葉漢杰

（暨南大學(xué)，廣東 廣州 511436）

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的環(huán)保意識(shí)隨之提升，土壤重金屬污染受到了人們的普遍重視和廣泛關(guān)注，如何有效治理土壤重金屬污染成為環(huán)境保護(hù)工作的重中之重。土壤重金屬污染具有累積性、滯后性、潛伏性、綜合性、難消除性等一系列顯著特征，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人體健康、生態(tài)環(huán)境等帶來(lái)較大危害。通過(guò)采取有效措施加強(qiáng)治理土壤重金屬污染，能夠逐步提高土壤功能、增強(qiáng)土壤凈化能力、改善整體土壤環(huán)境，確保農(nóng)作物的健康茁壯成長(zhǎng)，從而推動(dòng)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，并為人民群眾的生命健康提供堅(jiān)實(shí)保障。所以，我們需要深刻認(rèn)識(shí)到土壤重金屬污染的危害性，明確土壤重金屬污染來(lái)源，嚴(yán)格按照生物、物理、化學(xué)等措施的治理要點(diǎn)，開(kāi)展土壤重金屬污染治理工作，全方位監(jiān)督管理各個(gè)治理環(huán)節(jié)，全力打好污染防治治理攻堅(jiān)戰(zhàn)，推動(dòng)土壤重金屬污染治理水平的持續(xù)提升。

1 土壤重金屬污染的主要來(lái)源

1.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

土壤重金屬污染有著多種來(lái)源，其中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所帶來(lái)的重金屬污染不可忽視，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，人們過(guò)度使用農(nóng)藥、化肥、除草劑、殺蟲(chóng)劑、塑料薄膜等，逐漸降低了土壤凈化、分解處理污染物的能力。具體來(lái)說(shuō)，我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平不高，一直在沿用傳統(tǒng)粗放的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，在農(nóng)作物生產(chǎn)過(guò)程中，一味地依靠化肥滿(mǎn)足農(nóng)作物所需的養(yǎng)分，過(guò)度依賴(lài)化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行除草、殺蟲(chóng)工作，此種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式嚴(yán)重不可取。雖然農(nóng)作物能夠吸收一定的養(yǎng)分，但是一些含有重金屬成分的農(nóng)藥就會(huì)通過(guò)農(nóng)作物滲透進(jìn)土壤中。尤其是汞、砷等重金屬元素具有較高的活性和持久性，土壤中的微生物無(wú)法將其分解，這就使得這些重金屬元素長(zhǎng)期殘留在土壤中，長(zhǎng)期危害土壤環(huán)境，而且隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)間的增加，這些有害重金屬產(chǎn)生生物蓄積，久而久之會(huì)加劇土壤重金屬污染。同時(shí)，為了提高土壤肥力，滿(mǎn)足植物所需的營(yíng)養(yǎng)元素，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還會(huì)大量使用形式多樣的化肥，這也會(huì)增加土壤中的重金屬含量。此外，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)大面積、廣泛普及塑料薄膜覆蓋技術(shù)，由于塑料薄膜在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)使用熱穩(wěn)定劑，因此含有一定的鎘、鉛等金屬元素，在殘留分解過(guò)程中會(huì)揮發(fā)出很多有害物質(zhì)，嚴(yán)重威脅微生物的生存，因此隨著塑料薄膜用量的增加，也會(huì)加重土壤重金屬污染[1]。

1.2 工業(yè)廢水

近年來(lái)，我國(guó)工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程加快，在工業(yè)生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物和廢水，這些廢水中含有重金屬元素汞、鉛、鎘、鉻等。這些未經(jīng)處理或者處理不達(dá)標(biāo)的工業(yè)廢水直接排放到江河湖?；蛘邼B透進(jìn)土壤中，不僅會(huì)嚴(yán)重污染自然水體，還會(huì)給土壤帶來(lái)重金屬污染問(wèn)題。此外，礦產(chǎn)資源是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，很多企業(yè)在開(kāi)采、冶煉過(guò)程中，沒(méi)有重視污染治理工作，而是隨意排放含有大量有害重金屬元素的工業(yè)廢水，從而加劇了土壤重金屬污染程度[2]。

