曹建鋒，王 震，崔麗君，張和林

（1.山東省泰安生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，山東 泰安 271000；2.泰安市岱岳區(qū)污染物排放總量控制中心，山東 泰安 271000）

土地是自然界的重要資源和財(cái)產(chǎn)，在推動(dòng)工農(nóng)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮了巨大作用。但是由于人們的不合理開(kāi)發(fā)﹑土地濫用等原因?qū)е峦寥牢廴緺顩r十分嚴(yán)重。大量工業(yè)廢水不合理排放﹑農(nóng)藥和肥料的廣泛應(yīng)用以及在采礦和冶金過(guò)程中忽略了對(duì)廢棄爐渣的收集，都導(dǎo)致土壤中重金屬濃度的嚴(yán)重超標(biāo)，并在持續(xù)累積下產(chǎn)生隱蔽﹑長(zhǎng)期﹑表聚﹑不可逆影響健康的特點(diǎn)。土壤中的重金屬能夠被植物所吸收，再經(jīng)食物鏈富集，最后直接影響人們的身體健康。因此土壤重金屬污染的治理刻不容緩。

1 土壤重金屬污染簡(jiǎn)介

隨著工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鉛﹑鎘﹑汞﹑銅﹑鋅等重金屬元素直接和間接的進(jìn)入土壤環(huán)境，使得其含量超過(guò)土壤環(huán)境質(zhì)量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，造成土壤質(zhì)量下降或者功能損害，從而稱為重金屬污染。重金屬污染具有隱蔽性，其直接危害在短期內(nèi)無(wú)法得以完全體現(xiàn)。但由于重金屬可以經(jīng)由食物鏈等途徑進(jìn)入人體，最終可能會(huì)危及到人類的身體健康。重金屬是一類很難自然降解的化學(xué)物質(zhì)，如鉛﹑鎘等，因此對(duì)人類健康的危害具有長(zhǎng)期性。土壤中的有毒重金屬可能通過(guò)滲濾等進(jìn)入地下水，將會(huì)對(duì)地下水產(chǎn)生污染。如果產(chǎn)生水源地污染，可能通過(guò)飲用污染的水造成人體健康危害。此外，在污染的土地上耕種，會(huì)導(dǎo)致重金屬物質(zhì)進(jìn)入到作物體內(nèi)，如大麥﹑水稻﹑玉米等。進(jìn)而會(huì)經(jīng)由飲食而進(jìn)入到人體，從而危害人類健康。

2 土壤重金屬污染的主要成因

土壤重金屬污染的原因主要分為自然原因和人為因素兩個(gè)方面，自然原因主要是指在大自然中產(chǎn)生的火山爆發(fā)以及降雨﹑降雪等大氣干濕沉降等因素，以及土壤含巖母質(zhì)風(fēng)化，使巖石中的重金屬元素進(jìn)入到土壤中。人為原因包括工業(yè)﹑農(nóng)業(yè)﹑交通運(yùn)輸?shù)纫蛩?，也是?dǎo)致土壤重金屬污染的關(guān)鍵因素[1]。工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域日益發(fā)達(dá)的大背景下，金屬冶煉技術(shù)對(duì)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展有著非常關(guān)鍵的意義，在冶金過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的重金屬，若不能及時(shí)對(duì)重金屬加以適當(dāng)無(wú)害化處置，就直接釋放到自然環(huán)境中，導(dǎo)致對(duì)土地的重金屬污染。在都市發(fā)展中人民的生活水平日益提升，會(huì)導(dǎo)致車輛保有量大大增加，而機(jī)動(dòng)車也會(huì)產(chǎn)生大量機(jī)動(dòng)車廢氣，這種機(jī)動(dòng)車廢氣會(huì)直接污染大氣，通過(guò)暴雨沖刷會(huì)造成土壤中重金屬污染進(jìn)入到土地里面[2]。另外部分有機(jī)肥料來(lái)源于城市建設(shè)廢棄物﹑河流泥沙等，這些原料本身含有大量重金屬單質(zhì)。在進(jìn)入到土壤中后也會(huì)導(dǎo)致土壤的有色重金屬濃度顯著增加，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害。

3 土壤重金屬污染來(lái)源

（1）隨大氣沉降流入土壤的水重金屬。大氣環(huán)境中的重金屬污染大部分來(lái)自于燃料﹑運(yùn)輸﹑冶金和建材等生產(chǎn)產(chǎn)生的廢氣和塵埃。除鎘之外，城市土壤中的有色重金屬物質(zhì)大體上都要以氣溶膠污染物的形態(tài)排入大氣環(huán)境，再經(jīng)過(guò)自然沉淀和雨水流入土地。經(jīng)自然沉淀和雨淋下沉后流入土地的有色重金屬污染，與重工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展﹑大中城市的人群密集程度﹑土地利用率﹑城市交通發(fā)展等有直接關(guān)聯(lián)，離大中城市愈近，環(huán)境污染的程度也越重。

