黃鴻翔

（清遠(yuǎn)方恒環(huán)保顧問(wèn)有限公司，廣東 清遠(yuǎn) 511500）

1 引言

土壤是地球表面上一種復(fù)雜的化學(xué)物質(zhì)，是由人類活動(dòng)、地形、氣候、生物等多種因素共同影響而形成的一種動(dòng)態(tài)生物系統(tǒng)。土壤的最大作用是能夠?yàn)樯锏纳L(zhǎng)和繁殖提供一個(gè)基礎(chǔ)的條件。在整個(gè)地球的生態(tài)系統(tǒng)中土壤是非常重要的，它與地球生物、水、還有大氣等自然資源相互制約、相互影響。然而，人類科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了整個(gè)世界經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，不僅對(duì)土壤資源進(jìn)行了過(guò)度的利用，而且還不斷向其中排放污染物質(zhì)，導(dǎo)致了土壤環(huán)境質(zhì)量嚴(yán)重下降，其中的污染物嚴(yán)重超標(biāo)，尤其是重金屬類污染物。通常情況下土壤中存在一定量的重金屬物質(zhì)，有鋅、鉛、鐵、鉻、鎘、銅、汞等，但其存在量不會(huì)影響自然界的物質(zhì)循環(huán)，但人類的行為導(dǎo)致了土壤中重金屬類物質(zhì)的含量不斷加大，這些重金屬類物質(zhì)會(huì)通過(guò)降雨滲透進(jìn)入到地下水中，還會(huì)通過(guò)植物的吸收進(jìn)入到農(nóng)作物當(dāng)中，重金屬類物質(zhì)具有很強(qiáng)的隱蔽性和潛伏性，而且一般情況下很難降解，隨著時(shí)間的推移就會(huì)轉(zhuǎn)移到人類的身體中，進(jìn)而加大了危害的范圍和深度，最終受害的還是人類自身[1]。

2 土壤受到重金屬污染的原因

2.1 自然因素

自然界中本身存在重金屬物質(zhì)，但是自然環(huán)境會(huì)在各種因素的影響下不斷發(fā)生變化，例如風(fēng)力、水流等作用，使得土壤中的重金屬物質(zhì)得以增多，擴(kuò)大了受污染的面積。在自然因素的影響下，還有一些地區(qū)會(huì)出現(xiàn)巖石風(fēng)化作用，將結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的巖石變得較為疏松，進(jìn)而被植物所吸收，進(jìn)入了食物鏈中，進(jìn)一步增加了食物鏈循環(huán)中重金屬元素的含量。

2.2 人為因素

土壤中重金屬污染的主要原因是人為的因素造成的，各類企業(yè)及人類活動(dòng)將會(huì)產(chǎn)生大量的污染物，不對(duì)其進(jìn)行有效的處理，而是肆意堆砌在土壤環(huán)境中，導(dǎo)致了土壤中重金屬物質(zhì)的增加；土壤中還有一部分重金屬是由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的擴(kuò)大，加大了農(nóng)藥、化肥的使用量，也導(dǎo)致了土壤中重金屬類物質(zhì)的增加，尤其是含有無(wú)機(jī)化合物的農(nóng)藥和磷肥。還有一些大型礦產(chǎn)企業(yè)較為集中的地區(qū)，為了追求經(jīng)濟(jì)利益，而降低了環(huán)保的要求，導(dǎo)致了大量污水、尾礦渣和粉塵等污染物進(jìn)入到土壤環(huán)境中，降低了土壤環(huán)境質(zhì)量，影響了生態(tài)環(huán)境。

2.3 高背景值土壤地區(qū)

各類重金屬物質(zhì)本身是自然界的產(chǎn)物，而一些特殊的地區(qū)由于地質(zhì)、氣候等各種原因，造成了土壤自身含有的一些重金屬物質(zhì)較高。例如在我國(guó)云南、貴州、廣西等地區(qū)自身含有的重金屬鎘、鉛、鋅、銅等相比其他地區(qū)較高；此外，還有一些地區(qū)的巖石中重金屬含量高，例如石灰?guī)r、喀斯特地區(qū)，在風(fēng)化作用下釋放出來(lái)重金屬物質(zhì)，富集到土壤中，增加了土壤中重金屬物質(zhì)的含量。

