馮海燕

（中國鋁業(yè)股份有限公司廣西分公司，廣西 平果 531499）

改革開放以來，我國的工業(yè)發(fā)展離不開化工廠和金屬冶煉工廠，而無論是化學生產還是金屬冶煉，都和重金屬緊密相關，重金屬作為現代工業(yè)技術和尖端物理技術的核心內容之一，在世界工業(yè)史上發(fā)揮著重要的作用。但是重金屬使用之后，富含重金屬物質的污染物處理是我國經濟發(fā)展過程中的一個嚴重問題，在過去較長的一段時間內，國內的部分廠家為了節(jié)約污染處理的成本，增加企業(yè)利潤，選擇將含有重金屬的污染物簡單處理后就隨意排放到土壤、河流中，造成過不可逆轉的環(huán)境污染。進入新世紀以來，黨和國家充分認識到先發(fā)展后治理的道路不再符合我國的發(fā)展國情，保護生態(tài)環(huán)境是經濟發(fā)展的前提條件。因此，國家出臺了眾多的政策進行環(huán)境污染治理，其中重金屬土壤修復治理就是非常關鍵的部分。

1 重金屬污染土壤概述

土壤是陸地國家賴以生存的最基本自然條件，尤其是對我國這樣一個幾千年都堅持農業(yè)的大國，土壤更是國家的根基，是民族的魂之所在，也正因為 如此。改革開放以來，國家的經濟發(fā)展也離不開土壤，在中國廣袤的大地上興建起許多的化工廠、冶煉工廠，這些工廠是我國工業(yè)化道路的基本保障。但是由于土壤支撐著工業(yè)發(fā)展，工業(yè)生產所產生的廢棄污染物也成為了破壞土壤的主要來源。

在我國的土壤無機物污染中，重金屬污染是最主要的形式。重金屬污染物不能被分解，雖然部分能夠被植物吸收，但是更多的重金屬會殘留在土壤和植物表面很長時間，進而威脅到周邊地區(qū)動物和人的生命健康安全。土壤重金屬污染物主要有汞、鎘、鉛、銅、鉻、砷、鎳、鐵、錳、鋅等，此外，砷從化學元素的角度并不屬于重金屬，但是對土壤具有與重金屬類似的毒害作用，所以砷也會作為土壤重金屬污染的檢測和治理內容。重金屬污染物對于土壤的破壞性非常強，主要在于破壞了土壤的元素構成，使土壤中重金屬離子超標，進而污染周邊的動植物，并且很多重金屬具有毒性，甚至產生放射性。以汞為例，汞在自然狀態(tài)下，不會被土壤中的微生物分解消化，也無法大量揮發(fā)，只能夠積累在土壤中，而汞的毒性會使土壤中種植的植物無法生存，中毒死亡。并且由于汞會污染水源，所以對周邊的動植物都會產生嚴重的危害，人類如果食用了帶有汞的植物，或者飲用汞含量超標的水，也會出現汞中毒的情況，導致血液疾病，嚴重的甚至死亡。所以重金屬污染土壤對周邊的生態(tài)圈而言是毀滅性的，無論是動植物還是人類，在重金屬污染土壤地區(qū)都很難生存，即便存活也會有很大概率出現變異。對于農業(yè)發(fā)展，重金屬污染土壤一部分根本無法種植農作物，農作物無法成活，另一部分即便能夠養(yǎng)成農作物，但是產出的農作物也會重金屬超標嚴重，無法食用，處理也不便，給種植戶帶來嚴重的經濟損失。

重金屬污染土壤的主要成因是有色重金屬礦床的開發(fā)冶煉，而通過“三廢”向環(huán)境中排放重金屬的工礦企業(yè)，如：采礦、選礦、冶金、電鍍、電工、染料、紡織、煉油等也是重金屬污染土壤的重要來源，此外，農業(yè)種植所使用的化肥也是土壤重金屬的來源，由于化肥中的主要成分來自于礦石，而且化肥的生產工藝中也涉及到大量重金屬溶液的參與，所以化肥中也含有很多的重金屬，而重金屬在土壤中無法被微生物分解，除了少部分被流動帶走以外，多數會累積在土壤中，長此以往，土壤中的重金屬含量就越來越多，重金屬污染也就越來越嚴重。

