土壤污染修復(fù)技術(shù)概述及土壤生態(tài)保護(hù)策略研究

鞏師偉

（濰坊市監(jiān)控中心臨朐分中心，山東 濰坊 262600）

引言

土壤是生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)植物生長(zhǎng)和水質(zhì)保護(hù)均有重要作用，土壤環(huán)境一旦受到污染和破壞，會(huì)給整個(gè)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)不利影響。土壤被污染的典型表現(xiàn)是土壤養(yǎng)分的缺失和土地資源質(zhì)量的下降，以及周邊大氣環(huán)境和水環(huán)境不同程度受到破壞。因污染而失去使用價(jià)值的土壤不利于植物生長(zhǎng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，給國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)?yè)p失。因此，我們應(yīng)重視對(duì)土壤污染修復(fù)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和利用，采取科學(xué)有效的土壤生態(tài)保護(hù)策略，促進(jìn)土壤生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

1 開(kāi)展土壤生態(tài)保護(hù)的意義

1.1 有助于保障區(qū)域民生

我國(guó)人口基數(shù)較大，人均土地資源占有量較低，為保障我國(guó)的糧食生產(chǎn)總量，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地中難免存在占林為地、改林為地的情況，這些農(nóng)田的開(kāi)墾需要輔以完備的治理措施，但由于環(huán)保意識(shí)的普遍缺失，治理落實(shí)不夠到位等因素，存在較為嚴(yán)重的水土流失情況，給人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。開(kāi)展土壤生態(tài)保護(hù)工作有助于落實(shí)農(nóng)業(yè)用地治理，實(shí)現(xiàn)退耕還林和環(huán)境保護(hù)，顯著改善區(qū)域自然環(huán)境，從而保障區(qū)域民生，給當(dāng)?shù)鼐用駧?lái)福祉。

1.2 有助于預(yù)防自然災(zāi)害

地表植被的減少不利于土壤水分的保留和土壤結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，易在暴雨沖刷時(shí)形成泥沙，向地勢(shì)較低的房屋和農(nóng)田等積聚，由此引發(fā)的水土流失、山體滑坡、泥石流等自然災(zāi)害給當(dāng)?shù)鼐用竦纳姝h(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重威脅。以“種綠、護(hù)綠”為重要內(nèi)容的土壤生態(tài)保護(hù)工作可顯著提升地表的植被覆蓋率，促進(jìn)土壤環(huán)境的改善和土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，有效避免雨水對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的沖刷和破壞，從而減少暴發(fā)泥石流和山體滑坡等自然災(zāi)害的可能性，有效保障當(dāng)?shù)鼐用竦纳拓?cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。

1.3 有助于涵養(yǎng)地區(qū)水源

土壤具有攔截降水、補(bǔ)充水源、減緩地表徑流的作用，通過(guò)采取有效措施、開(kāi)展土壤生態(tài)保護(hù)可顯著增強(qiáng)土壤的下滲能力，從而提高其涵養(yǎng)水源的生態(tài)功能，保障整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的健康、穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)降水量過(guò)大，地表徑流速度過(guò)快時(shí)，豐富的地表植被可以減緩水流速度，從而減少洪澇災(zāi)害的發(fā)生，避免自然災(zāi)害給人們帶來(lái)的安全威脅和財(cái)產(chǎn)損失；當(dāng)降水量較小時(shí)，地表植被又可以起到蓄積地表徑流、涵養(yǎng)地區(qū)水源的作用，從而對(duì)河流水文進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，保障地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用水所需。此外，科學(xué)的土壤生態(tài)保護(hù)工作可以增強(qiáng)土壤的固結(jié)力，削弱土壤被侵蝕的程度，同時(shí)可利用土壤中的腐殖質(zhì)有效避免土壤流失。

