬含量顯著升高，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)造成破壞。我國(guó)地形復(fù)雜，面積范圍廣大，土壤種類豐富，這也使得土壤污染問題存在明顯的區(qū)域性差異，在農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的西北地區(qū)具有良好的土壤環(huán)境，而在中南地區(qū)由于工業(yè)密集，所以土壤污染問題嚴(yán)重。在發(fā)達(dá)地區(qū)為了提高農(nóng)作物，往往會(huì)使用大量的化肥農(nóng)藥，這樣就會(huì)造成農(nóng)業(yè)用地日積月累受到嚴(yán)重的污染，致使蔬菜糧食存在農(nóng)藥殘留，而且農(nóng)業(yè)用地污染問題大部分都以有機(jī)或無(wú)機(jī)復(fù)合為主，造成土壤無(wú)法復(fù)原。當(dāng)土壤受到重金屬污染以后，基本無(wú)法恢復(fù)，土壤之中也會(huì)富含大量的膠體致使重金屬物質(zhì)不斷富集，長(zhǎng)此以往重金屬污染也會(huì)日益嚴(yán)重，在人類正常的生活與工作中，耕地的酸堿值會(huì)發(fā)生明顯變化，而且化學(xué)反應(yīng)也會(huì)使重金屬的離子價(jià)態(tài)和形態(tài)會(huì)發(fā)生明顯的變化，而且大多數(shù)的土壤重金屬污染，無(wú)法通過人類的感官進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，往往需要經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的沉淀以后才能發(fā)現(xiàn)，這樣也就造成土壤重金屬污染難治理難度不斷增加。

3 土壤重金屬污染的主要治理策略

目前在土壤污染防治中，需要高度重視對(duì)土壤環(huán)境的妥善監(jiān)測(cè)，通過對(duì)土壤中的重金屬指標(biāo)進(jìn)行快速準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，能夠判斷土壤內(nèi)部重金屬富集的具體情況，為此有關(guān)部門要高度重視。建設(shè)土壤監(jiān)測(cè)監(jiān)管機(jī)制，采取相應(yīng)的設(shè)備，對(duì)土壤的組成成分進(jìn)行全面分析，提高土壤檢測(cè)數(shù)據(jù)的科學(xué)性，例如成立土壤監(jiān)測(cè)部門，按照專業(yè)的監(jiān)管機(jī)制，安排專業(yè)人員對(duì)土壤相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行全方面檢測(cè)，確保土壤環(huán)境得到妥善處理，在土壤數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)完畢后，還要將有關(guān)數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)管部門，明確各個(gè)地區(qū)土壤的重金屬含量，確保土壤重金屬污染得到有效控制，一旦發(fā)現(xiàn)異常超標(biāo)情況，則需要采取科學(xué)的解決，確保土壤重金屬物質(zhì)處理的效率全面提升，滿足土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)的實(shí)際需求。由于我國(guó)對(duì)土壤污染防治工作開展的時(shí)間比較晚，為此在新時(shí)期要積極加強(qiáng)土壤污染的有效預(yù)防，制定高效目標(biāo)，堅(jiān)持以預(yù)防為主，保護(hù)優(yōu)先，樹立完善的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)管意識(shí)，從而確保土壤污染治理的整體水平全面提升[3]。要主動(dòng)采取分級(jí)風(fēng)險(xiǎn)管控措施探索土壤重金屬污染治理的全新方案，提高控制管理的水平，同時(shí)要做好技術(shù)調(diào)查，在全國(guó)范圍內(nèi)對(duì)土壤污染的具體狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的排查，保證土壤污染問題得到清晰有效的控制與解決，建立土壤重金屬污染相關(guān)信息化平臺(tái)（表1），實(shí)現(xiàn)資源共享，通過設(shè)立全國(guó)規(guī)模的土壤污染監(jiān)測(cè)管理網(wǎng)絡(luò)，保證對(duì)土壤污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)覆蓋到市縣級(jí)，做到監(jiān)管數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新。確保土壤管理的效率全面提升。要逐步建立污染土地目錄或者土地使用污染目錄，嚴(yán)格控制土壤的實(shí)際使用途徑。加強(qiáng)監(jiān)管存量，對(duì)源頭嚴(yán)格防控，有效提高農(nóng)業(yè)污染的監(jiān)督管理力度。要堅(jiān)決從源頭加強(qiáng)土壤保護(hù)，避免土地隨意濫用。

表1 基于GIS系統(tǒng)土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制管理體系

4 土壤重金屬污染治理的主要技術(shù)

