河南省土壤污染現狀和污染修復技術研究綜述

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(河南省正德環保科技有限公司，河南 鄭州 450000)

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河南省土壤污染現狀和污染修復技術研究綜述

牛艷華，李中，趙曉輝

(河南省正德環保科技有限公司，河南 鄭州 450000)

分析了目前河南省土壤受重金屬、石油、有機農藥和多環芳烴污染的現狀，綜述了國內外關于土壤修復技術的研究及應用現狀，以期為河南省污染土壤的修復提供借鑒和參考。

土壤污染 ； 河南省 ； 修復技術

Keywords:soil contamination;henan province;remediation technology

河南省地處我國中東部，是優勢農產品小麥、玉米的適宜種植區。小麥、玉米常年播種面積分別超過467萬、200萬hm2，年總產量占全國的20%。隨著工業的發展，城市垃圾的無序堆放、農藥化肥的大量施用無疑增加了土壤污染的風險。由于過去對環境保護不夠重視，土壤污染形勢已十分嚴峻。已危及到食品安全、人體健康、生態安全和農業可持續發展。

1 河南省土壤污染現狀

1.1土壤的重金屬污染

重金屬是環境中一種作用較為持久的污染物，人類的生產和生活活動是造成重金屬污染的主要原因。它毒性大、難降解的特點，使其對人和其他生物有很大的危害[1-2]。造成重金屬污染的主要原因有金屬礦產開采、城市垃圾填埋場。而生態系統中的絕大部分重金屬都是通過土壤介質傳遞的，土壤環境不僅是重金屬污染物遷移的媒介，也是其發揮效應的主要場所。因此，目前對土壤重金屬污染的研究備受關注。

楊蕾等[3]對河南省滑縣、武陟縣、安陽縣、新鄉縣和延津縣等5個縣土壤中汞、砷、鉛、鎘、鉻、銅、鋅、鎳等重金屬污染現狀進行了調查。調查結果顯示5個農產品基地縣的土壤均不同程度的受到重金屬的污染，其中滑縣重金屬Cd、Cr污染指數最大，綜合污染指數也較大；安陽縣重金屬Cu、Ni 綜合污染指數最大；武陟縣重金屬Hg污染指數最高，Zn和Ni 污染指數次之；綜合污染指數結果以新鄉縣為最低。

楊柳等[4]通過單指數評價和綜合指數評價的方法對河南省的10個城市，鄭州市、開封市、洛陽市、登封市、平頂山市、焦作市、安陽市、新鄉市、三門峽市和濟源市土壤重金屬污染情況進行分析。10個城市的土壤質量差別較大：重金屬污染總體屬清潔—尚清潔的城市有1個，占調查城市的10%；輕度污染的城市共7個，占調查城市數的70%；中度污染的城市共2個，占調查城市數的20%；無重度污染的城市。

總體來看，雖然河南省部分城市的土壤重金屬污染程度不大，但是達到中度污染的區域應引起重視并進行治理，無污染及輕度污染的地區也應采取措施控制污染范圍的擴大，保證農業生產及居民的生命安全。

1.2土壤的石油污染

石油是一種復雜的多組分均質混合物，其主要成分有烷烴、環烷烴和芳香烴，還有數量不多但很重要的非烴組分，如含氧化合物、含硫化合物、含氮化合物、膠質和瀝青質等。隨著石油開采和使用量的增加，大量的石油污染物進入環境，對環境造成了嚴重污染，同時也給生物和人類帶來危害。目前，石油污染問題已成為世界各國普遍關注的問題。

鄒樹增[5]對濮陽中原油田開采區內1×106m2土壤污染狀況進行了調查，調查表明本區主要的污染源為石油開發及相關產品加工過程產生的石油類污染物。本次調查采用土壤污染物濃度實測值和土壤背景值的比值(Pi)對濮陽市油田區土壤污染程度進行了分級。采油區土壤污染現狀區域評價結果如表1所示。

表1 采油區土壤污染現狀區域評價結果表

注：I，清潔級，實測值與土壤背景值相近，屬清潔區；Ⅱ，警戒級(Pi<1)，土壤污染物實測值高于土壤背景值，而低于污染起始值，大于等于污染警戒值，污染物在土壤中有積累，作物生長發育正常；Ⅲ，輕污染級(Pi≥1)，土壤污染物實測值高于污染起始值； Ⅳ，中污染級(Pi≥2)，土壤污染物實測值超過污染起始值1倍； V，重污染級(Pi≥3)，土壤污染物實測值超過污染起始值2倍。

由表1分析可知，濮陽市油田區土壤已經受到污染，主要污染源為石油類，土壤總體屬重污染級。該區域土壤污染隨著油田開發建設的過程，出現了井噴、采油污水、井場作業污染、鉆井井場廢棄物、落地原油、油品的輸運中滴漏、煉油工業污水未達標排放等問題，使污染物呈小面積廣泛分布在土壤中，對采油區及周邊土壤生態環境造成影響。濮陽市油田區受污染無法耕種面積已達萬畝級。絕大部分地區為原油與鹽污形成的綜合性污染，對生態環境的影響相對較重。

