我國(guó)土壤重金屬污染的監(jiān)測(cè)與環(huán)境保護(hù)策略

李敏敏

[摘 ? ?要]土壤是不可再生資源，一厘米的土壤形成需要一千年的時(shí)間，加上城市化的進(jìn)城，土壤沙化的影響等，可耕種土壤日益減少。重金屬在土壤中是無(wú)法被分解的，也正是重金屬的殘留導(dǎo)致了土壤的污染，在這種土壤上種植農(nóng)作物，人們食用了這些食物，重金屬便會(huì)進(jìn)入人的體內(nèi)，危害人們的身體健康，因此對(duì)重金屬污染進(jìn)行分析，同時(shí)提出土壤環(huán)境保護(hù)策略，對(duì)人類的健康發(fā)展有著極大意義。

[關(guān)鍵詞]土壤;重金屬污染;監(jiān)測(cè);治理策略

[中圖分類號(hào)]X53 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）08–0–02

[Abstract]Soil is a non-renewable resource. It takes a thousand years for the formation of one centimeter of soil. In addition to the impact of urbanization and soil desertification， the arable soil is declining. Heavy metals cannot be decomposed in the soil. It is precisely the residues of heavy metals that cause soil pollution. If people grow crops on this soil， if people eat these foods， heavy metals will enter the body and endanger peoples health. Therefore， the analysis of heavy metal pollution and the proposal of soil environmental protection strategies are of great significance to the healthy development of mankind.

[Keywords]soil; heavy metal pollution; monitoring; governance strategy

土壤是人類賴以生存的基礎(chǔ)，在地球上，優(yōu)質(zhì)的土壤資源是不可再生資源。人類需要利用土地來(lái)種植莊稼，收獲糧食，如果耕地被大面積污染，就會(huì)通過(guò)農(nóng)作物給人體造成很大的傷害，而重金屬污染是土壤污染的巨大元兇之一。土壤重金屬污染的監(jiān)測(cè)與環(huán)境保護(hù)顯得尤為重要，畢竟這關(guān)系到糧食安全，因此不管是在農(nóng)村還是在城市，都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行階段性的表層土壤重金屬污染

監(jiān)測(cè)。

1 土壤重金屬污染概述

重金屬污染的嚴(yán)重性不言而喻。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，大氣的沉降比，新能源的開發(fā)，冶金行業(yè)的發(fā)展以及工業(yè)污水違規(guī)排放等，這些都是重金屬污染的原因，而這些氣體或者液體被土壤所吸收，便會(huì)造成土壤的重金屬污染。此外，由于環(huán)保意識(shí)不足，許多農(nóng)民將一些農(nóng)藥及生活用品的金屬包裝隨便丟棄，被埋在地里，這些也會(huì)導(dǎo)致土地受到重金屬的污染。

2 土壤重金屬污染環(huán)境監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀

目前，我國(guó)對(duì)于土壤重金屬污染的監(jiān)測(cè)和處理是相當(dāng)重視的，尤其體現(xiàn)在土壤重金屬監(jiān)測(cè)方法上。目前，我國(guó)已有太赫茲光譜法、光譜分析技術(shù)、磁性檢測(cè)方法和電化學(xué)分析監(jiān)測(cè)技術(shù)等檢測(cè)技術(shù)，而且這些技術(shù)的使用成本都很低，這不僅提高了監(jiān)測(cè)效率和精準(zhǔn)度，而且免去了大量的人力物力，節(jié)省工作量，更重要的是，通過(guò)實(shí)踐證明，這些科學(xué)方法所檢測(cè)的數(shù)據(jù)都真實(shí)有效，數(shù)據(jù)誤差很小。

而根據(jù)工作場(chǎng)地劃分，土壤重金屬監(jiān)測(cè)方法又主要包含以下兩種：一是實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)方法，另一種是現(xiàn)場(chǎng)快速監(jiān)測(cè)方法。在土壤重金屬污染物的監(jiān)測(cè)中，這兩種方法都有各自的長(zhǎng)處和不足。為了能使土壤重金屬監(jiān)測(cè)達(dá)到高效、迅速、靈敏、簡(jiǎn)潔的目的，討論了兩種方法的發(fā)展趨勢(shì)。

2.1 實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)方法

如今常用的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)方法有原子熒光光譜法、原子吸收光譜法和分光光譜法，這些是針對(duì)室外現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)方法。除了這些之外，還有一些實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)方法也比較實(shí)用，這其中包括電化學(xué)分析方法、光譜分析法和磁性檢測(cè)法。

