重金属污染土壤环境影响评价及修复方法探寻

2020-02-25胡德琪王旗超

中国应急管理科学 2020年8期

胡德琪王旗超

摘要：土壤是人类生存及人类社会发展的根本，但是在近年来土壤环境受到重金属污染的状况逐渐严重，重金属污染是各种威胁人类生存的污染因素中最严重的污染种类之一。造成重金属土壤污染的原因有很多，主要可分为两大类，一类是自然原因，另外一类是人为原因。金属对土壤环境的污染是一个逐渐富集的过程，由于重金属污染土壤环境给人类生存带来的威胁越来越严重，近年来，我国环境保护的相关部门以及社会各个阶层，都逐渐加大了重金属对环境污染的管控力度。

关键词：重金属污染;环境影响评价;土壤污染修复

引言：自从上世纪六七十年代开始，我国的经济逐渐发展，无论是人类社会的生活还是生产，都在向着高、精、尖的方向发展。但是在人类社会高速发展的背后，正如恩格斯所断言，倘若人类社会的进步以牺牲自然为代价，那么终将有一天自然会以同样的方式，报复人类。重金属土地污染对人类的危害正是对恩格斯这一说法的有利证明。在经过距今天将近半个世纪的发展历程中，我国政府和社会各阶层在一次又一次的自然灾害中，逐渐认识到了保护环境的重要性。我国的发展理念从最初的片面发展经济，转变为人与自然和谐相处，但是长达半个世纪之久的对环境保护的忽视，使化工、农业、工业，以及人类的日常生活给环境带来了严重的污染。近年来，土壤中重金属含量逐渐增加，造成土地资源的严重污染。本文拟从重金属土壤污染的影响评价入手，分析解决重金属土壤污染的办法，以期缓解或解决重金属给土壤带来的污染，为相关方面的研究和人类社会的发展做出贡献。

一、重金属污染土壤的基本情况

1.造成重金属污染土壤的原因

重金属是金属的一个类别，是指密度大于4.5金属物质。造成重金属污染土壤的原因有很多，在大体上可以分为自然原因和人为原因两种。

自然原因主要是由于自然气候给岩石带来的风化影响。在自然界中的日晒、风吹、雨淋，等等自然现象，使成土母质风化，风化后的成土母质中原本含有的金属物质沉淀，长时间富集的金属物质，给土壤造成污染，这是其一。其二是受自然环境影响，风力和水力对土壤的搬运，使分散的土壤中原本含有的重金属物质在某一地方集聚起来，经过长时间的沉淀后，形成对土地的污染。但是土地是具有一定的自我净化能力的，自然环境给土地造成的污染可以通过自然的自我净化解决，真正给土地造成严重的重金属污染，并且难以解决的是人为因素所造成的污染。

人为原因是给土地造成重金属污染的主要原因，人类社会给土壤造成的重金属污染，随处可见，比如燃油车燃烧的化石燃料后在汽车尾气中排出的含有重金属的气体，虽然以一种气体的方式被排放在空气中，但是经过大气循环之后，空气中的重金属物质在大气层中逐渐凝结，当大气层中的水汽结晶逐渐增大，直到密度大于水蒸汽时，这些重金属物质便会由于气象原因，附着着水汽变成的雨水，最终落在土地上，从而造成重金属土地污染。工厂中排放的工业气体，也会在一定程度上造成土地的重金属污染。工厂燃烧化石燃料排出的气体中含有的微粒密度可能比空气的密度大，这些含有重金属物质的微粒会直接落在土地上，造成重金属污染。除此之外，还有工厂在生产时排放出的未经处理或者处理不够彻底的工业污水，这些污水流经的地方会给土地造成严重的重金属污染。在人为原因给土壤造成重金属的污染中，发展农业给土壤造成的污染也占有很大比重，随着生物技术的发展，在发展农业时，为促进农作物的生长，减少病虫害，农民会在农作物上喷洒大量的农药，这些刚开始附着在农作物表面上的农药，会逐渐的沉积到土地上，给土地造成重金属污染。工、农业的发展以及交通工具燃油给自然环境造成的污染，这些原因是可被察觉的，还有一些不容易被察觉的原因，比如电子产业的发展等等。

2.土壤重金属污染的影响评价

土壤在受到重金属污染之后，不仅会对土壤的生产力产生一系列的影响，还会在很大程度上危及到土地上所生存的物种和种群，从而给生物链甚至整个生态系统带来多米诺骨牌式的连锁反应。针对土壤重金属污染的情况，部分对重金属土壤污染造诣深厚的科学家和研究者对这方面做出了研究分析。

