土壤污染現(xiàn)狀與修復(fù)方法

謝鵬宇

(陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710075)

引言

土地是人類從事工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及其它生產(chǎn)活動的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，而土壤作為其最重要的資源之一，對生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)的作用也至關(guān)重要，不僅對人類生產(chǎn)生活產(chǎn)生重要影響，也為微生物活動和物質(zhì)分解提供必要的場所。伴隨著人類生產(chǎn)活動、工業(yè)發(fā)展以及農(nóng)業(yè)開發(fā)，產(chǎn)生了各類化工污染物、重金屬污染物、固體廢棄物、生活垃圾和生活污水等有毒害物質(zhì)，通過降雨淋溶、自然沉降以及水循環(huán)等方式進(jìn)入土壤，對健康土壤結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重污染，導(dǎo)致大量土地資源無法被有效利用，甚至改變土壤理化特性以及生物學(xué)特性，對土壤質(zhì)量造成不可逆轉(zhuǎn)的嚴(yán)重危害[1]。污損土地面積的不斷擴(kuò)大，會造成土地資源的極大浪費，對污損土地的修復(fù)，需要極大的人力、財力和物力，且持續(xù)時間較長。有毒害物質(zhì)進(jìn)入耕地會造成耕地質(zhì)量下降，對作物產(chǎn)量的保障產(chǎn)生嚴(yán)重阻礙，此外，進(jìn)入耕地土壤中的有毒害物質(zhì)，會通過作物根系吸收作用進(jìn)入作物體內(nèi)，再通過生物鏈進(jìn)入人體，危害人身安全。為切實保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和人居環(huán)境以及生態(tài)環(huán)境，我國于2016年頒布《土壤污染防治行動計劃》，制定了我國在污損土地修復(fù)和土壤污染防治的行動指南。因而，對污損土地資源的修復(fù)，將是我國未來一段時間內(nèi)必將長期堅持的工作。本文以土壤污染現(xiàn)狀以及引起的危害出發(fā)，提出現(xiàn)階段行之有效的污染防治措施，為我國土地污損防治工作提供必要的借鑒。

1 土壤污染現(xiàn)狀和危害

土壤污染是指各類有毒害物質(zhì)進(jìn)入土壤，對土壤質(zhì)量和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響，甚至不可逆負(fù)面變化的現(xiàn)象。伴隨著我國經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，加劇了土壤污染面積和污染程度。我國作為世界人口最多的農(nóng)業(yè)大國，化肥及農(nóng)藥施用量巨大，但農(nóng)藥及化肥使用效率卻不足發(fā)達(dá)國家的1/3，我國有1300～1600萬hm2耕地受到農(nóng)藥污染，且污染土地面積仍在不斷擴(kuò)大。各類化肥及農(nóng)藥伴隨降雨和灌水進(jìn)入土壤，除一小部分被作物吸收利用外，其余大部分物質(zhì)會積聚于土壤中無法被吸收利用，同時，隨著不合理灌溉和不合理田間管理方式，產(chǎn)生一定深層滲漏風(fēng)險。此外，我國目前仍處于發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè)階段，由于工業(yè)水平的進(jìn)一步提高，灌溉用水中的重金屬污染物如Pb、Hg、Cd等含量不斷增大，由于重金屬污染物隱蔽性高、持續(xù)時間長以及危害性強(qiáng)，對土壤造成十分巨大的危害，每年因重金屬污染的耕地糧食產(chǎn)量超過1200萬t，最直觀的經(jīng)濟(jì)損失超過200億元人民幣。土壤本身具有一定的自凈能力，但當(dāng)進(jìn)入土壤中的有毒物質(zhì)超過土壤自身承載力后，會降低土壤質(zhì)量，不利于作物生長，程度嚴(yán)重時將破壞土壤結(jié)構(gòu)及其正常功能，造成作物減產(chǎn)或絕收。而土壤中的有毒物質(zhì)進(jìn)入人體后，也會嚴(yán)重危害人體健康和人居環(huán)境安全。

