土壤污染防治及修復措施分析

羅婕瑩

（梅州市生態環境局，廣東 梅州 514000）

引言

土壤污染對人類社會和生態系統產生了廣泛而深遠的影響，因此其防治和修復研究至關重要。本文系統分析了土壤污染的防治及修復措施，并通過對污染源、污染類型和防治措施的綜合討論，深入探索管理和修復受污染土壤的有效措施，以實現可持續發展和環境保護的目標。

1 土壤污染的主要污染源

1.1 工業活動

工業活動是土壤污染的主要來源之一，在工業生產過程中，許多化學物質和有害物質被釋放到土壤中，造成污染。工業廢水、廢氣和固體廢棄物的排放是主要的污染途徑，工業活動中常見的污染物包括重金屬、有機化合物、揮發性有機化合物和有害化學物質等。

工業活動導致的土壤污染具有廣泛影響，污染物可以通過土壤顆粒的吸附作用遷移到植物和農產品中，進而進入食物鏈，對人類健康產生潛在風險。此外，污染物還可以通過土壤的滲透和徑流進入地下水，污染水資源，對水生生物和生態系統造成損害[1]。

1.2 農業實踐

農業實踐是另一個重要的土壤污染源，在現代農業生產過程中，農藥、化肥和畜禽糞便等農業輸入物質的使用和管理方式，對土壤質量和生態系統產生了深遠影響。農藥的廣泛使用是引起土壤污染的主要原因之一，農藥殘留在土壤中，可能對土壤微生物、土壤生態系統和農作物產生負面影響。此外，過量施用化肥也會導致土壤中的營養元素失衡，影響土壤質量和植物生長[2]。

農業廢棄物的處理也是一個挑戰，大量的畜禽糞便和農作物殘渣被堆積在田間，如果不妥善處理會產生臭氣、滲漏有害物質，并可能導致土壤污染和水體污染。

1.3 垃圾場填埋

垃圾場填埋是城市生活垃圾的主要處理方式之一，填埋場中的垃圾含有大量有害物質和有機物，這些物質會通過滲濾液滲入土壤，造成土壤污染。填埋場滲濾液中的污染物包括重金屬、有機污染物、氨氮等。

2 土壤污染的主要類型

2.1 重金屬污染

重金屬污染是一種嚴重的土壤污染問題，重金屬是一類密度較高、具有毒性和持久性的金屬元素，如鉛、鎘、汞、鉻等，它們廣泛存在于工業廢水、廢氣、農藥、肥料和廢棄物中，通過人類活動進入土壤。

重金屬在土壤中的積累和遷移是基于它們的化學性質和環境條件，一旦重金屬進入土壤，它們可以被土壤顆粒吸附或與土壤膠體結合，也可以通過水分的滲透和土壤的徑流遷移到地下水和表層水體中。這些污染物的積累可能導致土壤質量下降、植物生長受限、農作物品質下降，并對生態系統和人類健康造成潛在風險。圖1為重金屬污染土壤示意圖。

圖1 重金屬污染土壤

2.2 農藥和化學物質污染

農藥和化學物質污染是土壤污染的重要因素之一，農藥是為了控制害蟲、雜草和病害而廣泛使用的化學物質，雖然農藥在提高農作物產量和保護植物健康方面發揮了重要作用，但過量使用或不當使用農藥會導致土壤污染[3]。

農藥在施用后會殘留在土壤中，長期積累可能導致土壤中農藥殘留超標，這些農藥殘留會對土壤微生物、土壤生態系統和農作物產生負面影響。某些農藥還具有生物累積性，可能通過食物鏈進入人體，對人體健康造成潛在風險。

除了農藥，其他化學物質也可能導致土壤污染。例如，工業廢水和廢棄物中的化學物質可能被排放到土壤中，造成土壤污染，這些化學物質包括有機化合物、重金屬、有害化學物質等，它們對土壤生態系統和地下水質量都具有潛在危害。圖2為農藥和化學物質污染土壤與正常土壤對比圖。

圖2 農藥和化學物質污染土壤與正常土壤對比圖

2.3 石油和石油產品污染

石油和石油產品污染是土壤污染的一種常見形式，石油是一種復雜的混合物，包含多種化學物質，如烴類化合物和有機化合物等，石油及其產品的污染通常是由于石油泄漏、事故或不當處理引起的。

