我国土壤重金属污染现状监测及其防治浅析

姜 娜

（山东省聊城生态环境监测中心，山东 聊城 252000）

人口数量的持续增长和经济规模的快速发展使得我国在发展进程中面临着更加严峻的土壤环境问题，重金属是导致土壤污染的主要因素。2020年进行的全国土壤污染调查结果显示，我国耕地的土壤重金属超标率为20.1%，特别是汞、砷、铅、镉元素的超标非常明显，镉元素是对土壤造成污染程度最严重的重金属。深入探究土壤重金属污染状况、污染来源、污染发展才能够更有针对性地进行污染防控，从源头减少土壤重金属污染造成的影响。土壤重金属的来源非常复杂，重金属在土壤中受到多种因素影响后会不断累积并发生迁移，遭遇重金属污染后的土壤的空间特性更加复杂。在面对土壤重金属污染时必须要准确进行监测才能够更好地完成重金属污染来源分析，明确重金属污染的变化情况，采取更具有针对性的重金属污染防治措施，从源头控制土壤重金属污染。

1 土壤重金属污染概述

土壤中的重金属主要来自于人为来源和自然来源，土壤母质是重金属自然污染的主要来源，而人类的农业生产、工业生产和日常生活则是人为污染的主要来源。重金属通过多种途径进入土壤，围绕重金属污染的来源展开识别和分析可以确定每一种来源对土壤中重金属污染含量的影响并确定重金属进入土壤的主要途径。有色金属在采选及排放的重金属废气和废水会通过沉降和灌溉途径进入土壤，矿渣等固体废弃物则会通过溶蚀扩散途径进入土壤。矿冶活动会造成矿产周边及下游江河沿岸发生大量的重金属积累情况，由此而出现的重金属污染分布非常显著，我国土壤重金属污染主要集中于华中地区、西南地区、珠三角和长三角地区。我国土壤重金属污染的金属类型较为集中，但是不同区域的重金属污染程度有存在差异，镉-铜、砷-镉-铅为主的多种重金属复合型污染是我国土壤重金属污染的主要类型。我国民众活动范围的不断扩大和经济发展中心的转移使得土壤污染类型不断增加的同时污染程度也在不断加剧，特别是矿场和耕地的土壤污染状况尤为严重。中国的土壤重金属污染情况较为严重且总量较大，已遭受重金属污染的土壤主要分布在水资源较为丰富的地区，这些土壤在得到修复后能够有效用于农业生产，中轻度污染土壤在经过重金属治理后可以显著提升粮食产量，重度污染土壤在经过土壤修复治理后能够恢复生态功能并创造经济价值。我国土壤重金属污染问题得到治理后既能够增加我国的粮食产量并提升农民收入，更能够有效保护污染区域周边民众健康，土壤重金属污染监测及防治同时具备经济价值、社会价值和生态价值[1]。

2 我国土壤重金属污染监测现状分析

土壤重金属污染监测需要采取合适方式对土壤样品进行检测，现阶段我国采用了包括光谱分析、电化学分析、磁性检测等在内的多种监测方式，现代检测技术的有效运用能够显著降低土壤重金属污染检测和监管的难度，更能够在土壤环境监测之中真实地反映出土壤污染状况。现阶段常用的土壤重金属监测方法主要包括了现场快速监测方法和实验室监测方法，二者各有优势又各有短板，充分发挥不同监测方式的优势对于重金属污染快速高效监测具有重要意义[2]。

2.1 实验室监测方法

实验室中常用的土壤重金属监测方法主要包括了原子吸收光谱法、分光光度法、原子荧光光谱法、电化学分析法和极谱分析法，这些方法均可以用于实验室监测。例如电化学分析法就是经常使用的监测方法之一，它已经广泛用于土壤痕量元素监测，但是以电化学分析为代表的监测方式却需要首先利用土样消解对土壤样品进行处理，强酸物质的使用可能会造成土壤的二次污染。建立在特定化学反应基础之上的土壤样品分析技术书用于常量分析，结果准确且费用适中，但是前期的处理过程却需要花费大量的时间与精力，实验灵敏度和准确性也会受到不利影响。光谱分析技术的操作程序较为简单，成本投入相对较少，检测环境要求不高，这也使其成为了重金属实验室检测的常用技术，特别是在批量土壤样品检测方面具有突出优势，但是样品采集之前却需要完成细碎工作，总体效率无法得到保障，同时也影响检测结果的准确性。磁性检测也是实验室常用的检测方法，成本较低且能够提供较为全面的信息，在时间成本和经济成本控制方面具有优势，特别是能够加快图像处理和空间分析效率，但是却只能够用于磁性土壤重金属的检测，很多情况下并不适用这种检测方法。

