土壤重金属污染现状与修复技术应用

肖艳桐

摘要：土壤是動植物活动以及微生物进行物质交换的场所，是生态系统重要的组成部分。随着工业化进程和城镇化进程的推进，人类活动对土壤质量变化产生了重大影响。尤其是近几十年来，各类化工产品的生产和使用，人类生活垃圾、固体废弃物的随意堆放，农业化学物质的施用，以及人类采矿活动产生的废弃物露天堆放淋溶等，产生了大量的污染物质，对土壤、水体及大气环境造成严重的破坏。重金属污染物具有隐蔽性高、易积累、难以迁移及危害效果显著等特点，对土壤生态环境的影响程度更大。土壤本身具有一定的自净能力及抗侵蚀能力，但进入土壤的污染物一旦超过土壤承受能力的临界值，便会引发严重的土壤污染现象。土壤重金属污染防治和修复工作已成为今后一段时期内要长期进行的重要工作。

关键词：土壤;重金属污染;治理问题;对策

1土壤重金属污染来源及危害

我国土壤重金属污染地区主要分布在工业核心区域，包括长江经济区、珠江经济区，总体来看，南方污染情况较北方严重。重金属来源主要分为两方面：人为因素和自然因素。自然因素较人为因素产生的影响较轻，伴随地壳运动，地质发生变化，矿物风化，地表径流以及大气迁移产生，此类因素产生影响较小。人为因素是土壤重金属污染的主要来源，近现代我国工矿业发展迅速，各类矿石、煤炭原材料开发量巨大，废弃尾渣露天无序堆放，经过雨水沉降作用进入地表径流;研究表明在矿场、钢制厂、火力发电厂及重工业区周边的土壤重金属检测值明显高于非工业区域。重金属元素大多为人体非必须元素且多数为有害元素，人类长期食用重金超标食物，或是饮用超标饮用水，均会损害人体健康。

2土壤重金属污染现状

重金属污染是无机物污染的一个重要来源，重金属进入土壤后，不能被土壤中的微生物分解，反而易与土壤中的部分物质合成为甲基化合物，甚至能产生具有毒性的化学物质;这些物质富集于土壤中由作物吸收，并通过食物链等形式迁移至人体中，造成十分严重的危害。一般而言，造成土壤重金属污染的污染物主要有Pb、Hg、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、As等。重金属元素由于自身结构成分的影响，有较大一部分无法被植物吸收利用，甚至某些重金属元素具有毒性，而同时又有一部分元素可被植物吸收利用，且对人体健康会产生一定良性效果，成为有益于生态环境的物质。因此，面对重金属污染的防治工作，并非要将所有重金属元素都认定为污染物，但是如果有益于作物吸收利用的重金属元素过量，仍然会造成一定的不利影响。由于不同种类的重金属污染具有不同的迁移转化特点和污染性质，且存在于土壤中的形式也有较大差距;因此在评价重金属污染物可能引起的危害时，不仅要定性地从重金属污染物的种类进行研究，同时也要定量地综合考虑污染物的总量和其中不同污染物各自的含量。根据我国农业部门的调查，我国农田土壤污水灌溉面积为140万hm2，受到重金属污染影响的面积占总灌区面积64.8%，遭受Pb、Cr、As、Cd等重金属污染的耕地面积将近2000万km2，大约占我国耕地总面积近20%。每年的粮食产量因重金属污染而减少1000多万t，我国固体废弃物占地和毁田0.13万km2，工业废水和固体废弃物中含有大量的重金属污染物如Cd、Pb、Hg、Cr等，每年受重金属污染的粮食达1200万t，每年造成的直接经济损失超过200亿元人民币。

3土壤重金属污染治理的主要技术

3.1生物治理

当前的土壤生物治理可以通过植物微生物等手段减少土壤重金属含量或降低其毒性。在植物治理中，需要积极培育能够吸附重金属物质的植物，有效去除土壤中的大量重金属物质。这种方案成本低廉，技艺简单，具有大范围推广应用的实际意义。另外可以通过微生物对土壤进行改良，但这种技术对微生物要求比较高，而且治理周期比较长，还会存在一定的风险问题。

3.2化学防治

化学防治可以通过重金属改良剂，根据不同的金属特点采取相应的化学反应，确保对重金属进行有效抑制，使这些潜藏在土壤中的重金属能够快速凝聚，减轻土壤对重金属吸收，避免造成恶劣影响。还可以直接使用金属拮抗剂，因为金属之间存在许多的相互作用，金属的特性也并不会对人体造成明显的伤害，通过化学防治可以通过有益金属对重金属相互作用产生拮抗性，减轻重金属的活跃度。

3.3生态修复技术

在农业生态修复中通过农艺修复或生态修复等不同的方法，可以保证土壤中的水分含量，耕作制度得到有效控制，技术人员可以通过对土壤中的水分进行控制，有效改善土壤的pH，而且有部分重金属在氧化还原下会不断迁移发生变化，此外造成土壤氧化还原的主要因素在于水含量增多，所以在修复的过程中要加强对水含量的有效调控，增强氧化还原整体效能，避免重金属的快速迁移，促进土壤修复的整体质量水平全面提高。生态修复能够对土壤的水分肥力进行快速还原，改善当地的环境气候条件，有效控制重金属污染物所处的环境介质。在土壤重金属污染治理时，生态修复技术的效率比较缓慢，在短时间内并不能看到显著的效果。

4研究意义及展望

土壤是一切地表生物得以生存的基础，在环境保护和维持生物圈平衡中发挥重要作用。随着近现代工农业快速发展，土壤重金属污染问题难以避免。据估计我国约有百分之十五的耕地受到污染，为了实现土壤的可持续利用，保障人类食物安全，研究开发经济、高效、可行的污染土壤修复技术迫在眉睫。相较于水污染及大气污染治理，我国土地污染治理工作起步较晚，且采用环保技术较为滞后，存在相关政策及标准欠完善，资金投入低等问题，土壤重金属问题主要以“谁污染谁治理”为主，农田耕地重金属污染主要靠政府资金，据中国科学院调查结果显示，土壤修复可为我国直接增加几亿亩耕地。同时我国大部分土壤重金属修复技术采用物理化学法，使用大量化学药剂或大规模采用物理方法，不可避免会带来二次污染，且资源消耗巨大，重复率低下，环保效益大打折扣，因此开发环境友好型修复技术，如生物修复技术等更为迫切。我国土壤重金属污染问题相对严重，土壤重金属问题可谓是“舌尖上的危害”，现如今正行的重金属污染修复技术已略显滞后，各种修复技术日新月异，但其工程应用有待开发。更契合环保可持续理念的控制技术目前只停留在实验室阶段，尚未进入大田实验，先进的修复技术是否适用于我国耕地环境，尚待考察。在经济飞速发展的时代，如何保障最基本的口粮安全，如何守住人民的绿水青山，如何保持国民经济不断发展，开发绿色、高效、适应性强的土壤重金属修复技术迫在眉睫。

5结语

土壤重金属所呈现的多样性、持续性以及多源性，总之，土壤重金属危害形势日趋严峻，既要保证土壤重金属去除效果良好，又要兼顾投入成本以及二次污染问题，因此未来土壤重金属修复技术应从绿色、科学可持续的角度出发，从根本上解决土壤重金属污染问题，维持土壤生物系统稳定。

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