有關土壤重金屬污染的治理研究

摘要:作者針對土壤重金屬污染做了一些理論和實踐的探討，主要包括土壤重金屬污染的特點和危害，并對重金屬污染土壤治理方法提出了建議。

關鍵詞:土壤 重金屬污染

1、研究背景

據我國農業部進行的全國污灌區調查，在140萬公頃的污水灌區中，遭受重金屬污染的土地面積占污水灌區面積的64.8%，其中輕度污染的占46.7%，中度污染的占9.7%，嚴重污染的占8.4%。由此可見我國土壤受重金屬污染的情況較為嚴峻[1]。

在環境污染研究中，重金屬多指Hg，Cd，Pb，Cr以及類金屬As等生物毒性顯著的元素，其次是指有一定毒性的一般元素，如Zn，Cu，Ni，Co，Sn等。人們所說的土壤重金屬污染主要是由于Zn，Cu，Cr，Cd，Pb，Ni，Hg，As8種重金屬元素等引起的土壤污染。土壤是人類賴以生存的自然條件，如果土壤被重金屬污染將直接導致糧食、蔬菜、瓜果等的重金屬含量增加。同時因為重金屬不能為土壤微生物所分解，而易于積累轉化為毒性更大的甲基化合物，甚至有的通過食物鏈以有害濃度在人體內蓄積，從而嚴重危害人體健康[2]。由于重金屬在土壤中難以被分解、轉化或吸收，所以充分認識土壤污染及危害，保護土壤，防治污染是十分重要的任務。

2、土壤重金屬污染的特點

大多數重金屬是過渡性元素，而過渡性元素的原子具有其特有的電子層結構，這使重金屬在土壤環境中的化學行為具有下列一系列特點;

(1)重金屬具有可變價態，它能在一定的幅度內發生氧化還原反應。不同價態的重金屬具有不同的活性和毒性。

(2)重金屬易在土壤環境中發生水解反應，生成氫氧化物;它也易與土壤中的一些無機酸發生反應生成硫化物、碳酸鹽、磷酸鹽等。這些化合物在土壤中的溶解度較小，所以重金屬不易遷移而易累積于土壤中，從而降低了污染危害范圍擴大的可能性，但卻使變長了污染區的危害周期和加大了重金屬危害程度。

(3)重金屬作為中心離子，能夠接受多種陰離子和簡單分子的獨對電子，生成配位絡合物:還可與一些大分子有機物，如腐殖質、蛋白質等生成鰲合物。上述反應增大了重金屬在水中的溶解度，進而使重金屬在土壤環境中更易遷移‘從而增大了重金屬污染區域范圍。

重金屬的所有這些化學特性，決定了重金屬在土壤環境中具有多變的遷移特性。重金屬污染的主要特點，除了污染范圍廣、持續時間長外，還有污染隱蔽性，而且它無法被生物降解，并可能通過食物鏈不斷地在生物體內富集，進而可轉化為毒害性更大的甲基化合物，對食物鏈中某些生物產生毒害，最終在人體內蓄積而危害人體健康。重金屬的上述特性決定了其在污染和環境危害中的特殊作用。

3、土壤重金屬污染的危害

土壤重金屬污染對環境產生的危害主要有下列途徑:

(1)受污染的土壤直接暴露在環境中，動物或人直接或間接地吸收了受污染的土壤顆粒等;

(2)土壤中的重金屬通過淋溶作用向下緩慢滲透，從而污染了地下水;

(3)外界環境條件的變化，例如酸雨、施加土壤添加劑等因素，提高了土壤中重金屬的活性和生物有效性，使得重金屬較易被植物吸收利用，從而進入食物鏈后對動物和人體產生毒害作用。

4、重金屬污染土壤治理方法

土壤重金屬污染的治理，世界各國都開展了廣泛的研究工作。目前，所采用的土壤重金屬污染的治理方法主要有下列四種。

4.1生物措施

生物措施是利用生物的某些特性來適應、抑制和改良重金屬污染土壤的措施。生物措施包括動物治理、微生物治理和植物治理三種方法。

動物治理是利用土壤中的某些低等動物(如虹蛻和鼠類)能吸收土壤中的重金屬，因而能一定程度地降低污染土壤中重金屬的含量。在重金屬污染的土壤中放養蛆蛻，待其富集重金屬后，采用電激、灌水等方法驅出蛆叫集中處理，對重金屬污染土壤也有一定的治理效果[3]。

植物治理是利用有些植物能忍耐和超量累積某種或某些重金屬的特性來清除污染土壤中的重金屬。通常，它有三個部分組成:植物萃取技術、根際過濾技術、植物揮發技術。植物治理的關鍵是尋找合適的超積累或耐重金屬植物。

生物措施的優點是實施較簡便、投資較少和對環境攏動少。缺點是治理效率低(如超積累植物通常都矮小、生物量低、生長緩慢且周期長)，不能治理重污染土壤(因高耐重金屬植物不易尋找)和被植物攝取的重金屬因大多集中在根部而易重返土壤等。

4.2工程措施

工程措施包括客土、換土、翻土、去表土等方法，適用于大多數污染物和多種條件。

客土是在污染土壤上加入未污染的新土;換土是將已污染的土壤移去，換上未污染的新土;翻土是將污染的表土翻至下層:去表土層是將污染的表土移去。這些方法能使耕作層土壤中重金屬的濃度降至臨界濃度以下，或減少重金屬污染物與植物根系的接觸而達到控制危害的目的。

用工程措施來治理重金屬污染土壤，具有效果徹底、穩定等優點，是一種治本的措施。但由于存在實施繁復、治理費用高和易引起土壤肥力減弱等缺點。因而一般適用于小面積、重污染的土壤。

4.3農業措施

農業措施是因地制宜的改變一些耕作管理制度來減輕重金屬的危害，以及在污染土壤上種植不進入食物鏈的植物。

用農業措施來治理重金屬污染土壤，具有可與常規農事操作結合起來進行、費用較低、實施較方便等優點，但存在有些方法周期長和效果不顯著等缺點，農業措施適合于中、輕度污染土壤的治理。

4.4化學措施

化學措施是向污染土壤投加改良劑，增加土壤有機質，陽離子代換量和粘粒的含量，以及改變pH，Eh和電導等理化性質，使土壤中的重金屬發生氧化、還原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用，以降低重金屬的生物有效性。

用改良措施來治理重金屬污染土壤，其治理效果和費用都適中，對污染不太重的土壤特別適用。但需加強管理，防止重金屬的再度活化。

5、結論

隨著土壤重金屬污染日益加劇，土壤重金屬污染的治理已成為當前研究的熱點。土壤重金屬污染具有高累積性和不可逆轉性，污染一旦發生，僅依靠切斷污染源的方法難以進行徹底恢復。目前，己有一些污染土壤治理的方法，但從其發展和需求來看，還須發展更加有效的治理技術。

參考文獻：

[1]陳志良，仇榮亮.重金屬污染土壤的修復技術[J]環境保護，2002.29(6).21-23.

[2]趙學茂.土壤重金屬污染的防治辦法[[J]甘肅農業，2006，2，228.

[3]李兵.土壤中重金屬的污染與危害[J]金屬世界2005.5，43-53.