土壤重金属污染防治途径研究

2019-01-03赵新雷解庆锋李胜昌

中国金属通报 2019年12期

赵新雷，解庆锋，李胜昌

（1.河南省地质调查院，河南郑州 450001；2.河南省地质科学研究所，河南郑州 450001；3.河南省地球化学生态修复工程技术研究中心，河南郑州 450001）

土壤是一种非常重要的自然资源，更是人类赖以生存的重要物质基础，是一切生命之源，但是长期以来，人们不重视对于土壤资源保护，对土壤资源过度索取。农业生产过程中滥用化学肥料，利用污水浇灌农田，含有重金属物质的动物粪便污染土壤，重金属降尘侵入，含重金属固废露天堆弃，这些都造成严重的土壤重金属污染问题，给农产品质量造成很大影响，更威胁到人们的身体健康。土壤重金属污染，现已成为经济社会持续发展的重要因素。因此，加强土壤重金属污染防治研究具有非常重要的现实意义。

1 土壤重金属污染的定义及现状

对于土壤重金属污染而言，是指土壤中一种或者是多种金属元素超过其最大承受值的现象，受到重金属污染的土壤，严重破坏其自循环能力，降低土壤质量，加重生态恶化。而导致土壤中重金属含量变化的主要因素是由于：①受自然因素长期作用影响，导致某些重金属自然产生，如受风和水因素影响，土壤重金属元素在物理化学方面会出现一定变化。②受人们生产、生活等各种因素影响，导致土壤中重金属含量不断增加，危害自然生态环境。尤其是大量使用化学农药与化肥、工业生产、冶金开采、化工制造等方面的因素影响，加重土壤重金属污染[1]。

2 土壤重金属的危害和来源

2.1 土壤中重金属的危害

伴随当前经济社会的高速发展，城市化进程逐渐加快，工业生产以及生活污水排放不断加剧，农业生产过程中污水浇灌，农药化肥的大量使用以及汽车尾气超标排放，使得土壤重金属污染问题不断加剧，由此也给土壤的结构、成分和功能带来了很大影响，造成农业减产，引发巨大的经济损失。而且土壤受到重金属污染之后，种植的农作物会残留大量的重金属，而这些农产品最终是进入到人们的餐桌，人们在食用之后，便会对自身健康构成极大威胁。伴随当前经济社会高速发展，土地资源紧张形势也在不断加剧，受土壤资源污染面积不断加大的影响，更使得本就紧张的土壤资源问题变得更加突出起来，由此也加剧了资源消耗，倘若这种情况得不到有效控制，必定会对社会可持续发展造成巨大影响。

2.2 土壤中重金属的来源

对于土壤重金属污染而言，其主要重金属污染来源于以下几个方面存在密切联系，首先，工业生产的高速发展，产生大量的废水、废物及废气，如纺织工业、矿山开采、医药、化工、钢铁冶炼、金属处理与加工，这些工业化发展引发的工业“三废”，有的直接排入到土壤当中，在降雨因素下，逐渐渗入到土壤内部，给土壤造成巨大污染。第二，伴随农业生产的快速发展，农业生产过程当中的污染问题也在不断加剧，如为了提高农产品的产量，很多农民在种植农作物过程中会使用大量的农药与化肥，这些都进一步加剧了土壤重金属污染，特别是一些农药当中含有水银、砷等重金属，化肥中铅、镉等重金属。在大量使用这些农药化肥过程中，逐渐成为土壤重金属污染的主要来源。第三就是城市固体废物污染，现在城市建设规模不断扩大，人口数量也在逐步提升，但是产生的生活废物却在大量增长。有很多生活废物得不到有效处理。而是运到城市边缘地带进行填埋与堆积，一些生活废物当中如废弃电池，含有很多含有重金属的废弃物，这些废弃物长期暴露于自然环境下，受降雨以及阳光因素长期作用，大量的重金属物质被释放出来，并进入到土壤当中，造成重金属污染。第四。当前城市交通高速发展，城市中汽车保有量逐年增长，虽然对我国运输业的发展起到了重要的推动作用，但是汽车尾气排放却成为一个严重的问题，尾气中的重金属会对土壤造成很大污染。第五，农业生产过程中污水灌溉，现代城市发展过程中，对于水资源的需求不断加大。一些发达地区对地下水过度超采，农业灌溉用水明显不足，以至于农业生产过程当中，农民不得不利用污水进行灌溉。特别是我国北方一些干旱的地区，缺水问题非常严重。虽然这些污水经过一定处理，但是其中还含有很多重金属物质，这些重金属物质随着灌溉进入土壤，对土壤造成了很大污染[2]。

