土壤環境污染及污染土壤的修復研究

皇改革 程雪剛 田俊俊 馮 麗 牛金同

（河南華測檢測技術有限公司，河南 鄭州 450001）

土壤環境是人類生活、生存及發展的環境基礎條件，但隨著社會和經濟的發展，土壤容易受到工業污染物的污染，繼而通過影響耕地健康而把有害物質帶入食物鏈。因此，當下全球范圍內有關土壤環境的污染問題逐漸受到了眾多專家和學者的廣泛關注。由于土壤污染的問題存在一定的復雜性并且不易被第一時間察覺，所以我國對于土壤環境的修復問題給予了高度的重視。在土壤修復及土壤污染的修復方面，眾多學者認為通過加強土壤環境的修復工作及相關技術手段不僅在生態文明建設方面有莫大幫助，更有助于維護國家總體的生態環境安全。所以說本文通過論文搜集總結目前土壤環境監測及土壤污染的研究現狀，并總結有關土壤污染監測及定量化分析的相關技術。在此基礎之上，又對當前有關土壤修復的生態環境問題進行了深入地探討，并對當前的研究熱點及新興的高效土壤污染修復方法進行了一個較為全面的總結。在分析目前土壤修復過程中已有問題的同時，又結合最新的研究進展總結了新的解決方案和措施等，并分析該問題的發展趨勢，為土壤環境科學的研究建言獻策。

1.土壤環境及土壤修復

1.1 土壤污染及修復的一般概念

土壤環境的污染一般是指土壤受到人類活動的影響，由人為產生的污染物質進入到土壤中并經過一定的積累和富集甚至被土壤所吸收，最終通過糧食作物或雨水帶進食物鏈并造成生態環境惡化的一種現象。土壤之所以會受到污染物的影響，是因為土壤作為連接自然生態圈與人類生產及社會文明的關鍵紐帶，與人類發展過程中的工業建設、城鎮化以及耕地質量等密切相關。現今，土壤污染的面積范圍正在不斷地增加，而且土壤污染物種類及污染情況也相對復雜。因此面對某些地區土壤污染物含量提升的趨勢，有關土壤環境修復及污染物及時監測顯得刻不容緩。

1.2 土壤環境受到污染的相關原因分析

土壤環境受到污染的情況多種多樣，大致上可以分為工業方面、農業方面以及生活污染方面。工業污染主要包括由工業生產排放的廢水、廢氣以及固體廢棄物，這些污染物進入到土壤中，其中有部分物質甚至可以被土壤所吸附，這會對土壤的健康造成嚴重的影響。農業污染上主要是指化肥、農藥等在耕地生產過程中進入土壤并使得土壤質量退化，嚴重降低土壤肥力，繼而影響作物的健康。生活中產生的污染物主要是來源于生活中產生的污水、廚余垃圾以及一些汽車尾氣的排放等等。污染物在產生之后會進入自然界，而后隨著空氣、水分進行廣泛傳播造成土壤污染，整個過程和機制比較復雜。

2.土壤污染的一般特點

根據以往的研究調查結果顯示，目前土壤污染普遍都具有一定的隱蔽性以及難以后期恢復的特點。由于在土壤受到污染這個環節當中，污染具有一定的隱蔽性。也就是說，在起初土壤受到污染物影響之時，不易被人們所發現，但當污染物的濃度達到一定程度之后，土壤污染的危害逐漸表現出來，從而引起人們的重視。由于土壤污染隱蔽性的存在，土壤污染很難在初始階段得以控制，因此，從這方面考慮，應加強對土壤污染物濃度的實時監測，將污染物濃度值閾值調低，及時發現，及時治理。

土壤污染同時還存在污染物的累積性。如果污染物的源頭未斷，土壤就依然會受到污染物的污染，并且污染物的濃度會呈一個累積狀態，持續增加。這一點在土壤重金屬污染這一方面十分突出。污染物中的金屬元素在土壤中容易發生富集和沉淀，這對土壤的危害較大。因此重金屬元素對土壤的污染應引起人們的重視。

除此之外，土壤污染還具有長期性和難恢復性的特點。長期性是指污染物對土壤的危害和影響是一個長期的過程。土壤一旦受到污染物的危害和影響，便不容易恢復到初始狀態，土壤質地和土壤肥力在受到污染之后會嚴重下降，很難復原。在土壤污染修復的過程當中，也很難將土壤中的污染物清理干凈，故而土壤恢復在短時間內難以完成。

3.有關土壤污染的危害

土壤是人類生產活動的一個重要基礎。如果土壤受到了污染，那么就如同根基受損，由土壤污染產生的各個方面危害就會日漸凸顯出來，繼而嚴重影響到人類生活的健康與人類生產發展。

