土壤重金属污染及其防治

宋鹤

随着工业、城市污染的加剧和农用化学物资种类、数量的增加，土壤重金属污染日益严重。土壤重金属污染是指由于人类活动将金属加入到土壤中，致使土壤中重金属明显高于原生含量，并造成生态环境质量恶化的现象。

1.土壤重金属污染现状 目前我国受重金属污染的耕地面积近2000万公顷，约占耕地总面积的1/5。受矿区污染土地达200万公顷，石油污染土地约500万公顷，固体废弃物堆放污染约5万公顷，“工业三废”污染耕地近1000万公顷，污水灌溉的农田面积达330多万公顷。土壤污染使全国农业粮食减产已超过1300万吨，因农药和有机物污染、放射性污染、病原菌污染等其他类型的污染所导致的经济损失难以估计。由于污染，土壤的营养功能、净化功能、缓冲功能和有机体的支持功能正在丧失。

2.土壤重金属污染产生的严重后果 ①土壤污染使本来就紧张的耕地资源更加短缺。②土壤污染给人民的身体健康带来极大的威胁。③土壤污染给农业发展带来很大的不利影响。④土壤污染也是造成其他环境污染的重要原因。⑤土壤污染中的污染物具有迁移性和滞留性，有可能继续造成新的土地污染。⑥土壤污染严重危及后代子孙的利益，不利于农村经济的可持续发展。

3.土壤重金属污染来源 ①随着大气沉降进入土壤的重金属。大气中的重金属主要来源于能源、运输、冶金和建筑材料生产产生的气体和粉尘。除汞以外，重金属基本上是以气溶胶的形态进入大气，经过自然沉降和降水进入土壤。经自然沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染，与重工业发达程度、城市的人口密度、土地利用率、交通发达程度有直接关系，距城市越近，污染的程度就越重。②随污水进入土壤的重金属。污水按来源和数量可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城市混合污水等。生活污水中重金属含量很少。但是，由于我国工业迅速发展，工矿企业污水未经分流处理而排入下水道与生活污水混合排放，从而造成污灌区土壤重金属铅、镉、汞、溴、铬等含量逐年增加，随着污水灌溉而进入土壤的重金属，以不同的方式被土壤截留固定。③随固体废弃物进入土壤的重金属。固体废弃物种类繁多，成分复杂，不同种类其危害方式和污染程度不同。其中矿业和工业固体废弃物最为严重。这类废弃物在堆放或处理过程中，由于日晒、雨淋、水洗，重金属极易移动，以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散。有一些固体废弃物被直接或通过加工作为肥料放入土壤，造成土壤重金属污染。如随着我国畜牧生产的发展，产生大量的家畜粪便及动物加工产生的废弃物，这类农业固体废弃物中含有植物所需氮、磷、钾和有机质，同时由于饲料中添加了一定量的重金属盐类，因此作为肥料施入土壤增加了土壤锌、锰等重金属元素的含量。固体废弃物也可以通过风的传播而使污染范围扩大，土壤中重金属的含量随距污染源的距离增大而降低。④随农用物资进入土壤的重金属。农药、化肥和地膜是重要的农用物资，对农业生产的发展起着重大的推动作用，但长期不合理施肥，也可以导致土壤重金属污染。重金属元素是肥料中最多的污染物质，氮、钾肥料中重金属含量较低，磷肥中含用较多的有害重金属，复合肥的重金属主要来源于母料及加工流程所带入。

4.土壤重金属污染治理 ①物理防治措施。污染严重的地区宜采用排土、换土、去表土和客土等治本的方法。这些方法能根除重金属污染物。污染较轻的地区，宜采用深耕翻土的方法，这种方法动土比较少，能使表土壤中的重金属含量降低。把重金属重污染区的土壤置于高温高压条件下，形成玻璃态物质，使重金属固定于其中，达到消除重金属污染的目的。它能从根本上消除土壤的重金属污染，并且见效快。但其工程量大、费用高昂，此方法常用于重金属重污染区的抢救性修复。②化学防治措施。添加改良剂（抑制剂）。磷酸盐、石灰、硅酸盐等是处理重金属污染的常用改良剂。它们能与重金属污染物作用生成难溶化合物，从而降低重金属污染物在土壤及植物体内的迁移能力。施加重金属螯合剂，土壤中的重金属一般吸咐在土壤固体表面，在土壤溶液中则相对较少，因此向土壤中施加重金属螯合剂，能提高土壤中重金属的有效态，使之易于流动和吸收。施用重金属拮抗剂，在土壤环境中，重金属元素之间具有拮抗作用。利用一些对人体没有危害或有益的金属元素的拮抗作用，能减少土壤中重金属的有效态。因此，在轻污染的土壤中，施用少量的有重金属拮抗性的金属元素，将可起到良好的防治作用。③生物防治措施。植物吸收。利用植物吸收，可减少土壤中重金属污染物的含量。微生物降解，利用清洗剂对土壤表面附着的重金属吸入土壤溶液中，然后随清洗液流入预定的水体中与微生物作用，达到去除土壤中重金属的目的。生物防治具有效果好，不产生二次污染，投资省，费用低，易于管理操作等优点，目前受到人们的重视。④农业生态防治措施。控制土壤的氧化——还原条件，在淹水的土壤中，重金属一般以难溶态的硫化物的形式存在。因此，控制土壤水分状况及氧化——还原电位，使土壤在作物壮籽期有一个相对较稳定的水淹期，可减少重金属进入植物体内的含量，减少进入果实和籽实中的含量。改变作物品种，在重金属污染严重的地区，种植观赏植物、花卉、经济林木等。在重金属轻污染区，种植耐重金属性强的作物品种，如旱地改水田，种植水稻或者进行轮作。

目前，全国土壤重金属污染日趋严重，由于重金属污染危害周期长，污染范围广，持续时间长，污染隐蔽，而且具有生物不可降解性和相对稳定性，使得重金属易在土壤中积累，并可通过食物链不断地在生物体内富集，甚至可转化为毒害性更大的甲基化合物，对食物链中某些生物产生毒害，最终在人体内蓄积而危害人体健康。因此，应尽快对防止土壤中重金属污染及修复已污染的土壤进行重点研究。