2 重金屬污染土壤治理方法

重金屬污染土壤的治理方法主要包括去除和固化兩種方式，去除就是將重金屬從土壤中去除掉，固化是將處于活態(tài)的重金屬通過措施轉變?yōu)榉€(wěn)定態(tài)，從而減少對土壤的污染。

去除通常采用的方法是化學反應和物理溶解等技術將重金屬從土壤中徹底清除掉，這種方法適用于土壤重金屬污染初期，一方面，初期的土壤重金屬污染比較集中，只需要對特定地區(qū)的土壤進行處理就能夠有效保障該地區(qū)較大范圍內的重金屬污染得到控制。否則，等到土壤重金屬污染演化到中后期，土壤中的重金屬被動植物或者被空氣流動以及分子熱運動帶到各地，附著沉積在大范圍的土壤內，單位面積的濃度較低，就無法使用去除法，既無法有效去除土壤中的重金屬，實際操作的成本也非常高。另一方面，在土壤中重金屬污染物還沒有形成規(guī)模化累積的時候，通過去除法將土壤中的重金屬徹底去除，能夠避免重金屬對周邊生態(tài)環(huán)境，動植物造成危害，在初期就解決好重金屬污染是土壤重金屬污染防治的最佳措施。

固化指的是利用惰性基材或者低滲透性的材料將重金屬凝結在一起，阻止其遷移流動，即通過惰性材料和低滲透性的材料將重金屬包裹固定起來，在最大程度上降低重金屬與土壤中其他物質的接觸，從而避免重金屬對土壤動植物和微生物的毒害作用。固化是處理大范圍土壤重金屬污染的有效措施，雖然固化之后重金屬仍舊存在于土壤中，但是固化后的重金屬毒害能力大大減弱，對周邊生態(tài)環(huán)境降到了可以接受的程度，從而實現對周邊生態(tài)環(huán)境的保護。相比起去除，固化所能夠發(fā)揮的作用是比較有限的，因為隨著固化時間越久，土壤經過風吹日曬，在自然環(huán)境的作用下，有可能會使得基材脫落，固定效果減弱，而重金屬本身的毒害作用隨著時間變長不會有特別明顯的減弱，所以固定效果減弱就就會導致重金屬重新產生毒害效果，因此固化主要是應對大范圍嚴重的重金屬污染土壤，讓其在短時間內減弱毒性，不會對周邊的動植物產生生命威脅。

與固化類似的還有一種重金屬污染土壤處理方法，就是穩(wěn)化重金屬，重金屬在土壤中之所以會產生毒害作用，并且會隨著自然環(huán)境改變而遷移，但是自然界原本的重金屬又不會造成土壤污染，主要的原因就是工業(yè)產生的重金屬廢棄物化學活性較高，更多是以金屬陽離子的形式存在于化學廢液中，而自然界原本的重金屬大多是以單質純物質的形式存在。金屬陽離子具有較強的還原性，能夠與土壤和自然界中的許多陰離子結合形成重金屬鹽，而重金屬鹽就具有毒害作用，會對周邊地區(qū)動植物的生長發(fā)育產生較為嚴重的影響。所以要治理重金屬污染土壤，會選擇通過化學方法將重金屬離子轉變?yōu)閱钨|金屬，從而在化學性質上具有穩(wěn)定性，單質金屬在沒有催化劑的情況下，輕易不會發(fā)生化學反應，所以能夠減弱重金屬的毒害性，穩(wěn)化方法既適用于大范圍的重金屬污染土壤治理，也能應用于重金屬去除，缺點在于需要較多的化學反應試劑，并且可能發(fā)生其他的化學反應，導致其他污染。