3 土壤重金屬污染的治理與修復(fù)措施

3.1 工程措施

3.1.1 客土法、換土法、深耕翻土

該類技術(shù)是一種傳統(tǒng)的土壤重金屬治理方法，其優(yōu)勢(shì)是不會(huì)受到土壤自身環(huán)境的影響和限制，可以有效的降低土壤中重金屬的含量，保證土壤的正常使用。客土法是在受到污染的土壤上覆蓋非污染土壤，或者將非污染土壤和受污染土壤進(jìn)行混合攪拌，使其土壤中重金屬物質(zhì)含量進(jìn)一步降低，同時(shí)還能起到阻隔植物根系與重金屬接觸的作用。而換土法是將受重金屬污染的表層土壤置換為未污染的土壤，而置換出的土壤再進(jìn)行相應(yīng)的處理，通過(guò)實(shí)踐證明換土法在處理重金屬污染的農(nóng)田中較為有效，例如我國(guó)東北地區(qū)，一些土壤中鎘的含量可達(dá)56.13%，利用換土法將表層15～30 cm的土壤進(jìn)行了置換，然后在土壤中進(jìn)行水稻種植，發(fā)現(xiàn)水稻中鎘的含量降低了一半[2]。深耕翻土法是利用深耕的方式，將表層與下層的土壤互換，進(jìn)而達(dá)到降低表層土壤污染的目的，然后通過(guò)增加肥料的方式提高表層土壤的養(yǎng)分，以保證農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)，該技術(shù)穩(wěn)定性好，但是工程量較大，投資較高，而且還會(huì)破壞原有土壤的結(jié)構(gòu)，因此在施工過(guò)程中需要注意事項(xiàng)較多，且不適宜處理面積較大的土壤。

3.1.2 固化、穩(wěn)定化

固化、穩(wěn)定化技術(shù)是在化學(xué)和物理方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行污染治理技術(shù)，是將受重金屬污染的土壤和固化劑進(jìn)行有效的混合，然后使土壤形成具有一定強(qiáng)度、而且穩(wěn)定性好，且具有低滲透率的固化體，從而阻隔了重金屬與周圍土壤的接觸，降低其遷移率。目前主要采用的固化劑有石灰、瀝青、硅酸鹽、窯灰等。針對(duì)不同的重金屬污染需要使用的固化劑不同，有研究者針對(duì)鉛鋅礦場(chǎng)土壤污染進(jìn)行固化處理，固化劑使用水泥、粉煤灰、生石灰，而且比例為2∶1∶1和1∶1∶2的固化劑組合效果最佳。而且水泥用量占固化總量的30%時(shí)，鉛、鎘、鋅的固化率可達(dá)99%[3]。但固化、穩(wěn)定化也存在一些缺點(diǎn)，對(duì)土壤擾動(dòng)較大，會(huì)破壞土壤的結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)成分，而且一旦被破壞了不易恢復(fù)。而且該方法并不能徹底解決土壤重金屬污染的問(wèn)題，還存在一定的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

3.1.3 電動(dòng)力修復(fù)法

電動(dòng)力修復(fù)是美國(guó)路易斯安那州立大學(xué)研究出來(lái)的一種土壤原位修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)的原理是在受污染的土壤或者地下水中放入電極，然后再施加微電流，然后再受體中額外添加流體，在電場(chǎng)的作用下土壤或者水體中的污染物將會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，然后在對(duì)這些污染物進(jìn)行收集處理。研究表明，該技術(shù)對(duì)土壤中的銅、鋅等重金屬去除率較高。但該技術(shù)在驅(qū)動(dòng)污染物的過(guò)程中土壤pH值、緩沖性能以及土壤的組成都會(huì)影響重金屬去除的效果，為了更好地進(jìn)行土壤重金屬的修復(fù)，還有研究者利用電滲析、氧化還原等技術(shù)對(duì)其進(jìn)行改良，以達(dá)到更佳的處理效果[4]。

3.2 化學(xué)治理措施

3.2.1 淋溶法

土壤的淋溶法主要是利用淋洗液把土壤中的重金屬向液相中轉(zhuǎn)移，然后對(duì)富含重金屬的廢水進(jìn)行進(jìn)一步的處理，采用該技術(shù)可以有效地降低土壤中重金屬含量，但是利用該技術(shù)容易造成土壤養(yǎng)分流失、地下水污染等，此外，投資成本較高。目前，采用的淋溶液主要有無(wú)機(jī)類、有機(jī)酸類、螯合劑和表面活性劑等。研究表明，采用EDTA作為淋溶劑可以明顯降低土壤中銅的含量，實(shí)驗(yàn)中吸收率和解吸率與EDTA的加入量呈對(duì)數(shù)關(guān)系[5]。此外，針對(duì)其他重金屬進(jìn)行了一些相關(guān)的研究，但仍存在諸多問(wèn)題，其關(guān)鍵在于尋求一種既能提取各類重金屬，同時(shí)有不破壞土壤結(jié)構(gòu)的淋洗溶劑，以不斷提高其實(shí)際應(yīng)用范圍。

