土壤重金屬污染的現(xiàn)狀及其治理

1、土壤重金屬污染的現(xiàn)狀及其治理摘要：在自然環(huán)境中，土壤是非常重要的組成部分，土壤污染同時會對水環(huán)境 和大氣環(huán)境造成污染，會在大氣圈、水體圈和生物鏈中不斷進行轉移和富集，影 響農產(chǎn)品產(chǎn)量和安全，并通過食物鏈對動物和人類的生命健康造成危害。本文對 我國土壤重金屬污染的現(xiàn)狀和治理技術進行分析，以期為我國土壤重金屬污染治 理提供借鑒。關鍵詞：土壤；重金屬污染；治理技術1我國土壤重金屬污染的現(xiàn)狀調查資料顯示，我國目前大量土地遭受不同程度的重金屬污染，其中被重金 屬污染的耕地面積約為2x105km2，占我國耕地總量的1/5左右，我國每年土壤 重金屬污染導致的糧食減產(chǎn)和糧食污染總量高達2000萬t，造成的直接

2、經(jīng)濟損失 高達200億元。我國土壤重金屬污染現(xiàn)狀非常嚴峻，特別在工礦業(yè)廢區(qū)更加嚴重， 從我國土壤重金屬污染地區(qū)分布來看，南方地區(qū)污染程度顯著高于北方地區(qū)，尤 其在中南地區(qū)和西南地區(qū)超標最為突出。1.1具有明顯的地域分布特點我國土壤重金屬污染分布具有明顯的地域性，中部、東部、西部三大地區(qū)的 土壤重金屬污染情況具有明顯差異。其中，中部地區(qū)的土壤重金屬污染最為嚴重， 東部和西部地區(qū)的土壤重金屬污染程度較輕，原因是中部地區(qū)是我國主要的金屬 礦和煤礦分布地區(qū)，礦藏開采造成了大量重金屬污染物泄露，中部地區(qū)的河南、 山西和湖南，東部地區(qū)的廣東、遼寧和江蘇，西部地區(qū)的云南、貴州、重慶和陜 西，這三大地區(qū)共計1

3、4個省份已經(jīng)成為我國土壤重金屬污染的重災區(qū)，必須對 這些地區(qū)的土壤重金屬污染予以高度重視。我國三大地區(qū)土壤重金屬污染詳情如 表1所示。1.2污染物以無機元素為主現(xiàn)階段，我國土壤重金屬污染存在土壤點位超標的現(xiàn)象，具體土壤點位超標 率顯示，污染物源以無機元素為主，土壤點位超標率排列在前8位的無機元素包 括鉛、銘、鎘、鋅、砷、鎳、銅和汞，尤其以鎘元素的超標點位最高，汞元素和 鎳元素的超標點位次之，銘和鋅元素超標點位最輕。從地域分布特點來看，不同 地區(qū)的主要污染物分布各不相同，在我國東北部的黑龍江、吉林和遼寧等老工業(yè) 地區(qū)，城區(qū)、郊區(qū)和一些農耕區(qū)遭受到嚴重的鎘、砷、汞、鉛和銘等金屬元素污 染，我國西部

4、土壤重金屬污染最為嚴重的四川、云南和內蒙古等地區(qū)遭受到嚴重 的汞、鎘、砷等重金屬污染，華南地區(qū)有將近一半的農業(yè)用地遭受到嚴重的砷、 汞、鎘等重金屬元素污染。其中，內蒙古河套地區(qū)土壤砷元素超標，對當?shù)鼐用?的生命安全健康造成嚴重的威脅。1.3污染治理具有較大的難度重金屬污染物在自然條件下很難自然降解，當土壤遭受到重金屬污染后幾乎 無法自然恢復到原先的狀態(tài)，而且，重金屬污染物在土壤環(huán)境中非常容易被土壤 中的膠體吸附并隨著時間推移不斷累積。此外，土壤重金屬污染物在土壤環(huán)境中 存在的形態(tài)比較復雜，重金屬元素中的過渡重金屬元素的化學活性較強，這些過 渡重金屬元素比較容易發(fā)生化學反應，造成土壤pH值不斷變