2 我國(guó)土壤污染現(xiàn)狀分析

2.1 土壤污染情況概述

根據(jù)我國(guó)2022年發(fā)布的中國(guó)土壤污染數(shù)據(jù)，我國(guó)土壤環(huán)境的總體狀況不容樂(lè)觀，全國(guó)土壤總的點(diǎn)位污染物超標(biāo)率為16.1%，特別是耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂。在污染物類(lèi)型中，由無(wú)機(jī)污染物產(chǎn)生的超標(biāo)點(diǎn)位數(shù)占全部污染物超標(biāo)點(diǎn)位的82.8%，表明現(xiàn)階段我國(guó)的土壤污染以無(wú)機(jī)型為主。該結(jié)果的產(chǎn)生與我國(guó)城市化發(fā)展進(jìn)程的加快和大量工業(yè)園區(qū)的建設(shè)及投入使用有很大關(guān)系，特別是建立在城市邊緣，靠近農(nóng)田的工業(yè)園區(qū)，其產(chǎn)生的廢水廢物違規(guī)排放，給周邊地區(qū)帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，造成土壤的嚴(yán)重污染，不利于農(nóng)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展[1]。為扭轉(zhuǎn)土壤污染的嚴(yán)峻形勢(shì)，緩解由此引發(fā)的各類(lèi)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，我國(guó)相關(guān)部門(mén)應(yīng)將土壤生態(tài)保護(hù)作為工作重點(diǎn)，積極尋求有效措施來(lái)應(yīng)對(duì)和解決土壤污染問(wèn)題。

2.2 土壤污染的主要類(lèi)型

2.2.1 工業(yè)廢棄物污染

由我國(guó)工業(yè)和礦業(yè)發(fā)展帶來(lái)的工業(yè)廢棄物污染主要來(lái)源于工廠和礦山區(qū)域產(chǎn)生的固體廢棄物，這些工業(yè)廢棄物中的有害物質(zhì)不僅會(huì)給土壤帶來(lái)物理污染，同時(shí)也會(huì)帶來(lái)化學(xué)污染。比如自身污染指數(shù)相對(duì)較高的大型企業(yè)，若將工業(yè)廢渣在廠區(qū)內(nèi)隨意堆放，不及時(shí)處理，則其中的汞、銅、鉛、鉻等重金屬元素會(huì)隨著雨水沖刷滲透進(jìn)入土壤中，污染物不斷積聚就會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)赝寥篮偷叵滤串a(chǎn)生較為嚴(yán)重的化學(xué)污染。同時(shí)，工業(yè)廢棄物中的廢水排放也會(huì)給周邊土壤帶來(lái)污染，因?yàn)槿狈γ鞔_的工業(yè)廢水排放檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)格的監(jiān)督措施，很多企業(yè)會(huì)將含有多種重金屬污染物的工業(yè)廢水直接排放到河流中，從而造成土壤的嚴(yán)重污染。

2.2.2 化肥、農(nóng)藥污染

為提高農(nóng)作物產(chǎn)量，大多數(shù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中都會(huì)使用化肥和農(nóng)藥，但過(guò)多的化肥和農(nóng)藥會(huì)污染農(nóng)產(chǎn)品，也會(huì)危害消費(fèi)者的身體健康，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生一定程度的土壤污染。這是因?yàn)榈蔚翁?、六氯苯等農(nóng)藥中含有的有害物質(zhì)很難被降解，其長(zhǎng)期殘留在土壤中，會(huì)給土壤帶來(lái)有機(jī)化合物含量超標(biāo)的污染[2]。

2.2.3 城市生活垃圾污染

我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，每人每天產(chǎn)生的生活垃圾量加起來(lái)是一個(gè)龐大數(shù)字，各種各樣的城市生活垃圾也會(huì)帶來(lái)土壤污染問(wèn)題。特別是醫(yī)院每天產(chǎn)生的醫(yī)療廢棄物，不僅量大，且攜帶的致病菌多，若得不到妥善處理，會(huì)使病毒和細(xì)菌侵入土壤，從而對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞，對(duì)土壤環(huán)境造成污染。同時(shí)，目前多數(shù)城市采用的將生活垃圾進(jìn)行填埋的處理方式也會(huì)導(dǎo)致有毒有害物質(zhì)滲入土壤，造成土壤污染和地下水污染，城市生活垃圾亟需更加科學(xué)的處理方式。

3 土壤污染修復(fù)技術(shù)的類(lèi)型及應(yīng)用

3.1 土壤污染物理修復(fù)技術(shù)