3 重金屬污染土壤修復技術

重金屬污染土壤修復技術主要包括物理化學修復技術、生物修復技術和農業(yè)種植修復技術。

3.1 物理、化學修復技術

物理、化學修復技術是重金屬污染土壤治理的常用措施，主要的目的是去除、固化和穩(wěn)化土壤中的重金屬。對于污染面積小的土壤，可以采用土壤置換、除土和深耕的方法，土壤置換就是將原本被重金屬污染的土壤置換為干凈的土壤，而污染土壤另外進行處理加工，去除重金屬。除土則是將原本的被污染土壤直接挖走去除，從而減少土壤中的重金屬。深耕則是將土壤深層重金屬含量少的土壤置換到表層，將表層重金屬污染嚴重的土壤深埋底層，從而降低重金屬對周邊動植物的危害，降低重金屬的遷移能力。物理化學修復技術在治理重金屬污染的同時，可能會對土壤造成其他的污染和破壞，尤其是化學恢復技術，使用的置換液本身也可能對土壤及周邊的動植物產生危害。使用物理、化學修復技術雖然能夠較快地去除土壤中的重金屬，但是土壤肥力和生態(tài)環(huán)境的恢復需要很多時間，需要結合生物恢復技術和農業(yè)種植恢復技術。

3.2 生物修復技術

生物修復技術主要依靠植物和微生物去除土壤中的重金屬污染。經過實踐驗證，部分植物的根莖分泌能夠有效去除土壤中的重金屬污染物，比如使用芥末能夠去除土壤中的Se，通過種植煙草從土壤中去除Hg。微生物雖然不能夠分解重金屬，但是對處于游離態(tài)的金屬離子，細菌等微生物產生的氧化性物質能夠與之結合，形成較為穩(wěn)定的化合物，降低重金屬的毒害性，尤其是菌根真菌，其用于修復重金屬土壤污染，大大降低了重金屬的毒性。

3.3 農業(yè)種植修復技術

農業(yè)種植修復重金屬污染土壤主要是通過控制農業(yè)種植的水分、農藥和化肥的使用來控制土壤中的重金屬累積，避免大量重金屬累積在土壤中形成較為嚴重的污染，并且農作物本身也屬于植物，其根莖的分泌物能夠在一定程度上去除重金屬污染，并且農作物種植的水分控制，對于重金屬污染的防治和修復也具有作用。

4 重金屬污染土壤修復技術應用實踐

廣西國盛招標有限公司受河池市環(huán)境保護局的委托，就“環(huán)江縣古賓選礦廠尾礦庫及周邊污染土壤修復工程實施”項目，對1#尾礦庫被堵塞200m截洪溝進行清理，在截洪溝外側修建漿砌石護坡454m防止再次堵塞，對1#尾礦庫進行生態(tài)綠化封場12400平方米；新建2#尾砂堆場擋土墻和漿砌石護坡各30m，排水管10m，滿足場地風險管控管理需求；對2#尾砂堆場內8200平方米尾礦砂堆放進行場地平整、覆土阻隔以及生態(tài)恢復；建設2#尾礦砂堆放場截排水系統(tǒng)426m和1個規(guī)模為36立方配有物理沉淀過濾處理系統(tǒng)的滲濾液收集池；對尾礦砂無序堆置場所底部75立方米受污染土壤和尾礦庫下游沖溝150立方米受污染底泥采用化學穩(wěn)定化處理后送至2#尾礦堆放場進行固化填埋；對周邊1750平方米安全利用類農田開展客土修復，修復深度約0.3m，方量約530立方，客土來源于前期調查對照點附近的山體表層粘土，客土量530立方，運距約0.5公里。通過項目實施，全面消除古賓選礦廠尾礦庫對周邊環(huán)境產生的污染隱患。

5 小結

重金屬污染土壤修復是我國環(huán)境保護和綠色經濟發(fā)展的重要內容，由于以往發(fā)展過程中存在的問題，導致重金屬累積在土壤中，對周邊的動植物和生態(tài)環(huán)境產生了非常嚴重的影響，所以需要利用物理化學、植物或者微生物以及農作物種植等方式對土壤進行修復，以恢復生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定，保障周邊地區(qū)動植物的生存環(huán)境。