土壤污染防治與修復研究

黎寶仁

（韶關市環境污染控制中心 廣東韶關 512000）

引言

工業制造在推進過程中，發展粗放，有些地方污染物排放不受控制，土壤作為各類污染物，特別是重金屬的最終受體，受到了一定的污染，且與大氣污染、水污染相比，土壤污染具有滯后性和隱蔽性的特點，不易被發現，但一旦出問題，將會造成嚴重的后果，比如二十世紀六七十年代在日本富山縣發生的水俁病事件，因居民長期通過口、皮膚和呼吸攝入重金屬，造成重金屬積累，從而發病；相似時間在美國發生的拉夫運河事件，因居民長期居住在受污染的地塊，長期經口、皮膚和呼吸攝入重金屬，從而造成大量居民發病，教訓不可謂不深刻。相比起發達國家，我國土壤污染防治起步較晚，基礎較弱，土壤修復產業發展尚不成熟，尤其需要我們共同努力，發展土壤污染修復技術。

1 我國土壤污染現狀

土壤與水和空氣一樣，是構成生態系統的基本要素，是生命之基和萬物之母，是我們賴以生存的物質基礎，也是農產品質量安全，保障人居環境安全的重要部分。但是，我國土壤污染狀況不容樂觀，甚至有惡化趨勢。為此，我國在本世紀初曾經做過全國的土壤污染狀況調查，調查結果顯示，土壤點位超標的比率是16.1%，若按重度污染、中度、輕度和輕微來區分，則重度污染、中度、輕度和輕微污染的比率分別為1.1%、1.5%、2.3%和11.2%，土壤污染防治已似箭在弦上不得不發。為此，我國在2016 年制定了《土壤污染防治行動計劃》，在2018 年制定了《中華人民共和國土壤污染防治法》，以指導我國的土壤污染防治步入正軌。

2 我國土壤污染管理思路

2.1 預防為主和保護優先

預防就是在事前采取預測、防范、分析研究等手段，提前防止土壤污染，或者提前制止污染物侵入土壤的可能。這是根據土壤污染具有滯后性和隱蔽性，不易被發現，但一旦出問題，將會造成嚴重后果的特性決定的。土壤作為各種污染物特別是重金屬的最終受體，具有長期累積性，土壤的自凈能力又相當有限，如不進行源頭預防，將會造成嚴重的后果。保護優先指的是在預防的基礎上，根據土壤的特性，保護土壤不受外界的侵害。因為土壤污染與水污染、大氣污染不同之處在于土壤污染的治理成本非常高，治理難度相當大，治理周期也很長，與其開展治理了，不如在污染之前保護好土壤不受污染物侵入。

2.2 分類管理和風險管控

分類管理指的是根據土壤地塊的用途和特性，分類進行調查、保護、修復和使用，因地制宜，不同的地塊采用不同的管理辦法，這是因為我國實行土地用途管制制度，國家通過編制土地利用總體規劃規定土地用途，把土地劃分為未利用地、建設用地和農用地。建設用地是用來建造建構筑物的土地，農用地是生產作物的土地，除此之外則為未利用地，考慮到成本，不可能且沒有必要對所有的土地都進行修復。對于未利用地，我們防止其受破壞和污染；對于建設用地，我們根據需要對其進行初步調查、詳細調查、風險評估和修復；對于農用地，我們嚴格管控受污染耕地，安全利用輕微污染農用地，優先保護未污染耕地。對于那些已經受污染的土壤，如果能保證其安全利用，則我們無需對其一律進行修復，只需對其進行風險管控，如采用替代種植和農藝調控的措施。

2.3 污染擔責和公眾參與

秉持著誰污染誰治理的原則，造成土壤污染的主體必須承擔土壤修復的責任，土壤污染防治包含一系列的環節和工作，包括風險源識別、場地調查、風險評估、風險管控和土壤修復等，這些過程都需要人力和資金來支撐，污染土壤的主體負有實施土壤污染防治的責任，如果責任主體變更，則由變更后承繼其債務債權的個人或單位履行土壤污染防治責任，并承擔相應費用。土壤污染防治的最終目標是改善人居環境，避免土壤污染物通過任何途徑進入人體，影響人體健康，因此土壤污染防治也需讓公眾充分參與，積極回應民眾訴求，通過征求公眾意見、公開舉報途徑、公開土壤信息等方式，堅持公眾參與，讓法人、公民和其他組織充分享有知情權和參與權。

3 土壤修復技術

3.1 實用技術選取原則

在可操作性上，修復治理技術應該在目前的政策、政府管理體制、經濟機制、技術水平等方面是可以操作運行的；在可行性上，修復治理技術從我國目前的現狀水平出發，充分考慮現有土壤改良技術、隊伍、設備等的能力；在經濟上，修復治理技術應兼顧考慮目前在費用方面的實際承受能力和今后的經濟發展前景；在技術上，治理技術和修復技術選擇可以達到目標的最簡化的途徑或方法。

土壤修復治理實用技術分為翻土/換土法、改良法、植物修復、穩定法、淋洗法、電修復法、固化法、動物修復和微生物修復法等。不同類型修復方法，各有其優點，同時也有不同適用范圍。如表1 所示比較不同修復方法的優缺點。

