土壤重金屬污染及修復(fù)效果評價(jià)研究進(jìn)展

張博++張靜

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種土壤重金屬污染修復(fù)方法在土壤修復(fù)方面取得了很大的進(jìn)步，然而土壤重金屬污染及修復(fù)效果評價(jià)作為土壤重金屬污染修復(fù)流程中最后也是最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，更為受到人們重視，因此文章對目前主要的土壤重金屬污染評價(jià)方法及修復(fù)效果評價(jià)方法進(jìn)行簡述，最后對未來的發(fā)展進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：土壤；重金屬污染；修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)；效果評價(jià)

引言

在進(jìn)行土壤重金屬污染修復(fù)的過程中，土壤本身的特性也會(huì)隨之變化，土壤中重金屬污染物的減少，并不意味著土壤從生態(tài)學(xué)的角度就是清潔的和安全的。因此，重金屬污染的土壤經(jīng)修復(fù)后能否夠達(dá)到我們對于修復(fù)效果的預(yù)期、土壤的生態(tài)功能能否最大限度的恢復(fù)，我們就需要通過科學(xué)的方法進(jìn)行評價(jià)，從而確定修復(fù)后的土壤能否達(dá)標(biāo)，能否從根源消除土壤污染對人類健康和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的威脅。

1 土壤重金屬污染評價(jià)方法

主要的土壤重金屬污染評價(jià)方法包括單因子污染指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法、潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法，具體方法如下：

1.1 單因子污染指數(shù)法

該方法是基于單因子污染指數(shù)法對土壤中各種重金屬做單一污染評價(jià)，其公式如下：

Pi=Ci/Si

式中：Pi為土壤中污染物i的環(huán)境質(zhì)量指數(shù)；Ci為污染物i的實(shí)測質(zhì)量分?jǐn)?shù)（mg·kg-1）；Si為污染物i的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（mg·kg-1）[1]，一般取二類標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法

該方法是綜合考慮個(gè)重金屬的污染情況，從而更加全面反應(yīng)重金屬的聯(lián)合污染程度，同時(shí)突出某一種嚴(yán)重污染的重金屬的危害，其公式如下：

P綜=■

式中：P綜為某地區(qū)的綜合污染指數(shù)；（Ci/Si）max為土壤污染物中污染指數(shù)最大值；（Ci/Si）av為土壤污染物中污染指數(shù)平均值。P綜>1表示污染，P綜<1表示未污染，值越大表示土壤污染越嚴(yán)重。

1.3 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法

該方法是將重金屬的含量、生態(tài)影響及毒性特點(diǎn)綜合在一起考量的，其公式如下：

式中：T■■為重金屬i的毒性相關(guān)系數(shù)；P■■為重金屬i的污染參數(shù)；E■■為重金屬i的單因子潛在風(fēng)險(xiǎn)，能反應(yīng)各種金屬的風(fēng)險(xiǎn)程度；Ri為重金屬綜合因子潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，能反應(yīng)多重重金屬的綜合風(fēng)險(xiǎn)。

2 土壤重金屬污染修復(fù)效果評價(jià)方法

主要的土壤重金屬污染修復(fù)效果評價(jià)方法包括形態(tài)分析評價(jià)、植物毒性評價(jià)、陸生無脊椎動(dòng)物評價(jià)、土壤微生物評價(jià)，具體方法如下：

2.1 形態(tài)分析評價(jià)

該方法通常采用連續(xù)提取來描述土壤中重金屬形態(tài)的分布。連續(xù)提取法主要分為分步提取法和BCR法。土壤中重金屬的形態(tài)分為可交換態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)為主。而BCR連續(xù)提污染土壤修復(fù)的過程中，對修復(fù)后的土壤進(jìn)行觀察，并結(jié)合科學(xué)的方法及土壤進(jìn)行診斷和評價(jià)。可以明確判斷修復(fù)后的土壤是否達(dá)到我們預(yù)期，以及是否消除土壤重金屬污取法通常將土壤中重金屬的形態(tài)分為氧化還原態(tài)、酸溶態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)，其中氧化還原和酸溶態(tài)的重金屬形態(tài)容易被植物吸收利用，而可氧化態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)比較穩(wěn)定，不易被植株吸收利用，采用ICP-MS測定土壤修復(fù)前后重金屬形態(tài)含量的變化來判斷土壤重金屬污染的修復(fù)效果。

2.2 植物毒性評價(jià)

該方法是通在修復(fù)后在土壤中栽種植物，結(jié)合植物的生長狀況、出苗率，以及生物量使植物體內(nèi)酶活性的變化和植物體內(nèi)重金屬的量富特征，來表征經(jīng)過土壤修復(fù)后重金屬在土壤中毒性的變化，其原理是大多數(shù)重金屬離子與外源物質(zhì)結(jié)合后，就具備了在土壤中遷移和被植物吸收的可能。而植物在土壤中的形態(tài)變化特征可以通過肉眼觀察，以及通過分子或細(xì)胞水平上對植物毒性評定，從而判斷土壤重金屬污染的修復(fù)效果，該法具有測定靈敏度高、測定周期較短的優(yōu)點(diǎn)。

2.3 陸生無脊椎動(dòng)物評價(jià)

該方法是將不同的陸生無脊椎動(dòng)物或?qū)ν寥谰哂忻舾兄甘镜膭?dòng)物作為研究的對象，將它們投放在經(jīng)修復(fù)的重金屬污染的土壤中，通過記錄經(jīng)修復(fù)的土壤對這些動(dòng)物的危害影響程度來評價(jià)對重金屬污染修復(fù)效果。

2.4 土壤微生物評價(jià)

該方法是結(jié)合土壤中蘊(yùn)含的大量且種類繁多的微生物，由于微生物直接或間接的能夠參與土壤中的氣體交換和降解土壤肥料等。因此可以通過檢測經(jīng)修復(fù)土壤中微生物的相關(guān)參數(shù)，從而來判斷來判斷土壤重金屬污染的修復(fù)效果。

3 展望

土壤重金屬污染及修復(fù)評價(jià)過程中，涉及多門學(xué)科的相互交叉，其中包括生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、土壤學(xué)、地理學(xué)、生態(tài)毒理學(xué)、災(zāi)害學(xué)等，而整體的評價(jià)又是一個(gè)復(fù)雜的過程，無論是對于基礎(chǔ)的理論研究還是在實(shí)踐的工作都存在著較大的不足，因此，需要我們在以后的研究工作不斷地深入和完善評價(jià)方法，才能使評價(jià)結(jié)果更為切實(shí)有效。

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作者簡介：張博，男，研究生，地質(zhì)工程專業(yè)，主要研究方向?yàn)橥寥乐亟饘傥廴拘迯?fù)及環(huán)境影響評價(jià)。