摘要：重金屬是工業(yè)生產的廢棄物，可隨著雨水滲透至低處，通過在植物體內聚集停留于土壤，導致土壤退化，農作物品質降低。同時，還會污染地下水，惡化水文環(huán)境，威脅人類生命。本文首先分析了重金屬污染土壤的來源和現(xiàn)狀，然后分析了重金屬污染土壤的特點和危害，最后探討了污染土壤穩(wěn)定化修復效果的評估方法和二次污染防治，以供參考。

關鍵詞：重金屬污染;土壤;穩(wěn)定化;修復效果;評估方法

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）02-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.02.031

Abstract：Heavy metal is industrial waste， can be with the rain water penetration to the low，through the accumulation of plants in the soil， resulting in soil degradation， crop quality decreased.At the same time， it can contaminate groundwater， worsen the hydrological environment and threaten human life.This paper first analyzes the source and status quo of heavy metal contaminated soil，then analyzes the characteristics and hazards of heavy metal contaminated soil，and finally discusses the evaluation method of the effect of soil stabilization and repair and secondary pollution prevention and control for reference.

Keywords：Heavy metal pollution;Soil;Stabilization;Repair effect;Assessment method

土壤是人們賴以生存的物質基礎，其安全性直接影響著人居環(huán)境的安全、農產品質量，是國家資源環(huán)保體系中的重要組成?，F(xiàn)階段，我國的土壤環(huán)境并不樂觀，部分地區(qū)土壤污染嚴重。重金屬是導致土壤污染的主要因素之一，穩(wěn)定化技術是常用的土壤修復技術，多通過對重金屬形態(tài)的改變，降低其生物有效性、遷移性，但是修復結束后，重金屬并未從土壤中清除，因此無法基于重金屬的含量，對污染土壤的潛在風險進行評估。故而，深入分析土壤穩(wěn)定化修復效果的評估方法，是相關專業(yè)人員的研究重點。

1 重金屬污染土壤的來源和現(xiàn)狀

重金屬是指密度大于5.0g/cm3的金屬元素，包括10種重金屬元素、3種類金屬元素，常見重金屬元素為汞、鉛、鋅、鎘等。若重金屬元素進入土壤，且含量高于安全標準，就會使生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)惡化現(xiàn)象。

1.1 重金屬污染土壤的來源

地質作用中的地震、火山噴發(fā)等，都會影響土壤中的重金屬含量，但絕大部分土壤重金屬污染來源于這幾個方面：

（1）一般來講，化肥、農藥中的金屬元素都超標，且在農業(yè)生產中大量使用，同時，地膜、農膜的回收過程，也會引發(fā)重金屬污染[1]，在農業(yè)生產中，含有重金屬固體垃圾的大量堆積和排放，都會使重金屬以放射狀擴散至土壤和水體，造成重金屬污染;

（2）工業(yè)生產中的廢渣、廢水等未經處理排放，會增加土壤的重金屬含量，報道顯示，我國有很多地區(qū)由于工業(yè)生產導致的土壤重金屬含量遠超安全標準，且逐年上升，將工業(yè)生產的廢棄物隨意放于露天場所，會使重金屬離子向周圍耕地土壤擴散，排放的粉塵和廢氣，會通過降水、自然沉降等作用，進入土壤引發(fā)污染，石油、煤中的重金屬，會隨著燃燒過程進入大氣，部分會隨著降雨進入土壤。

1.2 重金屬污染土壤的現(xiàn)狀

在全球范圍內的土壤環(huán)境，都存在或多或少的重金屬污染。調查結果顯示，我國有10%的耕地已嚴重受到重金屬污染，特別是經濟發(fā)達的地區(qū)，某經濟發(fā)達地區(qū)的環(huán)保部門抽樣檢查發(fā)現(xiàn)，土壤重金屬的超標面積占總抽調面積的12%。

2 重金屬污染土壤的特點和危害

2.1 特點

部分土壤污染重金屬后，早期多表現(xiàn)為滯后性，經過長時間的積累，發(fā)生安全事件后方被人們察覺，因此其多具備隱蔽性;土壤自身所具備的凈化功能，無法對重金屬污染起到作用，一旦土壤受到污染，幾乎就是不可逆的;而且，土壤污染的后果是持久性的，會長久保存在土壤中。