3.2.2 施用改良劑化學(xué)修復(fù)

該技術(shù)是通過(guò)一些改良劑來(lái)實(shí)現(xiàn)土壤中污染物的去除，利用改良劑和土壤進(jìn)行混合，發(fā)揮其吸附氧化還原作用，使重金屬成為氧化物形態(tài)，進(jìn)而達(dá)到降低生物有效性的作用。該技術(shù)的關(guān)鍵是選擇經(jīng)濟(jì)、有效的改良劑，當(dāng)前采用較多的改良劑有石灰、沸石、硅酸鹽、磷酸鹽及一些有機(jī)物質(zhì)，不同的改良劑其效果不同。例如在土壤中加入石灰性物質(zhì)，提高了土壤的酸堿度，可形成重金屬類的氫氧化物沉淀；投加有機(jī)物等提高還原物質(zhì)，使重金屬形成硫化物沉淀；而采用磷酸鹽可形成難溶的磷酸鹽降低土壤重金屬污染[6]。應(yīng)用改良劑的方法可以在短期內(nèi)降低土壤中重金屬含量，但是還有一部分仍然存在于土壤之中，還存在一部分潛在的危險(xiǎn)，需要今后更為深入、細(xì)致的研究。

3.3 農(nóng)業(yè)生態(tài)措施

農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)是利用農(nóng)業(yè)耕種的方式來(lái)改善土壤的環(huán)境。主要方法有兩種，第一是農(nóng)藝修復(fù)，通過(guò)改變耕作制度、調(diào)整種植品種，以保證種植的植物吸收的重金屬不會(huì)進(jìn)入到食物鏈中，以此來(lái)降低土壤中的重金屬污染，此外還可以利用化肥的施用來(lái)固定土壤中的重金屬，進(jìn)而起到降低土壤重金屬的作用。第二是生態(tài)修復(fù)的方式，通過(guò)調(diào)節(jié)土壤中pH值、營(yíng)養(yǎng)成分、水分等，創(chuàng)造出不利于污染物轉(zhuǎn)化的條件，以達(dá)到控制重金屬污染的目的，然而該技術(shù)應(yīng)用周期較長(zhǎng)，而且效果并不顯著。

3.4 生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)是利用植物或者微生物對(duì)重金屬物質(zhì)的吸收來(lái)進(jìn)行土壤修復(fù)的技術(shù)。該技術(shù)二次污染率低，而且簡(jiǎn)單易行，適用范圍交廣。植物在不同的生長(zhǎng)時(shí)期吸收的重金屬量不同，而且被吸收的重金屬會(huì)儲(chǔ)存在植物體內(nèi)，等植物生長(zhǎng)成熟后，再將其收割并進(jìn)行重金屬的回收處理，目前可利用的植物種類多大400余種，可以根據(jù)不同的氣候和環(huán)境進(jìn)行不同的選擇。而微生物修復(fù)技術(shù)同植物修復(fù)技術(shù)雷同，都是利用其在生長(zhǎng)過(guò)程來(lái)吸收重金屬，進(jìn)而達(dá)到降低土壤重金屬的目的，有些微生物可以直接吸收重金屬，還有一些可以通過(guò)自身的作用氧化重金屬，使其成為沉淀物質(zhì)。微生物和植物修復(fù)技術(shù)可以同時(shí)進(jìn)行土壤的修復(fù)，其效果更佳。

4 結(jié)論

當(dāng)前，我國(guó)環(huán)境污染工作還存在很多問(wèn)題，尤其在土壤治理方面，雖然環(huán)保技術(shù)的不斷進(jìn)步帶來(lái)了一些土壤重金屬污染治理及修復(fù)的技術(shù)，但還不能完全解決我國(guó)當(dāng)前面臨的問(wèn)題。要提高土壤環(huán)境質(zhì)量，保障現(xiàn)有及治理后土壤環(huán)境質(zhì)量的水平，需要進(jìn)一步加強(qiáng)控制其他類型污染物的源頭排放，加強(qiáng)污染物的源頭控制及管理，減少污染的產(chǎn)生。同時(shí)，不斷提高土壤修復(fù)治理技術(shù)，讓更多受到污染的土壤恢復(fù)原有的環(huán)境質(zhì)量，以提高自然生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，保障人類健康可持續(xù)的發(fā)展。