修复土壤重金属污染刻不容缓

修复土壤重金属污染刻不容缓

“重金属”是土壤的毒药，近些年随着城市化的不断深入，废弃物数量、农用化学物质等逐年增加，其中的重金属会随着粉尘、淋溶水进入土壤，并被土壤过滤、吸附而累积，导致土壤重金属污染日益严重，直接或间接地影响食品和饮用水安全，土壤重金属污染修复已刻不容缓。

土壤重金属污染从何而来

生活中重金属无处不在，如大气中重金属沉降、农药化肥的使用、含重金属污水灌溉、含重金属废弃物的堆积等。因此，在工矿企业周边、公路附近的土壤，城市污水灌溉和施用有重金属的肥料、农药的农田容易聚集重金属，产生重金属污染。

空气中的重金属主要是家庭燃煤、采矿和冶炼等企业含重金属污染物的废气，污染物通过风和重力的作用降落到地面或者通过降雨、降雪等过程聚集在土壤中。农业生产中使用的化肥、有机肥、污泥或垃圾堆肥等长期不合理使用，也会导致土壤重金属污染。某些农药中含有汞、砷、铜、锌等重金属，地膜在生产过程中加入含有镉、铅的热稳定剂，也加重了土壤重金属污染。城市污水中含有一定量的重金属离子，利用城市污水为近郊农业灌溉也导致土壤中重金属Cd、Cu、Hg、As等含量不断累积。此外，含重金属的废弃物经长期堆积和风吹雨淋之后，其内部污染活性较高的重金属以辐射状向周围水体、土壤扩散，造成地下水的污染，最终危害人体健康。

土壤重金属污染如何防治

源头控制：对土壤重金属污染治理首先需要控制源头，具体为：控制排入大气的重金属含量，包括调整废气处理工艺、设备，减少排放烟气和粉尘中重金属含量；通过对含重金属废水回用、零排放工程（包括厂区地面清洗水和初期雨水收集处理）和高效净化、水质稳定技术应用，减少排入水体中的重金属含量；减少使用含重金属的肥料、农药；固定堆放废渣中重金属的溶出。

消除污染：由于重金属对土壤的污染具有不可逆转性，已受污染的土壤利用价值受限制，只能主要通过调整种植品种来加以回避，或者采用化学清洗、置换，以及植物富集后进行集中处理等方式综合治理，消除重金属污染。

1）原位修复技术。原位修复适用于轻度污染的土壤治理工程：（1）生物修复。利用微生物、植物和动物将土壤、地下水中的危险污染物降解、吸收或者富集的生物工程技术系统，适用于单一或特殊的污染土壤的修复。（2）重金属稳定剂。适量投加重金属稳定剂减缓重金属释放和植物吸收，将污染物固定在一定区域的土壤中，适用于难以吸收和浸出的污染土壤的修复。（3）抽取修复。抽取受污染地下水脱出重金属后就地回灌，必要时用特定溶剂注入土壤中洗脱出重金属污染物，适用于容易浸出的污染土壤的修复。（4）电动修复。主要是通过在包含污染土壤的电解池两侧施加直流电压形成电流梯度，将土壤中的污染物质通过电荷转移、电渗流或电泳等途径带到位于电解池两级处理室中并通过进一步处理实现污染土壤的解毒。该方法适用于毒性大、导电性强的污染土壤的修复。

