關(guān) 凱

（中檢集團(tuán)理化檢測(cè)有限公司，上海 200436）

當(dāng)前，在我國(guó)土壤污染率中，耕地土壤的點(diǎn)位超標(biāo)率為19.4%，其中輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為2.8%、1.8%和1.1%，污染物的主要成分為鎘、鎳、銅、砷、汞、鉛、DDT（雙對(duì)氯苯基三氯乙烷）以及多環(huán)芳烴等；我國(guó)林地土壤的點(diǎn)位超標(biāo)率為10.0%，其中輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為1.6%、1.2%和1.3%，主要污染物為砷、鎘和DDT等；我國(guó)草地土壤點(diǎn)位超標(biāo)率為10.6%，其中輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為1.8%、0.9%和0.7%，主要污染物為鎳、鎘以及砷；我國(guó)未利用地土壤點(diǎn)位超標(biāo)率為11.8%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為8.8%、1.9%、0.9%和1.0%，主要污染物為鎳和鎘。

1 我國(guó)城市工業(yè)土壤污染場(chǎng)地的主要類型和危害

1.1 化學(xué)污染

化學(xué)污染主要包括有機(jī)物污染和重金屬污染。在土壤污染中，有機(jī)物污染指的是有機(jī)物進(jìn)入工業(yè)場(chǎng)地的土壤中，造成土壤被污染污染，有機(jī)污染物主要包括農(nóng)藥、多環(huán)芳烴等，此外還有石油類污染。這些有機(jī)污染物主要自于石油化工、油漆和農(nóng)藥等行業(yè)[1]。

在工業(yè)土壤污染場(chǎng)地中，重金屬污染的危害在某種程度上比有機(jī)物污染還要大。相對(duì)密度大于5.0的金屬元素都被稱為重金屬元素，所以從化學(xué)周期表上看，共有54種重金屬元素，包括鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳八種無(wú)機(jī)污染物。它們的點(diǎn)位超標(biāo)率分別為7.1%、1.6%、2.7%、2.3%、1.6%、1.1%、0.9%和4.9%。砷的屬性和重金屬元素相似，所以砷也被視為一種重金屬元素。從目前的污染情況來(lái)看，砷元素也是工業(yè)土壤污染中重要的重金屬污染元素之一。近年來(lái)，我國(guó)工業(yè)發(fā)展迅速，但是企業(yè)排出的廢水、廢料造成嚴(yán)重的土壤污染。工業(yè)廢水廢料排出的重金屬元素主要有銅、鋅、鉻、鎘、砷、鎳、汞、鉛等八種元素。其主要來(lái)源于冶煉業(yè)、皮革產(chǎn)業(yè)、化學(xué)原料和相關(guān)制品業(yè)以及蓄電池制造業(yè)等[2]。

1.2 生物污染

生物污染主要指的是微生物和細(xì)菌真菌造成的污染。一些常見(jiàn)的病原體也會(huì)對(duì)土壤造成危害，如腸道內(nèi)的致病細(xì)菌、病菌、破傷風(fēng)桿菌、霉菌、病毒和寄生蟲(chóng)等。這些細(xì)菌能夠進(jìn)入土壤中造成污染，主要原因是沒(méi)有處理的動(dòng)物糞便、垃圾和生活污水隨意排放。值得注意的是，部分小型醫(yī)院為了眼前利益，沒(méi)有及時(shí)處理醫(yī)療廢物。土壤的生物污染危害較大，不僅會(huì)危害農(nóng)作物而造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)，還會(huì)把致病細(xì)菌和病原體帶入人體內(nèi)，傳播傳染病。某些農(nóng)作物感染致病細(xì)菌后會(huì)出現(xiàn)青枯病，引起植物根部潰爛和細(xì)菌性潰瘍，這種污染物往往可以在適宜的環(huán)境中很快擴(kuò)散，破壞性極強(qiáng)而且不容易清理。