（2）隨污水進(jìn)入土壤的重金屬。城市污水按來(lái)源和數(shù)量，可分成城市生活污泥﹑石油化工污水﹑工業(yè)礦山污泥和城市混合污泥等。日常生活污水中的重金屬濃度極少。但是，隨著中國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展，工礦企業(yè)污水由于沒(méi)有分流管理，而進(jìn)入城市下水道和日常生活污水中混雜排出，由此導(dǎo)致了污水灌區(qū)土壤中重金屬鉛﹑鎘﹑汞﹑溴﹑錳等的濃度逐漸上升，由于污染灌溉而流入土地的重金屬，以不同的方法逐漸被土地?cái)r截下來(lái)固定。

（3）隨固體廢棄物進(jìn)入土壤的重金屬。固體污染物類型很多，成分繁雜，各個(gè)類型其為害途徑和危害范圍有所不同。其中礦業(yè)與工業(yè)固體污染物較為嚴(yán)重[3]。這類垃圾在長(zhǎng)期存放或處理中，受到日曬﹑雨淋﹑水洗，泥土中的重金屬污染物質(zhì)極易移動(dòng)，以放射形﹑漏斗狀形式向附近土地﹑水域等傳播。還有部分固體物質(zhì)被直接或通過(guò)加熱成為肥料后投入土地，從而引起土壤重金屬污染。

表1 土壤重金屬污染的主要來(lái)源

4 我國(guó)土壤重金屬污染的現(xiàn)狀

中國(guó)土壤重金屬的污染狀況十分嚴(yán)重，尤其在工礦業(yè)廢地尤為嚴(yán)峻，就中國(guó)土壤重金屬污染區(qū)域劃分來(lái)說(shuō)，在南部區(qū)域的污染程度明顯超過(guò)了北方地區(qū)，特別在中南區(qū)域和西南部的超標(biāo)程度尤為明顯。

（1）具有明顯的地域分布特點(diǎn)。我國(guó)土壤重金屬污染布局存在著鮮明的地域性，中部﹑東方﹑西部三個(gè)區(qū)域的土壤重金屬污染狀況存在著顯著差別。同時(shí)，西部的土壤重金屬污染狀況較為嚴(yán)峻，而東方和西地區(qū)的土壤重金屬污染狀況相對(duì)較輕，原因是由于中東部地區(qū)是我國(guó)最主要的金屬礦和煤炭分布區(qū)域，由于礦山儲(chǔ)存與開(kāi)采導(dǎo)致了大部分土地中重金屬?gòu)U水外泄，而中部的河南﹑山西和湖南，東方區(qū)域的廣東省﹑遼寧和江蘇，西部的云南﹑貴州﹑成都和陜西，這三個(gè)區(qū)域內(nèi)共有十四個(gè)省份已成為了我國(guó)土壤重金屬污染的重災(zāi)區(qū)，需要對(duì)上述區(qū)域的土壤重金屬污染狀況進(jìn)行高度重視。我國(guó)三大區(qū)域土壤重金屬污染詳情，如表2所顯示。

表2 我國(guó)三大地區(qū)土壤重金屬污染分布

（2）污染物以無(wú)機(jī)元素為主?，F(xiàn)階段，中國(guó)土壤重金屬污染已出現(xiàn)了土地點(diǎn)位嚴(yán)格超標(biāo)的現(xiàn)狀，從具體土地點(diǎn)位的超標(biāo)比率表明，主要污染源中以無(wú)機(jī)化學(xué)元件居多，而土地點(diǎn)位超標(biāo)比率排在前八位的主要無(wú)機(jī)化學(xué)元件還有鉛﹑錳﹑鎘﹑鋅﹑砷﹑鈷﹑銅和汞，尤其以鎘元素的超標(biāo)點(diǎn)位最大，汞元件和鎳元件的超標(biāo)點(diǎn)位最小，錳和鋅元件超標(biāo)點(diǎn)位最輕。就區(qū)域分布特征來(lái)說(shuō)，中國(guó)不同區(qū)域的重點(diǎn)污染分布情況各有不同，在中國(guó)東北的黑龍江﹑吉林和遼寧等老制造業(yè)地帶，城區(qū)﹑城市近郊以及部分農(nóng)耕區(qū)均遭遇到重大的鎘﹑砷﹑汞﹑鉛和錳等重金屬元素污染，在中國(guó)西南部土壤重金屬污染較為突出的四川﹑云南和內(nèi)蒙古等地遭遇到重大的鉛﹑鎘﹑砷等重金屬污染，中國(guó)華南地區(qū)也有接近一零點(diǎn)五的農(nóng)村農(nóng)田遭遇到重大的鎘﹑鉛﹑鎘等重金屬單質(zhì)污染。其中，內(nèi)蒙河套區(qū)土地土壤鎘元素重度超標(biāo)，對(duì)當(dāng)?shù)厥忻竦纳踩敖】刀紟?lái)了很大的危險(xiǎn)[4-8]。