石油污染對土壤生態系統和植物生長造成嚴重影響，石油中的化學物質可以抑制土壤微生物的活性，破壞土壤結構，降低土壤肥力。此外，石油污染還會導致植物的毒性效應，抑制植物的生長和發育。

3 土壤污染防治措施

3.1 管理和監測污染源

3.1.1 污染源控制

污染源控制包括：（1）合規管理：制定和執行嚴格的環境法規和標準，對污染物的排放和處理進行監管和控制，包括限制污染物的排放濃度和總量及要求企業使用環保設備和技術等，以確保其操作符合環境規定。（2）廢物管理：實施有效的廢物管理措施，包括廢物的減量、分類、儲存和處理，包括回收再利用廢物、進行安全的廢物處理和處置等，以減少對土壤和水體的污染。

3.1.2 開展監測和評估工作

監測和評估包括：（1）實地調查：通過采集樣品、觀察和記錄現場情況，對污染源和受污染環境進行調查，包括土壤、水體、空氣和生物樣本的采集，并進行實驗室分析。（2）監測網絡：建立監測網絡以定期收集環境數據，包括設置氣象站、水質監測站和土壤監測點等，以跟蹤環境參數的變化和污染物的濃度。（3）數據分析：對監測數據進行統計和分析，以評估污染程度、污染物的來源和傳輸途徑等，這可以通過使用統計方法和地理信息系統（GIS）等工具來實現。（4）風險評估：基于監測和分析結果，評估污染對環境和人類健康的風險，包括暴露路徑、毒性評估和風險管理的綜合分析。（5）環境影響評估：在規劃和開發項目前，進行環境影響評估，評估項目可能對環境造成的影響，并提出相應的環境管理措施。

3.1.3 制定環境法規和政策

各國都有制定環境法律和法規的機構，用于管理和控制環境污染，這些法律和法規規定了污染物排放、廢物處理、自然資源保護等方面的標準，以確保環境的可持續性和對人類健康的保護。（1）環境影響評估（EIA）：環境影響評估是在規劃和開展新項目時進行的評估過程，評估項目對環境的潛在影響，這些評估通常包括對空氣質量、水資源、土壤質量、生物多樣性等方面的評估，并要求項目方采取必要措施來減少或彌補負面影響。（2）國際環境協議：國際社會也制定了許多環境協議和框架，以促進全球環境保護，例如聯合國氣候變化框架公約（UNFCCC）和巴黎協定旨在應對氣候變化，生物多樣性公約旨在保護生物多樣性等，這些協議通過國際合作來推動環境保護的全球行動。

3.2 處理和清除污染物的方法

3.2.1 生物修復

生物修復包括：（1）生物降解：利用微生物的能力來降解有機污染物，這些微生物可以分解有機污染物為無害的物質，例如細菌可以降解石油污染物。（2）植物修復：利用植物的生理機制來修復土壤或去除水體中的污染物，這種方法被稱為植物修復或植物吸收，植物可以吸收和積累污染物，并將其存儲在根、莖、葉等組織中，降低其在環境中的濃度。（3）植物微生物共生修復：這種方法結合了植物和微生物的作用，植物通過根系分泌物質吸引有益的微生物，形成共生關系，這些微生物可以促進土壤中污染物的降解，并提供營養物質供植物吸收。（4）生物固化和植物固化：這些方法利用植物和微生物的作用來固定或穩定污染物，減少其在環境中的遷移和生物可利用性，例如某些植物可以通過根系分泌物質將重金屬污染物轉化為難溶的沉淀物。