4.1 生物治理

當(dāng)前的土壤生物治理可以通過植物微生物等手段減少土壤重金屬含量或降低其毒性。在植物治理中，需要積極培育能夠吸附重金屬物質(zhì)的植物，有效去除土壤中的大量重金屬物質(zhì)。這種方案成本低廉，技藝簡(jiǎn)單，具有大范圍推廣應(yīng)用的實(shí)際意義。另外可以通過微生物對(duì)土壤進(jìn)行改良，但這種技術(shù)對(duì)微生物要求比較高，而且治理周期比較長(zhǎng)，還會(huì)存在一定的風(fēng)險(xiǎn)問題[4]。

4.2 化學(xué)防治

化學(xué)防治可以通過重金屬改良劑，根據(jù)不同的金屬特點(diǎn)采取相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，確保對(duì)重金屬進(jìn)行有效抑制，使這些潛藏在土壤中的重金屬能夠快速凝聚，減輕土壤對(duì)重金屬吸收，避免造成惡劣影響。還可以直接使用金屬拮抗劑，因?yàn)榻饘僦g存在許多的相互作用，金屬的特性也并不會(huì)對(duì)人體造成明顯的傷害，通過化學(xué)防治可以通過有益金屬對(duì)重金屬相互作用產(chǎn)生拮抗性，減輕重金屬的活躍度[5]。

4.3 生態(tài)修復(fù)技術(shù)

在農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)中通過農(nóng)藝修復(fù)或生態(tài)修復(fù)等不同的方法，可以保證土壤中的水分含量，耕作制度得到有效控制，技術(shù)人員可以通過對(duì)土壤中的水分進(jìn)行控制，有效改善土壤的pH，而且有部分重金屬在氧化還原下會(huì)不斷遷移發(fā)生變化，此外造成土壤氧化還原的主要因素在于水含量增多，所以在修復(fù)的過程中要加強(qiáng)對(duì)水含量的有效調(diào)控，增強(qiáng)氧化還原整體效能，避免重金屬的快速遷移，促進(jìn)土壤修復(fù)的整體質(zhì)量水平全面提高。生態(tài)修復(fù)能夠?qū)ν寥赖乃址柿M(jìn)行快速還原，改善當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境氣候條件，有效控制重金屬污染物所處的環(huán)境介質(zhì)。在土壤重金屬污染治理時(shí)，生態(tài)修復(fù)技術(shù)的效率比較緩慢，在短時(shí)間內(nèi)并不能看到顯著的效果。

4.4 工程治理技術(shù)

工程治理技術(shù)能夠通過工程機(jī)械理論，加強(qiáng)對(duì)污染土地治理。目前常用工程治理技術(shù)包括換土法、克土法以及深耕翻土法等，是指被污染的土壤中增加干凈土壤，并且快速將被污染土壤與外界隔離，減少土壤中的重金屬污染物濃度。換土法則是直接將被污染的土壤快速挖掘，并搬運(yùn)別處進(jìn)行妥善處置，換上干凈土壤。深耕翻地法是利用機(jī)械，使上部重金屬污染物迅速向下部翻轉(zhuǎn)，保證表土表面重金屬污染濃度降低。在運(yùn)用工程治理技術(shù)中，需要根據(jù)不同的技術(shù)要求選擇科學(xué)的治理方法，通常污染程度比較輕的土地可以采用深耕翻土法，污染程度比較重的則需要采用換土法以及克土法，需要注意的是，在采用換土法時(shí)對(duì)被挖出的污染土壤要及時(shí)進(jìn)行處理，避免對(duì)環(huán)境造成二次污染。

4.5 聯(lián)合修復(fù)技術(shù)

由于土壤重金屬污染物的成分多樣化，不同地區(qū)的污染類型，污染程度也各不相同，憑借單一的技術(shù)很難達(dá)到預(yù)期的修復(fù)效果，為此要積極針對(duì)土壤重金屬污染的具體情況，采取聯(lián)合修復(fù)的方式，通過對(duì)植物和微生物聯(lián)合物理和化學(xué)聯(lián)合等多樣化的修復(fù)手段，能夠促進(jìn)土壤恢復(fù)效果，減輕土壤受污染的程度[6]。

4.6 改良劑改性修復(fù)

改良劑改性修復(fù)，主要是在重金屬污染土壤中加入固定配方的改良劑，使改良劑與重金屬之間出現(xiàn)明顯的吸附作用、抗結(jié)作用以及氧化還原作用，但這樣的技術(shù)最終造成土壤重金屬污染物活性顯著下降。石灰石、碳酸鈣、硅酸鹽等各種改良劑相互作用還能夠促進(jìn)土壤的養(yǎng)分得到顯著變化。

5 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)目前土壤重金屬污染問題十分嚴(yán)重，而且防治工作起步晚、技術(shù)落后，給土壤重金屬污染防控造成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。針對(duì)污染物有效防治采取相應(yīng)的措施加以治理，確保土壤重金屬污染物的改良效果全面提高，促進(jìn)我國(guó)土壤資源的安全。