土壤重金屬污染與防治

冉浩學 周朋 謝名淇 劉家利

摘要：為了了解當前我國土壤重金屬污染與防治的情況，我們以廣西發生的污染事件來研究該過程的起因、影響以及解決措施，同時結合目前所運用的方法和原理來提出自己的看法。

關鍵詞：土壤修復;重金屬污染;土壤防治

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）04-00-02

Abstract： In order to understand the current situation of soil heavy metal pollution and its prevention and control in China， we studied the causes， effects and solutions of the pollution events in Guangxi， and put forward our own views combined with the methods and principles currently used.

Key words： Soil remediation;Heavy metal pollution;Soil prevention and control

廣西礦場資源豐富，在長期礦產資源開發的過程中，由于各方面原因導致了土壤重金屬污染事件頻繁發生，不僅污染了大面積的土壤資源，同時也引發了一些居民中毒事件。本文通過一些發生在廣西的污染事件來研究污染的原因、影響及治理措施，同時結合當前的治理措施和污染情況來提出自己的看法和建議。

1 廣西發生的土壤重金屬污染事件

1.1 環江事件

2001年6月，廣西環江遭遇特大暴雨襲擊，環江河上游的3家礦企尾礦庫潰壩。洪水退后尾礦及廢礦渣沉積于被淹沒的兩岸耕地上，造成了900多畝農田土壤酸度過大，鉛、鋅、硫、砷等元素含量超標。

在治理措施上，當地政府采取植物萃取、植物阻隔等方法進行治理，而物理法和化學法雖然見效快，但易引起“二次污染”并未使用。

1.2 大新縣事件

廣西大新縣五山鄉三合村的大新鉛鋅礦，在開采過程中，因為企業在廢水，廢渣的排放過程中沒有妥善處理好，從而導致了工業產生的廢水被排放到三和村的灌溉區，引起了當地耕作區被大面積污染。耕地主要污染物包括鉛、鋅、鎘、汞等，而耕地土壤中鎘含量嚴重超標，而當地居民也被查出了鎘中毒。

當地政府對健康危害指標超標的居民進行了觀察治療。在安全宣傳教育方面，大新縣政府也對當地居民開展了關于鎘污染的危害以及痛風方面的教育活動。搬遷方面，當地政府有關部門已經落實了160畝的土壤，同時規劃建設1600套住房用來解決居民的住房問題。土地治理方面，已有2000萬元專項資金用來治理已經被污染的土地。

2 土壤重金屬污染起因及影響

2.1 起因

2.1.1 企業：無序發展，治理技術落后

目前廣西許多企業存在不合理的礦產資源開發行為，同時許多企業主要存在的問題是“三廢”排放量高、資源利用率低、治理技術落后，比如廣西刁江沿岸農田被污染主要原因就在于企業對于選礦廢水和尾砂未經處理就直接排放[1]。

2.1.2 政府：監管不到位，制度缺失

在環保監管制度上，廣西地區仍然存在土壤重金屬污染方面的專項制度缺失問題和監管力度不嚴問題，對排污不合格企業問責也存在漏洞。同時，政府執法力度不足，對污染地區周圍居民的救濟制度缺失，例如，在大新縣事件中的居民鎘中毒問題，政府就存在許多的問題，但是政府的管理是污染防治中不可或缺的一環。

2.1.3 公眾：環保意識不強，參與性弱

一旦土壤受到了污染后，就會影響到農作物，進而影響到居民的生命安全。并且土壤重金屬污染是一個長期的過程，所以常常是在居民得病或者出現不良反應時才會發現。就目前形勢而言，公眾的環保意識淡薄、維權意識不夠，一旦其權益遭受侵害就“求助無門”，例如大新縣事件中居民的維權意識和環保意識不足而引起的出現不良癥狀后才發現自己中毒了，因此在對于企業的排污監管方面，以及在政府綜合治理的過程，都需要有公眾的參與[2]。讓更多居民認識到重金屬污染的危害，加強維護自身權益的意識，實施公眾監督、舉報、管理、治理機制。

2.2 影響

土壤重金屬污染具有長期性、隱匿性、難消逝性、不可逆性等特點，很容易經過食物鏈危害到居民的身體健康。土壤重金屬污染的危害主要表現在：（1）影響作物的生長，重金屬會影響作物的生理性質和生長發育，影響作物的產量和品質;（2）影響人的健康安全，重金屬首先會在食物中富集，然后通過食物鏈的作用影響到人的生命安全，比如：鎘中毒會引發糖尿病，造成肺部損害甚至會引起癌變或者畸變等，汞中毒也會引起腎臟損害。

3 土壤重金屬污染與防治現狀

3.1 污染現狀

3.1.1 廣西農田土壤重金屬污染現狀

農田土壤環境一方面受到了工業廢水、廢渣的污染，同時也受到了化肥、農藥的污染，而在廣西部分農田遭受的污染情況已經十分嚴峻。廣西河池大環江沿岸稻田主要受到了Pb、Zn、As等的污染，這幾種元素平均濃度均超出我國國家所規定的農用地土壤重金屬含量的標準[3]。

