土壤重金屬污染及其防治

宋鶴

隨著工業、城市污染的加劇和農用化學物資種類、數量的增加，土壤重金屬污染日益嚴重。土壤重金屬污染是指由于人類活動將金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量，并造成生態環境質量惡化的現象。

1.土壤重金屬污染現狀 目前我國受重金屬污染的耕地面積近2000萬公頃，約占耕地總面積的1/5。受礦區污染土地達200萬公頃，石油污染土地約500萬公頃，固體廢棄物堆放污染約5萬公頃，“工業三廢”污染耕地近1000萬公頃，污水灌溉的農田面積達330多萬公頃。土壤污染使全國農業糧食減產已超過1300萬噸，因農藥和有機物污染、放射性污染、病原菌污染等其他類型的污染所導致的經濟損失難以估計。由于污染，土壤的營養功能、凈化功能、緩沖功能和有機體的支持功能正在喪失。

2.土壤重金屬污染產生的嚴重后果 ①土壤污染使本來就緊張的耕地資源更加短缺。②土壤污染給人民的身體健康帶來極大的威脅。③土壤污染給農業發展帶來很大的不利影響。④土壤污染也是造成其他環境污染的重要原因。⑤土壤污染中的污染物具有遷移性和滯留性，有可能繼續造成新的土地污染。⑥土壤污染嚴重危及后代子孫的利益，不利于農村經濟的可持續發展。

3.土壤重金屬污染來源 ①隨著大氣沉降進入土壤的重金屬。大氣中的重金屬主要來源于能源、運輸、冶金和建筑材料生產產生的氣體和粉塵。除汞以外，重金屬基本上是以氣溶膠的形態進入大氣，經過自然沉降和降水進入土壤。經自然沉降和雨淋沉降進入土壤的重金屬污染，與重工業發達程度、城市的人口密度、土地利用率、交通發達程度有直接關系，距城市越近，污染的程度就越重。②隨污水進入土壤的重金屬。污水按來源和數量可分為城市生活污水、石油化工污水、工業礦山污水和城市混合污水等。生活污水中重金屬含量很少。但是，由于我國工業迅速發展，工礦企業污水未經分流處理而排入下水道與生活污水混合排放，從而造成污灌區土壤重金屬鉛、鎘、汞、溴、鉻等含量逐年增加，隨著污水灌溉而進入土壤的重金屬，以不同的方式被土壤截留固定。③隨固體廢棄物進入土壤的重金屬。固體廢棄物種類繁多，成分復雜，不同種類其危害方式和污染程度不同。其中礦業和工業固體廢棄物最為嚴重。這類廢棄物在堆放或處理過程中，由于日曬、雨淋、水洗，重金屬極易移動，以輻射狀、漏斗狀向周圍土壤、水體擴散。有一些固體廢棄物被直接或通過加工作為肥料放入土壤，造成土壤重金屬污染。如隨著我國畜牧生產的發展，產生大量的家畜糞便及動物加工產生的廢棄物，這類農業固體廢棄物中含有植物所需氮、磷、鉀和有機質，同時由于飼料中添加了一定量的重金屬鹽類，因此作為肥料施入土壤增加了土壤鋅、錳等重金屬元素的含量。固體廢棄物也可以通過風的傳播而使污染范圍擴大，土壤中重金屬的含量隨距污染源的距離增大而降低。④隨農用物資進入土壤的重金屬。農藥、化肥和地膜是重要的農用物資，對農業生產的發展起著重大的推動作用，但長期不合理施肥，也可以導致土壤重金屬污染。重金屬元素是肥料中最多的污染物質，氮、鉀肥料中重金屬含量較低，磷肥中含用較多的有害重金屬，復合肥的重金屬主要來源于母料及加工流程所帶入。

4.土壤重金屬污染治理 ①物理防治措施。污染嚴重的地區宜采用排土、換土、去表土和客土等治本的方法。這些方法能根除重金屬污染物。污染較輕的地區，宜采用深耕翻土的方法，這種方法動土比較少，能使表土壤中的重金屬含量降低。把重金屬重污染區的土壤置于高溫高壓條件下，形成玻璃態物質，使重金屬固定于其中，達到消除重金屬污染的目的。它能從根本上消除土壤的重金屬污染，并且見效快。但其工程量大、費用高昂，此方法常用于重金屬重污染區的搶救性修復。②化學防治措施。添加改良劑（抑制劑）。磷酸鹽、石灰、硅酸鹽等是處理重金屬污染的常用改良劑。它們能與重金屬污染物作用生成難溶化合物，從而降低重金屬污染物在土壤及植物體內的遷移能力。施加重金屬螯合劑，土壤中的重金屬一般吸咐在土壤固體表面，在土壤溶液中則相對較少，因此向土壤中施加重金屬螯合劑，能提高土壤中重金屬的有效態，使之易于流動和吸收。施用重金屬拮抗劑，在土壤環境中，重金屬元素之間具有拮抗作用。利用一些對人體沒有危害或有益的金屬元素的拮抗作用，能減少土壤中重金屬的有效態。因此，在輕污染的土壤中，施用少量的有重金屬拮抗性的金屬元素，將可起到良好的防治作用。③生物防治措施。植物吸收。利用植物吸收，可減少土壤中重金屬污染物的含量。微生物降解，利用清洗劑對土壤表面附著的重金屬吸入土壤溶液中，然后隨清洗液流入預定的水體中與微生物作用，達到去除土壤中重金屬的目的。生物防治具有效果好，不產生二次污染，投資省，費用低，易于管理操作等優點，目前受到人們的重視。④農業生態防治措施。控制土壤的氧化——還原條件，在淹水的土壤中，重金屬一般以難溶態的硫化物的形式存在。因此，控制土壤水分狀況及氧化——還原電位，使土壤在作物壯籽期有一個相對較穩定的水淹期，可減少重金屬進入植物體內的含量，減少進入果實和籽實中的含量。改變作物品種，在重金屬污染嚴重的地區，種植觀賞植物、花卉、經濟林木等。在重金屬輕污染區，種植耐重金屬性強的作物品種，如旱地改水田，種植水稻或者進行輪作。

目前，全國土壤重金屬污染日趨嚴重，由于重金屬污染危害周期長，污染范圍廣，持續時間長，污染隱蔽，而且具有生物不可降解性和相對穩定性，使得重金屬易在土壤中積累，并可通過食物鏈不斷地在生物體內富集，甚至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。因此，應盡快對防止土壤中重金屬污染及修復已污染的土壤進行重點研究。