直接可見的危害就是土壤污染造成的農作物健康問題。如果土壤污染物長期積累的較多，污染物濃度會嚴重影響植物根系吸收土壤養分，那么農作物容易出現難以生長、發芽結果，甚至出現大量死亡等情況，導致農業經濟嚴重受損。這不僅影響到當地農業的生產與發展，更會影響到人民生活中的健康飲食。有些作物在受污染的土壤中生長，有些作物內部污染物含量已超標，這種農作物若流入市場并進入食物鏈，會給人體健康帶來巨大的危害。尤其是部分重金屬，例如汞含量、鎘含量超標會嚴重影響人體健康。對于沒有種植農作物的非耕作地區，土壤污染的表現則存在于各種動植物中，土壤污染通過影響動植物的生存，對當地區域的生態環境和食物鏈造成破壞。綜上表述，土壤污染的影響是方方面面的，因此人們要對此予以高度重視，并在土壤受到污染的起始階段進行及時地監測、治理與修復。

4.目前土壤污染修復的相關措施

若對污染的土壤進行修復，相關的措施主要包括化學修復、生物修復以及物理修復等方法。不同的措施有不同的修復重點以及修復效果，因此針對不同程度或者受到不同種類污染的土壤，要采取合理的修復措施，修復過程要遵循循序漸進的原則。由于土壤污染修復是一個緩慢的過程，所以對于修復的各個環節，要適時調整修復方案以使得土壤能夠得到最好的修復效果，實現土壤后期的長效可持續利用。

4.1 土壤污染的化學修復方法

對于土壤污染修復中的化學修復方法，通俗來說就是根據相關的化學反應的原理（例如水解、水合等相關的固定化學反應的原理），向土壤中添加相應的化學物質來達到降低分解土壤污染物濃度的效果。通過化學物質的反應，將土壤中的有毒物質轉化為低毒或者無毒物質，或者是轉化為不具有遷移性的沉積固體物質（后續去除）等。例如，可以通過氧化反應降低土壤中有害物質的濃度，普遍采用的氧化劑主要有高錳酸鉀、雙氧水等等。這類化學修復毒性的方法通常用在農藥污染的土壤中。除此之外，化學淋洗技術也是土壤污染修復的方法之一，通過把化學沖洗試劑注入土壤，使得化學試劑與土壤中的有害物質發生乳化反應等，改變毒性，然后將化學反應后的物質再進行抽取。這種方法較為復雜，且一般情況下僅僅適用于復雜且易溶于水的污染物。

4.2 土壤污染的物理修復技術

物理修復技術在土壤污染中也是一種較為普遍的修復手段。物理修復手段是指通過一定的工程技術手段清除或者轉化土壤污染物的方法。如果土壤污染的范圍較小且污染物的含量相對來說比較高，則可以通過離心技術根據污染物與土壤顆粒的物理屬性不同進行分離，使得土壤的有害物質得以有效地去除并逐漸恢復到原有的正常功能。采用的相關儀器設備為離心設備，常用的離心設備可以分為磁力式、沉淀式和浮選式等多種類型的離心設備。部分受污染的土壤，污染物為揮發性較高的化學污染物質，對于這部分土壤可以通過蒸汽原理將污染物與土壤得以有效地分離。

與化學修復方法相比，物理修復技術不會產生在污染物質上的二次傷害，不會在土壤中新增加殘存物質，在污染物的清除上相對更加徹底。但是物理修復方法在設備儀器上耗用的成本比化學方法要高，對于大面積受污染情況較為復雜的土壤，物理方法的適用性相對化學法來說較差。

4.3 土壤污染的生物修復技術

生物修復技術對于土壤污染修復來說，近年來剛剛興起，相對化學修復技術和物理修復技術來說應用還不夠廣泛，但在農業方面，目前有關土壤污染修復的生物技術研究備受關注。生物修復技術主要是通過生物作為主體來吸收土壤中的污染物，并進行轉化以降低土壤中污染物的濃度含量。生物修復技術體現無公害、可持續的理念，有較好的發展前景。例如目前已有研究證明生物炭可以有效吸附土壤中的重金屬物質，而生物炭的提取也恰恰來自自然界。目前花生、秸稈、玉米以及小龍蝦等均可通過生物炭的形式吸附講解土壤中的有害金屬元素。除此之外，微生物也可以參與土壤污染物的吸附。微生物可以通過分解作用分解土壤中的有機污染物，因此微生物對于高濃度的有機污染土壤來說較為適宜，且微生物在吸附降解污染物的同時也能夠增加土壤肥力，調節土壤中的酸堿平衡改善土壤的電解質環境等。也可通過植物種植專門吸收土壤中的污染物，例如有些植物對以重金屬元素的污染物具有積累和富集作用，可以通過植物的種植，借助植物的根系吸收土壤中的有害物質，這種方法綠色無污染且可以有效控制土壤污染物的擴散。