3 土壤重金属污染的防治途径

3.1 加强环境监督和治理

为了有效降低生产生活当中引发的重金属污染问题，必须要充分重视人们环保意识的提升，这样才能从源头上对重金属污染源的排放进行有效控制，降低重金属污染源，避免对土壤造成重金属污染。监察机构应当进一步提升环境污染监察力度，发现土壤重金属污染之后必须要积极查找污染源，并通过有效措施进行积极控制。同时还应当从农业生产方面进一步强化环境监测工作，针对受重金属污染的农田强化环保监测与管理，并对相关资料信息进行收集整理，科学的采取有效措施进行防治，降低和控制重金属对土壤资源造成的污染。

3.2 科学环保地发展农业

农业生产过程当中，大量的农药、化肥使用也是引发土壤重金属污染的一个重要因素。因此，在现代农业发展过程中，应当将科学种植理念充分应用到农业种植实际，提升农业生产的科学化与规范化水平，合理使用化肥和农药，避免加重土壤重金属污染，通过发展科学化种植，有效从源头控制农田重金属污染。

3.3 加大土壤环保监测数据的共享

为了有效控制土壤重金属污染，应当进一步加强环境监测数据共享：第一，针对环境保护进行统一机制建设，确保环境保护管理机制的完善性，对土壤环境保护监测工作统筹安排，总体部署，并对各部门，各岗位职责充分明确，两个部门职责充分发挥好，进一步强化土壤重金属污染防治与控制工作。同时针对土壤环境保护，构建监测数据管理共享平台，对监测数据进行信息化全过程管理，为各个行业以及各个部门提供交流沟通的机会。如农业部门应当对农民朋友进一步宣传土壤重金属污染的危害性，加强教育，监管部门应当对工业三废加强监管，避免工业废弃物对土壤造成污染。各部门必须要充分重视自身职能的发挥，将管理作用发挥好，对土壤加强监管，避免重金属污染问题的发生，通过信息共享平台的构建，共同做好土壤环境保护工作。

4 土壤污染中重金属的处理技术

针对土壤重金属污染问题，采用工程修复技术进行处理，如通过热处理修复技术处理土壤中水银、砷等重金属污染，但是这种处理方法成本投入较高，而操作起来却比较简单，在处理这些挥发性的重金属污染中发挥着重要的作用。目前在土壤重金属污染处理过程中电动修复技术应用比较普遍，这种技术应用相对成熟，能够彻底对土壤重金属污染问题进行修复，而且成本投入相对较少，工艺程序也相对简单，在具体修复过程当中通过电化学条件，氧化还原土壤中的重金属污染物，使其不断聚集到电极周围，通过有效的设备进行收集与处理，对土壤重金属污染进行交换，然而，一些复杂成分的重金属污染处理效果却不理想。在土壤重金属污染处理过程中，还可以通过翻土换土与表土的方法进行处理，利用为受重金属污染的土壤转化成重金属污染的土壤，使土壤重金属污染程度得到有效控制，特别是一些污染情况较重的土壤，利用这种方法能够起到良好的处理效果，但是却无法将土壤重金属污染问题彻底解决。