2.2 危害

首先，重金屬污染會影響土壤微生物的存活率，減少微生物的種類和數量;其次，重金屬污染會影響植物的生理特征，比如減弱光合作用、減少養(yǎng)分和水分的利用率、降低植物體內酶的有效率，從而影響植物生長、減少農作物產量[2];另一方面，受到重金屬污染的植物，若經由食物鏈進入人類、牲畜體內，就會帶來無法估量的危害。

3 重金屬污染土壤穩(wěn)定化修復效果的評估方法

3.1 化學形態(tài)提取法

3.1.1 單一提取法

化學形態(tài)單一提取法，旨在評估土壤對植物的有效含量，評價土壤穩(wěn)定化修復后，對重金屬的吸收情況。現(xiàn)階段，此方法的操作流程尚未統(tǒng)一，不同國家使用提取劑不同，比如荷蘭使用0.01mol/L的CaCl2溶液，德國使用1.0mol/L的NH4NO3。比較單一提取法和植物可給性的關系發(fā)現(xiàn)，CH3COONH4對Cd的提取率、CaCl2對Ni、Cd的提取率和植物可給性有著良好的相關性，而NH4NO3對Cd的提取率和植物可給性的相關性比較差，其它提取劑的提取率和植物可給性的相關性同樣較差。

3.1.2 連續(xù)提取法

化學形態(tài)連續(xù)提取法根據土壤表面重金屬強度的不同，對形態(tài)進行合理的劃分，然后選用強度不同的提取劑，對其進行持續(xù)性的提取、分離。相較于單一提取法，連續(xù)提取法的形態(tài)劃分更為精準，通過對提取劑強度的逐層增加，提取分離土壤中的重金屬，便于提供更為完整、準確的重金屬分布信息。一般來講，重金屬形態(tài)的提取方法比較多，按照提取步驟可分為3步或7步，提取出的重金屬形態(tài)為有機結合態(tài)、水溶態(tài)、硫化物結合態(tài)、可交換態(tài)等，能夠清晰、直觀的反映修復后不同形態(tài)土壤的重金屬含量。

3.2 浸出毒性評價法

3.2.1 多級提取程序

當前，常用多級提取程序來模擬設計不科學的填埋場在經過多次酸雨侵蝕后的污染物浸出情況，為了模擬出真實垃圾填埋場的污染物濃度，可使用重復提取程序[3]。同時，此類方法也可用于廢棄物的長時間浸出測試中。

3.2.2 模擬酸雨浸出程序

所謂的模擬酸雨浸出程序，多用于酸沉降下污染土壤對地下水、地表水影響的模擬。由于所用浸提劑能夠對酸雨下的浸出行為，進行科學、合理的評價，所以其將保護地下水、地表水為目標，當浸提液中的重金屬含量超標后，表明污染的土壤會嚴重影響水體。我國環(huán)保部門所制定的相關方法，和模擬酸雨浸出程序相似，以硫酸/硝酸混合液為浸提劑，模擬廢棄物在不合理填埋場堆放、處理土壤時，有害成分多在酸性降雨的影響下，從廢棄物中浸出進入環(huán)境。在國內的土壤修復過程中，多將模擬酸雨浸出程序的分析結果和地下水標準相比較，以準確評估修復土壤對地下水的影響。

3.2.3 毒性特征浸出程序

毒性特征浸出程序由美國環(huán)境保護署制定，用來模擬工業(yè)廢棄物、市政垃圾處理后的填埋場降雨后的有害物浸出情況，明確某危險物是否和填埋場的處理要求相符，浸提劑為草酸溶液、醋酸鈉緩沖溶液[4]。毒性特征浸出程序的宗旨為保護地下水，當浸提液的重金屬含量超標時，說明廢棄物可能會影響地下水，無法滿足填埋場的相關要求。我國環(huán)保部門所制定的廢棄物毒性浸出方法，和毒性特征浸出程序的相關方法類似，浸提劑為醋酸緩沖溶液，用來模擬工業(yè)廢棄物進入填埋場后，有害成分在滲濾液的作用下，從廢棄物浸出的整個過程。

