土壤重金屬污染現(xiàn)狀及修復(fù)治理措施

安徽上陽(yáng)檢測(cè)有限公司 徐玉娣

隨著諸多行業(yè)生產(chǎn)水平的提升，使得土壤重金屬污染更加突出。在部分行業(yè)，生產(chǎn)所形成的重金屬污染物會(huì)直接進(jìn)入環(huán)境，導(dǎo)致大范圍污染，同時(shí)還會(huì)遷移以及富集等。在自然環(huán)境建設(shè)過(guò)程中，該類(lèi)污染已成為要攻克的難題。

一、何謂土壤重金屬污染

土壤就是指地表疏松表層，在大自然中，土壤有較大作用，除了可以調(diào)整氣象因素，也與生物的生存息息相關(guān)。其具有較強(qiáng)的自?xún)裟芰Γ欢ǚ秶鷥?nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)污染的修復(fù)，但因?yàn)槿祟?lèi)的一系列活動(dòng)，使得土壤中含有大量的金屬元素，對(duì)其修復(fù)能力造成了影響，由于重金屬富集，同時(shí)含量過(guò)高，對(duì)于這一類(lèi)現(xiàn)象，人們視為土壤重金屬污染[1]。當(dāng)前環(huán)境壓力加大，需要更多的資源，給生態(tài)帶來(lái)的影響更大。因?yàn)橹T多問(wèn)題的出現(xiàn)，比如，隨意丟棄排放廢物廢水，很大程度上給土壤環(huán)境造成了影響，同時(shí)產(chǎn)生諸多連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致土壤質(zhì)量顯著降低，退化現(xiàn)象更為突出，加大了土壤的壓力。

二、土壤重金屬污染概述

在20世紀(jì)90年代，中國(guó)大陸針對(duì)部分特別區(qū)域進(jìn)行了重金屬污染檢測(cè)，進(jìn)行了全面的重金屬污染調(diào)查。現(xiàn)如今，這一類(lèi)污染變得更加嚴(yán)重，給人類(lèi)帶來(lái)了更大的影響。土壤污染，尤其是耕地污染，成為治理的關(guān)鍵內(nèi)容，由于不具備全面的普查數(shù)據(jù)，難以精準(zhǔn)地對(duì)癥下藥。按照不完全統(tǒng)計(jì)得知，差不多有0.1億公頃的耕地被重金屬所污染，大概有217萬(wàn)公頃耕地通過(guò)污水實(shí)行灌溉，其中，被污染的面積約占65%，約有13.4萬(wàn)公頃的耕地被廢棄物所污染，這樣估算下來(lái)，占到我國(guó)耕地的五分之一。

每年由于這一類(lèi)污染大概減產(chǎn)1000萬(wàn)噸的糧食，大概有1.2103噸糧食被污染，估算下來(lái)，起碼損失200億元[2]。不局限于直接損失，還存在著大量的間接損失與防治費(fèi)用，因此在環(huán)境治理方面，這一類(lèi)污染屬于迫切問(wèn)題，同時(shí)也表明了污染情況的嚴(yán)峻。

