王昆

(眉山市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測站，眉山 620020)

1 引言

近年來，因土壤污染引發(fā)的“中毒晚稻”、“毒蔬菜”、砷中毒、氟中毒、“毒地”住宅小區(qū)等環(huán)境事件屢見報端，以往這些“看不見的污染”，如今帶給全社會越來越多的“看得見的影響”。環(huán)境保護部和國土資源部2014年4月17日向媒體發(fā)布了全國土壤污染狀況調(diào)查公報。調(diào)查結(jié)果顯示，全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出。伴隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的快速發(fā)展，我國土壤污染日趨嚴重。根據(jù)我國土壤狀況調(diào)查結(jié)果表明，我國僅受中重度污染的耕地就有333.33×104hm2左右而不宜耕種；土壤污染的類型在不斷增加，耕地、城市和工礦區(qū)土壤均受到不同程度的污染，出現(xiàn)了土壤重污染區(qū)和高風險區(qū)，且土壤的污染源顯現(xiàn)多樣化，新老污染物夾雜、無機有機復合污染并存。從污染分布情況看，南方土壤污染重于北方；長江三角洲、珠江三角洲、東北老工業(yè)基地等部分區(qū)域土壤污染問題較為突出，而這些地區(qū)正是我國主要的糧食產(chǎn)區(qū)。西南、中南地區(qū)土壤重金屬超標范圍較大；鎘、汞、砷、鉛4種無機污染物含量分布呈現(xiàn)從西北到東南、從東北到西南方向逐漸升高的態(tài)勢，總體來看，南方土壤污染重于北方。四川省“金土地工程”部分土地整理區(qū)在2010～2011年就進行了農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查，成果顯示有的區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量為三級，大部分受到鎘污染。這除自然地質(zhì)背景較高的原因外，人為疊加因素也不能忽視。土壤鎘污染已通過土壤-植物生態(tài)系統(tǒng)對大宗農(nóng)作物水稻等食品安全產(chǎn)生影響。四川省曾專門研究部署防治稻米鎘污染工作，強調(diào)四川省國土資源廳要結(jié)合“金土地工程”的土地整理，開展重金屬污染土地的修復試驗工作。

2 我國主要土壤污染物及造成土壤污染的主要原因

2.1 我國主要土壤污染物

我國土壤污染物現(xiàn)狀一般可分為無機污染物和有機污染物。無機污染物以重金屬為主，如鎘、汞、砷、鉛、鉻、銅、鋅、鎳，局部地區(qū)還有錳、鈷、硒、釩、銻、鉈、鉬等。有機污染物種類繁多，包括苯、甲苯、二甲苯、乙苯、三氯乙烯等揮發(fā)性有機污染物，以及多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、有機農(nóng)藥類等半揮發(fā)性有機污染物。

2.2 造成土壤污染的主要原因

工礦企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動中排放的廢氣、廢水、廢渣是造成其周邊土壤污染的主要原因。尾礦渣、危險廢物等各類固體廢物堆放等，導致周邊土壤污染。大量汽車尾氣排放導致交通干線兩側(cè)土壤鉛、鋅等重金屬和多環(huán)芳烴污染。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動是造成耕地土壤污染的重要原因。污水灌溉，化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等農(nóng)業(yè)投入品的不合理使用和畜禽養(yǎng)殖等，導致耕地土壤污染。

3 土壤污染的特點及危害

3.1 土壤污染的特點

(1) 土壤污染具有隱蔽性和和滯后性。大氣污染和水污染一般都比較直觀，通過感觀就能察覺。而土壤污染往往要通過土壤樣品分析、農(nóng)作物檢測，甚至人畜健康的影響研究才能確定。土壤污染從產(chǎn)生到發(fā)現(xiàn)危害通常時間較長。

(2) 土壤污染具有長期累積性。與大氣和水體相比，污染物更難在土壤中遷移、擴散和稀釋。因此，污染物容易在土壤中不斷長期累積。

(3) 土壤污染具有不均勻性。由于土壤性質(zhì)差異較大，而且污染物在土壤中遷移較慢，導致土壤中污染物分布不均勻，空間變異性較大。

(4) 土壤污染具有難可逆性。由于重金屬難以降解，導致重金屬對土壤的污染基本上是一個不可完全逆轉(zhuǎn)的過程。另外，土壤中的許多有機污染物也需要較長的時間才能降解。