（3）污染治理具有較大的難度。重金屬污染在自然界條件下很難自我降解，而土壤在遭遇到重金屬污染物之后也幾乎無(wú)法自動(dòng)回復(fù)到原來(lái)的狀況，同時(shí)，重金屬污染在土壤環(huán)境中也極易被土壤中的膠狀吸收，而隨著歷史推移不斷積累。另外，由于土壤重金屬污染物在土壤環(huán)境中產(chǎn)生的形式比較復(fù)雜，土壤重金屬單質(zhì)中的過(guò)渡重金屬單質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)活性也比較強(qiáng)烈，因此這種過(guò)渡重金屬單質(zhì)比較易于產(chǎn)生復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致土壤pH值不斷改變。而土壤中的過(guò)渡重金屬單質(zhì)也會(huì)引起各種化學(xué)反應(yīng)，最后造成重金屬單質(zhì)在土壤中的各種形式和價(jià)態(tài)出現(xiàn)。

5 土壤重金屬污染修復(fù)治理建議

（1）統(tǒng)一思想認(rèn)識(shí)。農(nóng)業(yè)產(chǎn)地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，而農(nóng)作物產(chǎn)地安全又是農(nóng)業(yè)質(zhì)量安全的重要源頭，因此當(dāng)前重金屬污染問(wèn)題已引起社會(huì)各界的普遍重視，并成為了當(dāng)前關(guān)系民生的焦點(diǎn)問(wèn)題和熱點(diǎn)問(wèn)題。做好土壤重金屬污染修復(fù)治理工作，要把政治思想意識(shí)提升到保障農(nóng)業(yè)質(zhì)量與安全﹑維護(hù)農(nóng)村社會(huì)穩(wěn)定與可持續(xù)發(fā)展﹑維護(hù)農(nóng)村糧食安全和社會(huì)安定﹑推動(dòng)農(nóng)村增效和農(nóng)民增收以及推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的新高度上來(lái)，深刻領(lǐng)會(huì)工作的重大意義和現(xiàn)實(shí)意義。認(rèn)清工作的艱巨性和長(zhǎng)期性，克服群眾恐懼心理，提高責(zé)任心﹑使命感和緊迫性，進(jìn)一步挖掘土壤重金屬污染修復(fù)治理的新內(nèi)涵。

（2）全面開(kāi)展普查。以土地和農(nóng)作物中鎘﹑砷﹑錳﹑汞和鉛等主要有毒重金屬為檢測(cè)對(duì)象，遵循標(biāo)志性原則上﹑全局性原則上和針對(duì)性原則上，經(jīng)過(guò)收集分析方法化驗(yàn)檢測(cè)土地和農(nóng)作物土壤重金屬，對(duì)土壤重金屬污染情況做出科學(xué)合理評(píng)估，合理確定主要重金屬污染危害程度區(qū)域，確定主要重金屬污染危害級(jí)別，全面了解農(nóng)業(yè)重金屬污染危害狀況，了解土壤重金屬污染與農(nóng)業(yè)重金屬污染危害關(guān)系，了解農(nóng)業(yè)污染威脅原因，進(jìn)行土壤重金屬危害對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境的直接影響和安全性評(píng)價(jià)，為土地重金屬污染的有效控制與恢復(fù)提出科學(xué)技術(shù)根據(jù)[9]。

（3）開(kāi)展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。建立并健全中國(guó)土壤與農(nóng)業(yè)品牌綜合競(jìng)爭(zhēng)力的重金屬檢測(cè)系統(tǒng)，建設(shè)與完善重金屬監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，強(qiáng)化農(nóng)業(yè)科技保障與人才保障；建設(shè)了動(dòng)態(tài)監(jiān)控機(jī)制，定期對(duì)工礦企業(yè)的生活廢水排出情況﹑土地和農(nóng)作物等重金屬污染物變化狀況開(kāi)展監(jiān)控，以了解重金屬污染物的變化動(dòng)態(tài)。