3.1.1 換土法與客土法

在土壤污染物理修復(fù)技術(shù)中，換土法和客土法是較為簡(jiǎn)單易行的方法。通過(guò)將養(yǎng)分未經(jīng)流失和資源尚未變質(zhì)的土壤與已被污染的土壤進(jìn)行置換，從而完成換土修復(fù)技術(shù)，此技術(shù)更適用于污染程度嚴(yán)重的土壤。對(duì)于污染程度較輕的土壤，可采用客土修復(fù)技術(shù)予以修復(fù)，其修復(fù)含有污染物種類(lèi)較少的土壤，可取得較為理想的效果。但面對(duì)土壤中污染物種類(lèi)的日益增加及所含成分的日益復(fù)雜，換土法和客土法有著明顯的局限性，因此僅在土壤修復(fù)的小范圍內(nèi)適用，無(wú)法適用于大規(guī)模的土壤修復(fù)工程。

3.1.2 電動(dòng)修復(fù)技術(shù)

電動(dòng)修復(fù)技術(shù)是一種科學(xué)處理重金屬土壤污染的方式，處理效果比較徹底，其利用電遷移過(guò)程中的電場(chǎng)或電泳將有害金屬離子向電極轉(zhuǎn)移的作用原理，借助低導(dǎo)電率將土壤中的各種重金屬細(xì)微顆粒進(jìn)行充分分離，具有操作簡(jiǎn)單、方便快捷的顯著優(yōu)勢(shì)。另外，不破壞土壤結(jié)構(gòu)也成為該技術(shù)區(qū)別于其他修復(fù)技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。但與此同時(shí)，該技術(shù)也有其局限性，主要表現(xiàn)在其需要大量能源作為動(dòng)力，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的情況下，易產(chǎn)生極化，另外，該技術(shù)受土壤酸堿度的影響較大，從而對(duì)修復(fù)效率產(chǎn)生一定影響。為提升電動(dòng)修復(fù)技術(shù)在土壤污染修復(fù)中的應(yīng)用效果，相關(guān)技術(shù)人員需不斷對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，這也是現(xiàn)階段技術(shù)人員的工作重點(diǎn)。電動(dòng)修復(fù)技術(shù)的優(yōu)化方法之一是在該技術(shù)的使用過(guò)程中加入有機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸、絡(luò)合劑以及表面活性劑等強(qiáng)化劑，以減少或弱化“聚焦”效應(yīng)，提升修復(fù)效果。

3.2 土壤污染化學(xué)修復(fù)技術(shù)

3.2.1 土壤淋洗技術(shù)

土壤污染化學(xué)修復(fù)技術(shù)中比較具有代表性的是土壤淋洗技術(shù)，其主要利用了化學(xué)溶劑的溶解、固化和解析作用，通過(guò)化學(xué)溶劑與被污染土壤的充分混合，實(shí)現(xiàn)土壤中污染物和重金屬的成功分離，從而達(dá)到修復(fù)污染土壤的目的。這一過(guò)程還有利于重金屬的回收，可有效避免環(huán)境污染。從工作原理和使用方法來(lái)看，土壤淋洗技術(shù)是一種比較科學(xué)的土壤污染修復(fù)技術(shù)，但需要以淋洗化學(xué)劑的使用不對(duì)土壤肥力產(chǎn)生破壞為前提。研究者經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與其他化學(xué)淋洗劑相比，酸性淋洗劑雖然具有更高的修復(fù)效率，但同時(shí)也會(huì)造成更嚴(yán)重的土壤破壞，甚至?xí)淖兺寥赖脑行再|(zhì)[3]。因此在使用該項(xiàng)土壤污染修復(fù)技術(shù)時(shí)，為避免酸性淋洗劑對(duì)土壤的破壞，可采用有機(jī)酸和生物表面活性劑作為淋洗劑。此外，土壤淋洗技術(shù)具有較高的使用成本，還有可能產(chǎn)生二次污染，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，土壤淋洗技術(shù)也在不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，正朝著效率更高、效果更好、更加綠色、更加環(huán)保的方向發(fā)展。

3.2.2 原位固化與穩(wěn)定化相結(jié)合的技術(shù)

