土壤重金屬污染監(jiān)測及治理對(duì)策的研究

郭 輝

（云南臻能環(huán)?？萍加邢薰?，云南 昆明 650034）

土壤是人類生存發(fā)展的重要物質(zhì)性基礎(chǔ)，和人類的身體健康安全息息相關(guān)。如果土壤重金屬污染得不到及時(shí)有效的處理，會(huì)降低土壤活性，減少農(nóng)作物產(chǎn)量，而且還很可能導(dǎo)致毒性轉(zhuǎn)移，隨著農(nóng)作物進(jìn)入到人體對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害。因此，需要結(jié)合具體的情況，采取有效的土壤重金屬污染監(jiān)測技術(shù)方法，并結(jié)合監(jiān)測結(jié)果制定合理的土壤重金屬污染治理對(duì)策，保護(hù)土壤資源不受侵害，強(qiáng)化人類社會(huì)可持續(xù)性發(fā)展。

1 土壤重金屬污染來源與危害

土壤重金屬污染物來源主要有：大氣沉降、石化工業(yè)、城市交通等排放的大氣重金屬顆粒物在干沉降、濕沉降等途徑作用下，進(jìn)入到土壤中；水體污染、生活污水、工業(yè)廢水直接排放到水體中，造成水體重金屬污染，然后通過農(nóng)業(yè)灌溉等方式進(jìn)入到土壤中；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)、農(nóng)藥、化肥、地膜的無節(jié)制使用，對(duì)農(nóng)業(yè)土壤造成重金屬污染；在生產(chǎn)生活過程中大量固體廢棄物堆積對(duì)土壤造成重金屬污染。土壤中的重金屬污染不僅改變土壤結(jié)構(gòu)，降低其肥力，減少農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，而且還會(huì)對(duì)人體健康造成間接危害，影響人類的可持續(xù)性發(fā)展[1]。因此，強(qiáng)化對(duì)土壤重金屬污染監(jiān)測和治理勢在必行。

2 土壤重金屬污染監(jiān)測方法

2.1 實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測法

實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測方法有分光光度法、原子熒光光譜法、電化學(xué)分析法、極譜法、電感耦合法等。在具體實(shí)施中，需要檢測人員到現(xiàn)場科學(xué)采集土壤樣品，并將其運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)中開展全面的化驗(yàn)分析和檢測，獲得精準(zhǔn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)。一般情況下，這種方式的時(shí)間周期較長。

電感耦合是一種離子體質(zhì)譜法，主要是針對(duì)土壤中的銅、鋅、鎘、鉛、鉻、錳等重金屬元素進(jìn)行檢測。通過這種方法可以獲得線性變化較好的檢測數(shù)據(jù)，檢測結(jié)果精確度較高，在土壤重金屬監(jiān)測中獲得了良好的應(yīng)用效果，而且該種方式應(yīng)用較為簡單方便，可以對(duì)大量的土壤樣品進(jìn)行同時(shí)檢測，效率較高，應(yīng)用較為廣泛。

電化學(xué)分析檢測技術(shù)主要是對(duì)土壤中的痕量元素進(jìn)行檢測。但是在對(duì)土壤樣品進(jìn)行檢測之前，需要利用強(qiáng)酸對(duì)其實(shí)施一定的消解處理，容易對(duì)土壤產(chǎn)生二次污染，影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。在利用該種方法進(jìn)行檢測時(shí)，需要在專門的化學(xué)儀器中利用一定化學(xué)試劑與其融合并產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，然后對(duì)其進(jìn)行分析和檢測[1]。一般情況下，只能對(duì)常量樣品進(jìn)行檢測分析，結(jié)果精確性高，成本不高等優(yōu)勢，但是在具體實(shí)施過程中程序繁雜，檢測儀器設(shè)備的要求較高，適應(yīng)性和選擇性低。

極光譜分析技術(shù)主要是利用光學(xué)類儀器設(shè)備對(duì)土壤樣品進(jìn)行檢測，應(yīng)用過程中操作簡單，費(fèi)用低，應(yīng)用條件較為廣泛，因此應(yīng)用范圍交廣，可以對(duì)土壤樣品進(jìn)行連續(xù)性檢測，但是其難以批量檢測，檢測結(jié)果精確度低等缺陷。

2.2 現(xiàn)場快速監(jiān)測法

現(xiàn)階段應(yīng)用到的現(xiàn)場快速監(jiān)測方法主要有X射線熒光光譜法、免疫分析法、酶抑制法、磁化率技術(shù)方法、激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)等?，F(xiàn)場快速監(jiān)測方法主要適用于需要在區(qū)域大面積范圍內(nèi)進(jìn)行土壤監(jiān)測的情況，可以在現(xiàn)場開展監(jiān)測，對(duì)土壤中的重金屬種類、含量進(jìn)行檢測分析，從而獲得精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，診斷土壤重金屬污染程度。

便攜式X射線熒光光譜儀器應(yīng)用費(fèi)用較低，檢測效果較好，所費(fèi)時(shí)間較少，可以對(duì)土壤進(jìn)行無損檢測，獲得的檢測結(jié)果準(zhǔn)確性較高，操作較為方便，工作人員可以實(shí)現(xiàn)一鍵測試，檢測范圍較為廣泛，可以對(duì)銅、鋅、鉛、砷、鎳等重金屬元素進(jìn)行精準(zhǔn)性監(jiān)測和測量。

