土壤污染防治与修复研究

黎宝仁

（韶关市环境污染控制中心 广东韶关 512000）

引言

工业制造在推进过程中，发展粗放，有些地方污染物排放不受控制，土壤作为各类污染物，特别是重金属的最终受体，受到了一定的污染，且与大气污染、水污染相比，土壤污染具有滞后性和隐蔽性的特点，不易被发现，但一旦出问题，将会造成严重的后果，比如二十世纪六七十年代在日本富山县发生的水俣病事件，因居民长期通过口、皮肤和呼吸摄入重金属，造成重金属积累，从而发病；相似时间在美国发生的拉夫运河事件，因居民长期居住在受污染的地块，长期经口、皮肤和呼吸摄入重金属，从而造成大量居民发病，教训不可谓不深刻。相比起发达国家，我国土壤污染防治起步较晚，基础较弱，土壤修复产业发展尚不成熟，尤其需要我们共同努力，发展土壤污染修复技术。

1 我国土壤污染现状

土壤与水和空气一样，是构成生态系统的基本要素，是生命之基和万物之母，是我们赖以生存的物质基础，也是农产品质量安全，保障人居环境安全的重要部分。但是，我国土壤污染状况不容乐观，甚至有恶化趋势。为此，我国在本世纪初曾经做过全国的土壤污染状况调查，调查结果显示，土壤点位超标的比率是16.1%，若按重度污染、中度、轻度和轻微来区分，则重度污染、中度、轻度和轻微污染的比率分别为1.1%、1.5%、2.3%和11.2%，土壤污染防治已似箭在弦上不得不发。为此，我国在2016 年制定了《土壤污染防治行动计划》，在2018 年制定了《中华人民共和国土壤污染防治法》，以指导我国的土壤污染防治步入正轨。

2 我国土壤污染管理思路

2.1 预防为主和保护优先

预防就是在事前采取预测、防范、分析研究等手段，提前防止土壤污染，或者提前制止污染物侵入土壤的可能。这是根据土壤污染具有滞后性和隐蔽性，不易被发现，但一旦出问题，将会造成严重后果的特性决定的。土壤作为各种污染物特别是重金属的最终受体，具有长期累积性，土壤的自净能力又相当有限，如不进行源头预防，将会造成严重的后果。保护优先指的是在预防的基础上，根据土壤的特性，保护土壤不受外界的侵害。因为土壤污染与水污染、大气污染不同之处在于土壤污染的治理成本非常高，治理难度相当大，治理周期也很长，与其开展治理了，不如在污染之前保护好土壤不受污染物侵入。

2.2 分类管理和风险管控

分类管理指的是根据土壤地块的用途和特性，分类进行调查、保护、修复和使用，因地制宜，不同的地块采用不同的管理办法，这是因为我国实行土地用途管制制度，国家通过编制土地利用总体规划规定土地用途，把土地划分为未利用地、建设用地和农用地。建设用地是用来建造建构筑物的土地，农用地是生产作物的土地，除此之外则为未利用地，考虑到成本，不可能且没有必要对所有的土地都进行修复。对于未利用地，我们防止其受破坏和污染；对于建设用地，我们根据需要对其进行初步调查、详细调查、风险评估和修复；对于农用地，我们严格管控受污染耕地，安全利用轻微污染农用地，优先保护未污染耕地。对于那些已经受污染的土壤，如果能保证其安全利用，则我们无需对其一律进行修复，只需对其进行风险管控，如采用替代种植和农艺调控的措施。

2.3 污染担责和公众参与

秉持着谁污染谁治理的原则，造成土壤污染的主体必须承担土壤修复的责任，土壤污染防治包含一系列的环节和工作，包括风险源识别、场地调查、风险评估、风险管控和土壤修复等，这些过程都需要人力和资金来支撑，污染土壤的主体负有实施土壤污染防治的责任，如果责任主体变更，则由变更后承继其债务债权的个人或单位履行土壤污染防治责任，并承担相应费用。土壤污染防治的最终目标是改善人居环境，避免土壤污染物通过任何途径进入人体，影响人体健康，因此土壤污染防治也需让公众充分参与，积极回应民众诉求，通过征求公众意见、公开举报途径、公开土壤信息等方式，坚持公众参与，让法人、公民和其他组织充分享有知情权和参与权。

3 土壤修复技术

3.1 实用技术选取原则

在可操作性上，修复治理技术应该在目前的政策、政府管理体制、经济机制、技术水平等方面是可以操作运行的；在可行性上，修复治理技术从我国目前的现状水平出发，充分考虑现有土壤改良技术、队伍、设备等的能力；在经济上，修复治理技术应兼顾考虑目前在费用方面的实际承受能力和今后的经济发展前景；在技术上，治理技术和修复技术选择可以达到目标的最简化的途径或方法。

土壤修复治理实用技术分为翻土/换土法、改良法、植物修复、稳定法、淋洗法、电修复法、固化法、动物修复和微生物修复法等。不同类型修复方法，各有其优点，同时也有不同适用范围。如表1 所示比较不同修复方法的优缺点。

