新时期土壤重金属污染防治措施

武汉市生态环境局江汉区分局 万惠君，曾绘锦

土壤重金属污染问题受到社会的广泛重视，尤其是在当前工业化水平逐渐提升的趋势下，未对企业污染物的排放进行有效控制，就会导致土壤中重金属超标问题日益严重。土壤中的重金属主要是Hg、Cd、As、Pb、Ni、Cu、Zn、Cr 等，在土壤中的存留时间较长，而且会造成土壤的持续污染。由于重金属不能被生物降解，因此会引发严重的土壤退化问题，导致农业生产受到影响。进入到新时期以来，土壤重金属污染呈现出复杂性的特点，给防治工作带来了较大的挑战，如果仍旧沿用传统理念和方法，则会对整体防治效果造成影响。应该结合本地区土壤重金属污染的特点，制定针对性的防治方案和计划，使各项技术措施的优势得到充分发挥，促进农业、工业的协同化、绿色化发展。

一、土壤重金属污染的来源

自然来源是重金属的主要来源之一，包括了大气和土壤等。在岩石长期受到风化作用后会产生较多的重金属污染物，特别是在成土母岩当中的重金属含量较大，极易引起土壤的污染问题。在降雨、降雪和大气流通的过程中，污染物也会随之进入到土壤当中，随着污染物含量的增大而破坏当地的生态系统[1]。此外，人类活动也是引发土壤重金属污染的主要原因。随着社会生产生活节奏的加快，在农业和工业活动中会产生大量的重金属污染物，农药和化肥使用过度、工业污染物未经过严格处理等，会对周围土壤造成破坏，进而威胁人类社会的正常运转。

二、土壤重金属污染的危害

累积性、长期性和不可逆性等，是重金属污染的主要特点，这是导致污染治理工作难度较大的主要原因，尤其是在食物链当中会长期存在，造成不可逆的后果。当重金属的浓度超过相应的限值后，就会引起植物的枯萎、生长不良和死亡等，尤其是对于农作物的危害较大，不仅影响作物产量，而且容易造成食品安全问题。当土壤中重金属含量超标时，会引起蔬菜的腐烂，给农户带来较大损失[2]。重金属进入到人体当中后，会造成免疫系统的损坏，是导致癌症的主要原因之一。食物中如果含有的重金属含量较高，则容易引起中毒。土壤的盐碱化和盐渍化等问题都是由于土壤重金属污染所引起，也会随着地表径流进入到水环境当中造成水污染。

三、新时期土壤重金属污染防治措施的应用要点

（一）化学治理

化学治理技术在土壤重金属污染防治中的应用较为成熟，通过改良剂的应用可以使受污染土壤状况得到改善，重金属生物有效性得到全面控制，在工作中应该明确改良剂的性能特点，针对重金属污染状况进行科学选择。实践中可以借助于石灰对重金属污染土壤进行改良，在OH-的作用下，可以使有机质羧基和羟基发生化学反应，可变电荷数量增多，生成有机结合态重金属，CdCO3具有难溶于水的特点，能够进行集中化处理。在农业用地中运用石灰进行治理时，每公顷施用量在1500-1800kg之间，籽实含镉量下降一半，防止重金属通过食物链的累积而进入到人体当中[3]。

（二）物理化学修复

1.电动修复

在受污染土壤中施加相应的电场，能够对其中的重金属离子进行迁移，其中包括了电迁移和电渗透两种途径，在电极当中对重金属进行集中化处理。在淤泥土和黏土当中，通常采用电动修复的方式，特别是当土壤的渗透性不强时该方法的治理效果更好。土壤中重金属的浓度会由于电场作用的施加而发生较大的改变，随着时间的推移在电极附近重金属浓度逐渐上升，因此能够实现快速处理。在应用该技术时，土壤基本条件是影响整体修复效果的主要因素，除了对渗透性具有明显的要求外，也对可塑性、酸碱性和高阳离子交换容量等有所要求，特别是在低渗透性的土壤中，能够确保重金属的去除率在90%以上[4]。在实践工作当中还应该不断提高电动修复装置的性能，这也是改善修复效果的关键，尤其是在湿润的土壤中设置电极，可以提高修复效率，在选择电解液时应该注重对电极材料的保护，通常采用不锈钢材料和石墨材料等。随着生产工艺水平的提升，阳离子交换膜的性能也更强，能够降低电极液使用成本，避免造成反向扩散的状况。

2.电热修复

当土壤当中的Se和Hg元素较多时，可以采用电热修复技术进行治理。其中，低温热解处理技术在实践中得到应用，对于土壤中的Hg去除率达到85%以上。温度是影响电热修复效果的主要因素，随着温度的上升，对于Hg的去除率也会更高，但是上升到一定程度后去除率不会再发生明显的改变。随着电热修复时间的延长，也会使Hg的去除率得到提升。