（4）加強(qiáng)技術(shù)研究與推廣應(yīng)用。單純的植物修復(fù)科技的運(yùn)用往往很難取得預(yù)期成效，在全面了解土壤重金屬污染物特征與脅迫原因的基礎(chǔ)上，以植物修復(fù)技術(shù)為主，輔以化工﹑微生物和農(nóng)業(yè)生態(tài)恢復(fù)措施，進(jìn)一步強(qiáng)化植物修復(fù)綜合科技的研發(fā)和推廣與應(yīng)用，并進(jìn)一步挖掘重金屬污染物恢復(fù)防治的深度與廣度，突出科技研發(fā)的系統(tǒng)性與實(shí)用性，以做到既能實(shí)現(xiàn)修復(fù)防治的目的，又能有效維護(hù)我國(guó)糧食安全，保護(hù)廣大鄉(xiāng)村農(nóng)民群眾集體權(quán)益，保障鄉(xiāng)村社區(qū)安全。目前，中國(guó)國(guó)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的高富集植物種類有五百多個(gè)，但可大規(guī)模推廣與應(yīng)用的卻非常少，主要原因是后期管理水平跟不上，所以，在植被恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)方面著重做好高富集植物品種的后期使用管理與研究。因此，在蠶?；謴?fù)技術(shù)研發(fā)方面，在深入研究對(duì)養(yǎng)蠶的恢復(fù)效果基礎(chǔ)上，可做好對(duì)低吸收﹑低積累養(yǎng)蠶品種的篩選。我國(guó)運(yùn)用煙葉進(jìn)行植被恢復(fù)和運(yùn)用煙葉實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)發(fā)電的成功經(jīng)驗(yàn)也可以學(xué)習(xí)和參考。土壤重金屬污染具有高度隱蔽性特征，其危害性也大多是通過(guò)植物生長(zhǎng)體現(xiàn)出來(lái)的，所以，做好土壤重金屬污染修復(fù)防治科研必須要把研究范圍擴(kuò)展到農(nóng)業(yè)重金屬環(huán)境污染方面，做好對(duì)低營(yíng)養(yǎng)﹑低積累農(nóng)作物種類的甄別與選擇等工作，并進(jìn)行大規(guī)模推廣應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)農(nóng)作物質(zhì)量安全的目的。重金屬污染面臨著許多的不確定因素，不少地區(qū)還存在著土壤重金屬濃度不超標(biāo)或農(nóng)作物重金屬濃度超標(biāo)的現(xiàn)狀，所以，加強(qiáng)重金屬污染防治修復(fù)工作應(yīng)當(dāng)實(shí)行與防治結(jié)合的思路，重點(diǎn)應(yīng)做好適用農(nóng)藝恢復(fù)措施和土壤改善劑修復(fù)技術(shù)的研發(fā)與推廣應(yīng)用，以確保農(nóng)業(yè)質(zhì)量安全。

（5）加大投入保障。重金屬污染主要是由長(zhǎng)期環(huán)境所導(dǎo)致的，其恢復(fù)防治也必須有一段長(zhǎng)久的工作過(guò)程。當(dāng)前，土壤重金屬污染物涉及面寬﹑污染物防治區(qū)域范圍大，急需巨大的人才﹑物資和財(cái)源。地方各級(jí)黨委和人民政府要把土壤重金屬污染物修復(fù)整治工作納入重大議程，形成固定資金投入制度，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)土壤重金屬污染物修復(fù)整治工作的資金支持力度，認(rèn)真做好土壤管理立法工作，進(jìn)一步健全環(huán)境監(jiān)管制度，以確保修復(fù)整治工作的順利實(shí)施[10]。

（6）加強(qiáng)土壤環(huán)境監(jiān)管，大力發(fā)展空氣清潔生產(chǎn)方式。通過(guò)強(qiáng)有力的政策措施來(lái)盡最大可能的遏制和減少土地污染源，同時(shí)發(fā)動(dòng)并協(xié)同相關(guān)科研部門，共同研究出一種切實(shí)可行的環(huán)境污染土地的恢復(fù)對(duì)策，以便為在全縣范圍內(nèi)進(jìn)行修復(fù)土壤污染的依據(jù)。就這樣在實(shí)踐﹑認(rèn)知﹑再實(shí)驗(yàn)，再認(rèn)知的過(guò)程中逐漸累積了知識(shí)。合理使用污染土壤，對(duì)重度環(huán)境污染的土地，以及"無(wú)可救藥"的土地，可以改種為非食物他用經(jīng)濟(jì)作物，或栽植樹(shù)木，建設(shè)公園來(lái)相應(yīng)降低或消除環(huán)境污染食品的。采取科學(xué)地方式進(jìn)行低污染灌溉，強(qiáng)化管理，并進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，不失時(shí)機(jī)的監(jiān)測(cè)土地水中污染物的成分﹑濃度，并密切嚴(yán)格觀測(cè)其演變情況及動(dòng)態(tài)，以防止仍有無(wú)法降解的高殘留滲透到土地。

