唐文玲，盛 宇，田 丹，羅 飛，強小燕，李干蓉，張 友

（銅仁職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 銅仁 554300）

土壤是地球在長時間的演化過程中通過綜合成土作用而形成的，是動植物和人類賴以生存的基礎(chǔ)[1]，在保護環(huán)境和維持生態(tài)平衡方面具有重要作用[2]。而土壤污染隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展已經(jīng)成為了一個全球性問題。研究表明，全球范圍超過2000萬公頃的土地受到重金屬（砷、鎘、鉻、汞等）不同程度的污染。由于土壤環(huán)境中的重金屬污染物具有潛伏周期長等特殊性，能在土壤中不斷累積，以食物鏈的形式進入人體富集，極大的危害人們的健康[3]。對喀斯特地區(qū)，是我國生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)域，主要是因為其特殊的地形地貌和成土環(huán)境，使得該區(qū)域土層淺薄，土壤貧瘠。對比其他地區(qū)，喀斯特區(qū)域?qū)ν寥乐亟饘傥廴镜某屑{容量小、波及廣、危害大、治理難[4]。因此，開展喀斯特地區(qū)土壤重金屬污染研究，對提高土壤環(huán)境質(zhì)量，改善生態(tài)環(huán)境，維護人體健康具有重要意義。

1 喀斯特地區(qū)土壤重金屬污染

1.1 土壤重金屬污染來源

土壤重金屬污染來源主要有三類，分為工業(yè)源、農(nóng)業(yè)源和生活源[5]。工業(yè)源指的是各工業(yè)生產(chǎn)過程中所排放的含重金屬成分的三廢物質(zhì)直接排放環(huán)境中，直接或間接對土壤環(huán)境造成破壞。另外，在礦產(chǎn)開采過程中，不合理的開采措施以及露天堆放的廢礦、尾礦被雨水淋溶，都會導(dǎo)致土壤中重金屬含量超標(biāo)。農(nóng)業(yè)源主要指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用含有重金屬物質(zhì)而使其殘留在土壤中造成污染，如使用含有重金屬的污水澆灌作物、過度使用化學(xué)肥料（如磷肥等），或用含有重金屬的牲畜糞便進行施肥等[6]。生活源主要是對含有重金屬的生活垃圾處理不當(dāng)引起的，如廢棄的電池、燈管、溫度計等未經(jīng)過特殊方式收集，隨意丟棄于土壤層，致使土壤中重金屬含量超過限值。

1.2 喀斯特土壤重金屬污染特點

灰?guī)r風(fēng)化土壤中重金屬含量往往異常富集，嚴(yán)重超標(biāo)。我國土壤重金屬的超標(biāo)與地質(zhì)成因關(guān)系密切，西南巖溶區(qū)土壤重金屬超標(biāo)主要與地質(zhì)高背景和成土過程有關(guān)[7]。影響或加重喀斯特土壤重金屬污染程度主要有以下幾方面：

（1）研究表明，碳酸鹽巖風(fēng)化土壤的重金屬元素含量均顯著高于基巖，重金屬元素表現(xiàn)出明顯的富集特征[8]，碳酸鹽巖母質(zhì)發(fā)育土壤中的鉛、汞、鎘等重金屬元素背景值與非喀斯特地區(qū)成土母質(zhì)發(fā)育的土壤相比普遍較高，致使喀斯特地區(qū)土壤重金屬背景值處于較高水平。

（2）對喀斯特地區(qū)可溶巖，其中不溶物含量一般在10%以下，容易引起喀斯特地區(qū)水土易流失，形成土層薄，土壤貧瘠的特點[9]。為了更好的耕種農(nóng)作物，會加大水的灌溉和化學(xué)肥料的施加，容易使土壤中重金屬含量增加。

（3）西南喀斯特地區(qū)是金屬礦產(chǎn)及包括多種重金屬在內(nèi)的多種分散元素的重要成礦區(qū)域，已成為我國重要的礦產(chǎn)產(chǎn)區(qū)，而目前對礦藏資源的開發(fā)存在不合理、利用不充分的情況，以及廢氣廢液直接排放，造成土壤中重金屬的含量不斷累積，使其污染程度不斷加深。

（4）喀斯特地區(qū)特殊的地理形勢，如結(jié)構(gòu)洞穴、裂隙等相互連接，出現(xiàn)大規(guī)模的喀斯特管道，而大氣降水的淋溶作用，使土壤表層的重金屬或空氣中的重金屬成分下滲到深層土壤中，導(dǎo)致深層土壤受到破壞，加大了治理難度[10]。