5.污染土壤的修復現狀分析

5.1 污染土壤修復中心的建立及相關優勢

污染土壤修復中心是一種區域性質的處置中心。其最顯著的特征是修復的周期較短，其次還具有經濟性和可持續性的特點。在土壤修復的過程中可以通過修復中心實現多技術聯合修復，并且與傳統的修復方法相比可以大幅度降低土壤污染物修復的成本。目前污染土壤的修復中心仍然是在探索階段。

5.2 土壤修復的發展現狀與趨勢

目前有關土壤污染修復的資金呈逐年增加的趨勢，相關的綠色基金也被用于助力生態保護建設以及污染防治，通過資金帶動環保產業發展日漸明顯。在地域條件上，土壤修復的相關問題主要集中于經濟較為發達的地區，包括京津冀、江浙滬等經濟圈。從污染物的種類上看，我國的土壤污染地塊中的有機污染的地塊數量較多。從區域上看，東部地區的有機污染地塊較多，西南和中南地區的土壤污染多為重金屬污染地塊。

目前環境修復行業快速發展，在土壤污染修復的場地責任、行業的管理體系與管理模式仍需完善以加強土壤修復工作的高效進行。目前原址修復的方式已經暴露出很多問題，包括設備難以擺放以及施工難度大等問題。基于此，相關行業要創新土壤修復的發展模式，并且要始終保持創新導向，綜合多種技術進行土壤生態系統的修復工程。目前一些土壤污染的地塊大多為企業搬遷之后的遺留下的污染土地。這些受到工業污染的地塊靠近前期的工廠位置且遠離市區，所以說就可以借鑒相關的發展模式在此周邊建立相應的土壤污染修復治理的修復中心，對受到污染的土壤進行集中修復。這種建立修復中心集中處理的方法修復效率較高而且可以避免產生遠距離范圍的二次污染，與此同時還能夠實現修復過程中的物質重復再利用。例如一些中間產物和廢棄物等可以被資源化利用等。因此，建立土壤污染的修復中心可以視為有效的土壤污染修復方式。

5.3 針對土壤污染修復的污染物監測

目前土壤污染修復的場地管理與修復存在的需要完善的問題。例如基于場地的限制，修復工作不能高效開展，技術支持還存在不足等。因此應該注重從源頭出發，及時控制發現土壤污染物濃度的變化并進行趨勢分析，將土壤污染遏制在源頭環節。這樣做不僅可以大大減少土壤污染修復的場地工作量，也可以保證環境質量的健康度。但從另一個方面說，如何及時發現土壤受到污染顯得尤為重要。相關部門應該注重對于土壤污染物濃度的及時探測，并且可以從儀器設備方面進行改進。同時，相關的可以反映土壤健康的指標也可以被用于探究土壤健康，及時評估土壤及環境的質量。

土壤污染的發現一方面通過作物和水質等方面體現，但這一表征往往滯后性強，因此不定期地進行土壤質量的監測十分有必要。從這一方面來說，相關先進的一些儀器設備可以被用于進行污染物濃度的測量。在這一過程中，要注意相關濃度標準的設定以及土壤污染樣品選取的可靠性等相關的影響因素。為盡早發現土壤受到污染的情況或者趨勢，可以將污染物的濃度閾值降低。在有關部門做好土壤污染的定期監測工作的同時，有關土壤環境健康的環保宣傳工作也不可缺少，這是因為生活垃圾及生活污水甚至包括化肥使用等都與土壤健康及土壤污染緊密相關。所以通過積極宣傳生態環保等可以幫助在源頭處來控制污染源以保證土壤健康。

6.結束語

綜合上述分析，面對土壤污染的環境問題，要首先分析土壤污染的源頭、污染的類型等，在對土壤污染有全面了解的基礎之上，選用合理的修復方法并制定合理的修復方案，必要時可以根據區域土壤污染的實際情況多種方法相互結合，使得土壤污染得到有效的治理。除此之外，要加強對土壤的修復和保護，在土壤修復的過程中要注意土壤中污染物濃度變化的及時監測，觀察修復效果并及時調整方案，使得土壤環境得到有效的改善。對于土壤的污染及修復問題，相比污染之后的治理，前期的控制污染源等保護工作更為重要。所以說在改善目前土壤修復中有關問題的同時，從源頭控制并及時監測污染物，也是保障土壤生態健康可持續的重要措施。