2.2 现场快速监测方法

土壤重金属的实验室监测需要大量实验人员参与并且使用专业的实验设备及仪器，监测和实验成本较高，监测用时较长，结果等待时间很长，样品的运送和制备都会受到一些外界因素的感染与影响，进而影响到监测结果的准确性，在实践过程中无法全面落实实验室监测。围绕现有土壤监测技术展开分析能够发现，磁化率监测等技术能够在现场进行土壤重金属含量的连续监测，进而准确地判断出土壤的污染程度。众多研究者围绕现场快速监测技术展开了研究，重点关注监测效率提升监测精准优化。例如太赫兹光谱法就是一种较为成熟的现场快速监测方法，它能够支持现场重金属即时检测需求，对多种土壤样品展开更广范围的检测，未来需要对该技术的全面应用展开进一步研究和完善。

3 土壤重金属污染监测发展趋势

科技的发展催生了多种全新的检测技术，很多技术正在从实验室走向实践应用，各个监测机构也在探索全新的检测方法，其主要发展趋势包括以下几点：

3.1 监测设备智能化

土壤重金属污染的主要污染因素及成分日益复杂，传统的检测方法无法准确地检测各种污染元素及其含量，而且实验室仪器的检测精度也很难满足越来越高的监测要求。传统的实验室检测需要在样品检测之前进行一系列的土壤样品处理，例如干燥、去杂、再消解等等，这将会耗费大量的时间和精力，不利于重金属污染检测的高效进行，进而影响到土壤重金属污染监测的顺利推进。从现有发展情况和监测需求来看，未来土壤检测对于仪器设备的要求将会不断提升，确保土壤重金属污染检测能够快速完成并获得更加精确的检测结果，实现人力物力的进一步降低，智能化设备的大量应用能够减少人为因素造成的干扰和影响。

3.2 监测结果精准化

自上世纪中期以来，监测检测行业在检测设备改进创新方面进行了大量的尝试，多种仪器设备开始广泛用于土壤样品的检测，但是传统检测方式消耗时间较长且无法保证精准性。随着上世纪八九十年代，信息技术开始对实验室测试技术产生全方位影响，检测结果精度已经从mg级别提升至ng级别。由此可见检测行业的持续发展特别是技术设备的研发使得检测精度得到了有效提升。在可以预见的未来，高光谱遥感探测技术的研发与应用将会进一步提升检测结果的精度，为土壤重金属检测提供更加准确的依据。

3.3 监测技术联动化

传统的土壤重金属检测技术方法过于简单且技术短板较为明显，例如精准度较高的检测技术存在耗时长、设备价格高昂、维修使用成本偏高等等不足，检测简洁快速的检测技术则存在结果精度不足、无法满足现阶段土壤重金属检测标准的问题。因此在未来将会进一步探索将不同检测技术联合使用并实现优势整合的全新方法，实现监测技术的联动化发展[3]。

4 我国土壤重金属污染策略与建议

4.1 政府主导，加大环境监管治理力度

土壤重金属污染对生产生活及环境保护均具有非常不利的影响，政府在土壤污染监管和生态环境综合治理等方面均发挥着关键性作用，政策法规的制定能够有效引导和规范环境治理修复产业的持续发展。在环境污染监管方面应该依据环境保护标准实现工农业生产过程的监管强化，重点监管矿产资源开发活动及企业污染物排放情况，有效监控污染物并开展专项执法检查活动，主要监管检查内容包括存储设施、治污设施、周边环境管理等等。环境管理部门要强化未污染土壤的保护力度，在保护区域内制定更加严格的环境准入制度，同时也要严格控制污水灌溉及污泥农用，避免对耕地造成新的污染。在土壤污染治理方面要根据不同土壤污染情况的差异制定分类管理策略，轻度重金属污染的土壤可以采用非粮作物修复或农艺调控措施，重度重金属污染的土壤则可以采用物理化学修复或种植结构调整方式进行治理，分类手段的应用既能够实现重金属污染治理，又能够有效控制成本。政府主管部门应该积极与科研院所及企业展开合作，积极将重金属污染治理和土壤修复的最新科技成果投入实践应用，通过有效政策引导社会资金全面参与投资，进一步强化土壤重金属污染的防治力量[4]。