（1）電化學(xué)分析法。目前，我國(guó)的電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了先進(jìn)水平，廣泛運(yùn)用于檢測(cè)土壤痕量元素的方法，這種方法有一個(gè)弊病，就是在處理時(shí)要經(jīng)過(guò)土樣的稀釋分解，這就需要用強(qiáng)酸物質(zhì)，因此，這種方法會(huì)對(duì)土壤造成二次污染，因此常用于特定化學(xué)反應(yīng)的土壤樣本分析。雖然它的污染性很強(qiáng)，但是監(jiān)測(cè)結(jié)果卻很精準(zhǔn)。因此這是我國(guó)實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)方法中常用的一種。

（2）光譜分析法。這種當(dāng)方法的特點(diǎn)是范圍大，可以對(duì)大面積土壤的成分進(jìn)行分析，但是正因?yàn)榉秶?，卻也造成了瑣碎復(fù)雜的工作量，而且精準(zhǔn)度一般。

（3）磁性檢測(cè)法。這種方法相對(duì)來(lái)說(shuō)比較傳統(tǒng)，但是成本低，而且所得到的信息量很大，因此也廣泛運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)中，這種方法的特點(diǎn)是可以成像，對(duì)于后期的圖像處理和成分分析有很大的幫助。但是這種檢測(cè)方法對(duì)土壤環(huán)境要求較高，因此不適用于普遍情況。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)快速監(jiān)測(cè)方法

土壤監(jiān)測(cè)分析，更實(shí)用的方法就是現(xiàn)場(chǎng)快速監(jiān)測(cè)的方法，這種監(jiān)測(cè)效果更直觀，但是相比于實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)效果而言，需要耗費(fèi)人力、物力以及時(shí)間，這很大程度上提高了土地金屬監(jiān)測(cè)的成本。不僅如此，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)出結(jié)果后，在運(yùn)送土壤樣本中，由于環(huán)境濕度、溫度等不確定因素，樣本的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果會(huì)和送檢后實(shí)驗(yàn)室復(fù)檢的結(jié)果差很多。所以，土壤成分監(jiān)測(cè)分析是一種很縝密、很嚴(yán)格的過(guò)程，環(huán)境的濕度、溫度以及其他因素都會(huì)造成監(jiān)測(cè)結(jié)果出現(xiàn)誤差，而且誤差還會(huì)很大。所以，在不能滿足實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)的條件下，要首先考慮快速對(duì)現(xiàn)場(chǎng)土壤樣本進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

從目前的監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)看，土壤磁化率監(jiān)測(cè)技術(shù)是已經(jīng)被證實(shí)能夠在現(xiàn)場(chǎng)快速監(jiān)測(cè)土壤重金屬含量的方法，這主要基于歷年來(lái)，大量研究人員通過(guò)工作實(shí)踐得出的寶貴經(jīng)驗(yàn)。這種技術(shù)可以在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上提高檢測(cè)效率和檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度。比如太赫茲光譜法，這種方法的操作過(guò)程就比較簡(jiǎn)單，產(chǎn)生結(jié)果的速度比較快。而且通過(guò)實(shí)踐證明，這種方法能分析出土壤的優(yōu)勢(shì)和可能存在的污染問(wèn)題。

3 城市表層土壤重金屬污染環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)

3.1 樣品的采集

采集城市地表的土壤樣本，要遵循《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 166—2004）（以下稱“規(guī)范”）。在《規(guī)范》的4～6章中規(guī)定，在土壤采樣前，要經(jīng)過(guò)資料收集和現(xiàn)場(chǎng)勘查兩項(xiàng)工作之后再?zèng)Q定采樣方案，這樣可以減少誤差，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有代表性。要對(duì)土壤采樣的地點(diǎn)有計(jì)劃的選擇，要考慮到經(jīng)濟(jì)性和可操作性兩點(diǎn)。在《規(guī)范》中是這樣作出明確指導(dǎo)的，在采集土壤樣本之前，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，并收集之前的資料作為經(jīng)驗(yàn)，為了消除檢測(cè)誤差，要設(shè)計(jì)合適的布點(diǎn)，也要兼顧經(jīng)濟(jì)性和可操作性。為了全面反映土壤的環(huán)境質(zhì)量，《規(guī)范》推薦了三種隨機(jī)取樣的方法，即為：簡(jiǎn)單隨機(jī)、分塊隨機(jī)和系統(tǒng)隨機(jī)三種方法，應(yīng)當(dāng)在實(shí)際操作中，根據(jù)情況選用布點(diǎn)法，此外，建議使用系統(tǒng)隨機(jī)的布點(diǎn)法，也稱作“網(wǎng)格布點(diǎn)法”。這種采樣方法在操作上要分表層樣和分層樣，表層樣是指采集0～20 cm深度的樣品。要使用木鏟或竹片等工具，這樣可以減少對(duì)土壤樣品質(zhì)地的影響，要將采集后的土壤樣本裝入塑料袋或者布袋保存，并做好記錄。