1.3土壤中有機磷、有機氯農藥的污染

近年來，隨著化肥、農藥的不合理使用，土壤有機物農藥污染不斷加劇，該類污染物具有持久性、生物積累性和高毒性(致癌、致突變、干擾內分泌)等特點，對農產品安全和對人體健康危害極大。河南省作為一個人口大省，人均占有耕地面積僅有0.07 hm2，僅為全國人均耕地水平的69%；同時河南省又是一個農業大省，糧、棉、油、煙產量產值在全國排位第二。化肥、農藥、農膜施用量較大，河南省土壤農藥污染問題尤其應該受到重視。

申劍等[6]通過對河南省15個地市的“綠色食品”生產基地、“有機食品”生產基地、“無公害蔬菜”生產基地、污水灌溉區、畜禽養殖基地周圍農田、常規農業生產區6種有代表性的典型農業生產區域的土壤有機磷、有機氯農藥進行了檢測分析。通過檢測可知，河南省6種典型農業區域土壤中，六六六和滴滴涕(國內已于1983年禁止使用)等有機氯農藥污染仍存在，污染物的濃度雖低于標準限值(500 μg/kg)，污染水平處于安全狀態，但尚有局部區域有機氯農藥有超標現象，且相當嚴重。與有機氯農藥相比，有機磷農藥推廣使用時間較晚，雖在河南省地區尚未構成大范圍、持久性的土壤污染，但其對土壤的污染問題也不容忽視，尤其在畜禽養殖基地周邊土壤中檢出的有機磷農藥類“樂果”，應引起高度重視。

1.4土壤中多環芳烴的污染

多環芳烴(PAHs)是指分子中含有兩個或兩個以上苯環結構的化合物，是煤、石油、煤焦油等有機化合物的熱解或不完全燃燒的產物，具有致畸、致癌、致突變性，是目前國際上關注的一類持久性有機污染物(POPs)。它們在環境中廣泛存在，易被沉積物吸附且難被生物降解，因此容易積累。土壤中PAHs最主要的來源是大氣沉降，在土壤中以吸附態或液態形式存在，是土壤有機污染修復中難度最大的污染物。

彭華等[7]通過對河南省除平頂山、濟源、許昌以外的15個省轄市的農業生產典型區域的1 500個采樣點土壤中14種PAHs的污染狀況進行了監測。監測結果分析如下：①PAHs在六種典型區域土壤中廣泛存在，平均檢出率在37%～97%。在污水灌溉區的檢出率最高，在有機食品基地的檢出率則低于其他區域；②六種典型區域土壤中PAHs的平均含量在0.11～5.59 μg/kg，14種PAHs的總量在六種區域的分布規律為：污水灌溉區>常規農業生產區>畜禽養殖基地>綠色食品基地>無公害蔬菜基地>有機食品基地；③強致癌物苯并(a)芘在六種典型區域土壤的檢出率為33%～100%，濃度范圍為0.35～31.6 μg/kg。局部區域土壤中苯并(a)芘的含量超出了俄羅斯的土壤質量標準限值(20 μg/kg)；④污水灌溉區中苯并(a)芘含量最高，高出有機食品基地、綠色食品基地和無公害蔬菜基地3倍之多。因此，河南省多數地區土壤中均有PAHs的檢出，尤其是苯并(a)芘的土壤污染更應該引起重視。

2 土壤污染的修復技術

目前，土壤污染修復的方法很多，主要有物理、化學、物理化學法、植物和微生物等方法。目前研究及應用較廣的為植物和微生物修復法。

2.1物理修復法

物理修復方法包括換土法和熱處理法，換土法是將污染土壤通過深翻到土壤底層、在污染土壤上覆蓋新土、將污染土壤挖走換上未被污染的土壤的方法。該法能夠有效地減少污染土壤對環境的影響。但是該方法工程量大，費用高。只適宜用于小面積的、土壤污染嚴重的狀況；熱處理法是通過加熱的方式，使土壤中的揮發性重金屬如汞、砷等揮發并收集起來進行回收或處理。該法工藝簡單，但能耗大、操作費用高，且只適用于受易揮發的重金屬污染土壤。

2.2化學修復法

化學修復法是利用加入到土壤中的改良劑與污染物發生一定的化學反應，從而對土壤中的污染物進行固定、分離、提取等。該技術關鍵在于選擇經濟有效的改良劑，常用的改良劑有石灰、沸石、碳酸鈣、磷酸鹽等。

2.3物理化學修復法

物理化學法主要是通過溶劑洗脫、熱脫附、吸附和濃縮等物理化學過程將有機化合物從土壤中去除。表面活性劑是常用的污染土壤清洗劑，它能改進憎水性有機物的溶解性和生物可利用性。Rouse等[8]比較了單親水基和雙親水基陰離子表面活性劑對奈的增溶作用，結果表明，烷基二苯基二磺酸鈉不僅比單親水基的十二烷基硫酸鈉增溶能力高，而且抗硬水能力遠大于十二烷基硫酸鈉。Zhu等[9]研究了陰—非混合表面活性劑對芘等PAHs的增溶作用，發現陰—非混合表面活性劑對芘等PAHs的增容程度大于單一表面活性劑且存在著明顯的協同增溶作用，主要原因是混合表面活性劑的CMC顯著降低以及溶質在混合膠束中的分配系數增大。