4.2 科技驱动，强化技术集成创新探索

土壤重金属污染治理需要实现污染各个技术环节的全面完善，从源头完成废气、废水和废渣的全面治理，将其与资源高效利用技术更好地整合，结合各个工程的实际情况采取有效的干预措施。在土壤污染治理环节要充分发挥减量灭活修复治理技术，现有的生物技术、化学技术、工程技术均存在单一性问题，因此需要对现有技术进行进一步的改进优化，结合国内外的先进技术和经验实现全面修复，有效控制修复效率和修复成本，建立高效的土壤重金属污染防治体系。技术集成与创新可以根据各地的实际情况和各个区域的差异构建起分区分类分级的环境质量控制系统，展开环境风险评估并为环境修复提供技术支持。

4.3 示范先行，构建污染防治示范区

土壤重金属污染防治需要国家政策的全方位支持以及法律法规的规范引导，更需要地方政府部门与环境保护部门展开密切合作，同时也需要社会企业以及公众的全面参与，最终形成土壤重金属污染防治联盟，借助联盟力量及协同创新展开因地制宜的智力与修复。根据我国现阶段土壤重金属污染情况以及治理情况，应该尝试建立起监测、生产、治理协同的防治模式，将地方规划与环境治理有效结合起来，重点关注重金属污染较为严重和危害较为突出的区域，例如广西环江、湖南石门、湖南株洲等地，将成熟的监测技术和治理技术在这些地区大规模应用，逐渐形成规模化的工程示范区，在完成土壤重金属污染治理的基础上构建起综合性试验示范区，推动经济效益、生态效益与社会效益的全面统一，强化重金属污染的网格化检测以及技术成果的全面展示。在工作成果示范的构成中结合不同地区的实际情况构建起因地制宜的综合系统解决方案，进而在全国其他同类型地区推广和应用，以点带面地完成重金属污染的全面防治，切实发挥土壤重金属防治示范区的样板功 能[5]。

4.4 市场带动，探索重金属污染产业防治

我国依然面临着非常严峻的土壤重金属防治任务，环境修复也存在着广阔的市场前景，特别是连片地区的重金属污染治理工作必须要建立在先进技术的工程应用和产业发展基础之中。全面提升技术装备水平、产品技术水平以及整体服务水平对于土壤重金属污染防治具有重要意义，特别是土壤重金属的稳定固化、污染土壤低成本高效修复、生物治理、二次污染处理、资源回收利用等等技术能够在大规模重金属污染土壤治理中发挥关键性作用。面向土壤重金属污染治理需求展开产业化创新探索并逐渐实现工程示范应用推广是现阶段关注的重点，引导科技企业及环保企业研发具有更强可靠性和稳定性的修复产品对于整个行业发展具有关键性作用，在未来应该进一步明晰产业化的目标，整合不同部门和不同行业的力量，研发具有更强市场竞争力和更低成本的修复技术、国家和相关部门通过政策倾斜吸引社会力量加大投入，共同展开污染控制和环境修复，探索切实可行的商业模式，将技术成果转化为多重收益，逐渐实现我国土壤重金属污染状况的全面好转。

5 结语

现阶段我国土壤重金属污染情况依然严峻，针对实际监测需求采取不同的监测技术对于环境治理具有重要意义，土壤重金属污染检测技术也将随着科技的发展与时代的进步不断创新与革新。通过政策法规及政府力量的引导，社会各界的共同参与以及科学技术的有效发展，我国将逐渐构建起土壤重金属污染防治的科学模式，进而实现土壤重金属污染的有效防治，为生态环境保护以及土壤资源高质量利用提供支持，推动经济利益、社会效益、生态效益的全面丰收。