重金屬污染土壤與地下水修復工程環境監測策略

摘要：隨著我國工業化程度持續提高，重金屬污染問題也日益嚴重，需要積極采取如生態恢復法、物理修復技術等，修復重金屬污染的土壤及地下水。然而，修復工程受環境、技術等因素的影響較深，需做好修復工程監測工作并評估修復效果?；诖?，從土壤、地下水重金屬污染的成因入手，主要針對重金屬污染土壤及地下水修復工程的環境監測及措施展開探究，并提出幾種有效的修復方式，以供參考。

關鍵詞：重金屬污染；環境監測；生態修復

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）03-0-03

Strategies for Environmental Monitoring in Heavy Metal Polluted Soil and Groundwater Remediation Projects

ZHANG Peng1， CUI Jinying2

（1. Shandong Provincial Zibo Environmental Monitoring Center; 2. Lianchi School， Zhangdian District， Zibo City， Zibo 255000， China）

Abstract： With the continuous improvement of industrialization in our country， the problem of heavy metal pollution is becoming increasingly serious. It is necessary to actively adopt methods such as ecological restoration and physical remediation techniques to restore soil and groundwater contaminated with heavy metals. However， restoration projects are deeply influenced by environmental， technological， and other factors， and it is necessary to conduct monitoring of restoration projects and evaluate their effectiveness. Based on this， starting from the causes of heavy metal pollution in soil and groundwater， this study mainly explores the environmental monitoring and measures for heavy metal contaminated soil and groundwater remediation projects， and proposes several effective remediation methods for reference.

Keywords： heavy metal pollution; environmental monitoring; ecological restoration

在現代產業快速發展的過程中，犧牲了較多土地與自然環境承載能力，造成了土壤與地下水中重金屬污染物的快速積累，不僅污染了環境，而且對人體健康構成了極大的危害。為切實提高人民的身體素質，需要加大防治污染、水土保持等重點工程的建設力度，找到更加科學、更加有效的生態監測和管理方式，有條不紊地、穩定地開展各種環境治理項目，從而降低人為環境污染，維持生態平衡，推動社會和經濟的良性發展。

1 土壤、地下水重金屬污染的成因

1.1 土壤重金屬污染的成因

土壤重金屬污染的成因較多，如煤炭資源利用不當、工業廢水廢渣管理不夠規范、農田長期大面積使用含重金屬農藥等。一是在煤炭資源燃燒過程中，其重金屬元素如鉛、汞、砷等會被釋放到大氣，與大氣中的水蒸氣混合后，通過降雨污染土壤。二是礦產加工、金屬冶煉等會產生含重金屬的廢水和廢渣，如果直接排放，重金屬元素就會滲入土壤，造成土壤污染[1]。三是部分農藥、肥料等含有銅、汞、砷等重金屬成分，如長期或過量使用，會導致重金屬在土壤中累積，進而污染土壤環境。

1.2 地下水重金屬污染的成因

地下水重金屬污染的成因主要包括污水處理不當、礦山過度開采等。一方面，城市污水和工業廢水中通常含有鉛、鎘、鉻、汞等重金屬元素，如果污水處理設施不完善或處理工藝不達標，那么這些重金屬元素排放在自然環境中，并經過滲透和流動而污染地下水[2]。另一方面，采礦、礦石加工等生產活動中會產生大量含重金屬的廢水和廢渣，若處理不當，便會導致其中的重金屬物質滲入土壤并污染地下水。

2 重金屬污染土壤與地下水的環境監測措施

2.1 建立環境監測參數模型

為監測重金屬污染土壤與地下水修復工程，可以建立環境監測參數模型，為監測活動提供一個科學、系統的框架，從而準確評估污染程度以及修復工程的修復效果。首先，在實際的模型建構過程中，技術人員需做好對土壤和地下水的基線調查，明確污染物的種類、濃度、分布及其與土壤和水文地質特性的相互作用關系，收集重金屬種類與濃度、土壤紋理、有機質含量、pH值、地下水流向等關鍵參數。其次，技術人員需要整合這些參數，構建一個包含影響土壤修復效果的多變量的分析框架，并集成數據統計分析、地理信息系統等，構建可視化的污染分布和遷移擴散監測系統。最后，技術人員需要設置模型的動態更新機制，能夠隨著修復工程的進行和環境狀況的變化而自動做出相應的參數調整，從而保證能夠及時反映最新的監測數據和環境信息。