(5) 土壤污染治理具有艱巨性。土壤污染一旦發(fā)生，僅僅依靠切斷污染源的方法則很難恢復?？傮w來說，治理土壤污染的成本高、周期長、難度也較大。

3.2 土壤污染的危害

大量的工礦污水、廢氣未經(jīng)處理隨意排放，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中無節(jié)制地施用化肥農(nóng)藥，各類有毒有機物、重金屬、病原體、放射性元素等污染物或直接污染土壤，或隨著空氣、水體在環(huán)境中擴散，90%最終都要歸于土壤，引起土壤退化、功能失調(diào)和質(zhì)量惡化。據(jù)報道，我國每年因土壤致糧食減產(chǎn)約100×108kg。受污染的土壤不僅影響動植物的正常生長，其不斷累積的有害物質(zhì)還通過食物鏈傳導進入人體，危害人體健康。土壤污染已經(jīng)對我國糧食安全、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、群眾身體健康和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展等構(gòu)成了嚴重威脅。

(1) 影響農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)。土壤污染會影響農(nóng)作物生長，造成減產(chǎn)；農(nóng)作物可能會吸收和富集某種污染物，影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟損失；長期食用受污染的農(nóng)產(chǎn)品可能嚴重危害身體健康。

(2) 危害人居環(huán)境安全。住宅、商業(yè)、工業(yè)等建設(shè)用地土壤污染還可能通過經(jīng)口攝入、呼吸吸入和皮膚接觸等多種方式危害人體健康。污染場地未經(jīng)治理直接開發(fā)建設(shè)，會給有關(guān)人群造成長期的危害。

(3) 造成地下水污染。地下水污染是指由于人為活動造成地下水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。土壤污染是淺層地下水污染的一個重要來源，土壤中的一些污染物容易淋溶或隨滲水進入地下水，日積月累造成淺層地下水水質(zhì)變差，最終導致污染。

(4) 威脅生態(tài)環(huán)境安全。土壤污染影響植物、土壤動物(如蚯蚓)和微生物(如根瘤菌)的生長和繁衍，危及正常的土壤生態(tài)過程和生態(tài)服務(wù)功能，不利于土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和肥力保持，影響土壤的正常功能。土壤中的污染物可能發(fā)生轉(zhuǎn)化和遷移，繼而進入地表水、地下水和大氣環(huán)境，影響其他環(huán)境介質(zhì)，可能會對飲用水源造成污染。

4 我國典型土壤污染事件

4.1 鎘大米

2013年5月16日，廣東省廣州市食品藥品監(jiān)督管理局公布一季度抽檢數(shù)據(jù)，顯示44.4%的大米及米制品抽檢產(chǎn)品重金屬鎘超標。后經(jīng)調(diào)查，8個批次大米及米制品鎘超標涉及湖南攸縣3個米廠5個批次的大米，湖南衡東縣1個米廠的1個批次的大米，以及廣東東莞市2個批次的米粉。大米鎘超標主要是因為種植稻米的土壤遭受了重金屬鎘的污染，而土壤鎘污染源主要來自采礦、冶練行業(yè)，工廠排放廢氣中含有的鎘，也會通過大氣沉降到地面影響土壤質(zhì)量。金屬鎘被國際癌癥研究機構(gòu)列為強致癌物質(zhì)，而且鎘在人體的積蓄潛伏可以長達10～30 a，可以導致腎臟等器官發(fā)生病變，還可能引發(fā)骨痛病等。此次“鎘大米”事件，對湖南等地的糧食生產(chǎn)及銷售產(chǎn)生了極大的影響，也引發(fā)了全社會對農(nóng)產(chǎn)品安全和土壤污染防治的高度關(guān)注。

4.2 毒蔬菜

2010年，山東省青島市一些醫(yī)院陸續(xù)接到9位食物中毒患者，他們都是食用韭菜之后出現(xiàn)了頭疼、惡心、腹瀉等癥狀。經(jīng)醫(yī)院檢查，屬于有機磷中毒，毒源是韭菜上的殘余農(nóng)藥嚴重超標。近年來，類似“毒蔬菜”事件經(jīng)常發(fā)生。成因主要是部分農(nóng)民盲目追求高產(chǎn)量，超量使用化肥、農(nóng)藥和不合理的耕作管理，破壞了土壤微生物的生存環(huán)境，導致土壤發(fā)生病變。另外，塑料大棚的不規(guī)范使用，地膜的大量殘留，一些大棚內(nèi)部被農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜“營造”成有毒微環(huán)境，勢必對土壤、水體造成污染，這樣環(huán)境中生長出來的蔬菜只能是“毒樹上的惡果”。