3.3 生物學評價法

3.3.1 動物指示法

現(xiàn)如今，動物指示法多通過動物活體實驗，來反映污染土壤穩(wěn)定化修復后的土壤毒性，常用動物為兔子、豬、老鼠等，雖然動物毒性實驗結果精準，但是由于動物活體實驗周期長、費用高、涉及倫理道德問題，因此動物活體實驗的發(fā)展受到一定限制。

3.3.2 植物指示法

所謂植物指示法，多基于植物對土壤重金屬的吸收情況，來評價和判斷土壤的污染情況。通過對土壤穩(wěn)定化修復前后重金屬含量的比較，評價土壤穩(wěn)定化的修復效果。選擇合適的植物表征修復效果，能夠更好的研究出重金屬在植物、土壤中的相關性。選擇對重金屬毒性敏感、有聚集重金屬能力的植物，能夠清晰、全面地反映出重金屬的變化情況。

3.3.3 體外胃腸模擬法

在國外，體外胃腸模擬實驗已成為評估土壤重金屬含量的有效方法。當前已有10多種模擬方法，比如生理原理提取法、體外胃腸法、德國標準研究所法等，另外，還有CaCO2細胞模型、膜室法等。當前，國內已有根據修復后的重金屬變化情況，結合人體健康風險來評估修復效果的實踐[5]。

4 重金屬污染土壤修復二次污染防治

上述得知，雖然穩(wěn)定化技術可消除土壤的重金屬，但是并無法徹底清除，甚至還會造成土壤二次污染，應采用合適措施進行防治，具體如下：

第一，水污染防治。修復劑的使用會造成水污染，為預防此類現(xiàn)象的發(fā)生，應選用性能穩(wěn)定的藥劑，既可減少重金屬含量，又不會污染周圍的水源。選用穩(wěn)定化藥劑時，若為硫化物，就要根據當地pH值合理控制，并做好相應的防滲處理，特別是雨量較大的地區(qū)，可用防雨布遮蓋。

第二，噪聲污染防治。土壤修復施工期間，要科學管理現(xiàn)場設備。機械設備的使用可能產生噪音，應安裝隔音設施，定期安排工作人員檢修和保養(yǎng)，預防設備老化或受損?？茖W安排現(xiàn)場的設備，禁止在同一地點大量使用動力機械設備。結合當地情況調整施工時間，不可在夜間施工。

第三，固體廢棄物污染防治。若現(xiàn)場堆積的廢棄物出現(xiàn)重金屬含量超標的情況，就要對其進行洗滌，待符合標準后方可處理。某些水處理的污泥、活性炭，在挖掘時有很大危險的廢物或廢棄品，都要采用合適措施進行處理[6-7]。結合垃圾的具體情況，科學分類處理，或定期存放并移交有資質的處理單位。需注意的是，不能混合放置生活垃圾、危險廢物垃圾。對于某些超累計的植物，可使用壓縮、焚燒、填埋法處理，盡最大限度減少植物對土壤的污染。

5 小結

綜上所述，我國很多土壤都出現(xiàn)了重金屬超標的情況，嚴重危害動植物和生態(tài)環(huán)境。本文分析總結出，目前多采用穩(wěn)定化技術修復受污染的土壤，用生物學評價法、化學形態(tài)提取法、浸出毒性評價法等來評估土壤的修復效果，為農產品質量、人體健康風險的評估提供可靠依據。盡管如此，受污染土壤穩(wěn)定化修復后仍會出現(xiàn)二次污染，技術單位或環(huán)保部門應基于土壤的污染特點，科學選用修復技術和方法，提高穩(wěn)定化修復效果，提升生態(tài)環(huán)境質量。

參考文獻

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[7]董璟琦，雷秋霜，張紅振，等.磷酸鹽穩(wěn)定化修復鋅污染土壤小試和工程效果評估[J].環(huán)境工程學報，2018，12（3）：923-930.

收稿日期：2019-10-30

作者簡介：林璟瑤（1988-），女，漢族，本科學歷，工程師，研究方向為環(huán)境影響評價。