3.2 樣品的制備

采用白色搪瓷盤作為器皿，使用木質(zhì)工具敲碎樣品，不可使用其他加工制品。樣品的分裝要采用塑料封，并貼好標(biāo)簽，避光保存。

3.3 分析與測(cè)定

一般可以采用實(shí)驗(yàn)室測(cè)定和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，其中實(shí)驗(yàn)室測(cè)定法比較常見，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室測(cè)定的環(huán)境比較嚴(yán)格，精密度高，不會(huì)受到風(fēng)度、溫度和濕度的影響，因此，基體的干擾性小，線性范圍較寬。但是也是有弊病的，因?yàn)樵跈z測(cè)的過(guò)程中比較繁瑣，要求比較精密，因此較為費(fèi)時(shí)費(fèi)力，同時(shí)檢測(cè)費(fèi)用也很高。實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)方法，常用的包括分光光度法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）、原子熒光光譜法（AFS）、原子吸收光譜法（AAS）、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）等，除此之外，還可以采用極譜分析法，化學(xué)分析法、電化學(xué)分析法等。

采用原位分析實(shí)現(xiàn)檢測(cè)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定，其特點(diǎn)是速度快、成本低，另外目前應(yīng)用比較廣泛的測(cè)定法有免疫分析法、磁化率法、酶抑制法、遙感高光譜法、X射線熒光光譜法（XRF）、激光誘導(dǎo)擊穿光譜法（LIBS）、生物傳感器分析法等。

4 土壤重金屬污染的環(huán)境保護(hù)策略

第一時(shí)間確定土壤重金屬污染的狀況，根據(jù)污染程度不同，采用不同的修復(fù)與保護(hù)措施，堅(jiān)持生態(tài)環(huán)保、低價(jià)高效的原則，同時(shí)邊生產(chǎn)邊修復(fù)，既要考慮到環(huán)保效益，同時(shí)也要控制好經(jīng)濟(jì)效益，走“源頭防控-過(guò)程阻斷-末端修復(fù)-安全利用”的環(huán)境保護(hù)模式。

4.1 輕度污染的環(huán)境保護(hù)策略

可以通過(guò)植物進(jìn)行土壤重金屬環(huán)境的修復(fù)與保護(hù)，具體的步驟有提取、吸收、分解、轉(zhuǎn)化四步。詳細(xì)工作流程如下：①在重金屬污染區(qū)域引入筒篙、菠菜、葛首，通過(guò)植物萃取法可以將土壤中的重金屬進(jìn)行部分轉(zhuǎn)發(fā)，從而降低土壤重金屬污染，②引入向日葵、水葫蘆兩種植物，可以降解與轉(zhuǎn)化重金屬污染土壤中的銅、鋅、鉻、錫等元素;③念珠藻、浮萍和藍(lán)藻等水生生物可以清除土壤中揮發(fā)的重金屬元素，同時(shí)通過(guò)水生植物的呼吸作用將重金屬轉(zhuǎn)移到大氣中;④可以采用樺樹、榕樹等植物進(jìn)行地區(qū)的土壤改造。植物修復(fù)的方式可以從根本上解決土壤重金屬污染的問(wèn)題，使用比較廣泛，且可以有效避免二次污染。

4.2 中重度污染的環(huán)境保護(hù)策略

中重度污染的土壤已經(jīng)不適合種植農(nóng)作物和其他植物了，需要降低污染等級(jí)，可以采用淋洗防治技術(shù)。這種技術(shù)的規(guī)范流程是：先開鑿排水渠道，再用碘化鉀、EDTA、硫代硫化物或氯化氫作為溶質(zhì)與一定量蒸餾水混合成為淋洗液，把淋洗液倒入重度污染的土壤中，這樣淋洗液就會(huì)和土壤中的金屬離子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，形成混合溶液，通過(guò)加壓的方式將這些混合溶液壓到已經(jīng)準(zhǔn)備好的排水渠道中，把土壤中的重金屬排出來(lái)，最后，將沒用完的廢液排出來(lái)。這樣做不會(huì)破壞土壤機(jī)構(gòu)，但是成本費(fèi)用較高，而且會(huì)造成土壤中的營(yíng)養(yǎng)流失，因此不是常用的防治策略。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)工作向來(lái)非常重視，政府也多次呼吁全球其他國(guó)家保護(hù)環(huán)境。因此，對(duì)于土壤重金屬污染的防治工作也要重視起來(lái)。而就目前的土壤重金屬污染的防治工作而言，力度和技術(shù)支持還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此需要我國(guó)公民從生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴注意環(huán)保，控制污染，有效保護(hù)人類共同的地球家園。在日常生活中，要嚴(yán)格按照垃圾分類的方法進(jìn)行垃圾處理，不要將污染物丟棄在土地上，防止被土地掩埋，造成土地污染。土壤環(huán)境保護(hù)工作任重而道遠(yuǎn)，需要全人類的共同努力。

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