2 土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)

2.1 工程治理技術(shù)

工程治理技術(shù)主要是采用物理機械的原理達到減低土壤重金屬含量的效果，常用的有以下幾種方法?？屯练ㄖ饕菍⑽幢恢亟饘傥廴镜母蓛敉寥阑旌系奖晃廴镜耐寥乐校雇寥乐兄亟饘俚臐舛鹊靡越档蚚11]；換土法是直接以干凈的土壤替換被重金屬污染的部分，然后將替換下來的土壤運送至別處單獨進行處理；深耕翻土法是不添加干凈土壤，通過機械作業(yè)將重金屬含量高的上層土壤和重金屬含量少的下層土壤混合均勻，土壤表層重金屬濃度因此而得到降低。

2.2 物理治理技術(shù)

物理治理技術(shù)物理治理技術(shù)目前主要有電動修復(fù)法、電熱修復(fù)法。其中，電動修復(fù)法原理是利用正負極產(chǎn)生的低功率直流電場，使土壤中的水或帶點離子發(fā)生遷移，而土壤中的重金屬離子也隨之發(fā)生定向移動，分別在兩極進行富集，然后再通過沉淀、抽出或離子交換等方法去除。電熱修復(fù)法主要是針對熔點較低或揮發(fā)性較強的重金屬（如Hg和Se）污染土壤。原理是通過高頻電壓所產(chǎn)生的強電磁波的加熱作用，將可揮發(fā)重金屬污染物從土壤中解吸、分離和揮發(fā)出去，最終實現(xiàn)修復(fù)土壤的目的。

2.3 化學(xué)治理技術(shù)

化學(xué)治理技術(shù)主要是結(jié)合化學(xué)方法，通過加入化學(xué)藥劑與土壤中重金屬元素發(fā)生氧化還原、絡(luò)合吸附、沉淀聚合等反應(yīng)，改變土壤中重金屬元素的形態(tài)等，從而使土壤重金屬濃度得以降低。主要包括化學(xué)改良法、化學(xué)淋洗法等?；瘜W(xué)改良法的原理是向被重金屬污染的土壤中加入一定量的化學(xué)改良劑，是土壤中可遷移性的重金屬含量降低，使其鈍化，以此降低植物對重金屬的利用率。草酸、泥炭、磷酸鹽、石灰、草木灰等是目前常用的化學(xué)改良劑[5]?；瘜W(xué)淋洗法的原理是將淋洗液注入到被污染土壤中，使土壤中重金屬與淋洗液發(fā)生溶解和解析，再將含有重金屬成分的淋洗液回收處理。目前常用的淋洗液包含水、無機酸、無機鹽、螯合劑和表面活性劑。

2.4 生物治理技術(shù)

由于生物治理技術(shù)存在的成本低、二次污染少，治理效果好等特點，是當(dāng)今土壤重金屬污染防治研究的熱點。主要包含以下三類。

2.4.1 植物修復(fù)法

植物修復(fù)主要是選用能超富集或耐受重金屬成分的植物，達到對土壤中重金屬提取、轉(zhuǎn)移、吸收、分解、轉(zhuǎn)化或固定的作用，從而使重金屬在土壤中的含量降低。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并在重金屬污染土壤修復(fù)中應(yīng)用較廣的超富集植物大概有700多種，如蜈蚣草、香根草等。而在喀斯特地區(qū)，植被生長的條件相對比較惡劣，容易生長成活的只有耐旱、喜鈣的巖生性植被[12]。因此，喀斯特生態(tài)系統(tǒng)中的植物適生種類少，采用植物修復(fù)法處理土壤重金屬，關(guān)鍵是尋找適合喀斯特地區(qū)生長的超富集植物。

2.4.2 微生物修復(fù)法

微生物修復(fù)法主要是利用部分微生物吸收、氧化和還原等作用對土壤中重金屬進行處理，達到使土壤中重金屬毒性降低的目的。如硫酸還原菌等在代謝的過程中產(chǎn)生的一種糖類物質(zhì)，具有富集土壤中重金屬成分的作用。

2.4.3 動物修復(fù)

動物修復(fù)方法主要是土壤中的重金屬元素被蚯蚓和鼠類等動物吸收和利用，從而達到降低或消除土壤重金屬污染物的目的。研究表明，蚯蚓在分解土壤中有機物時產(chǎn)生的分解物，對土壤中的重金屬有鈍化作用。