表面活性劑洗脫方法除了對洗脫含多環芳烴類有機污染物土壤有很好的效果外，處理其他含油污染土壤也同樣有效，適合于處理被各種油類有機物污染的土壤。美國EPA報告了采用表面活性劑對含PAHs的沙質土進行洗脫，利用溶質質量濃度為2%的表面活性劑溶液，即可將土壤中85%以上的PAHs去除。因此，利用表面活性劑溶液對含PAHs有機污染物的土壤進行洗脫已經成為土壤修復的一種最常見且最為有效的修復方法。

2.4植物修復法

植物修復是一種經濟、有效且非破壞性的修復技術，主要利用自然生長或遺傳培育植物對土壤中的污染物進行固定和吸收。根據其作用過程和機理，污染土壤的植物修復技術可分為植物提取、植物揮發、植物穩定和植物降解四種類型。近幾年，土壤植物修復技術在國內外都得到了較快的發展。Liste等[10]用田間作物燕麥、羽扁豆、蕓苔，園藝作物蒔蘿、胡椒、紅蘿卜，樹種短葉松、紅松和白松這9種植物研究其對PAHs中芘降解的影響。這9種植物能明顯加強對土壤中芘的降解，在8周時間里，有植物的土壤中芘的去除率達74%以上，而無植物的去除率少于40%，蕓苔的降解能力最強，胡椒和紅蘿卜在28 d里可使芘的濃度明顯減少。Banks等[11]用酥油草對苯并[a]芘污染土壤的降解進行了研究，發現根際可以促進降解，在6個月后降解率可達到一半以上。

2.5植物—微生物聯合修復法

應用微生物、植物二者的聯合作用對土壤中的污染物降解是將植物修復與微生物修復兩種方法的優點相結合，從而強化根際污染物的降解。一方面，植物的生長為微生物的活動提供了更好的條件，特別是根際環境的各種生態因素能促進微生物的生長代謝，并形成特別的根際微生物群落；另一方面，植物本身與環境污染物產生直接作用(如根系的吸收)和間接作用(如體外酶等生物活性物質的分泌等)。河南省地礦局以微生物與植物的協同作用對濮陽市油田區石油污染土壤進行修復，經試驗，該區石油污染物降解率達到85%，含鹽量降低到85%，治理后的土地基本恢復耕地功能。該石油污染土壤修復技術研究達到國際先進水平[12]，實現了全國的推廣應用。

3 結論

河南省部分地區土壤已受到污染，對污染區域應引起高度重視并進行治理，在省內大力開展土壤污染修復的技術研究，對于促進農產品質量安全，保障廣大人民群眾的生命健康具有重要意義。

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《中國低碳經濟發展報告》發布未來中國低碳經濟發展的趨勢

近日，由國際低碳經濟研究所主持編寫的《中國低碳經濟發展報告2014》在北京科博會上發布。該《報告》提出，未來中國低碳經濟發展的趨勢是從政府主導型向市場導向型轉變。利用市場機制大力推進低碳產業的發展、逐漸建立統一的碳排放交易市場、將碳減排與環保結合綜合治理，是解決目前我國碳排放量高、能源利用率低、生態環境惡化的有效方法。

《報告》表示，當前中國碳排放量居世界各國前列，中國經濟高速增長主要靠資源投入和能源消耗推動，是一種比較典型的高碳經濟模式。

《報告》指出，當前中國的綠色低碳經濟發展正處于市場形成和發育的初期，面對日趨緊迫的資源環境壓力，必須進一步通過改革激發更大的市場活力，發展市場導向型綠色低碳經濟，兼顧創造市場、引導市場、服務市場，做到三管齊下，即通過政府制定污染物排放標準、界定資源產權等創造綠色低碳發展的市場，通過價格、財政稅收和金融保險等政策引導市場發展，通過維護公平競爭、搭建碳排放交易平臺等為企業提供充分競爭和交易的機會。

《報告》強調，要將碳減排與環境保護結合起來綜合治理，限制高燃油、高排放汽車的使用，支持和發展節能減排汽車和新能源汽車；分地區實現地域間能源協同利用，提高能源使用效率，降低污染物排放，進一步開發新能源產品；鼓勵和教育國民改變傳統的生產生活習慣，樹立低碳環保發展觀念。

SoilContaminationAssessmentinHenanProvinceandStudySummaryofRemediationTechnology

NIUYan-hua,LIZhong,ZHAOXiao-hui

(Henan Zhengde Environmental Protection Technology Co.Ltd,Zhengzhou 450000,China)

The present situation of soils pollation including heavy metals,petroleum,organic pesticide and polycyclic aromatic hydrocarbons in henan province are introduced,remediation technology of soils are summarized at home and abroad in recent years.In order to provide the reference for the remediation of the contaminated soil in henan province.

2014-01-16

牛艷華(1986-)，女，碩士，從事土壤污染修復工作，電話：(0371)66322551。

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