吉永紅 賈雪菲

（洛陽(yáng)市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，河南 洛陽(yáng) 471000）

重金屬污染是指鎘、鉛、汞、砷、鎘、汞等具有明顯的化學(xué)污染元素和具有一定毒性的鋅、銅、鎳等元素對(duì)空氣、土地等的污染，這些重金屬元素可以改變土壤和空氣中的成分，破壞土壤的成分，從而造成土地中營(yíng)養(yǎng)成分的缺失，影響農(nóng)業(yè)、林業(yè)等產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。由于以往經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中對(duì)環(huán)境生態(tài)保護(hù)力度的缺失和工作的滯后性，我國(guó)工業(yè)發(fā)展過(guò)程中的廢水廢氣和殘?jiān)鼘?duì)土壤的污染嚴(yán)重。特別是基層地區(qū)的工業(yè)發(fā)展過(guò)程中，工業(yè)廢水和工業(yè)殘?jiān)话愣际侵苯优欧旁诼短焱恋睾秃恿髦?，同時(shí)缺少治理措施，造成土壤中重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)。為此，加強(qiáng)土壤中重金屬污染的監(jiān)測(cè)，并研究開(kāi)發(fā)污染土壤的修復(fù)技術(shù)，成為今后我國(guó)污染治理過(guò)程中的重要工作。

1 土壤中重金屬污染監(jiān)測(cè)

1.1 實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在電學(xué)、光學(xué)等科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的條件下，隨著新技術(shù)和測(cè)量?jī)x器的改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中形成了原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、分光光度法、離子體發(fā)射光譜法、電感耦合等監(jiān)測(cè)分析方法。表1給出了部分實(shí)驗(yàn)室常用的土壤重金屬監(jiān)測(cè)方法及相對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)方法下限值的研究文獻(xiàn)。

圖1 實(shí)驗(yàn)室土壤重金屬含量監(jiān)測(cè)方法及方法檢測(cè)范圍下限值

實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)方法，可以通過(guò)先進(jìn)的儀器設(shè)備對(duì)土壤中的重金屬含量進(jìn)行仔細(xì)的分析，而且不同的試驗(yàn)檢測(cè)方法對(duì)不同化學(xué)元素的檢測(cè)范圍下限值不同，這給實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)提供了多種方法的對(duì)比選擇，可以有效提高監(jiān)測(cè)結(jié)果的科學(xué)性。圖1是根據(jù)實(shí)驗(yàn)室土壤重金屬含量監(jiān)測(cè)方法及方法檢測(cè)范圍下限值的監(jiān)測(cè)結(jié)果，主要是原子吸收法和原子熒光法的方法檢測(cè)范圍下限值，通過(guò)對(duì)檢測(cè)數(shù)值的分析，可以有效看出各種監(jiān)測(cè)方法對(duì)不同重金屬元素的監(jiān)測(cè)效果。

1.2 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)監(jiān)測(cè)

激光誘導(dǎo)擊穿光譜（Laser Induced Breakdown Spectroscopy，LIBS）技術(shù)是一項(xiàng)新興的原子發(fā)射光譜分析方法。

圖2 LIBS實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

如圖2 所示，LIBS 監(jiān)測(cè)分析技術(shù)是由多個(gè)分析系統(tǒng)組合而成的，通過(guò)這些系統(tǒng)的有效連接和結(jié)合，在實(shí)際的監(jiān)測(cè)過(guò)程中，通過(guò)激光光譜的發(fā)射和對(duì)光譜的時(shí)間和空間分辨以及光譜的波長(zhǎng)和強(qiáng)度的分析，可以對(duì)土壤中的重金屬含量進(jìn)行系統(tǒng)的分析。同時(shí)，激光誘導(dǎo)擊穿光譜是根據(jù)計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)土壤重金屬元素和含量進(jìn)行分析計(jì)算的，分析結(jié)果更加準(zhǔn)確，效率更高。LIBS監(jiān)測(cè)分析技術(shù)在是實(shí)際土壤的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)，在實(shí)際技術(shù)實(shí)施過(guò)程中，可以對(duì)多種重金屬元素進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)，大大提高了監(jiān)測(cè)效率。

1.3 磁化率技術(shù)監(jiān)測(cè)