激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測技術(shù)，是一種新型的土壤檢測技術(shù)，主要利用原子發(fā)射光譜的方式對(duì)土壤中的重金屬種類、含量進(jìn)行檢測，從而對(duì)其重金屬污染程度進(jìn)行精準(zhǔn)性分析和判斷。該種方法的應(yīng)用優(yōu)勢主要有可以對(duì)不同種類的元素進(jìn)行同步檢測，并可不會(huì)對(duì)土壤環(huán)境造成破壞，檢測速度較快，流程簡單，不會(huì)對(duì)樣品造成二次污染，而且還可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)性不間斷的檢測。

磁化率檢測技術(shù)應(yīng)用也較為廣泛。土壤中的重金屬含量越高，其磁性越強(qiáng)?？梢越Y(jié)合這一特性，對(duì)土壤中的重金屬含量和種類進(jìn)行分析判斷。在具體檢測中主要應(yīng)用到的儀器設(shè)備有野外袖珍式磁化率儀、野外土壤剖面磁化率儀等，可以有效提升現(xiàn)場土壤檢測效果。該種方式檢測速度較快，儀器靈敏度好，能夠獲得進(jìn)準(zhǔn)的檢測數(shù)據(jù)結(jié)果，不需要對(duì)土壤樣品進(jìn)行預(yù)處理，采集樣品量較好，使用方便高效。

3 土壤重金屬污染治理技術(shù)方法

3.1 物理修復(fù)

物理修復(fù)方法主要是利用翻土客土、篩選分離、熱解吸等方法對(duì)土壤中的重金屬物質(zhì)進(jìn)行分離清除的方式[2]。翻土客土方式可以在重金屬含量較低的土壤修復(fù)中進(jìn)行使用，利用深層翻土、融合較為潔凈的土壤的方式，實(shí)現(xiàn)凈化土壤的目的；篩選分離方式主要是結(jié)合土壤粒徑、密度、磁性等方面的差異性，對(duì)土壤中的重金屬物質(zhì)進(jìn)行清除的方式；固化填埋方式是利用水泥、硅酸鹽等固化劑對(duì)受到重金屬污染的土壤進(jìn)行固化填埋；熱解吸是利用污染物的熱揮發(fā)性特點(diǎn)，對(duì)其施加高頻電壓，在電磁波作用提升土壤溫度，從而把重金屬物質(zhì)從土壤中進(jìn)行解吸。

3.2 化學(xué)修復(fù)

土壤中的重金屬物質(zhì)可以和一些化合物進(jìn)行反應(yīng)，如氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、螯合反應(yīng)等，并生成穩(wěn)定的絡(luò)合物，將重金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀物，進(jìn)行分離和收集。其中主要方法有：化學(xué)淋溶方法的利用無機(jī)清洗劑、有機(jī)酸、鹽清洗劑、螯合劑等化學(xué)試劑，把土壤中的重金屬物質(zhì)轉(zhuǎn)移到土壤液相中，對(duì)其進(jìn)行沉淀收集。在具體應(yīng)用中要對(duì)淋洗劑的濃度、淋洗時(shí)間、pH值進(jìn)行合理控制，避免其影響修復(fù)效果；化學(xué)改良方法主要是利用石灰、沸石等改良劑對(duì)重金屬物質(zhì)實(shí)現(xiàn)吸收、氧化還原等，降低其被生物吸收的概率。

3.3 生物修復(fù)

生物修復(fù)方式主要是利用植物、微生物、動(dòng)物的呼吸、新陳代謝等途徑，對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行吸收清除，或者將重金屬物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其以毒性較低的形態(tài)存在，起到凈化土壤的效果。植物修復(fù)方法主要是利用植物穩(wěn)定、吸收、提取、轉(zhuǎn)化、揮發(fā)等功能，對(duì)土壤中的有毒物質(zhì)進(jìn)行清除的方式。微生物修復(fù)技術(shù)主要是主要是利用微生物的嗜重金屬特性，對(duì)土壤中的重金屬物質(zhì)進(jìn)行清除。由于土壤中含有大量的微生物，如動(dòng)膠菌、藍(lán)細(xì)菌等，可以將其胞外聚合物與重金屬離子產(chǎn)生作用，生產(chǎn)絡(luò)合物，達(dá)到吸收土壤中重金屬元素的目的[3]。動(dòng)物修復(fù)方法主要是利用蚯蚓等動(dòng)物對(duì)土壤中的重金屬物質(zhì)進(jìn)行吸收、降解、轉(zhuǎn)移，達(dá)到凈化土壤的目的。蚯蚓可以利用擴(kuò)散、攝食等方式對(duì)鉛等重金屬物質(zhì)進(jìn)行富集。

3.4 聯(lián)合修復(fù)

如果土壤重金屬污染種類較多、污染情況較為復(fù)雜，使用單一的修復(fù)方法難以進(jìn)行徹底治理，需要采用多種修復(fù)方法聯(lián)合修復(fù)的方式，來達(dá)到提升土壤重金屬修復(fù)效率和精確性的目的。其中主要的方式有化學(xué)-生物聯(lián)合修復(fù)、物理-化學(xué)聯(lián)合修復(fù)等。

4 結(jié)論

綜上所述，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的逐漸提升，土壤重金屬污染問題日漸突出，加強(qiáng)對(duì)土壤重金屬污染監(jiān)測和治理日漸提上日程。現(xiàn)階段主要的土壤重金屬污染監(jiān)測技術(shù)有實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測方法和現(xiàn)場快速監(jiān)測方法，其中土壤重金屬修復(fù)方法有物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)、聯(lián)合修復(fù)等方法。在具體應(yīng)用中，要結(jié)合實(shí)際情況和需求，采取適合的監(jiān)測方法和修復(fù)技術(shù)，強(qiáng)化土壤重金屬污染治理效果。