3.土壤淋洗

对于土壤固相中的重金属，可以借助于淋洗液使其转移到液相当中，从而对废水进行集中回收处理，以达到控制土壤重金属污染的目的。酸性淋洗液、碱性淋洗液和螯合剂等，是几种常见的淋洗液类型。在添加重金属络合剂时可以应用PASP，不仅能够保障重金属去除率达到相关标准要求，而且该类型的络合剂具有环保性特点，不会对自然生态环境造成二次污染。当重金属以水溶态和交换态存在于土壤当中时，能够有效提高淋洗的治理效率[5]。由于在土壤中各类重金属的状态有所差异，这也会对土壤淋洗效果产生直接影响，针对其中的Cu、Zn和Pu等去除效果较好。当土壤当中存在较多的消化污泥时，能够提高重金属溶解速度，此外好氧污泥的添加也能够达到良好的去除效果。在酸性土壤中运用淋洗技术，能够使重金属的淋出率提升，最佳pH要在4以内。

（三）生物修复

1.植物修复

相较于物理修复技术和化学修复技术而言，生物修复技术具有环保性的特点，不会对自然生态系统造成二次污染和破坏，因此也成为实践中常用的治理手段。借助于植物的代谢活动，能够对重金属污染物的浓度进行控制，达到无害化处理的目的，增强生态系统的稳定性，使其生态性得到恢复。此外，生物修复技术的成本投入较少，具有良好的经济性特点。通过培育植物或者利用自然植物，能够对重金属污染土壤进行修复，该技术能够充分发挥植物的富集作用，通过集中处理的方式提高污染治理效率[6]。比如在重金属治理中可以运用白菜，而添加适量的乙二胺四乙酸，则能够使重金属的提取效率得到提升，在治理Cu污染、Zn污染和Cd污染中的效果较好。而对于IB族重金属元素，则可以借助于陆地棉进行富集和治理。

2.微生物修复

重金属含有大量的毒性，采用微生物修复的方式能够充分体现微生物的降解作用，针对土壤当中的重金属进行吸附和累积。根际微环境也会由于微生物的存在而得到改善，有助于各类植物对重金属进行吸收、挥发和固定等。在实践中，可以运用黑曲霉发酵液治理土壤中的Zn污染、Cd污染和Pb污染等，而通过胶质芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌的混合来制作相应的微生物制剂，也能够起到降低污染物浓度的效果。

3.农业生态修复

农业生态系统的改善，不仅能够为农业生产创造良好的环境，而且可以实现农业经济的可持续发展。因此，在重金属污染土壤治理中也可以采取农业生态修复的方式，可以创造良好的生态效益及经济效益，相较于其他修复方式而言虽然具有环保性特点，但是修复周期也相对较长。土壤中Zn的形态和养分含量会受到蚯蚓活动的影响，但是在实践应用中也会受到土壤环境和气候条件等因素的影响。

（四）管理措施

首先，应该促进产业结构的优化及调整，减少重金属污染问题。针对当前农业和工业发展状况进行合理规划，在不影响经济建设成效的基础上，保障农业用地分布和工业用地分布的科学性，尤其是在农业用地周围应该对重污染企业进行有效限制，防止乱排乱放而污染附近土壤。对土地利用方式进行创新，防止种植食用农产品而造成食品安全事件[7]。其次，应该积极开展源头治理工作。加强对重污染行业和企业的监督，在废气、废水和废渣排放前应该做好有效处理，确保达到国家相关标准，降低对自然环境的危害。加快无害化处理工程的建设，引进先进处理技术和设备，从而提高污染治理工作成效。此外，在农业生产中，也应该对化肥和农药的用量进行控制，构建绿色化农业生产体系。最后，还应该开展宣传教育活动。在全社会范围内开展宣传教育，帮助企业和个人认识到土壤重金属污染的危害及其与个人利益的关系，从而增强人们的环保意识，防止出现破坏环境的行为。

四、结语

土壤重金属污染源主要包括了自然来源和人类活动来源两个方面，不仅会对自然生态系统造成长期性的破坏，而且会威胁人们的健康安全，因此成为环境保护工程中的重点关注内容。在实践工作当中，可以采用化学治理、物理化学修复（电动修复、电热修复和土壤淋洗）、生物修复（植物修复、微生物修复和农业生态修复）等进行预防和治理，同时采取相应的管理措施，有效降低土壤重金属的浓度，防止造成严重的污染问题，落实可持续发展的理念要求。