表1 不同土壤修复方法的优缺点

3.2 酸性土壤修复技术

酸性土壤污染是土壤污染较典型的一个类型，综合考虑酸性废水的综合处置及重金属去除方法的适用性，一般在工程应用中采用化学沉淀法、氧化还原法、絮凝沉淀法、物理吸附法、生物化学法和植物修复法，每种技术简介及适用性对比如表2。

表2 酸性重金属废水治理技术比较

4 土壤修复案例分析

某矿尾矿库采用原位基质改良技术+种植高耐酸型植物技术，对尾矿库进行生态修复，在治理区内建立免维护、不退化、制备覆盖率高达85%以上的生态系统，土壤中形成植物-微生物群落，实现生物多样性，控制尾矿库土壤酸化，场地土壤pH 值达到4-7，具体修复流程如图1 所示。

图1 土壤修复工艺流程图

考虑项目实施地表层板结严重、极端酸性、贫瘠和重金属毒性等影响植物生长的主要限制因素，配置组合型土壤调理剂。主要从改良尾矿表层板结结构、提高尾矿养分状况、降低尾矿重金属毒性、提高尾矿表层pH，并预防其酸化几方面综合考虑，选择园林绿化废弃物、蘑菇渣、塘底泥、粉碎秸秆、碱渣废弃物、生物炭等原材料按一定的比例组成。利用强碱快速中和已经存在的酸性氢离子，同时利用有机两性胶体粒子（有机肥+生物炭），通过缓释的过程，隔绝氧气，抑制氧化过程。在此基础上，利用磷酸盐+表面活性剂抑制嗜酸微生物的活性，络合三价铁离子等多重机制过程，抑制尾矿反酸反应的发生，使尾矿土壤本体长期维持在弱酸环境条件，有利于植物的成活。结构板结主要通过园林绿化废弃物、秸秆等改善。

4.1 土壤改良要点

采用合理的耕作模式改变土壤电导率、氧化还原电位，抑制土壤产酸与稳定重金属。土地备耕、种植条沟形成后经过雨水或人工灌溉进行土壤有毒物质沉降与淋溶，稀释耕作层土壤酸性。对已完成备耕、淋溶的土壤，采用物理、化学、生物的方法进行一次全面的本底、表层土质改良，表层面施中和剂、土壤改良基质等土壤改良材料；树穴、条沟内加施石灰、土壤改良物质作底层改良基质，进行深层土壤改良。采用各种土壤改良措施调整土壤pH 值，增加土壤有机质含量及消除土壤中的有毒物质，改良土壤结构。实施土壤改良过程前期酸化预测与土壤改良过程中的全过程酸化控制，全过程营造有益微生物生长的适宜环境，切断产酸微生物的生长繁育途径，引入与培育有益微生物，通过有益微生物的作用持续改良土壤。对土壤改良增肥：采用腐熟土培肥以及有机肥，采用根际土壤处理调控技术与合理耕作相结合；培育微生物的分解特性，加速土壤熟化以改良土壤，强化自净作用，加速自然循环。

4.2 植被修复要点

依据地形条件做好植被品种的筛选，主要选择当地乡土品种，防止外来物种入侵。物种选择的依据，一是“适地适树、适地适草”，长期植物选择以当地优势乡土野生植物，选择速生、再生能力强、易繁殖、固氮能力强，适合重金属污染土壤的修复植物；初始的短期植物引入先锋植物，快速形成先锋群落、快速覆盖地表，满足生物多样性和群落稳定性的要求，以生长快、种子产量高的豆科植物迅速稳固表层，先形成先锋群落再逐步实现植物的自然演替。二是适应性，选择的植物必须耐干旱、贫瘠，耐酸性环境，管理粗放，以减少后期养护管理成本，草本植物选择速生品种，能实现快速覆盖，起到控制水土流失的作用。三是生物多样性，生物多样性与植被系统的稳定性密切正相关，稳定性差容易受到不良环境的干扰，建立一个植物、动物、微生物共生的群落生态系统，注重植物之间的生态位重叠，建立不同物种间的营养交换，保持生物多样性，选择保持四季更替的植物品种。喷播以草本为主，灌、草有机结合，保证植物种类多样性。四是立体防护。植物选择还应考虑立体防护效果，既有灌木，还有草坪和花卉，形成坡面良好覆盖、高低错落有致，既保证了植物的多样性，丰富了坡面立体层次，又增添了坡面立体防护效果。五是经济合理，充分利用坡面地形，以及有效地划分和组织坡面的空间上，以最少的投资获取最好的绿化效果为原则进行设计；充分利用矿区现有的资源，实现废弃资源的有效利用。六是景观生态性和美学。植物品种选择既要实现良好的污染治理效果、水土保持效果和生态恢复效果，还应兼顾景观和美学效果，打造出矿区靓丽的风景线。

结语

本文详细说明了我国土壤污染现状、调查结果和我国土壤环境管理的几大原则，即预防为主，保护优先，分类利用，风险管控，污染担责，公众参与，探讨了土壤重金属污染修复实际常用的几类应用技术及其适用条件，详细阐述了一种尾矿库土壤修复案例，笔者认为应深入分析土壤改良修复机理，并从节省成本、协同处理、分类治理等角度研究土壤修复技术。