表1 不同土壤修復方法的優缺點

3.2 酸性土壤修復技術

酸性土壤污染是土壤污染較典型的一個類型，綜合考慮酸性廢水的綜合處置及重金屬去除方法的適用性，一般在工程應用中采用化學沉淀法、氧化還原法、絮凝沉淀法、物理吸附法、生物化學法和植物修復法，每種技術簡介及適用性對比如表2。

表2 酸性重金屬廢水治理技術比較

4 土壤修復案例分析

某礦尾礦庫采用原位基質改良技術+種植高耐酸型植物技術，對尾礦庫進行生態修復，在治理區內建立免維護、不退化、制備覆蓋率高達85%以上的生態系統，土壤中形成植物-微生物群落，實現生物多樣性，控制尾礦庫土壤酸化，場地土壤pH 值達到4-7，具體修復流程如圖1 所示。

圖1 土壤修復工藝流程圖

考慮項目實施地表層板結嚴重、極端酸性、貧瘠和重金屬毒性等影響植物生長的主要限制因素，配置組合型土壤調理劑。主要從改良尾礦表層板結結構、提高尾礦養分狀況、降低尾礦重金屬毒性、提高尾礦表層pH，并預防其酸化幾方面綜合考慮，選擇園林綠化廢棄物、蘑菇渣、塘底泥、粉碎秸稈、堿渣廢棄物、生物炭等原材料按一定的比例組成。利用強堿快速中和已經存在的酸性氫離子，同時利用有機兩性膠體粒子（有機肥+生物炭），通過緩釋的過程，隔絕氧氣，抑制氧化過程。在此基礎上，利用磷酸鹽+表面活性劑抑制嗜酸微生物的活性，絡合三價鐵離子等多重機制過程，抑制尾礦反酸反應的發生，使尾礦土壤本體長期維持在弱酸環境條件，有利于植物的成活。結構板結主要通過園林綠化廢棄物、秸稈等改善。

4.1 土壤改良要點

采用合理的耕作模式改變土壤電導率、氧化還原電位，抑制土壤產酸與穩定重金屬。土地備耕、種植條溝形成后經過雨水或人工灌溉進行土壤有毒物質沉降與淋溶，稀釋耕作層土壤酸性。對已完成備耕、淋溶的土壤，采用物理、化學、生物的方法進行一次全面的本底、表層土質改良，表層面施中和劑、土壤改良基質等土壤改良材料；樹穴、條溝內加施石灰、土壤改良物質作底層改良基質，進行深層土壤改良。采用各種土壤改良措施調整土壤pH 值，增加土壤有機質含量及消除土壤中的有毒物質，改良土壤結構。實施土壤改良過程前期酸化預測與土壤改良過程中的全過程酸化控制，全過程營造有益微生物生長的適宜環境，切斷產酸微生物的生長繁育途徑，引入與培育有益微生物，通過有益微生物的作用持續改良土壤。對土壤改良增肥：采用腐熟土培肥以及有機肥，采用根際土壤處理調控技術與合理耕作相結合；培育微生物的分解特性，加速土壤熟化以改良土壤，強化自凈作用，加速自然循環。

4.2 植被修復要點

依據地形條件做好植被品種的篩選，主要選擇當地鄉土品種，防止外來物種入侵。物種選擇的依據，一是“適地適樹、適地適草”，長期植物選擇以當地優勢鄉土野生植物，選擇速生、再生能力強、易繁殖、固氮能力強，適合重金屬污染土壤的修復植物；初始的短期植物引入先鋒植物，快速形成先鋒群落、快速覆蓋地表，滿足生物多樣性和群落穩定性的要求，以生長快、種子產量高的豆科植物迅速穩固表層，先形成先鋒群落再逐步實現植物的自然演替。二是適應性，選擇的植物必須耐干旱、貧瘠，耐酸性環境，管理粗放，以減少后期養護管理成本，草本植物選擇速生品種，能實現快速覆蓋，起到控制水土流失的作用。三是生物多樣性，生物多樣性與植被系統的穩定性密切正相關，穩定性差容易受到不良環境的干擾，建立一個植物、動物、微生物共生的群落生態系統，注重植物之間的生態位重疊，建立不同物種間的營養交換，保持生物多樣性，選擇保持四季更替的植物品種。噴播以草本為主，灌、草有機結合，保證植物種類多樣性。四是立體防護。植物選擇還應考慮立體防護效果，既有灌木，還有草坪和花卉，形成坡面良好覆蓋、高低錯落有致，既保證了植物的多樣性，豐富了坡面立體層次，又增添了坡面立體防護效果。五是經濟合理，充分利用坡面地形，以及有效地劃分和組織坡面的空間上，以最少的投資獲取最好的綠化效果為原則進行設計；充分利用礦區現有的資源，實現廢棄資源的有效利用。六是景觀生態性和美學。植物品種選擇既要實現良好的污染治理效果、水土保持效果和生態恢復效果，還應兼顧景觀和美學效果，打造出礦區靚麗的風景線。

結語

本文詳細說明了我國土壤污染現狀、調查結果和我國土壤環境管理的幾大原則，即預防為主，保護優先，分類利用，風險管控，污染擔責，公眾參與，探討了土壤重金屬污染修復實際常用的幾類應用技術及其適用條件，詳細闡述了一種尾礦庫土壤修復案例，筆者認為應深入分析土壤改良修復機理，并從節省成本、協同處理、分類治理等角度研究土壤修復技術。