3.2.2 物理修復

物理修復包括：（1）土壤挖掘和替換：對于受污染嚴重的土壤區域，可以采用挖掘和替換的方法，這種方法將受污染土壤挖掘出來，然后用未受污染的土壤進行填充和替換。（2）土壤氣體抽取：對于含揮發性有機物（VOCs）等污染物的土壤污染，可以使用土壤氣體抽取技術，該方法在土壤中插入氣體抽取井，將污染土壤中的氣體抽出，以降低土壤中的污染物濃度。（3）土壤篩選和分離：這種方法使用篩網或篩分設備來分離土壤中的污染物，較大顆粒物和污染源可以被篩選出來，從而降低土壤中的污染物含量。（4）土壤熱處理：熱處理是一種利用高溫來分解或蒸發污染物的方法，熱蒸發、熱解和熱氣化等技術可以通過加熱土壤來揮發或分解污染物，從而降低其在土壤中的濃度。

3.2.3 化學修復

化學修復包括：（1）化學穩定化：通過添加化學物質，如固化劑或穩定劑，將土壤中的污染物轉化為較為穩定的形式，以降低其毒性和遷移性。（2）化學萃取：利用溶劑或化學試劑提取土壤中的污染物，將其從土壤中分離出來，以實現污染物的去除。（3）化學氧化：使用化學氧化劑，如過氧化氫或高錳酸鉀來氧化土壤中的有機污染物，將其轉化為無害的物質。（4）酸堿調節：通過調節土壤的酸堿度，改變污染物的溶解度和活性，從而影響其遷移和生物可利用性。

3.3 土壤保護和改進措施

3.3.1 土壤保持措施

土壤保持措施包括：（1）植被保護：植被是土壤保持的重要因素之一，通過保持或恢復植被覆蓋，可以減少水和風對土壤的侵蝕。植被的根系可以固定土壤，防止水土流失，并增加土壤的有機質含量。（2）梯田和植樹造林：梯田和植樹造林是一種有效的土壤保持方法，梯田可以減緩坡面徑流速度，降低水土流失的風險；植樹造林可以增加植被覆蓋，提供樹木的根系保護土壤，并吸收大氣中的二氧化碳。（3）建設水土保持結構：在需要防止水土流失的地區，可以建設水土保持結構，如梯田、溝渠、堤壩等，以減緩水流速度，防止土壤侵蝕。（4）合理進行農業管理：合理使用農藥和化肥，控制農田排水和灌溉，并進行輪作和間作，選擇適合當地土壤和氣候條件的作物品種等，可以減少土壤污染和侵蝕。

3.3.2 植被恢復和保護措施

植被恢復和保護措施包括：（1）植被修復：在受損地區進行植被修復，可選擇本地適應性強、能夠改善土壤質量和生態系統功能的植物物種，包括種植樹木、灌木和草本植物等。（2）生態恢復：通過恢復植物群落的結構和功能，重建受損的生態系統，這可能涉及到種植多樣性植物、引入重要的瀕危物種或恢復特定的生態系統類型。（3）防止過度放牧：過度放牧會破壞植被覆蓋，導致土壤侵蝕和土壤質量下降，應實施科學的放牧管理，控制放牧的數量和時間，以保護植被。

3.3.3 土壤改良和調整措施

土壤改良和調整措施包括：（1）有機物添加：添加有機物質（如堆肥、腐殖土、綠肥等）可以增加土壤有機質含量，改善土壤結構，增加土壤保水能力和保持養分的能力。（2）礦質添加：根據土壤分析結果，添加適量的礦質肥料（如氮、磷、鉀等）和微量元素，以滿足植物的養分需求。（3）pH值調節：根據土壤pH值的情況，可以添加石灰或硫酸等物質來調節土壤的酸堿度，使其適合特定植物的生長。（4）土壤覆蓋：采用覆蓋物（如秸稈、覆蓋膜等）覆蓋土壤表面，可以減少水分蒸發、抑制雜草生長，保持土壤濕度和溫度穩定。（5）生物修復：利用土壤中的微生物和生物活性物質，通過生物降解、生物轉化等作用，修復受污染的土壤。

4 結語

綜上所述，土壤污染防治及修復是一項復雜而緊迫的任務，需要政府、科研機構、企業和公眾的共同努力。本文從管理和監測污染源、處理和清除污染物、土壤保護和改進等方面提出了一系列有效措施，相關研究證明了這些措施的可行性和效果。然而，我們仍需加強國際合作、科技創新和公眾教育，以推動土壤污染防治和修復工作的持續改進，只有通過共同努力，才能保護土壤資源，維護人類健康和生態平衡。