1.3 有毒氣體排放

除了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)廢水會(huì)帶來(lái)土壤重金屬污染問(wèn)題，有毒氣體排放也是不容小覷的重要污染源。工業(yè)廢氣、燃煤廢氣、石油廢氣、汽車(chē)尾氣等都會(huì)涉及到有毒有害氣體排放問(wèn)題，這些含有一定重金屬元素的有毒有害氣體會(huì)直接飄散在大氣環(huán)境中，在大氣流動(dòng)、循環(huán)作用下，含有重金屬的顆粒和粉塵會(huì)散落在土壤和水體中，日積月累，土壤中的重金屬含量逐漸增加，給土壤帶來(lái)的污染和危害也越來(lái)越嚴(yán)重。此外，城市中擁有大量汽車(chē)，所排放的汽車(chē)尾氣也會(huì)嚴(yán)重污染道路周邊的土壤，產(chǎn)生不可逆的危害。

2 土壤重金屬污染的治理措施

2.1 生物修復(fù)

生物修復(fù)主要是指在合適條件下，借助生物技術(shù)，通過(guò)微生物、植物的代謝作用吸收土壤中的重金屬物質(zhì)或者降低其活性和遷移性，使得土壤重金屬污染物的毒性逐步削弱并降低。一般來(lái)說(shuō)，植物修復(fù)技術(shù)、動(dòng)物修復(fù)技術(shù)、微生物修復(fù)技術(shù)是常用的生物修復(fù)治理手段。生物修復(fù)不僅能夠達(dá)到預(yù)期的污染治理效果，還能節(jié)省一定的治理成本，并有效避免二次污染的發(fā)生。

2.1.1 植物修復(fù)技術(shù)

植物修復(fù)技術(shù)主要是基于植物忍耐理論、植物提取理論、植物揮發(fā)理論以及超積累重金屬理論等，通過(guò)自然植物或者植物根系的微生物來(lái)自然清除重金屬污染物。（1）植物提取主要是使用植物有效吸附土壤中的重金屬污染物，然后使用相關(guān)技術(shù)將植物體內(nèi)的重金屬物質(zhì)提取出來(lái)，起到有效治理重金屬污染的作用。此種方式廣泛應(yīng)用在土壤重金屬污染治理中，能夠進(jìn)一步提升綠化水平，工作人員在使用此方式時(shí)需要合理選擇植物品種，首選富集能力較強(qiáng)的葶芥類(lèi)植物、遏藍(lán)菜類(lèi)植物，比如油菜、芹菜等，這些植物能夠有效吸附土壤中鉛、錫等重金屬物質(zhì)，從而有效治理由鉛、錫等物質(zhì)引發(fā)的土壤問(wèn)題。（2）植物揮發(fā)是通過(guò)植物根系對(duì)重金屬物質(zhì)進(jìn)行有效吸收，在轉(zhuǎn)化作用下，將其轉(zhuǎn)變成揮發(fā)性強(qiáng)的氣態(tài)化合物，從而降低土壤中的重金屬含量[3]。植物揮發(fā)方式主要用來(lái)治理由汞、硒等造成的土壤重金屬污染，卷心菜和水稻是常用的揮發(fā)植物。（3）植物穩(wěn)定原理主要是利用植物有效轉(zhuǎn)變土壤中的重金屬毒性，將原本毒性高的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)槎拘暂^低的化合物，降低重金屬的流動(dòng)性，此種方式主要用來(lái)治理有機(jī)質(zhì)含量較高的土壤重金屬污染。

2.1.2 動(dòng)物修復(fù)技術(shù)

此種修復(fù)技術(shù)在進(jìn)行土壤重金屬污染治理時(shí)，主要利用土壤中的動(dòng)物進(jìn)行改善土壤環(huán)境的操作，以此降低土壤中重金屬污染物的毒性。土壤中的部分重金屬元素是動(dòng)物必須的營(yíng)養(yǎng)元素，當(dāng)土壤中的動(dòng)物獲取相應(yīng)的重金屬物質(zhì)后，通過(guò)有機(jī)結(jié)合形成金屬硫蛋白，使得重金屬的活性大大降低，并有效減輕或解除重金屬污染物的毒害作用。比如，蚯蚓、鼠類(lèi)等動(dòng)物能夠吸收重金屬，有效改善土壤物理結(jié)構(gòu)，提高土壤的通氣性、透水性和肥力，逐步恢復(fù)退化的土壤生態(tài)系統(tǒng)。