2）异位修复。（1）挖掘换土。通过机械、人工等手段，使污染土壤离开原位置（与其他低含量土拌合稀释）进行处理（化学法或电动法等去除重金属）、利用（浸出回收重金属或者按标准作为生产建筑材料的原料配料）、处置（稳定化后安全填埋），同时用合格的土壤（客土）回填至原污染土的取土区域，恢复原有功能或符合规划的土壤环境质量标准要求。该方法适用于面积大、浓度略有超标、深度浅的污染土壤的修复。（2）化学淋洗。先挖出受污染土壤，用特定溶剂注入土壤中洗脱出污染物，再将包含重金属的液体抽取出来进行分离和净化处理。洗净后土壤与原土拌合符合规划的土壤环境标准要求后回填。（3）热处理。通过加热方式，将一些具有挥发性的重金属如汞、砷等从土壤中解吸出来，或者进行热固定等。该方法适用于受挥发性重金属污染的土壤修复。（4）稳定/固化。物理上隔离污染物（如沥青包裹、防水密闭包装）或将污染物转化成化学性质不活泼态，需要在土壤中加入化学试剂或化学材料使土壤中重金属不再溶出，并且建设具有防渗防水淋溶的填埋库。该方法适用于污染较重、没有利用价值或上述处理成本较高的污染土壤的修复。

对于轻度污染场地可通过施加改良剂、控制土壤氧化—还原电位、采用植物修复等措施改善污染情况。首先通过施加改良剂使重金属固定在土壤中，如添加有机质可吸附重金属量。施用重金属吸收抑制剂（改良剂），即向土壤施加改良抑制物（如石灰、磷酸盐、硅酸钙等），使它与重金属污染物作用生成难溶化合物，降低重金属在土壤及土壤植物体内的迁移能力。这种方法起到临时性的抑制作用，时间过长会引起污染物的积累，并在条件变化时重金属又转成可溶性，因而只在污染较轻地区尚能使用。其次，控制土壤氧化—还原条件也是减轻重金属污染危害的重要措施。据研究，在水稻抽穗到成熟期，无机成分大量向穗部转移，淹水可明显地抑制水稻对镉的吸收，落干则促进水稻对镉的吸收。但砷相反，随着土壤氧化-还原电位的降低而毒性增加。重金属元素均能与土壤中的硫化氢反应生成硫化物沉淀。因此，加强水的灌溉管理可一定程度地控制重金属的危害。

最后，有轻微污染的土地可种植树木等非食用或非饲料作物等植物工程技术进行修复以减少污染物进入食物链的途径，或利用某些特定的动植物与微生物较快地吸走或降解土壤中的污染物质，从而达到净化土壤的目的。研究证明蕨类植物蜈蚣草对砷具有很强的超富集功能，其叶片含砷量高达8‰。蜈蚣草能通过根系吸收土壤中的砷，然后把它们存到叶片中。堇菜也是土壤修复的能手，它的主要作用是除铅、镉，而且这种植物非常赖活，南方北方都能生长。植物修复既能美化环境，又能清除土壤内的重金属隐患，实施后效果好，成本低，而且土壤结构未受破坏，安全可持续，是目前治理土壤问题最有效的办法，适用于在土壤中重金属含量达标的或个别偏高的地区。

对于重度污染场地可利用物理（机械、膜等）、物理化学外加设施等方法治理污染土壤，主要有隔离法、清洗法、热处理、电化法等，这些方法对污染重、面积小的土壤重金属治理具有较好的效果。但同时存在投资大，可能破坏土壤结构，使土壤肥力下降等很多弊端。美国路易斯安那州立大学用电化法修复重金属污染的土壤，其原理是在重金属污染土壤中插入电极，然后通入低频直流电流，重金属离子就会在电场的作用下定向移动，并在电极附近聚集，以达到去除土壤中重金属的目的。此方法主要适用于水分充足的污染土壤的治理，如低渗透性的粘土和淤泥土，对于传导性差、渗透性高的砂质土壤的修复效果较差。还有磁分离技术、阴阳离子膜代换法、生物反应器等技术，虽然大多数处于试验探索阶段，但只要积极吸收、转化新技术、新材料，在保证治理效果的基础上降低治理成本，提高工程实用性，均有着重要的实际意义。

土壤修复应该采取政策主导，去年颁布实施《土壤污染防治行动计划》（“土十条”）明确提出到2020年，全国土壤污染加重趋势得到初步遏制，农用地和建设用地土壤环境安全得到基本保障此外，实行土壤污染治理与修复终身责任制，坚决守住影响农产品质量和人居环境安全的土壤环境质量底线。

（本刊整理）