4.3 毒住宅

位于棲霞區(qū)燕子磯鎮(zhèn)伏家場的江蘇省南京市化纖廠于2007年年底搬遷后，原廠址地塊掛牌上市，用于商業(yè)開發(fā)。2010年9月該地塊建設(shè)起一個約50×104m2的居民小區(qū)。但開發(fā)商在開發(fā)之前未對該地塊采取任何治理污染措施，土壤中含有大量有毒、有害物質(zhì)，對人體的神經(jīng)系統(tǒng)構(gòu)成嚴重威脅。類似事件還有“武漢赫山001地塊”事件、“北京天通苑小區(qū)”事件、“蘇州蘇化廠”事件等等。為此，《國務(wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)近期土壤環(huán)境保護和綜合治理工作安排的通知》(國辦發(fā)[2013]7號)提出，經(jīng)評估認定對人體健康有嚴重影響的污染地塊，要采取措施防止污染擴散，治理達標前不得用于住宅開發(fā)。

4.4 血鉛超標

人體內(nèi)血鉛含量超標，會直接導致鉛中毒，引起機體的神經(jīng)系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、消化系統(tǒng)發(fā)生異常。近年來，血鉛超標事件在各地時有發(fā)生。2009年8月，陜西省鳳翔縣一家鉛鋅冶煉公司排放廢水、廢氣，導致615名兒童鉛超標，45人鉛中毒，且中毒者均為14周歲以下兒童。2011年3月，浙江省臺州市椒江區(qū)峰江街道上陶村過半村民出現(xiàn)了血鉛含量超標的情況。2012年，廣東省韶關(guān)市160名兒童血鉛超標。經(jīng)查，發(fā)生問題的這些地區(qū)，周圍土壤均受到不同程度的重金屬污染。

5 土壤污染修復技術(shù)

5.1 生物修復技術(shù)

該技術(shù)是20世紀80年代發(fā)展起來的，其基本原理是利用生物特有的分解有毒有害物質(zhì)的能力，達到去除土壤中污染物的目的，主要包括植物修復技術(shù)、微生物修復技術(shù)和生物聯(lián)合修復技術(shù)等。如河南省地礦局通過對河南油田930多平方千米范圍石油污染物的遷移途徑及污染特征進行了研究，得出“土壤微生物原位修復技術(shù)可行，符合河南油田的生產(chǎn)實際，可以用于大規(guī)模實地修復石油污染土壤”的結(jié)論。可以看出，微生物修復技術(shù)在土壤石油殘油污染降解中呈現(xiàn)出有效性和應用的可行性。

5.2 物理修復技術(shù)

物理修復技術(shù)是指通過各種物理過程將污染物從土壤中去除或分離的技術(shù)，使土壤恢復到可利用價值的方法，也是最常用的土壤修復方法，廣泛應用于各種污染土壤。遇到土壤污染時，應首先考慮物理修復法?？筛鶕?jù)不同土壤質(zhì)地、通透性和污染物類型，以及具體的修復后土壤可再利用價值，選擇不同的土壤物理修復方法，在成本一定的情況，達到良好的土壤修復效果。多用于小型污染地塊的修復。一般的土壤物理修復法主要有以下幾種：

(1) 直接換土法。顧名思義就是用未受到污染的土壤替換掉已經(jīng)受到污染的土壤。這種方法方便直接高效，效果立竿見影，但因換土工程量大、造價高只能適用于修復后利用價值很高的土壤，比如景區(qū)花園、科研場所土壤等等。換土法主要的工藝有直接全部換土、地下土置換表層土、部分換土法、覆蓋新土降低土壤污染物濃度法。通過實地考察，根據(jù)實際情況單一選擇一種換土法或者多種換土法綜合使用等等，一般可以很快達到土壤修復的目的。

(2) 熱化法修復。就是通過直接加熱、水蒸氣加熱、紅外線加熱、微波輻射加熱等等方式將土壤加熱到一定的溫度，土壤中可揮發(fā)性的污染物會迅速氣化，再將這些可揮發(fā)性污染物收集，就可以降低土壤中污染物的濃度。熱化法能耗高，要求土壤滲透性高，只是用于可揮發(fā)性好的土壤污染物。一般也只用于快速修復土壤，比如醫(yī)院、池塘、花園、科研單位等等地方的土壤。熱處理技術(shù)適用于受有機污染的土壤修復，已在苯系物、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯和二噁英等污染土壤的修復中得到應用。

(3) 玻璃花修復方法。就是通過高溫高壓將土壤中污染物塑化成玻璃態(tài)，再通過一定的物理方法分離玻璃態(tài)物質(zhì)。這種方法需要高溫高壓，需要消耗較大的能源，成本較高，不適合大規(guī)模土壤修復工程項目。但是該方法效率最高，修復土壤中污染物廣泛度也高。