2.2 中分辨率成像光譜儀監測數據信息預處理

中分辨率成像光譜儀（Moderate-resolution Imaging"Spectroradiometer，MODIS）能夠實現長時間和大范圍的環境變化監測，并提供關于地表覆蓋、植被狀態和水體狀況等方面的數據信息，但該技術的處理效率易受多種因素影響。為解決這一問題，需要進行MODIS數據信息的預處理。原始的MODIS數據通常包含與輻射、大氣有關的各種噪聲和誤差，因此需要進行相應的輻射校正和大氣校正，從而有效消除其影響。為進一步提高數據的適用性，使影像信息能夠與地理位置精確對應，還需要幾何校正MODIS影像，有效消除由地形因素引起的變形。此外，針對特定的監測目標和分析需求，應對MODIS數據進行空間和時間上的濾波處理，有效去除非目標特征，為評估修復效果提供準確、可靠的輔助信息。

2.3 提升環境監測工作的管控效益

相關部門應積極承擔起環境監管的重要責任，加大對環境監測工作的管控效力，從而最大限度實現重金屬污染土壤及地下水修復工程。具體而言，為實現這一目標，需要采取以下策略：首先，建立一個包括數據采集、分析、報告及響應機制等功能在內的綜合性監測管理系統，并通過使用先進的監測設備和技術實時收集環境數據信息，實現動態化監管[3]；其次，加大各部門之間的協作力度，通過建立協同工作機制，推進信息共享和資源優化配置；最后，建立嚴格的質量控制標準和流程，定期做好監測設備校準、數據采集分析、實地走訪調查等工作，監測重金屬污染的治理成效。

2.4 加強對二次污染的控制監測

在重金屬污染土壤及地下水修復工程中，還需要加強對二次污染的控制與監理。二次污染指在污染治理過程可能產生的再次污染問題，主要由技術方法使用不當或操作不當產生。例如，如果重金屬污染治理過程中出現生物污染，便有可能破壞生態平衡，產生有害的代謝物質。在工程規劃階段，技術人員需要評估治理區域潛在的二次污染風險。一方面，技術人員需要評定待修復區域的環境污染狀況，收集有關環境污染的詳細信息，為后續污染治理工作做好準備；另一方面，技術人員需要分析使用的材料、技術等，預測這些技術和材料可能導致的二次污染類型以及污染程度。污染治理過程中，技術人員使用高精度的監測設備監測修復區域和周邊環境情況，定期收集和分析數據，及時發現異常狀況。如果在監測過程中發現存在二次污染風險或事故，應立即采取相應措施進行控制和修復，從而有效防止污染擴散。

3 重金屬污染土壤修復措施

3.1 生態恢復法

生態恢復法是一種通過利用植物、微生物等生物體的自然特性改善重金屬污染土壤質量的修復方法。該方法能夠有效降低土壤中重金屬的濃度，減少土壤重金屬污染對環境和人體健康的危害。生態恢復法的原理為生物吸收、生物富集以及生物轉化。首先，大量種植適宜植物，利用植物根系從土壤中吸收和分解重金屬并將分解后的物質累積在植物體內，通過植物的代謝活動將重金屬轉化為更穩定、毒性更低的形態。其次，某些植物和微生物能夠分泌有機酸等物質改變土壤的pH值和氧化還原條件，使重金屬更易被分解。在實際應用該方法時，需要根據土壤類型、污染程度、目標重金屬種類等因素選擇適宜的植物和微生物。例如，針對鎘污染地區，可以種植翅果油樹、水稻；針對鉛污染嚴重的區域，可以種植具有較強鉛積累能力的蕨類植物[4]。最后，在施行生態恢復前，技術人員需要改良修復區域的土壤，通過調整土壤pH值、增加有機質等方式，為植物生長創造良好環境條件。同時，在植物生長期間，技術人員需要定期監測土壤和植物體內重金屬的含量，從而有效評估修復效果。

