修復土壤重金屬污染刻不容緩

修復土壤重金屬污染刻不容緩

“重金屬”是土壤的毒藥，近些年隨著城市化的不斷深入，廢棄物數量、農用化學物質等逐年增加，其中的重金屬會隨著粉塵、淋溶水進入土壤，并被土壤過濾、吸附而累積，導致土壤重金屬污染日益嚴重，直接或間接地影響食品和飲用水安全，土壤重金屬污染修復已刻不容緩。

土壤重金屬污染從何而來

生活中重金屬無處不在，如大氣中重金屬沉降、農藥化肥的使用、含重金屬污水灌溉、含重金屬廢棄物的堆積等。因此，在工礦企業周邊、公路附近的土壤，城市污水灌溉和施用有重金屬的肥料、農藥的農田容易聚集重金屬，產生重金屬污染。

空氣中的重金屬主要是家庭燃煤、采礦和冶煉等企業含重金屬污染物的廢氣，污染物通過風和重力的作用降落到地面或者通過降雨、降雪等過程聚集在土壤中。農業生產中使用的化肥、有機肥、污泥或垃圾堆肥等長期不合理使用，也會導致土壤重金屬污染。某些農藥中含有汞、砷、銅、鋅等重金屬，地膜在生產過程中加入含有鎘、鉛的熱穩定劑，也加重了土壤重金屬污染。城市污水中含有一定量的重金屬離子，利用城市污水為近郊農業灌溉也導致土壤中重金屬Cd、Cu、Hg、As等含量不斷累積。此外，含重金屬的廢棄物經長期堆積和風吹雨淋之后，其內部污染活性較高的重金屬以輻射狀向周圍水體、土壤擴散，造成地下水的污染，最終危害人體健康。

土壤重金屬污染如何防治

源頭控制：對土壤重金屬污染治理首先需要控制源頭，具體為：控制排入大氣的重金屬含量，包括調整廢氣處理工藝、設備，減少排放煙氣和粉塵中重金屬含量；通過對含重金屬廢水回用、零排放工程（包括廠區地面清洗水和初期雨水收集處理）和高效凈化、水質穩定技術應用，減少排入水體中的重金屬含量；減少使用含重金屬的肥料、農藥；固定堆放廢渣中重金屬的溶出。

消除污染：由于重金屬對土壤的污染具有不可逆轉性，已受污染的土壤利用價值受限制，只能主要通過調整種植品種來加以回避，或者采用化學清洗、置換，以及植物富集后進行集中處理等方式綜合治理，消除重金屬污染。

1）原位修復技術。原位修復適用于輕度污染的土壤治理工程：（1）生物修復。利用微生物、植物和動物將土壤、地下水中的危險污染物降解、吸收或者富集的生物工程技術系統，適用于單一或特殊的污染土壤的修復。（2）重金屬穩定劑。適量投加重金屬穩定劑減緩重金屬釋放和植物吸收，將污染物固定在一定區域的土壤中，適用于難以吸收和浸出的污染土壤的修復。（3）抽取修復。抽取受污染地下水脫出重金屬后就地回灌，必要時用特定溶劑注入土壤中洗脫出重金屬污染物，適用于容易浸出的污染土壤的修復。（4）電動修復。主要是通過在包含污染土壤的電解池兩側施加直流電壓形成電流梯度，將土壤中的污染物質通過電荷轉移、電滲流或電泳等途徑帶到位于電解池兩級處理室中并通過進一步處理實現污染土壤的解毒。該方法適用于毒性大、導電性強的污染土壤的修復。

