土壤重金屬污染危害及修復方法探究

周 川，姜 和

(江西省上饒市環境保護科學研究所，江西 上饒 334000)

1 引言：

最近幾年來隨著社會經濟的快速發展，土壤中的重金屬的含量正在不斷地增加。目前，土壤重金屬污染已經成為污染環境過程中非常重要的一個因素，并越來越受到更多人的關注。根據有關數據的統計，我國目前有不同程度的土地正在遭受重金屬的污染，其被污染的耕地的面積已經接近2×105km2，占據整體耕地面積的1/5。而每年都會有因為重金屬污染而引發的糧食減產事件，減產的產量甚至超過了1×108t，被重金屬污染的糧食甚至多達1.2×108t，造成的直接經濟損失高達250億元[1]。而且從長遠發展的角度，土壤重金屬污染具有長期性和滯后性等諸多特點。土壤污染的成分可以通過各種途徑進入到整個食物鏈中，并在不斷發展的過程中，讓其污染逐漸地擴大，在最后也會嚴重影響著人類的健康，最終威脅人類的生命安全。雖然我國目前對于土壤重金屬的污染修復已經取得了一定的進展，但是很多研究的數據都顯得非常片面，甚至只是從某一方面進行片面分析，并沒有對全體數據進行全面分析。此外，整體修復的措施并不具備全面性和系統性。本文從土壤重金屬污染危害和修復方面進行全面的研究，以期有更深刻的意義。

2 土壤重金屬污染的內涵和主要特點

2.1 土壤重金屬污染的內涵

重金屬指的是比重大于等于5.0的金屬，比較常見的重金屬包括Fe、Mn、Zn、Hg和其它種類的金屬。而當土壤內部的重金屬含量過多，甚至在人類活動的過程中其內部的微量元素超過了某種基準值時，那么自然會引發過量沉積的現象，這種常見的現象就被稱之為土壤重金屬污染事件。

2.2 土壤重金屬污染的主要特點

土壤重金屬污染并不是字面意義上那么簡單，不僅與土壤內部重金屬的總量有很大的關系，而且還與其存在的形態和各種形態所占的比例有很大的關系。此外，重金屬在水溶態和交換態的狀態下能夠顯示其最大的毒性，而殘存態的重金屬活性和毒性都最小。

如果重金屬一直都處于離子交換的狀態，那么不僅其內部的毒性較大，而且在整體過程中非常容易被植物所吸收，也容易最終被植物所吸附，并在之后的過程中轉化為其他形態。例如，在土壤中普遍存在Cr6+這種物質，雖然一直都在土壤中穩定的存在著，但是其毒害的程度遠遠要比被土壤吸附過的Cr3+放大100倍。

又由于重金屬元素本身的特點和土壤環境中存在的多介質、多特點和均一的現象，那么也就決定了重金屬土壤的污染具有以下幾個特點：第一，所有重金屬的土壤都有著長期性和滯后性的特點，可能在短期內不會造成不好的結果，但是隨著時間的流逝，其不良的后果會逐漸顯現出來；第二，土壤重金屬污染會存在區域性和治理難的特點，而且整體治理的周期也會很長；第三，整體土壤重金屬在未來將會有不可估量的影響。所有的重金屬不僅會更多地進入到生態系統中，而且還會因此更多地釋放到大氣圈、陸地圈和水圈，在之后對植物、動物和人類的發展都會造成不可預見的嚴重后果。

3 土壤重金屬污染產生的影響

3.1 對植物產生長遠的影響

土壤中的重金屬會在使用的過程中對植物的生長產生一定程度的毒害作用，甚至在此后的過程中引發根須長度、葉片面積和一系列的生長特征的改變。最主要的原因是因為土壤中的重金屬吸收到了潛藏在植物體內的重金屬，進而對體內產生的酶和某些代謝物質具有很大的毒害作用和不利的影響[2]。重金屬的威脅會在很大程度上引發大量營養物質的缺乏，并在最后引發酶物質的缺失。如果土壤中重金屬的濃度過高，勢必也會在之后的過程中抑制植物對Ca、Mg和其他類型的礦物質元素的吸收和運輸的能力。

經過Cd元素的污染，小麥、幼苗葉子和根須的生長將會在很大程度上受到非常明顯的抑制。而隨著根、莖和葉子中的Cd量的增加，包括Fe、Mg和K等營養元素的含量也在不斷地下降。而在針對各種蔬菜品質質量深入研究的過程中，都會發現各種不同類型的蔬菜都會受到不同程度的污染。