三、該類(lèi)污染主要來(lái)源以及危害

因?yàn)橥寥澜Y(jié)構(gòu)不一樣，其內(nèi)含物構(gòu)成也不簡(jiǎn)單，在不一樣的區(qū)域存在著不一樣的理化性質(zhì)以及外部條件影響，即便一樣的區(qū)域，當(dāng)處于不一樣的時(shí)期，其土壤性質(zhì)也有所差異。基于此，針對(duì)重金屬污染，通常可分為下述兩類(lèi)。首先，土壤產(chǎn)生的發(fā)生層，存在該類(lèi)污染，當(dāng)土壤產(chǎn)生時(shí)就已被污染，在影響肥力的同時(shí)也約束著生產(chǎn)力。另外，可能由于土壤的結(jié)構(gòu)特征，使得重金屬得以富集。其次，源于其他污染物的入侵。因?yàn)橛兄罅康幕瘜W(xué)性污染，具體而言，物理性污染源于亂扔重金屬?gòu)U物，化學(xué)性污染常常源于污水排放、污染鹽漬化等，生物性污染就是針對(duì)病原菌，其中存在著該類(lèi)污染的中間產(chǎn)物。在這些因素的影響之下，促使重金屬污染的形成。即便在淋溶以及沉積作用之下，可能會(huì)朝著深層分散，或受到遷移的影響，大部分還存在于土壤表層，不包括自身凈化的影響，會(huì)有部分借助不一樣的途徑，從而進(jìn)入食物鏈，久而久之，會(huì)慢慢傳遞至人類(lèi)，由此會(huì)對(duì)人們的健康造成影響。地下水位相對(duì)高的土壤，該類(lèi)污染極有可能朝下滲透，進(jìn)而會(huì)對(duì)地下水造成污染，有的其中還具有毒性，這樣是不能直接使用的。由于我國(guó)對(duì)糧食有著更大的需求，常常導(dǎo)致在生產(chǎn)過(guò)程中過(guò)度使用農(nóng)藥以及化肥，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)以及合理的投放，使得土壤中的一些因素超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，帶來(lái)嚴(yán)重的污染。伴隨時(shí)間的推移，污染量變大，損失隨之變得更大，有的時(shí)候，還會(huì)發(fā)生土壤難以生產(chǎn)以及修復(fù)的現(xiàn)象，長(zhǎng)時(shí)間的毒害對(duì)附近的生物造成威脅。

四、主要的修復(fù)治理措施

（一）物化修復(fù)治理措施

在該類(lèi)治理措施中，有著較多的修復(fù)方式，比如大家熟悉的土壤淋洗。其原理是把沒(méi)有被污染的土壤進(jìn)行隔離，接下來(lái)，通過(guò)采取化學(xué)方式，對(duì)重金屬的形態(tài)進(jìn)行改變，減慢其流動(dòng)速率，或?qū)ζ鋵?shí)行固定，在此之后基于土壤有效分離重金屬。該項(xiàng)技術(shù)里，換土法是非常關(guān)鍵的方法，主要基于物理方式，具體而言，選取沒(méi)有被污染的土壤，將其和吸附物質(zhì)進(jìn)行混合，該物質(zhì)可以很好地吸附重金屬，然后覆蓋于土壤上面[3]。此方法有著一系列的優(yōu)勢(shì)，所需的成本不多，可應(yīng)用范圍大，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)污染土壤的恢復(fù)，有助于更好地治理土壤，不過(guò)也有一定的不足，被污染的土壤存在大量不明確以及有害的因素，同時(shí)污染物出現(xiàn)擴(kuò)散的概率較大，由此在對(duì)換土接收點(diǎn)進(jìn)行選取時(shí)，有著一定的難度。現(xiàn)如今，國(guó)內(nèi)項(xiàng)目建設(shè)相對(duì)較多，很多的污染用土不易選取適當(dāng)接收點(diǎn)，因此污染土壤常常不被接收，有礙于該項(xiàng)技術(shù)的推廣。針對(duì)生物碳，其和重金屬彼此作用，在修復(fù)研究方面屬于一種新的趨勢(shì)。結(jié)合相關(guān)研究可知，在生物碳的作用之下，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)重金屬的富集，由表面吸附以及分配，采取吸附的方法，把重金屬固定。通過(guò)此方式，即便不能應(yīng)對(duì)全部污染，將其和別的方式組合使用，從而起到良好的治理效果。