1.3 物理污染

物理污染指的是煤礦、鐵礦等工業(yè)的固體廢棄物對(duì)土壤造成的污染。主要污染物有尾礦、煤灰和廢石等不容易溶解和分解的工業(yè)廢棄物，它們影響土壤的水分透過(guò)，干擾植物營(yíng)養(yǎng)的傳輸。最重要的是，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的雨水侵蝕和風(fēng)化，固體廢棄物表層會(huì)釋放出危害土壤的化學(xué)元素，引發(fā)化學(xué)污染，此類污染持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)農(nóng)作物的破壞較大。

2 土壤污染的特點(diǎn)

2.1 土壤污染有隱蔽性和積累性

有機(jī)污染物、病毒和重金屬元素一旦進(jìn)入土壤中，就不容易析出，人們必須通過(guò)土壤樣品的化檢和分析，對(duì)植物進(jìn)行殘留檢測(cè)。隨著時(shí)間的推移，污染物在土壤中不斷積累，濃度不斷升高，尤其是病毒和細(xì)菌的擴(kuò)散更不容易控制，細(xì)菌的分裂和傳染速度很快，危害很大，因此土壤污染具有積累性[3]。

2.2 土壤污染治理難度大且不可逆轉(zhuǎn)

土壤中的污染物擴(kuò)散后，由于污染面積較大，很難靠稀釋和自我凈化和修復(fù)來(lái)治理。所以，發(fā)生土壤污染時(shí)，單純的切斷污染源已經(jīng)為時(shí)已晚，因?yàn)槲⑸锖椭亟饘僭氐臄U(kuò)散和傳播速度較快。許多有機(jī)物需要很久時(shí)間才能夠降解，重金屬的降解時(shí)間更長(zhǎng)，從整體上來(lái)看，污染基本是不可以逆轉(zhuǎn)的。因此，治理時(shí)需要采用靠化學(xué)、物理等方法，甚至需要實(shí)施大型工程，導(dǎo)致治理成本高昂，耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。

3 業(yè)場(chǎng)地污染的修復(fù)技術(shù)

3.1 化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)是指通過(guò)引入一些化學(xué)物質(zhì)來(lái)改變被污染土壤的性質(zhì)。比較常見(jiàn)的方法有：使用土壤改良劑、抑制劑，改變土壤的pH值和導(dǎo)電率等。化學(xué)修復(fù)主要利用氧化還原反應(yīng)，促使土壤中的重金屬元素和投放的化學(xué)藥品發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成對(duì)土壤有利或無(wú)害的物質(zhì)?；瘜W(xué)修復(fù)技術(shù)主要有四種，即電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)、淋洗技術(shù)、光催化解技術(shù)和氧化還原技術(shù)，其中常用的是淋洗技術(shù)和電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)。

淋洗技術(shù)是指向土壤中注水，利用土壤的間隙沖洗土壤，之后對(duì)沖洗廢水進(jìn)行回收，達(dá)到修復(fù)土壤的目的。此方法適用于黏性較差的土壤，因?yàn)檫@類土壤不容易吸附污染物。對(duì)于黏性較強(qiáng)的土壤，不建議使用這種方法。常用的淋洗溶液有水、有機(jī)溶液和無(wú)機(jī)溶液三種。根據(jù)土壤的隱蔽性、累積性，為避免措施運(yùn)用不當(dāng)造成土壤的二次污染，人們一般采用清水作為淋洗溶液。選用有機(jī)溶液和無(wú)機(jī)溶液時(shí)，一定要考慮被污染土壤的性質(zhì)，避免產(chǎn)生新的污染源。淋洗法耗資較少，而且避免了工作人員直接接觸污染物，但是有一定局限性，需要謹(jǐn)慎使用。

提取法是指化學(xué)試劑與土壤中的污染元素相互作用，形成可以溶解的混合物，最后利用化學(xué)技術(shù)分離出污染物。其好處是提取液可以循環(huán)再利用于工業(yè)生產(chǎn)。但這種方法目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用得較少，因?yàn)槲覈?guó)相關(guān)技術(shù)還不夠先進(jìn)。對(duì)于偏酸性的土壤，人們可以撒上一定量的石灰，從而提高土壤的pH值，使鋅、銅、汞等元素與石灰反應(yīng)，形成氫氧化物沉淀，降低其在土壤中的濃度，減少對(duì)莊稼的危害。另外，可以在莊稼中使用有機(jī)肥，有機(jī)肥可以增強(qiáng)土壤中的膠體對(duì)重金屬元素的吸附能力[4]。