3.2 對水體環境的危害

重金屬的污染將會使得水體環境的污染進一步擴大。著名的“公害病”就是土壤重金屬污染對水體環境造成的危害。歷史上著名的水俁病和骨痛病在本身就是由于土壤重金屬污染對水體環境的危害引發的。本身重金屬的毒性很大，在使用的過程中很難被降解，一旦這種元素進入水體之后，那么就會直接通過飲用水進入人體。魚類一旦置身于高濃度的重金屬環境中，那么也會引發魚的應激反應。包括銅、鋅和錳在內的金屬元素如果長期積累于魚類的身體內部，那么在之后都會對魚本身的生長發生重大的危害。

最有名的就是在2009年發生在湖南瀏陽市的鎘污染超標事件。因為長沙湘和化工廠的非法生產，最后引起了鎘污染。而在之后的尿檢過程中，有超過500人的尿檢出現了鎘污染超標的事件。

安徽安慶市高河鎮的307名兒童在一次檢查中出現了鉛中毒癥狀，而其中228名兒童出現了嚴重的鉛超標事件。導致這次事件的罪魁禍首就是安慶某家電源有限公司長期超標生產。而有關部門又始終出現監管不力和環評造假的現象。

3.3 對人身體產生嚴重危害

土壤表層中的重金屬非常容易因此進入人體內，并在之后對人體的健康造成一定的威脅。而當人體吸入或者攝入過量的Cd，則會在之后引發身體一系列的病變，最終可能會引發骨密度降低和骨折故事的發生。而當Pb元素進入人體之后，則會進一步引發人體機體免疫力下降。而當人體內鉛的質量達到一定比例之后，就會引發包括頭疼、記憶力衰退和腹疼等一系列的癥狀。

4 土壤重金屬污染的修復措施

4.1 工程治理法

通過利用物理原理來針對土壤重金屬進行治理的方法被稱為工程治理法。目前，比較常用的工程治理法主要包括淋洗法、熱處理法和電解法等多種類型的方法。不管是何種工程治理法，都可以將土壤中的重度污染物質全面地徹底清除，并使得整體工藝水平能夠變得更加穩定。但從目前治理的情況來看，整體工程治理法的治理費用非常高，從而很容易降低土壤的肥力。在所有種類的治理方法中，淋洗法是最為常用的。主要是通過使用專業的淋洗液將土壤中的重金屬清洗干凈，從而能夠真正達到修復的效果，最終將廢液進行回收。

4.2 化學治理法

化學治理法是通過向已經被污染的土壤中投入包括改良劑和抑制劑等化學物質，并通過增加土壤中的有機質來代替各種陽離子粘劑的含量，從而才能夠更好地改變土壤內部本身的pH值和各類導電物質，最根本的就是要能夠使得土壤內部重金屬的成分和結構發生改變[3]。通過沉淀、吸附、抑制和其他各類作用，來有效地降低土壤內部重金屬的含量。目前，一般都采用向土壤中投入鋼渣的方式來實現對土壤內部銅、鋅和其他離子的吸附，并在最后更好地實現固定金屬的效果。

例如，以前沈陽張士的污水灌溉區經常會發生大面積的污染事件，如果能夠通過在每公頃的土壤中投入1875 kg的石灰來進行改良，那么其鎘的含量會下降一半左右。

4.3 生物治理法

在處理土壤內部重金屬的過程中，生物治理法最為常用，其最根本的方法就是運用動物、植物和微生物綜合的方法來進行治理。例如，面對某市土壤污染的事件，大家可以利用蚯蚓和田鼠來有效地清除潛藏在土壤中的重金屬。又例如，可以利用各類植物來清除長期積累于土壤中的重金屬。不管是何種類型的生物治理方法，本身都有著投資少和管理方便等優勢，但是產生效果的過程沒有那么快。

5 各類不同治理方法的比較

在土壤重金屬污染治理的過程中，工程治理法、物理治理法和化學治理法修復的成本較高，不僅會在修復的過程中破壞土壤的結構，而且也會對環境造成很大的擾動，并在之后造成二次污染。而縱觀整個生態修復的過程，都具有周期長和效果不顯著等諸多缺陷。

而從眾多修復法實施的過程來看，植物修復法因為其本身具有的綠色、生態和高效的特點正逐漸受到社會各界的認可，并在之后具有更好的發展前景。而在下一階段，植物修復技術作為一種將超密集植物的篩選和培育過程都集中到一起的技術，成為了土壤重金屬污染治理的熱點和關鍵。

6 結語

土壤污染固然有著可遷移、難降解、毒性強和難治理等諸多方面的特點，甚至在之后也嚴重影響農業生產和飲用水的使用安全。但由于土壤重金屬污染問題本身具有很高的累加性和復雜性，也有很多地方需要進行改善。所以在進行土壤重金屬污染治理的過程中，尤其要從限制污染的源頭著手，并不斷在治理的過程中堅持“以防為主，防止結合”的原則，并針對不同類型的土壤采用合適的治理方法。