3.2 物理修復技術

物理修復技術是指利用物理方法去除或降低土壤中重金屬污染的技術。該技術能夠通過改變污染土壤的物理性質或直接從土壤中分離和移除重金屬的方式實現土壤的修復，其原理為物理分離和物理穩定化。其中，物理分離是利用各種篩分、離心、磁選等物理方法，直接從污染土壤中分離出重金屬或含金屬的顆粒；物理穩定化是指通過物理方法改變土壤結構或重金屬的形態，從而削弱重金屬的遷移性并降低其影響。在實際使用該技術進行污染治理時，需要技術人員根據土壤的濃度和污染類型選擇相應的技術。例如：在處理重金屬污染濃度較高的土壤時，可以應用土壤洗滌法，通過添加水或化學試劑，將重金屬從土壤顆粒表面洗脫，然后通過沉降、過濾等物理方法分離清洗液和土壤；在處理電導率較高的濕潤土壤時，可以利用電動力學修復方法和電場作用，驅動土壤中的重金屬離子向電極移動，從而實現對重金屬的分離[5]；在處理輕度或中度污染的土壤，且污染物較為分散的情況時，可以使用固體化或穩定化技術，即向污染土壤中添加固化劑或穩定化劑，使其與土壤中的重金屬發生物理或化學作用，減少重金屬的遷移，從而有效控制重金屬的擴散和遷移。

4 重金屬污染地下水修復措施

4.1 可滲透反應墻修復技術

可滲透反應墻修復技術主要通過在地下水流動的路徑中建立一道可滲透反應墻，利用墻內填充的凈化和過濾材料與地下水中的重金屬發生化學反應，從而有效實現地下水凈化。該技術應用的關鍵點在于選擇適宜的滲透和反應材料，常用的填充材料主要有活性炭、鐵粉、硫化物以及磷酸鹽等。這些材料能夠與重金屬發生化學沉淀、吸附、氧化還原等反應，去除水中的重金屬污染物。此外，在設計可滲透反應墻時，需要技術人員確定地下水的流動路徑、污染物種類以及濃度，評估污染狀況，并在選定位置挖掘溝槽，安裝可滲透反應材料。

4.2 原位生物修復技術

原位生物修復技術是指一種利用微生物或植物修復地下水重金屬污染的技術，具有成本效益高、對環境干擾小、可持續性強等優勢。在應用微生物進行修復時，技術人員需要結合污染區域的實際情況，選擇適宜的微生物種類，并通過添加營養物質、接種特定微生物菌株等方式，增強原位微生物群落的活性和多樣性，提高修復效率；在應用植物進行修復時，技術人員應選擇能夠適應當地環境且對重金屬具有較強吸附能力的植物；在植物生長期間，定期監測植物體內和地下水中的重金屬含量，評估修復成效。

5 結論

土壤、地下水是人們日常生活中直接接觸且賴以生存的自然資源，加強對重金屬污染土壤、地下水環境的治理，對社會的可持續發展與自然生態環境的穩定有著積極作用。為檢驗修復工程最終能夠實現的環境效益以及是否會產生二次污染問題，需要對其開展相應的環境監測工作，并利用生態恢復法、原位生物修復技術等形成更加清晰直觀的修復成效，充分了解當前土壤與地下水質量，為后續深度治理提供參考。

參考文獻

1 趙 廣.園區用地土壤地下水重金屬污染調查分析及健康評估[J].山西化工，2023（11）：261-264.

2 李 靜.重金屬污染土壤與地下水修復工程環境監測策略研究[J].清洗世界，2023（3）：164-166.

3 沈棟國.重金屬污染土壤與地下水修復工程環境監測方法的思考[J].皮革制作與環保科技，2022（15）：39-41.

4 郭 帥.化工雜填土中重金屬對周邊土壤和地下水的污染研究[D].鎮江：江蘇大學，2021.

5 杜亞魯.土壤地下水重金屬污染特征與評價研究[J].環境與發展，2022（4）：174-176.