以重金属土壤污染的程度，与植物种子发芽率之间的关系为例，从而研究分析，重金属土壤污染会给土壤生产力带来怎样的危害。首先用量杯挑选发芽率相同、种子胚胎饱满且均匀的大麦种子和等量的玉米种子。把这两类种子各自分为重量相同的两份A（大麦）、B（大麦）、C（玉米）、D（玉米）。然后挑选受重金属污染程度不同的土壤E（受重金属污染程度较高）、F（受重金属污染程度较低）。假设其他条件相同，在受重金属污染程度不同的土壤中，种植大麦和玉米。在土壤E中分别种植A和C，在土壤F中分别种植B和D。在其他条件相同的情况下，一周后，发现受重金属污染程度低的土壤中种出的两种作物发芽率比较高，反之，发芽率则比较低。因此，如果没有及时对受到重金属污染的土地进行降污处理，那么很可能会严重的影响到种子的发芽率，而且即便种子发芽，受到重金属污染的土壤，也不利于作物的生长，受污染的土壤会使作物生长速度降低，给农业生产带来不利的影响。

在进行重金属对土壤污染情况的影响评价时，不能仅仅把目光放在重金属对土壤的污染上，还要关注到重金属污染对土壤上的植被生长，对整个生物链，乃至对整个生态系统的影响。在提出具有针对性的解决方案时，不能一概而论，需要考虑全面，并且对不同问题进行细化的分类，然后再提出具有针对性的解决方案。比如说实验对照组的设置上，玉米和大麦虽然都是农作物，但是其生长对于环境的要求不同，对于土壤中金属物质含量的需求也不同，因而就需要考虑到在进行实验和设置对照组上，这两种不同作物自身对于生长环境的需求可能会给实验的结果带来干扰。

3.重金属污染土壤影响的辐散性

重金属对土壤产生污染之后，还会产生一系列的连锁反应。比如，被重金属污染过的土壤在过滤地表水时，在水从地表渗入，经过层层过滤，成為地下水时，土壤中的重金属物质会附着在水上，给水源造成污染。水具有流动性，被污染过后的水源会跟着大气环流散落在其他地方，因此造成“辐散”效应。再加上重金属污染具有不易察觉的特点，只有当重金属的量积累达到一定程度并且对人类的生活和生产造成严重影响时，才会被发觉。这使得被重金属过来的土壤不能及时得到修复，因而扩大了重金属污染土壤的影响。

4.对重金属土地污染的原始情况进行评估

对重金属土地污染的原始情况进行评估，也称为“本底值调查”。所谓“本底值调查”是对土地没有被污染时的各项指标做调查，是除受重金属污染影响之外，其他因素给土壤成分造成的影响，比如土壤的酸碱性、人为原因和自然原因给土地造成的荒漠化程度，土壤原始成分分析等等。通过这些分析所得出的数据，与受重金属污染厚的土壤中各项数值进行比对，全面的分析重金属会给土地造成的影响，以及重金属污染给土地价值造成的影响，从而对重金属土地污染作出全面，而且合理科学的分析，然后对重金属污染土壤环境进行评价。

二、重金属土壤污染的修复方法

被重金属污染过后的土壤，无论是用于种植业，还是用于养殖业，其使用价值都会大打折扣，因此，对重金属土壤污染的修复势在必行。因为产生重金属污染的原因不同，所以解决方法也相异。

1.重金属土壤污染的修复原理

虽然修复重金属土壤污染的方法有很多种，但是修复原理在大体上只有两种，对于重金属土壤污染的修复方法是针对重金属在土壤中的形态所决定的。这两种不同原理的使用条件是根据重金属在土壤中的不同形态所决定的。

如果重金属在土壤中是以固体的状态而存在，那么一般采取移位修复的方法，即转移土壤中的重金属污染物，把被重金属污染的土壤送到净化厂进行净化处理，然后对原来取土的地方进行掩埋，以此达到净化土地的效果。如果重金属在土壤中是以分散的状态存在，而且分布的面积比较广泛，那么采用同位修复的方法。即在原地对受重金属污染的土壤进行净化处理，在横向上主要是缩小受重金属污染的土壤面积，在纵向上则是逐渐净化土壤中受重金属污染的程度和降低土壤中重金属的浓度，以此达到修复重金属污染土壤的效果。这两种方法在使用时应该结合具体情况而定。据不完全统计，重金属在土壤中的污染如果只靠土地自身的自净能力，可能需要100到200年左右的时间才能完成自我净化，因此，如果土壤中的重金属污染程度比较严重，而且污染物是除土壤之外的有形物体，总可以采用移位处理的方法对被污染的土壤进行净化处理，如果被污染的土壤中找不到重金属辐散源，而且被污染的土体体积比较大，则使用同位修复的方法。