原位固化與穩(wěn)定化相結(jié)合技術(shù)在現(xiàn)階段的土壤污染修復(fù)工作中已得到較為成熟的應(yīng)用，該技術(shù)利用固化劑、穩(wěn)定化學(xué)藥劑與土壤污染物產(chǎn)生的物理及化學(xué)雙向作用，借助機(jī)械力量將化學(xué)藥劑與土壤污染物充分混合，在不移動(dòng)土壤土層的前提下，實(shí)現(xiàn)土壤中污染物的固封或向穩(wěn)定化學(xué)性質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)變，使污染物無(wú)法遷移和擴(kuò)散。該技術(shù)的局限性在于會(huì)受到土壤酸堿性的影響，產(chǎn)生重金屬殘留，從而破壞生物有效性，同時(shí)，使用該技術(shù)需要大量的化學(xué)藥劑，易產(chǎn)生二次污染。為提升該技術(shù)的使用效果，有效規(guī)避相關(guān)局限，技術(shù)研發(fā)部門(mén)應(yīng)加大研究力度，增加資源投入，采取有效措施，以更好地發(fā)揮該技術(shù)對(duì)土壤污染修復(fù)的積極作用。

3.3 土壤污染生物修復(fù)技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，具體分為充分利用微生物活性的微生物修復(fù)技術(shù)、可健康處理土壤中所含有害物質(zhì)的植物修復(fù)技術(shù)和動(dòng)物修復(fù)技術(shù)，這些技術(shù)均可達(dá)到改良土壤性質(zhì)的目的。

3.3.1 微生物修復(fù)技術(shù)

土壤微生物修復(fù)技術(shù)以原位生物修復(fù)技術(shù)的作用原理為基礎(chǔ)，即通過(guò)加入有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，控制氧含量，實(shí)現(xiàn)被污染土壤中有害物質(zhì)的分離。具體而言，土壤微生物修復(fù)技術(shù)是利用微生物自身代謝，對(duì)土壤中有害污染物所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化、降解和吸附作用，將有害污染物轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳等物質(zhì)。該技術(shù)所使用的微生物多為土著微生物或人工馴化微生物，該技術(shù)對(duì)土壤的修復(fù)效果會(huì)因微生物使用種類(lèi)的不同而不同。此外，溫度、空氣等外界環(huán)境因素也會(huì)對(duì)微生物修復(fù)技術(shù)的使用產(chǎn)生影響，若外界環(huán)境不支持微生物的正?；顒?dòng)，則修復(fù)過(guò)程就會(huì)停止，從而影響土壤修復(fù)效率。

3.3.2 植物修復(fù)技術(shù)

根據(jù)修復(fù)原理的不同，植物修復(fù)技術(shù)又分為植物提取、植物降解和植物揮發(fā)三種方法。（1）植物提取法選取對(duì)重金屬具有吸收能力的植物，利用植物與重金屬的吸收關(guān)系去除和清理土壤中的重金屬。（2）植物降解法更適用于輕度污染的土壤，通過(guò)植物和微生物的協(xié)作使土壤中的污染物得以清除。（3）植物揮發(fā)法利用的是植物根部自然植物體的作用，對(duì)土壤中所含污染物的狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而修復(fù)被污染的土壤，同時(shí)改善土壤內(nèi)部環(huán)境。相較于原位生物修復(fù)技術(shù)，植物修復(fù)技術(shù)的成本更低，修復(fù)效果更好，但同時(shí)也需要更長(zhǎng)的修復(fù)時(shí)間。相關(guān)人員需要有針對(duì)性地使用該技術(shù)，使其更符合土壤污染的具體情況。

3.3.3 動(dòng)物修復(fù)技術(shù)

生物界中的一些低等生物可吸收土壤中的金屬物質(zhì)，從而起到降解污染物、改善土壤結(jié)構(gòu)的作用。動(dòng)物修復(fù)技術(shù)充分利用了這些低等生物對(duì)土壤的修復(fù)作用，通過(guò)培養(yǎng)蚯蚓等方法，有效吸收土壤中的金屬物質(zhì)，從而修復(fù)被污染的土壤。