2.1.3 微生物修復(fù)技術(shù)

土壤中含有各種微生物，如藻類(lèi)、細(xì)菌、真菌等，它們與土壤肥力關(guān)系密切，可以通過(guò)物理、化學(xué)、生物等形式的反應(yīng)，有效降低土壤中重金屬的毒性，達(dá)到治理重金屬污染的目的。（1）部分微生物含有一定量的重金屬螯合物質(zhì)，比如肽聚糖、肽外多糖等；（2）在微生物代謝過(guò)程中所產(chǎn)生的有機(jī)酸或絡(luò)合物，會(huì)使土壤中的重金屬離子發(fā)生溶解、沉淀；（3）在有機(jī)酸的分泌作用下，真菌能夠?qū)ν寥乐械哪承┲亟饘匐x子進(jìn)行活化操作，便于植物有效吸收重金屬元素，比如土壤中的汞離子在變形桿菌的作用下，可以轉(zhuǎn)化為單質(zhì)汞，這樣就可以揮發(fā)掉大部分的汞金屬，重金屬汞的毒性也會(huì)隨之降低[4]。

2.2 物理修復(fù)

2.2.1 固化穩(wěn)定修復(fù)技術(shù)

此種技術(shù)主要是將粘合劑、穩(wěn)定劑添加在土壤中，起到一定的固化作用，有效改變土壤中重金屬污染物的物理性質(zhì)，包括改變重金屬污染物結(jié)構(gòu)狀態(tài)、污染物遷移能力，從而將土壤中的重金屬固化轉(zhuǎn)變?yōu)檫w移能力小、溶解性低、毒性弱的塊狀物體。石灰、天然沸石、粘土等是常用的穩(wěn)定劑，固化穩(wěn)定修復(fù)技術(shù)可以在較快時(shí)間內(nèi)顯著改善土壤重金屬污染狀況，但是只能在短時(shí)間內(nèi)對(duì)污染物進(jìn)行有效控制，隨著時(shí)間的推移，穩(wěn)定劑、粘合劑就會(huì)慢慢失去效用，這樣重金屬污染物的遷移能力、溶解性等也會(huì)隨之恢復(fù)，并再次污染土壤環(huán)境。

2.2.2 客土、換土、翻土修復(fù)技術(shù)

為了有效治理土壤重金屬污染，還可以采取換土、深翻土壤、去除表土等方式，不僅能夠獲得良好的治理效果，而且適用于多種土壤條件。（1）首先是客土法，該法主要是將大量干凈的土壤添加在重金屬污染土壤中，可以將其覆蓋在重金屬污染土壤的表層，也可以將二者均勻混合在一起，以此降低重金屬污染物的濃度，并最大限度降低污染物與農(nóng)作物根系的接觸面積，使得其對(duì)土壤的危害大大減輕。需要注意的是，如果是采取客入土壤與污染土壤均勻混合的方式，就需要保證污染物的濃度不能超過(guò)臨界危害濃度值。針對(duì)淺根系的水稻，覆蓋方式是首選，客入的土壤一定要保證肥力，不能選擇肥力不足的土壤，否則無(wú)法保證土壤環(huán)境容量的增加，也就難以起到良好的土壤修復(fù)效果。（2）其次是換土法，該法需要先挖走或移除原有的重金屬污染土壤，然后將干凈的土壤填置其中。面積小且存在容易揮發(fā)擴(kuò)散的重金屬污染元素的污染土壤，最適合使用換土法，它可以有效控制重金屬污染范圍，最大限度降低其對(duì)農(nóng)作物和人體的危害，但要注意妥善處理置換出的重金屬污染土壤，一旦處理不當(dāng)就會(huì)給其他區(qū)域帶來(lái)污染[5]。（3）最后是翻土法，通過(guò)采取深耕土壤的方式，將積聚在表層土壤的重金屬污染物深埋在土層中，起到稀釋重金屬污染物的作用，通常在治理土層較深的土壤重金屬污染時(shí)，往往以翻土法為主。

2.2.3 熱修復(fù)技術(shù)