(4) 電極驅(qū)動修復法。濕度較高的土壤，尤其是淤泥，通過兩級通電技術(shù)，可以把土壤中的污染物集中在一級，增高單級的污染物濃度，尤其是重金屬，再通過以上3種方法繼續(xù)修復。簡單來說就是縮小土壤修復范圍，降低工程量。這種方法只適用于濕度較高的土壤，由于需要耗費電能，成本也不低，而且也具有一定的危險性。

5.3 化學修復技術(shù)

化學修復技術(shù)是指向土壤中加入化學物質(zhì)，通過對重金屬和有機物的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀等作用，以降低土壤中污染物的生物有效性或毒性，主要包括土壤固化、穩(wěn)定化、淋洗、氧化還原、光催化降解和電動力學修復等技術(shù)。如四川省在水稻試驗區(qū)采用鈍化劑的方法，可達到降鎘保硒的目的，不但大大提高農(nóng)產(chǎn)品的經(jīng)濟價值，可在保障人們身體健康的同時，不對農(nóng)民的收入造成損失；廣東省成功研制出代號為Mont-SH6號的土壤重金屬鈍化劑修復材料，對活動態(tài)鎘、鉛、汞、銅、鋅等土壤中主要毒性重金屬具有較強吸附穩(wěn)定鈍化能力，可以將土壤中重金屬從活性態(tài)轉(zhuǎn)化為固定態(tài)，顯著降低了土壤中重金屬的可移動性和生物毒性，顯著降低農(nóng)作物中的鎘、鉛、鎳等重金屬含量；湖南省在株洲新馬村土壤重金屬污染防治示范項目中，通過對中度污染農(nóng)田施用海泡石、鈣鎂磷肥和石灰等鈍化劑，建立了以“農(nóng)藝措施調(diào)控—化學鈍化處理—切斷食物鏈改制”為核心的重金屬污染土壤綜合治理技術(shù)體系，應用分子鍵合TM技術(shù)進行土壤修復，其鎘等重金屬含量均能控制在《食品中污染物限量標準》以內(nèi)，產(chǎn)生了良好的社會反響。相對于其他土壤污染修復技術(shù)，改變黏土材料鈍化修復技術(shù)具有實施方法簡單、投放方式簡便易行、修復效果好、不產(chǎn)生二次污染、不破壞土壤結(jié)構(gòu)，甚至還有改良土壤等優(yōu)勢。如安微省銅陵尾礦壩的重金屬污染土壤修復示范區(qū)，利用地球化學工程技術(shù)，選用一種或幾種黏土礦物，結(jié)合環(huán)境條件控制技術(shù)，使重金屬超標土壤種植的蔬菜中的重金屬含量達到《食品中污染物限量標準》。可以看出，利用地球化學技術(shù)原理聯(lián)合微生物處理技術(shù)修復被重金屬污染的土壤，可以取得更為顯著的效果。

6 建議與思考

毋庸置疑，我國目前正承受著過往數(shù)十年經(jīng)濟快速而粗放發(fā)展的環(huán)境后遺癥。土壤污染便是諸多相互聯(lián)系、相互影響的環(huán)境疾病中的典型，并以隱蔽性、滯后性、慢性累積性等特征，引起了公眾和政府的警覺與高度重視。面對嚴峻的土壤環(huán)境形勢，國家正在或?qū)⒁扇∫幌盗写胧┘訌娡寥拉h(huán)境保護和污染治理。隨著我國《土壤污染防治行動計劃》和土壤污染治理與修復終身責任制的實施，將會使我國土壤污染加重趨勢得到初步遏制，土壤環(huán)境安全得到保障，土壤環(huán)境風險得到管控。

有資料表明，被污染的土壤是可以通過修復降低其風險或危害、恢復其功能的，但一般需要大量的資金和較長的時間。土壤修復是指通過物理、化學和生物的方法轉(zhuǎn)移、吸收、降解和轉(zhuǎn)化土壤中的污染物，使其濃度降低到可接受水平，或?qū)⒂卸居泻Φ奈廴疚镛D(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，一般包括生物修復、物理修復和化學修復3大類方法。由于土壤污染的復雜性，有時靠單一方法難以修復土壤污染，需要協(xié)同兩種或以上的聯(lián)合修復技術(shù)，如微生物/動物-植物聯(lián)合修復技術(shù)、化學/物化-生物聯(lián)合修復技術(shù)、物理-化學聯(lián)合修復技術(shù)等，克服單項修復技術(shù)的局限性，實現(xiàn)對多種污染物混合污染土壤的修復。

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