固化穩(wěn)定技術(shù)是指在土壤中固定污染物并使其長(zhǎng)期處于穩(wěn)定狀態(tài)，以防止或減少污染土壤中有害化學(xué)物質(zhì)的釋放。這種技術(shù)運(yùn)用化學(xué)、物理或熱力學(xué)原理，將特殊的添加劑與受污染的土壤相混合，從而降低污染物的物理和化學(xué)溶解度。該技術(shù)成本較低，可以處理一些不敏感地區(qū)的土壤污染，降低污染治理成本。粉煤灰和石灰、瀝青和硅酸鹽水泥都是常用的固化劑。固化穩(wěn)定化處理有機(jī)和無(wú)機(jī)污染土壤的研究很多。此技術(shù)不僅可以處理多種復(fù)雜的金屬?gòu)U棄物，而且兼具毒性低、穩(wěn)定性強(qiáng)和處理成本低等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)螺旋旋轉(zhuǎn)井、混合設(shè)備、除塵系統(tǒng)等儀器提出了更高的要求。此外，受污染物質(zhì)的埋深、土壤pH值和有機(jī)質(zhì)含量也會(huì)在一定程度上影響該技術(shù)的應(yīng)用效果。固化穩(wěn)定技術(shù)在美國(guó)已被用于處理各種污染物40多年。

化學(xué)修復(fù)的速度較快，因此針對(duì)一些急需治理的土壤污染，化學(xué)修復(fù)是首要選擇。修復(fù)煉鋼廠土壤污染時(shí)，如果污染源主要為重金屬（As、Cd、Cu、Pb、Zn、Ni），人們就可以利用土壤淋洗修復(fù)技術(shù)，耗時(shí)較短，只需兩個(gè)月左右。利用電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)，人們可以處理汽車制造廠造成的土壤污染。

3.2 生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)是指利用微生物或者生物的部分特性，改變和抑制土壤中的重金屬污染，即利用生命的代謝活動(dòng)來(lái)減少土壤中的污染物，使被污染土壤恢復(fù)正常。人們可以培養(yǎng)微生物來(lái)修復(fù)土壤，如動(dòng)膠菌、藍(lán)細(xì)菌和硫酸還原菌等，它們可以吸附重金屬，降低受污染土壤的毒性。原理是這類微生物可以產(chǎn)生胞外聚合物，而胞外聚合物可以與重金屬結(jié)合形成絡(luò)合物，尤其是吸收和固定鎘元素的效果非常明顯。微生物的代謝具有多樣性，可以降解所有有機(jī)污染物，其產(chǎn)物只有水和二氧化碳，不僅不會(huì)對(duì)土壤造成二次污染，而且成本更低，擁有廣闊的應(yīng)用空間。

人們可以積極推廣微生物降解菌劑，微生物降解劑可以減少農(nóng)藥的殘留量和不利于農(nóng)作物生長(zhǎng)的化學(xué)元素。

此外，人們可以利用植物的某些特性，治理土壤污染。對(duì)于污染比較嚴(yán)重的土壤，人們可以種植具有較強(qiáng)吸收重金屬能力的植物，利用這些植物的生物特性，達(dá)到凈化土壤、凈化水體中的重金屬元素和放射性物質(zhì)的目的。目前，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)和培育出400多種具有吸收重金屬元素功能的植物。例如，蜈蚣草葉片的最大含砷量可以達(dá)到0.8%，正因?yàn)閷?duì)砷有超富集功能，所以其利用價(jià)值和開(kāi)發(fā)前景很廣闊；鐵角蕨對(duì)于鎘的吸收率最大可達(dá)10%，是一般植物的10倍；羽葉鬼針草能夠吸收大量的鉛元素，因此可用來(lái)治理鉛元素污染嚴(yán)重的土壤。