4 土壤生態(tài)保護(hù)策略

4.1 重視并落實(shí)土壤質(zhì)量普查工作

明確、清晰的土壤問(wèn)題調(diào)查結(jié)果是開(kāi)展土壤污染修復(fù)和土壤生態(tài)保護(hù)工作的前提和基礎(chǔ)。我國(guó)土壤資源豐富、土地類(lèi)型復(fù)雜、地域面積廣大，開(kāi)展土壤質(zhì)量普查工作面臨較多困難，調(diào)查力度明顯不足。因此，我們應(yīng)更加重視土壤質(zhì)量普查工作，加大土壤質(zhì)量普查力度，采取相應(yīng)措施落實(shí)土壤質(zhì)量普查工作，從而獲得全面、準(zhǔn)確的土壤環(huán)境質(zhì)量調(diào)查信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的土壤污染問(wèn)題，并有針對(duì)性地予以解決，促進(jìn)我國(guó)土壤生態(tài)保護(hù)工作效率和質(zhì)量的“雙提升”。

4.2 建立并完善土壤治理制度體系

土壤治理制度體系的建立和完善要以充分的土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)估工作為基礎(chǔ)，根據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)資料，對(duì)相關(guān)制度進(jìn)行調(diào)整和完善。為確保土壤污染修復(fù)的充分和徹底，相關(guān)部門(mén)應(yīng)從多方面設(shè)計(jì)制度體系的內(nèi)容，除涉及基本的土壤污染修復(fù)和土壤污染防治等內(nèi)容外，還應(yīng)包括農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地的建設(shè)和布局等內(nèi)容，尤其需要加入資金支持的相關(guān)內(nèi)容，對(duì)土壤治理工作加大資金投入力度。同時(shí)，還要積極尋求法律法規(guī)的保護(hù)，由政府制定詳細(xì)可查的管理制度和環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控體系。此外，在國(guó)家法律允許的前提下，地方政府還應(yīng)從當(dāng)?shù)赝寥牢廴镜膶?shí)際情況出發(fā)，結(jié)合當(dāng)?shù)赝寥牢廴镜念?lèi)型和產(chǎn)生污染的原因，制定具體的土壤污染防治條例，并充分落實(shí)。從而提高制度體系對(duì)解決地方土壤污染問(wèn)題的適用性，保障土壤污染治理和土壤生態(tài)保護(hù)的質(zhì)量和效果。

4.3 加強(qiáng)并推進(jìn)土壤的可持續(xù)利用管理

土壤污染治理及修復(fù)的根本目的在于促進(jìn)土壤資源的可持續(xù)利用，為強(qiáng)化對(duì)土壤可持續(xù)利用的管理，相關(guān)部門(mén)應(yīng)建立全面、完善的生態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，以便判斷和優(yōu)化資源投入比例，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤質(zhì)量?jī)?yōu)化工作的監(jiān)督和改良，使制度更符合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際需求。與國(guó)外相比，我國(guó)的土壤修復(fù)技術(shù)研究工作仍處于相對(duì)落后的狀態(tài)，從而影響了土壤污染治理后續(xù)管理工作的有效進(jìn)行，因此，我們應(yīng)積極借鑒國(guó)際社會(huì)的有益經(jīng)驗(yàn)，建立高效、先進(jìn)的科研體系，同時(shí)加大科研資金投入力度，以更好地推進(jìn)我國(guó)土壤污染修復(fù)技術(shù)的研究工作，保障我國(guó)土壤可持續(xù)利用管理的順利進(jìn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，土壤污染是我國(guó)現(xiàn)階段較為嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，其產(chǎn)生的不利影響已延伸到空氣和水源等人類(lèi)賴以生存的多個(gè)領(lǐng)域。為防止生態(tài)環(huán)境的進(jìn)一步惡化，相關(guān)部門(mén)需立即采取有效措施治理和修復(fù)土壤污染，恢復(fù)土壤質(zhì)量，保障作物生產(chǎn)，維護(hù)糧食安全，防范土壤污染對(duì)人類(lèi)身心健康產(chǎn)生的安全風(fēng)險(xiǎn)。具體可從強(qiáng)化土壤生態(tài)保護(hù)意識(shí)、采取適用的土壤污染修復(fù)技術(shù)、制定和完善土壤污染治理制度、加大土壤污染防治科研投入等方面做好土壤生態(tài)保護(hù)工作，促進(jìn)我國(guó)土壤污染問(wèn)題的妥善解決和土壤資源利用的可持續(xù)發(fā)展。