2 土壤污染修復(fù)方法

2.1 物理化學(xué)修復(fù)方法

物理修復(fù)方法指不改變土壤自身理化性質(zhì)而進(jìn)行的一種土壤污染修復(fù)方法；化學(xué)修復(fù)方法是指通過添加某種添加劑，使其與土壤中的污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而降低或消除土壤污染物的方法。大量學(xué)者利用物理化學(xué)方法對土壤污染物進(jìn)行修復(fù)，取得了較為顯著的成果。羅志遠(yuǎn)等[2]采用物理篩分和EDTA淋洗方法對土壤重金屬污染物進(jìn)行去除，結(jié)果表明，該方法對污染土壤中>0.074mm粒級土壤具有顯著的修復(fù)效果。谷慶寶等[3]對固化/穩(wěn)定化技術(shù)在土壤重金屬污染物修復(fù)方法中提出了改進(jìn)建議，提高了其修復(fù)效果。吳建富等[4]綜述了通過換土、客土、深耕等方式改善贛南廢棄稀土礦區(qū)污損土壤的方式，極大地增加了污損土地的使用效率。另外，通過土體有機(jī)重構(gòu)技術(shù)[5-8]將原有被污染土壤以工程措施適合的填充材料置換，是目前取得較大突破的一項修復(fù)技術(shù)。重金屬污染是一種危害較大的土壤污染類型，且其隱蔽性較高，不易被察覺。陳績等[9]利用黃腐酸鉀修復(fù)重金屬污染土壤，結(jié)果表明，施加黃腐酸鉀能促進(jìn)對Zn和Gr吸收。謝玉峰等[10]提出通過向污染土壤中施加鈍化劑改變重金屬的賦存形態(tài)鈍化重金屬污染物。余中美[11]綜述了利用原位電滲析、異位熱脫附、化學(xué)氧化、多項抽提技術(shù)對土壤污染物修復(fù)中的應(yīng)用。

2.2 生態(tài)修復(fù)方法

生態(tài)修復(fù)一般包括植物修復(fù)和微生物修復(fù)土壤污染物的方法。目前，生態(tài)修復(fù)方法是眾多學(xué)者較為提倡的一種土壤污染物修復(fù)方法。陳蕊[12]將生態(tài)植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用到土壤修復(fù)中，通過植物提取、揮發(fā)、吸收、鈍化和根系微生物活動修復(fù)被污染的土壤。張瑤等[13]對降解菌修復(fù)柴油污染土壤的方法進(jìn)行了詳細(xì)綜述，并對該技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步展望。郭偉等[14]研究了生物修復(fù)方法對土壤稀土污染治理的效果，探討了菌根修復(fù)技術(shù)對植物吸收稀土元素應(yīng)用前景。關(guān)紅飛等[15]研究了粉煤灰對土壤的改良效果，粉煤灰施加可提高土壤養(yǎng)分，有利于作物產(chǎn)量的提高。劉義富等[16]利用蓖麻進(jìn)行鉛鋅尾礦土壤中重金屬污染物的修復(fù)試驗，結(jié)果表明，蓖麻對土壤Zn和Cd的吸附效果最為顯著。李紫蘭等[17]利用微生物修復(fù)重金屬污染土壤，結(jié)果表明，部分細(xì)菌對Cu的吸附效果十分顯著。李雙麗等[18]研究了施加稻殼炭對土壤重金屬污染吸附效果的影響，結(jié)果表明，施加稻殼炭能有效提高土壤pH、有機(jī)質(zhì)和有效磷含量，但對Pb和Cr污染土壤的修復(fù)效果不佳。

2.3 生物炭修復(fù)方法

生物炭是一種將農(nóng)業(yè)廢棄木材及秸稈等在缺氧情況下經(jīng)熱解炭化形成的高含碳固態(tài)物，對污染土壤施加生物炭是近些年應(yīng)用較廣的一種修復(fù)方法。李永正等[19]利用鴿糞基生物炭修復(fù)重金屬污染土壤，研究表明，鴿糞基生物炭可有效降低土壤中Cu、Zn、Pb、Cd的含量。李飛躍等[20]利用稻殼和木屑制備的生物炭進(jìn)行土壤重金屬污染物修復(fù)試驗，研究結(jié)果表明，溫度對生物炭修復(fù)土壤重金屬污染物效果具有很大影響，當(dāng)生物炭制備溫度為700℃時，對Cu的吸附效果最佳。高瑞麗等[21]利用生物炭進(jìn)行土壤重金屬污染物吸附研究，結(jié)果表明，生物炭施加能顯著降低土壤Cd含量。王紅等[22]研究表明，水葫蘆生物炭制備溫度越高，生物炭施加量越大，對土壤Pb和Zn吸附性能越好。周強(qiáng)等[23]研究了稻殼生物炭對Zn吸附作用的影響，研究表明，生物炭制備溫度越低對Zn的吸附效果越好。

3 結(jié)語

土壤是人類生產(chǎn)生活、微生物活動和物質(zhì)分解的重要場所，也是農(nóng)作物生長、工業(yè)活動發(fā)展的重要基礎(chǔ)。而伴隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，農(nóng)藥化肥、化工污染物、重金屬污染物、固體廢棄物、生活垃圾和生活污水等有毒害物質(zhì)通過各種方式進(jìn)入土壤，對土壤質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害，威脅生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)的有序健康發(fā)展。根據(jù)《國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)》和《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》，開展污染土地評價工作對污損土地修復(fù)工作具有顯著指導(dǎo)作用。本文以土壤污染現(xiàn)狀和引發(fā)的危害出發(fā)，提出了現(xiàn)階段有效的土壤污染防治方法，以期為我國土地污損防治工作提供必要的借鑒。