（二）化學(xué)修復(fù)治理措施

通常可以將該項(xiàng)技術(shù)分成多個(gè)方面，比如，化學(xué)以及有機(jī)質(zhì)改良，當(dāng)下，借助土壤所具備的化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)一步開(kāi)展專(zhuān)性吸附，屬于一個(gè)相當(dāng)關(guān)主要的方向。其化學(xué)性質(zhì)常常源于膠體表面，尤其是對(duì)離子諸多方面的作用，例如吸附以及沉淀，借助此特點(diǎn)，針對(duì)污染離子能夠開(kāi)展有效的專(zhuān)性吸附，實(shí)現(xiàn)對(duì)其的固定。很多研究顯示，在固定重金屬離子的情況下，通過(guò)氧化錳以及氧化鐵，可以獲得可觀的吸附效果，推動(dòng)重金屬元素充分固定。有學(xué)者曾經(jīng)表明，土壤以及沉積物一般以膠膜形態(tài)存在于礦物表面，由此體現(xiàn)出一定的化學(xué)活性，故而，對(duì)于一系列重金屬離子的穩(wěn)定能夠發(fā)揮較大的作用，比如鎳元素、鋅元素等[4]。實(shí)施化學(xué)方式，可以很好地治理污染，獲取良好的成效，隨著不斷地研究以及努力，將會(huì)使化學(xué)治理變得更加高效、更為便捷。

（三）生物修復(fù)治理措施

針對(duì)重金屬元素，在生物對(duì)其的一系列操作中，比如吸收以及遷移，會(huì)把被污染元素慢慢隔離，且移至適當(dāng)位置。伴隨一系列技術(shù)的進(jìn)步，例如轉(zhuǎn)基因，在充分融合多個(gè)學(xué)科之下，促使生物和治理變得更為密切，治理技術(shù)更加完善，運(yùn)用范圍變得更大。根據(jù)相關(guān)研究表明，通過(guò)蚯蚓，不但可對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解，產(chǎn)生一定的分解物，在和重金屬作用之后，還可以產(chǎn)生相應(yīng)絡(luò)合物，從而有助于重金屬鈍化，推動(dòng)重金屬溶解，切實(shí)增加生物有效性，便于優(yōu)化土壤。現(xiàn)如今，通過(guò)微生物可以很好地治理該類(lèi)污染。由于微生物有著一系列的特點(diǎn)，比如繁殖速率快、出現(xiàn)變異的概率較大、轉(zhuǎn)化突出等。可以借助轉(zhuǎn)基因技術(shù)，選擇合適的微生物，進(jìn)一步開(kāi)展修復(fù)處理。由于微生物有著很好的吸附能力和較強(qiáng)的降解性能等，故而在土壤治理方面，結(jié)合微生物性質(zhì)開(kāi)展治理屬于一個(gè)新的趨勢(shì)。

首先，根據(jù)一定的篩選條件，選出適當(dāng)?shù)木辏硗庖部梢越?fù)合菌株體系，進(jìn)一步對(duì)土壤進(jìn)行修復(fù)。其次，對(duì)修復(fù)原理進(jìn)行研究，選擇特定基因，在全面分析的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生一定功能基因工程菌。再次，以多學(xué)科為切入點(diǎn)，把微生物和一系列修復(fù)方式進(jìn)行融合，彼此協(xié)同，切實(shí)提高修復(fù)效率，獲取更為理想的治理效果。再次，借助有關(guān)學(xué)科知識(shí)，延伸實(shí)驗(yàn)規(guī)模，促使修復(fù)工程更為系統(tǒng)、更加合理。全面結(jié)合上述幾點(diǎn)，基于芒屬植物根系，得知一些和其共生的微生物，在釋放有機(jī)酸的情況下，促進(jìn)重金屬的鈍化，讓該植物的生理特性得到顯著強(qiáng)化；