2.重金属污染土壤环境的主要修复方法

修复被重金属污染的土壤主要可以分为三类，分别是物理修复、化学修复和生物修复三种，与重金属污染土壤环境的修复原理一样，修复土壤的主要方法在使用时也要结合土壤被污染的程度和被污染的原因与能够有效缓解或修复污染的具体方法进行具体的分析。

物理修复：对被重金属污染的土壤进行物理修复，也就是通过移位修复的方法，对重金属土壤污染进行治理，通过挖掘，转移，机械通风、土体回填等一系列操作，使原有的被污染的土体被净化，从而达到净化重金属污染的效果。这种方法虽然简单，容易操作，技术含量不高，但是执行起来具有一定的困难，工程量过大，执行工作的员工工作压力大。

化学修复：化学修复是指利用重金属的化学特性，对被重金属污染的土地使用化学的方法对土壤中的重金属通过化合、氧化、过饱和等化学反应，对土壤中的重金属进行分解和消除，从而达到净化土壤的效果。相对于物理修复而言，化学修复的效率更高，而且见效快，但是化学修复也存在着不能忽视的弊端。在进行化学修复时，一定要对修复的过程严格按照标准作业，如果发生化学泄露或者是化学反应的比例不标准，则可能会由于不正确化学反应而产生其他的有害物质，对环境造成有害的影响。除此之外，化学修复的造价要比物理修复的造价高。

生物修复：所谓生物修复，顾名思义，就是运用生物自身所固有的特性来分解重金属物质，从而修复被重金属污染的土壤。生物修复的方法也有很多，包括种植能够吸附重金属的植物，在土壤中引进蚯蚓等方法，都能够有效地净化土壤。这种方法到目前为止是我国国内使用范围最广泛，而且是最科学、最经济、副作用最小的一种方法。比如可以在受重金属污染的土壤上种植能够吸附重金属的观赏类植物，比如海州香薷、鸭跖草、滨蒿、艾蒿等，这些植物不仅具有观赏价值，有的植物比如，艾蒿，还具有一定的医学价值。使用生物修复的方法，在进化重金属土壤污染的同时，还能带来一定的经济效益。

3.重金属土壤污染修复的注意事项

在进行对被重金属污染土壤的修复时，要注意采取的净化措施与当地的实际相结合，应该对三种修复方法进行假设和比对之后，再选择最合理的修复方法。无论是选择哪一种修复方法，都要注意对工作人员劳保用品的发放，还要注意要按要求、按规定、按章程工作。

三、以锦州市对重金属土壤污染的修复办法为例

1.概况

锦州市位于我国辽宁省的西南部，在世界地图中，位于欧亚大陆的东部，属于大陆性季风区，在錦州市范围内，有多条山脉分布，整体地势北高南低。

2.土壤采样以及重金属污染土壤影响评价

以锦州市整个区域的面积为采样对象，在单位面积上，把锦州市划分为n个相等的区域，对每个不同的区域进行采样，运用离子发射光谱法、原子荧光测定仪、X射线荧光光谱法等方法分析锦州市土壤中重金属含量。

研究发现，锦州市土壤被污染情况较为严重，而且对于锦州市的农业发展具有很大影响，造成锦州市土壤污染的原因主要有纺织业、冶金业、塑料业，以及农业生产中所使用的含有铅和镉的化学农药。

3.修复方法

由于锦州市受重金属土壤污染比较严重的是农业，因此选择种植一些能够吸附重金属微粒的作物，主要方向是改变作物类型，转变农业发展方向。对于工业生产所排放出的污水和含有重金属微粒的气体进行化学修复。

四、结语

重金属土壤污染，不仅会影响土地的利用价值和土地的生产力，可能还会由于大气环流等自然气候因素，形成一系列连锁反应，造成土地上生物的非自然死亡，甚至会形成生物的变异，因此，对重金属土壤污染进行影响评价以及综合被污染的情况来进行修复志在必行而且任重道远。