3.1.2 廣西礦區土壤重金屬污染現狀

廣西是我國著名的 “有色金屬”之鄉，礦場資源非常豐富，但是由于在開發過程中，片面追求經濟發展，在排污過程中治理技術落后，同時企業無序發展，隨意排放廢棄物，造成了礦區嚴重的土壤重金屬污染。楊勝香[4]等通過對廣西桂林平樂縣錳礦區的土壤研究中發現，其周邊的土壤都受到了非常嚴重的污染，而Mn、Cr、Cd元素已經超標了，而在一些局部地區也發現了被Pb，Zn污染的土地。而這也表明在許多礦區附近的土壤不僅污染嚴重，而且多為復合型污染。

3.2 目前主要的治理措施

在土壤治理方面，目前主要運用的方法分為三大類，包括有物理法、化學法以及生物法。物理法包括玻璃化、電動修復等，物理法的優點在于效果好，穩定，缺點是投資高，易導致土壤肥力下降?；瘜W法主要包括有機絡合，化學固定法等，它的優點在于操作簡單，修復速度快，成本較低，缺點在于易引起二次污染。生物法包括植物修復和微生物修復，它的優點在于成本低，易于后處理，缺點在于周期長，效率低[5]。而目前主要是運用生物法和化學法。

3.2.1 化學固化法

主要是運用一些化學固化劑的理化性質，加入土壤中經過一系列的化學反應，從而使一些處于游離態的金屬離子變為穩定態，最終降低了重金屬的遷移能力以及減輕對土壤和植物的危害，從而達到修復土壤的目的。

（1）沉淀。沉淀的主要作用是針對于土壤中存在的易遷移的以離子形式存在的重金屬，通過加入固化劑，使得其發生一系列的化學反應，進而生成沉淀物，以此來影響重金屬在土壤中的遷移能力，其主要運用的機理是通過固化劑提高土壤的pH值，然后重金屬元素開始發生沉淀，而其毒性也會開始慢慢的浸出，而石灰石又可以減少浸出量，最終起到了固定重金屬的目的，阻止了污染范圍被再次放大[6]。

（2）吸附。吸附作用是指根據不同情況的土壤環境，選擇孔徑結構適宜和表面結構符合的固化劑，把土壤中含有的重金屬固定在吸附劑表面，主要是運用吸附劑對吸附質點的吸引作用。比如，沸石可以吸附Pb和Cd，柿丹寧可以吸附Au，Pd等元素，在一些特定的土壤環境中，鐵錳氧化物能吸附、沉淀固定重金屬[7]。

3.2.2 生物修復法

生物修復技術主要分為植物修復和微生物修復兩種方法。其作用機理是依賴于土壤中各種生物的生命活動，比如植物根系的吸收以及微生物的代謝等一系列活動，來提取重金屬或者降低金屬元素的活性。此類方法較之化學法不易造成二次污染，成本和技術要求都比較低，但是需要耗費周期長，速度緩慢，同時還會受到氣候，季節，生物種類等諸多因素影響。

（1）植物修復。植物修復是通過種植一種超富集植物，利用其根部吸收土壤中的重金屬并通過植物運輸送到植物的上部，然后對植物進行處理，其內在機理可能包括回避、吸收排除、細胞壁防御、重金屬胞內區域化、重金屬與各種有機酸絡合、酶適應、滲透調節等機制[8]。而這種方法對植物的要求比較高，通常一種植物是一種或兩種重金屬的超富集植物，例如李氏禾對鉻、銅、鎳等污染的土壤表現出較強的修復潛力，但是很多情況下，土壤都遭受多種重金屬的復合污染，這對植物提出了更高的要求，同時，這個過程所需的時間太長。

（2）微生物修復。在微生物治理過程中，微生物會通過生物解毒形成抗體，以維持其在重金屬污染的環境中生存，其機制主要是生物吸附以及胞外胞外沉淀、生物轉化 、生物累積和外排作用[9]。而在這些作用的影響下使得重金屬活性降低，生物有效性減弱，這種效應下會使得重金屬毒性減弱，而另一種情況則是活性和有效性增強，有利于植物根系對其的吸收和轉運。

4 總結

土壤重金屬污染形勢嚴峻，污染現狀不容樂觀，而且起因多為人為，但是土壤是我們重要的資源，土壤受到污染直接會影響我們的身體健康，而且目前對于土壤修復技術雖已經研究多年，但是大部分停留在實驗室水平或田間小試階段，并且也會因為成本和技術方面無法推廣[10]。所以我們要防治一體化，同時進行，堅持統籌協調、促進立法體系化的原則對企業進行管控、堅持“預防為主、防治結合”的原則 以及“公眾參與”的原則，推進民眾監督，社會宣傳力度。一方面改進治理措施，另一方面加強執法力度，從源頭上，減少污染，一起攜手建設美麗的家園。

參考文獻

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[2]韓德培，陳漢光.環境保護法教程（第六版）[M].北京：法律出版社，2012

[3]張新英，劉勇，吳浩東，韋金告.廣西河池大環江板力村近岸農田重金屬污染分析[J].農業環境科學學報，2009（29），80-83

[4]韓德培，陳漢光.環境保護法教程（第六版）[M].北京：法律出版社，2012

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[10]陳亞剛，陳雪梅，張玉剛等.微生物抗重金屬的生理機制[J].生物技術通報，2009（10）：60-65

[11]張桃林.科學認識和防治耕地土壤重金屬污染[J]，土壤（Soils），2015，47（3）：435–439

收稿日期：2019-02-28

基金項目：廣西高等教育本科教學改革工程項目（編號：2017JGA204）;桂林理工大學校級教改工程立項項目（編號：2016B05）。

作者簡介：冉浩學（1999-），男，漢族，本科，研究方向為環境污染控制。