5、化。土壤中的過渡 重金屬元素會發(fā)生各種化學反應，最終導致重金屬元素在土壤中以多種形態(tài)和價態(tài)存在。2 土壤重金屬污染的治理策略2.1采用工程法治理金屬污染工程治理法，主要是指替換土壤、客土、深耕翻土等方法。在實際的土壤治 理過程中，可以按照土壤的污染程度不同而選擇不同的治理方法。對于輕度土壤 污染來說，可以運用深耕翻土法；對于重度土壤污染來說，可以運用客土或者換 土法。工程治理法是一種原始型的土壤重金屬污染治理法，具備治理效果高、治 理徹底等優(yōu)勢；缺點在于：破壞土質結構、治理成本高、治理工程量大、換土無 法處理等，會使土壤水肥嚴重失衡。2.2采用物理化學法治理金屬污染對于土壤重金屬污染，采用的物

6、理化學治理法有：熱解修復、土壤淋洗、電 動修復以及化學改良等。其中，電動修復技術是一種創(chuàng)新性的原位復原技術，主 要是運用低功率電流在土壤中引導金屬離子不斷向電極運輸，進而消除土壤重金 屬污染物。這一技術的優(yōu)勢有：治理成本低、技術原理簡易；缺點在于：治理過 程繁瑣、土壤性質復雜，技術不成熟。而熱解修復技術，主要是加熱土壤，使土 壤達到溫度沸點后充分發(fā)揮氣體，然后經(jīng)過冷卻處理隔離出土壤污染物。這種方 法治理質量與處理效率較高，但是工藝繁瑣，需要較高的處理成本。2.3運用生物治理技術治理金屬污染對于土壤重金屬污染來說，生物治理技術主要是借助于植物、微生物等生物 來降低土壤中的金屬含量或者金屬毒性等，

7、主要分為植物治理與微生物治理等兩 種方法。其中，植物治理技術是針對積累于土壤中的重金屬污染物，培育可以吸 附重金屬的植物來治理污染，實現(xiàn)對土壤重金屬污染的治理。這種方法總體來看， 成本投入較低，技術工藝較為簡易，適用范圍相對廣泛，是一種被廣泛應用的土 壤治理手段。但是，這種技術對于植物的要求相對較高，治理期限相對較長，甚 至存在一定的潛在風險。2.4生物治理技術2.4.1植物修復法植物修復法是利用自然界已有或者人工培育的植物對土壤重金屬污染進行修 復的技術，包括植物提取、植物揮發(fā)和植物穩(wěn)定三種。植物提取是利用重金屬超 富集植物將土壤中的重金屬元素吸收到植物體內并轉移到地上部分，再通過收割 植物

8、地上部分并進行處理，實現(xiàn)降低土壤中重金屬污染物濃度的目的。目前已經(jīng) 發(fā)現(xiàn)的重金屬超富集植物超過700種，連續(xù)種植重金屬超富集植物，可以有效降 低土壤中的重金屬污染物濃度。在應用植物提取技術時，只有當植物組織中的重 金屬元素干重含量在0.1%1.0%時，收割植物地上組織才有較高的土壤治理價值 和經(jīng)濟價值。植物揮發(fā)是利用植物根系對重金屬離子的吸收，將重金屬元素轉化 成氣態(tài)形式揮發(fā)到大氣中，植物揮發(fā)主要針對土壤中Hg和Se的治理，但是會對 大氣造成二次污染。植物穩(wěn)定是指利用超累積植物和耐重金屬毒害植物根系對重 金屬污染物的吸附和沉淀作用，將重金屬污染物積累并固定在植物根系中，防止 污染物隨著雨水淋洗

9、和空氣擴散進行轉移，當?shù)乇碇脖辉獾狡茐臅r，植物穩(wěn)定作 用會失效。2.4.2微生物修復法微生物修復法是通過改變植物根際的微環(huán)境，有效提高超富集植物根系對重 金屬污染物的吸收、吸附、沉淀、積累和固定的效率，同時可以降低重金屬污染 物對超富集植物的毒性。菌根植物的根系表面上的菌絲能夠與根際圈內的重金屬 污染物接觸并直接對重金屬污染物進行吸收、吸附和螯合反應，例如，膠菌、硫 酸還原菌、藍細菌及某些藻類可以分泌胞外聚合物和重金屬離子發(fā)生反應，結合 形成絡合物。此外，研究發(fā)現(xiàn)，某些微生物能夠將毒性很強的甲基汞轉化成可揮 發(fā)和毒性較小的Hg單質。3結束語土壤作為農作物成長的必要資源，在人類生活中至關重要。因此，相關部門 應該高度