此種技術(shù)主要是使用加熱方式，分離土壤中具有揮發(fā)性特點(diǎn)的重金屬元素，如熱蒸汽法、微波加熱方式、紅外輻射方式等。在高溫影響下，一些熔點(diǎn)較低的金屬元素會(huì)加快蒸發(fā)速率（比如汞），大大降低重金屬元素的生物有效性和土壤環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。熱修復(fù)技術(shù)在大部分的重金屬污染土壤中表現(xiàn)出明顯的適用性和有效性，有效修復(fù)土壤環(huán)境，為農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)提供良好的基礎(chǔ)條件。當(dāng)然，熱修復(fù)技術(shù)也存在缺陷，在使用高溫?zé)嵝迯?fù)技術(shù)時(shí)，所消耗的能量較多，使用成本較高，而且還會(huì)嚴(yán)重破壞土壤中的結(jié)構(gòu)水和有機(jī)質(zhì)等，大大降低土壤肥力，而且很容易出現(xiàn)二次污染問(wèn)題。

2.3 化學(xué)修復(fù)

化學(xué)修復(fù)技術(shù)主要是將土壤中重金屬元素的化學(xué)性質(zhì)納入考慮范疇，以此為依據(jù)采取行之有效的化學(xué)手段，大幅降低土壤中重金屬的活性，以此來(lái)修復(fù)土壤環(huán)境。常用的化學(xué)修復(fù)技術(shù)如下。

2.3.1 化學(xué)淋洗法

該方法主要是將化學(xué)淋洗液如表面活性劑、無(wú)機(jī)酸等均勻加入到重金屬污染的土壤中，這樣淋洗液就能逐漸吸附土壤中的重金屬元素，將其原本的固相狀態(tài)改變?yōu)橐合酄顟B(tài)，起到有效轉(zhuǎn)移重金屬污染物的作用。然后采取合適的方式將含有污染物的淋洗液從土壤中分離出來(lái)，并進(jìn)行回收處理[6]。

2.3.2 改良劑改性修復(fù)技術(shù)

每種重金屬元素都有自身的化學(xué)性質(zhì)，利用此種性質(zhì)將固定配方的改良劑添加在重金屬污染的土壤中，使改良劑與重金屬發(fā)生相應(yīng)的氧化還原反應(yīng)或者吸附反應(yīng)，可以有效降低土壤中重金屬污染物的活性。比如，如果重金屬污染的土壤呈現(xiàn)出酸性性質(zhì)，就可以使用堿性物質(zhì)改良中和土壤，比如石灰、粉煤灰、爐渣等，大幅降低土壤酸性；同理，如果重金屬污染的土壤呈現(xiàn)出堿性性質(zhì)，就可以添加酸性化學(xué)改良劑，以此來(lái)降低土壤的堿性。當(dāng)土壤的pH值達(dá)到規(guī)定數(shù)值后，土壤中的重金屬元素就會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，顯著降低土壤重金屬污染物的毒性。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，土壤重金屬污染在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境平衡、人類(lèi)生存健康等方面表現(xiàn)出極大的危害性和不可逆性，因此，加強(qiáng)治理土壤重金屬污染勢(shì)在必行，并成為環(huán)境保護(hù)工作中的重點(diǎn)內(nèi)容。我們需要搞清楚土壤重金屬污染的主要來(lái)源，根據(jù)土壤重金屬污染的實(shí)際情況和治理標(biāo)準(zhǔn)合理選擇治理技術(shù)，掌握生物修復(fù)技術(shù)、物理修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)的使用原理、使用方式以及使用要點(diǎn)，將各種修復(fù)治理技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)全面發(fā)揮出來(lái)，進(jìn)一步提升土壤重金屬污染修復(fù)治理效果。同時(shí)我們也不能忽視源頭預(yù)防工作，要從污染源頭上加強(qiáng)監(jiān)控工業(yè)廢水、有毒氣體排放，嚴(yán)格控制農(nóng)藥、化肥使用量，提高全民的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，確保預(yù)防工作與治理工作齊頭并進(jìn)，扎實(shí)推進(jìn)土壤污染防治，確保土壤環(huán)境質(zhì)量安全穩(wěn)定，為人民群眾守護(hù)一方凈土。