相比單方面治理，更為關(guān)鍵的是聯(lián)合治理。有學(xué)者提出，把草本以及木本植物進(jìn)行融合，選取合適的木本植物來(lái)對(duì)元素進(jìn)行吸收，在此之后，通過(guò)草本植物的作用實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤的穩(wěn)固，避免出現(xiàn)水土流失。二者的融合。不但可以做到協(xié)同，也有助于萃取重金屬，降低修復(fù)所需的周期。可以從以下方面為切入點(diǎn)：一是生物量，二是BCF，對(duì)修復(fù)潛力進(jìn)行評(píng)估。由于木本植物生長(zhǎng)相對(duì)緩慢，含有足夠的生物量，故而，其BCF較大，能夠和草本植物進(jìn)行協(xié)同作用，獲取理想的富集效果。在此治理方式之下，充分融合生物優(yōu)勢(shì)，采取聯(lián)合治理的方式，具體而言，將植物和微生物進(jìn)行融合，來(lái)對(duì)污染進(jìn)行治理，同時(shí)促使生物生理得到強(qiáng)化。在聯(lián)合治理下，可以產(chǎn)生相應(yīng)的治理鏈，由此實(shí)現(xiàn)生物轉(zhuǎn)化，對(duì)重金屬進(jìn)行轉(zhuǎn)移，最終實(shí)現(xiàn)治理目標(biāo)。

五、結(jié)論

現(xiàn)如今，結(jié)合土壤重金屬污染來(lái)分析，其范圍呈現(xiàn)延伸的趨勢(shì)，問(wèn)題還是很突出，帶來(lái)的影響是很?chē)?yán)重的，一定程度上會(huì)影響到諸多產(chǎn)業(yè)，比如農(nóng)業(yè)以及畜牧業(yè)。在該類(lèi)污染治理方面，會(huì)變得更加環(huán)保與綠色，對(duì)于生物聯(lián)合治理，會(huì)根據(jù)具體的情況，選取相應(yīng)的治理措施，從協(xié)同作用開(kāi)展，使治理具備以下優(yōu)勢(shì)，屬于研究的熱點(diǎn)內(nèi)容，卻可靠性有保障、治理效果理想、所需成本不多等。伴隨綜合國(guó)力的增強(qiáng)，對(duì)于這一方面的治理，政府會(huì)投入更充足的資金，打造友好型治理系統(tǒng)。今后的研究趨勢(shì)是對(duì)一系列學(xué)科進(jìn)行融合，在同污染抗衡的過(guò)程中，持續(xù)優(yōu)化、持續(xù)完善，切實(shí)處理該類(lèi)污染問(wèn)題。

相關(guān)鏈接

土壤重金屬的污染 據(jù)了解，中國(guó)正建立涵蓋81個(gè)化學(xué)指標(biāo)（含78種元素）的地球化學(xué)基準(zhǔn)網(wǎng)：以120萬(wàn)圖幅為基準(zhǔn)網(wǎng)格單元，每一個(gè)網(wǎng)格都布設(shè)采樣點(diǎn)位，每個(gè)點(diǎn)位都采集一個(gè)深層土壤樣品和一個(gè)表層土壤樣品。深層樣品來(lái)自1米以下，基本代表未受人類(lèi)污染的自然界地球化學(xué)背景；表層樣品來(lái)自地表25厘米以淺，是自然地質(zhì)背景與人類(lèi)活動(dòng)污染的疊加。用表層含量減去深層含量，即得出重金屬元素“人類(lèi)污染圖”。

作為國(guó)土資源大調(diào)查重要成果及全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查專(zhuān)項(xiàng)，全國(guó)多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查項(xiàng)目也已發(fā)現(xiàn)局部地區(qū)土壤污染嚴(yán)重。如長(zhǎng)江中下游某些區(qū)域普遍存在鎘、汞、鉛、砷等異常。城市及其周邊普遍存在汞鉛異常，部分城市明顯存在放射性異常。湖泊有害元素富集，土壤酸化嚴(yán)重。

研究證實(shí)，鎘、汞等重金屬元素與人類(lèi)污染存在密切關(guān)系。重金屬元素在土壤表層明顯富集并與人口密集區(qū)、工礦業(yè)區(qū)存在密切相關(guān)性。與1994－1995年的采樣相比，土壤重金屬污染分布面積顯著擴(kuò)大并向東部人口密集區(qū)擴(kuò)散。