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，近10年土壤修復(fù)方法主要是植物修復(fù)，其次為電動修復(fù)、固定化技術(shù)等，而近段時間，生物炭應(yīng)用于土壤重金屬修復(fù)成為研究熱點之一[1]。

3 喀斯特地區(qū)土壤重金屬污染的防治措施

對于土壤重金屬污染的防治，不僅要注重治理技術(shù)的先進性、實用性等，還要兼顧其他措施，尤其針對喀斯特特殊的地勢情況，因地制宜，有效的開展工作可以提高重金屬污染防治效果。

3.1 控制源頭減少污染

對于土壤重金屬污染修復(fù)，應(yīng)堅持先控制源頭，再逐步對已污染土壤進行治理的理念，針對不同污染來源采取相應(yīng)措施。工業(yè)源的控制應(yīng)督促企業(yè)加強生產(chǎn)監(jiān)督和管理，引進先進、清潔的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備等；農(nóng)業(yè)源控制應(yīng)加強對農(nóng)作物生長環(huán)境的監(jiān)測，避免用受污染水體澆灌作物，降低化合肥的使用，鼓勵利用天然牲畜糞便進行施肥；而生活源控制要注意提高人們的環(huán)保意識，完善有害垃圾的回收處理手段和機制。

3.2 探索土壤重金屬的監(jiān)測技術(shù)

要改善土壤環(huán)境，降低土壤重金屬含量，首先就應(yīng)對土壤中所含重金屬的量要有清晰、快速的認(rèn)識。如何快速識別受污染土體，降低土壤（尤其是農(nóng)田）中重金屬對人體的危害，顯得尤為重要。目前土壤重金屬常規(guī)檢測方法有：光學(xué)檢測方法、電化學(xué)檢測方法、生物學(xué)檢測方法。隨著逐步探索，新型監(jiān)測方法有高光譜分析技術(shù)、生物量間接測定技術(shù)、環(huán)境磁學(xué)等。通過對土壤重金屬檢測技術(shù)的不斷探索，從而加快對重金屬污染土壤的識別和監(jiān)測，有利于建立土壤污染大數(shù)據(jù)平臺，健全土壤數(shù)據(jù)監(jiān)測預(yù)警機制，以便能及時掌握土壤污染的實時動態(tài)。

3.3 完善重金屬污染防治技術(shù)

重金屬污染的治理是一個長期的過程，需不斷改進重金屬污染防治技術(shù)，不斷探索新的更有效的治理方法，因地制宜的對已污染土壤采取治理措施，才能有效的改善被污染土體的狀態(tài)，減少對人體的危害。目前，我國對環(huán)境污染的重視逐漸加強，但在先進的設(shè)備、技術(shù)和專業(yè)人才方面還是比較欠缺，新型技術(shù)的開發(fā)有待進一步加強。特別是西南喀斯特地區(qū)，是中國最主要的貧困區(qū)域之一，高效、清潔的治理技術(shù)有待得到保證。

3.4 加強重金屬污染防治的監(jiān)督和檢查力度

對于喀斯特地區(qū)，地勢復(fù)雜，人與人，人與外界的溝通交流少，對環(huán)境污染的敏感和重視程度不高。要改善喀斯特地區(qū)土壤重金屬的污染現(xiàn)狀，首先要從思想上進行引領(lǐng)，加大教育力度，必須讓人們深刻的認(rèn)識到土壤重金屬污染帶來的危害，讓公民主動參與到土壤重金屬污染的治理中。其次，政府需加大監(jiān)督檢查機制，特別是重點污染源的采礦企業(yè)，廢棄物的排放需嚴(yán)格按照要求標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。對土壤造成重金屬污染的個人和企業(yè)，實施相應(yīng)的教育和處理，不能讓其有僥幸心理。

4 結(jié)論

土壤重金屬污染治理是一個長期的過程，由于喀斯特地區(qū)特殊的地質(zhì)環(huán)境，加大了治理難度。為了改善土壤環(huán)境，提高重金屬污染治理效果，在掌握重金屬來源的基礎(chǔ)上，除了要采取適當(dāng)?shù)闹卫砑夹g(shù)以外，還應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)靥厣?，加大教育力度和增強政府監(jiān)督機制。將土壤重金屬污染治理技術(shù)和其他防治措施聯(lián)合在一起，以此來提高土壤重金屬污染的治理效果。