植物主要通過(guò)三種途徑凈化有機(jī)污染物：植物根系可以分泌可降解土壤中農(nóng)藥的酶；植物可以直接吸收、轉(zhuǎn)化、降解和過(guò)濾農(nóng)藥；植物根系分泌的有機(jī)酸，可以促進(jìn)植物根部周圍的微生物大量生長(zhǎng)和快速繁殖，從而達(dá)到降解有機(jī)污染物的目的。生物修復(fù)耗用資金較少，對(duì)重金屬的治理具有永久性，還可以凈化空氣，綠色環(huán)保，是近年來(lái)土壤污染治理的首選方法[5]。

目前，生物修復(fù)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于土壤修復(fù)中。例如，固廢拆解會(huì)污染土壤，主要原因是其中含有大量重金屬，如Cd、Cu、Pb、Hg，人們可以利用生物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行修復(fù)，耗時(shí)大概兩年，污染治理比較徹底。

3.3 物理修復(fù)技術(shù)

物理修復(fù)中最常見(jiàn)的就是電動(dòng)修復(fù)技術(shù)。電動(dòng)修復(fù)技術(shù)和電池的原理相似，它是利用土壤的導(dǎo)電性向土壤中通入低壓直流電，在通電的情況下，重金屬離子會(huì)根據(jù)自身的電荷性質(zhì)，產(chǎn)生定向移動(dòng)，移動(dòng)到某一電極的富集室中，這樣就能達(dá)到把它們從土壤中去除的目的。電動(dòng)修復(fù)技術(shù)主要運(yùn)用于重金屬污染比較嚴(yán)重的土壤，該技術(shù)有一定的局限性，對(duì)土壤環(huán)境的要求很高，很難大規(guī)模應(yīng)用，耗用的資源和成本也比較大。而土壤蒸汽提取技術(shù)就可以很好地解決這些問(wèn)題，它是一種可以有效去除土壤中揮發(fā)性有機(jī)污染物的原位修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)將新鮮空氣通入受污染區(qū)域，然后利用真空泵產(chǎn)生負(fù)壓。當(dāng)新鮮空氣通過(guò)受污染區(qū)域時(shí)，土壤間隙中的有機(jī)污染物被分解吸收，然后通過(guò)提取井運(yùn)回地面。機(jī)器所提取的氣體，經(jīng)由地面活性炭吸附、生物處理以及凈化后，便可以排放，或者再注入地下進(jìn)行回收和再利用。此方法具有低成本、強(qiáng)機(jī)動(dòng)性、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、有機(jī)質(zhì)處理范圍廣、不破壞土壤結(jié)構(gòu)以及無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。該方法對(duì)苯系物等輕烴污染物的去除率可達(dá)90%。

物理修復(fù)成本較高，因此不常用于土壤修復(fù)，但適合處理污染較為嚴(yán)重的土壤。例如，修復(fù)煉焦化學(xué)廠污染土壤時(shí)，由于重金屬超標(biāo)嚴(yán)重，土壤中的酚、硫化物和多環(huán)芳烴元素較多，人們只有利用物理修復(fù)中的電動(dòng)修復(fù)技術(shù)才能達(dá)到理想的效果，而土壤污染具有不可逆轉(zhuǎn)性，修復(fù)起來(lái)比較麻煩，耗時(shí)較長(zhǎng)，最快需要10年。

4 結(jié)語(yǔ)

土壤是地球生命誕生和延續(xù)的基礎(chǔ)，如果不能有效治理土壤污染，就會(huì)嚴(yán)重影響人們的正常生活。我國(guó)面積遼闊，地形復(fù)雜，各地的土壤性質(zhì)不同，因此在治理土壤污染時(shí)，人們一定要以科學(xué)理論為指導(dǎo)，具體問(wèn)題具體分析，根據(jù)土壤特性選擇合適的治理方法。但是，土壤污染的治理并不能一味依靠技術(shù)，還需要人民群眾的共同努力。人們要齊心協(xié)力，不斷減少土壤的污染源，主動(dòng)保護(hù)地球上每一寸凈土，建立系統(tǒng)的土壤污染防治體系，這樣才能從根本上解決土壤污染問(wèn)題，生活才會(huì)變得更加美好。