6 土壤重金屬污染治理的研究展望

工程措施﹑物理恢復(fù)和生化修復(fù)等重金屬方法污染了土地，但弊端較多，規(guī)?；幚韺?duì)污染的土地并不實(shí)際，同時(shí)還會(huì)損傷土壤結(jié)構(gòu)，減少土地生態(tài)活力，使土壤的肥力下降，而農(nóng)業(yè)生態(tài)措施則周期較長(zhǎng)，但效益并不突出。生態(tài)修復(fù)技術(shù)因其高效率，以及良好的社會(huì)﹑生態(tài)綜合經(jīng)濟(jì)效益已被社會(huì)大眾所認(rèn)可，應(yīng)用前景廣泛。以下幾點(diǎn)將成為未來(lái)科研的熱門話題。

（1）超累積植物篩選與培育。超累積植株一般生長(zhǎng)發(fā)育較遲緩，生物量少，環(huán)境的適應(yīng)能力也較差，但仍可以吸收一些重金屬。所以，篩選和栽培吸收能力較強(qiáng)，吸附土壤中重金屬種類較多，而且微生物含量較大的植株是生態(tài)恢復(fù)的一種重點(diǎn)。

（2）基因工程技術(shù)的應(yīng)用。把篩選和培育出的超累積植物和細(xì)菌基因組，引入生物學(xué)量大﹑繁殖速率快﹑適應(yīng)性好的植株中去已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，所以通過(guò)運(yùn)用植物遺傳工程技術(shù)增強(qiáng)的植株修復(fù)能力，將獲得突破性發(fā)展。

（3）生物修復(fù)綜合技術(shù)的研究。重金屬污染對(duì)土地的恢復(fù)是一項(xiàng)整體性的系統(tǒng)工程，因此需要多重修復(fù)技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)加上化工﹑細(xì)菌和農(nóng)業(yè)生態(tài)等措施，能夠提升土壤重金屬的生物學(xué)效能，從而促進(jìn)了植株的繁殖與吸收，能夠更好地提升土壤重金屬恢復(fù)的效果。因此生物修復(fù)綜合科技發(fā)展前景巨大。

圖1 植物修復(fù)重金屬污染土壤機(jī)理圖

（4）農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)技術(shù)。農(nóng)業(yè)生態(tài)恢復(fù)技術(shù)主要是指利用農(nóng)業(yè)技術(shù)手段，通過(guò)改善土壤濕度含量﹑耕作制度及其殺蟲(chóng)劑施用情況等方法，進(jìn)行對(duì)農(nóng)業(yè)土壤污染的恢復(fù)工作。在農(nóng)業(yè)生態(tài)恢復(fù)環(huán)節(jié)，科研人員可通過(guò)控制土壤中含水量的方法，來(lái)合理控制土壤Eh值，因?yàn)橐恍┲亟饘僭谕寥姥趸€原下其遷移性不斷變化，而導(dǎo)致土壤氧化還原的最主要原因就是土壤水份濃度，所以在農(nóng)業(yè)恢復(fù)環(huán)節(jié)中，可采用控制土壤水份濃度的方法，來(lái)合理地提高土壤氧化還原效率，并以此方法來(lái)減少土壤中重金屬的轉(zhuǎn)移，從而保證了土壤恢復(fù)工作的順利開(kāi)展。

7 結(jié)語(yǔ)

土地的重金屬污染治理實(shí)際上是一種普遍性的環(huán)境問(wèn)題，在如何綜合治理上有待更多的研究，這也就是土地安全問(wèn)題是與人類生命健康密切相關(guān)的，而莊稼的生長(zhǎng)又關(guān)乎著食品安全，所以對(duì)于以上進(jìn)行的土地重金屬污染綜合治理方法也只是一點(diǎn)小小的探索，期望能夠?yàn)槿蘸筮M(jìn)行的環(huán)境綜合治理開(kāi)展工作提供一點(diǎn)借鑒，從而更好的綜合治理土地重金屬污染問(wèn)題。