在土壤的重金屬污染過(guò)程中，由于重金屬元素可以引起土壤中土壤磁性的增強(qiáng)，通過(guò)磁化率技術(shù)的實(shí)施，可以對(duì)土壤磁性的強(qiáng)度進(jìn)行有效分析，從而確定土壤中的重金屬污染元素的種類(lèi)和含量。這種技術(shù)手段在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，方便實(shí)用，可操作性強(qiáng)，而且隨著磁化技術(shù)的發(fā)展，在未來(lái)的土壤監(jiān)測(cè)中會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。需要注意的是在磁化率技術(shù)實(shí)施過(guò)程前，要充分了解土壤磁化率與重金屬化學(xué)元素含量之間的相關(guān)性，從而有效根據(jù)磁化強(qiáng)度的數(shù)值進(jìn)行重金屬污染的分析。

2 土壤中重金屬污染的土壤修復(fù)技術(shù)

2.1 客土法、換土法和深耕翻土法

客土法、換土法和深耕翻土法在對(duì)重金屬污染的治理中，治理效果徹底，對(duì)土壤中的重金屬污染的控制比較穩(wěn)定。其中客土法和換土法適用于重度重金屬污染的土地中，深耕翻土法適用于輕度污染的土地中。但是這種重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)都是采用直接對(duì)土壤進(jìn)行直接的土體結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變，需要耗費(fèi)大量的人力和物力，成本較高。同時(shí)，著三種方法都會(huì)引起土壤中其他化學(xué)成分的改變，造成土壤中影響成分的流失。

2.2 化學(xué)固定

針對(duì)重金屬污染土壤中化學(xué)元素的含量和成分特點(diǎn)，對(duì)重金屬污染區(qū)域采用化學(xué)制劑的添加和化學(xué)材料的混合等，可以通過(guò)化學(xué)元素之間的排斥和化學(xué)反應(yīng)，可以使土壤中的重金屬元素與化學(xué)添加劑之間產(chǎn)生新的污染程度較低、毒性較小的物質(zhì)，并對(duì)污染物質(zhì)進(jìn)行固定，從而有效減少重金屬物質(zhì)的污染性，降低污染物質(zhì)的流動(dòng)性，達(dá)到對(duì)污染物質(zhì)的控制和分解效果。這種修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵就在于，要充分了解污染區(qū)域的重金屬元素的成分，并采取有效的化學(xué)制劑。

圖3 重金屬污染土壤的植物修復(fù)機(jī)理

2.3 植物修復(fù)技術(shù)

植物修復(fù)技術(shù)是當(dāng)前在重金屬污染治理的過(guò)程中，受到最多認(rèn)可和效果最好、效益最高的重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)。針對(duì)有些植物生長(zhǎng)過(guò)程中，對(duì)重金屬污染物質(zhì)特有的吸收富集能力，將植物種植在污染區(qū)域之后，通過(guò)植物對(duì)化學(xué)物質(zhì)的吸收富集和揮發(fā)，可以有效將重金屬污染物質(zhì)移出土壤，最終達(dá)到土壤修復(fù)的目的。

如圖3 所示，植物修復(fù)技術(shù)不僅能保證土壤中污染物質(zhì)的的固定，還可以通過(guò)植物自身對(duì)污染物質(zhì)的提取和揮發(fā)，達(dá)到污染物質(zhì)的揮發(fā)。同時(shí)，植物的生長(zhǎng)和使用也會(huì)提高當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境改善，并通過(guò)對(duì)植物的處理增加經(jīng)濟(jì)收益。

3 結(jié)語(yǔ)

土壤重金屬污染的監(jiān)測(cè)和修復(fù)是當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，為了保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量和提高對(duì)污染的治理水平的重要措施。我國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，污染物質(zhì)的治理和控制水平還比較低，加強(qiáng)對(duì)污染監(jiān)測(cè)技術(shù)的改善和研究，可以有效提高對(duì)污染源的控制，加強(qiáng)土壤修復(fù)技術(shù)的實(shí)施和經(jīng)濟(jì)性、可行性的開(kāi)發(fā)，可以有效提高污染治理效果和效率，從而提高我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量，保障我國(guó)土地的合理利用和保護(hù)。

［1］龔海明，馬瑞峻，汪昭軍，等.農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013，29（2）:140-147.

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［3］張繼舟，王宏韜，袁磊，等.重金屬污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)研究［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013，29（14）:134-139.

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