2）異位修復。（1）挖掘換土。通過機械、人工等手段，使污染土壤離開原位置（與其他低含量土拌合稀釋）進行處理（化學法或電動法等去除重金屬）、利用（浸出回收重金屬或者按標準作為生產建筑材料的原料配料）、處置（穩定化后安全填埋），同時用合格的土壤（客土）回填至原污染土的取土區域，恢復原有功能或符合規劃的土壤環境質量標準要求。該方法適用于面積大、濃度略有超標、深度淺的污染土壤的修復。（2）化學淋洗。先挖出受污染土壤，用特定溶劑注入土壤中洗脫出污染物，再將包含重金屬的液體抽取出來進行分離和凈化處理。洗凈后土壤與原土拌合符合規劃的土壤環境標準要求后回填。（3）熱處理。通過加熱方式，將一些具有揮發性的重金屬如汞、砷等從土壤中解吸出來，或者進行熱固定等。該方法適用于受揮發性重金屬污染的土壤修復。（4）穩定/固化。物理上隔離污染物（如瀝青包裹、防水密閉包裝）或將污染物轉化成化學性質不活潑態，需要在土壤中加入化學試劑或化學材料使土壤中重金屬不再溶出，并且建設具有防滲防水淋溶的填埋庫。該方法適用于污染較重、沒有利用價值或上述處理成本較高的污染土壤的修復。

對于輕度污染場地可通過施加改良劑、控制土壤氧化—還原電位、采用植物修復等措施改善污染情況。首先通過施加改良劑使重金屬固定在土壤中，如添加有機質可吸附重金屬量。施用重金屬吸收抑制劑（改良劑），即向土壤施加改良抑制物（如石灰、磷酸鹽、硅酸鈣等），使它與重金屬污染物作用生成難溶化合物，降低重金屬在土壤及土壤植物體內的遷移能力。這種方法起到臨時性的抑制作用，時間過長會引起污染物的積累，并在條件變化時重金屬又轉成可溶性，因而只在污染較輕地區尚能使用。其次，控制土壤氧化—還原條件也是減輕重金屬污染危害的重要措施。據研究，在水稻抽穗到成熟期，無機成分大量向穗部轉移，淹水可明顯地抑制水稻對鎘的吸收，落干則促進水稻對鎘的吸收。但砷相反，隨著土壤氧化-還原電位的降低而毒性增加。重金屬元素均能與土壤中的硫化氫反應生成硫化物沉淀。因此，加強水的灌溉管理可一定程度地控制重金屬的危害。

最后，有輕微污染的土地可種植樹木等非食用或非飼料作物等植物工程技術進行修復以減少污染物進入食物鏈的途徑，或利用某些特定的動植物與微生物較快地吸走或降解土壤中的污染物質，從而達到凈化土壤的目的。研究證明蕨類植物蜈蚣草對砷具有很強的超富集功能，其葉片含砷量高達8‰。蜈蚣草能通過根系吸收土壤中的砷，然后把它們存到葉片中。堇菜也是土壤修復的能手，它的主要作用是除鉛、鎘，而且這種植物非常賴活，南方北方都能生長。植物修復既能美化環境，又能清除土壤內的重金屬隱患，實施后效果好，成本低，而且土壤結構未受破壞，安全可持續，是目前治理土壤問題最有效的辦法，適用于在土壤中重金屬含量達標的或個別偏高的地區。

對于重度污染場地可利用物理（機械、膜等）、物理化學外加設施等方法治理污染土壤，主要有隔離法、清洗法、熱處理、電化法等，這些方法對污染重、面積小的土壤重金屬治理具有較好的效果。但同時存在投資大，可能破壞土壤結構，使土壤肥力下降等很多弊端。美國路易斯安那州立大學用電化法修復重金屬污染的土壤，其原理是在重金屬污染土壤中插入電極，然后通入低頻直流電流，重金屬離子就會在電場的作用下定向移動，并在電極附近聚集，以達到去除土壤中重金屬的目的。此方法主要適用于水分充足的污染土壤的治理，如低滲透性的粘土和淤泥土，對于傳導性差、滲透性高的砂質土壤的修復效果較差。還有磁分離技術、陰陽離子膜代換法、生物反應器等技術，雖然大多數處于試驗探索階段，但只要積極吸收、轉化新技術、新材料，在保證治理效果的基礎上降低治理成本，提高工程實用性，均有著重要的實際意義。

土壤修復應該采取政策主導，去年頒布實施《土壤污染防治行動計劃》（“土十條”）明確提出到2020年，全國土壤污染加重趨勢得到初步遏制，農用地和建設用地土壤環境安全得到基本保障此外，實行土壤污染治理與修復終身責任制，堅決守住影響農產品質量和人居環境安全的土壤環境質量底線。

（本刊整理）