秦巴地區土壤重金屬污染問題及防治措施

施志偉

(蘇州市吳江環境監測站， 江蘇 蘇州 215200 )

1 引言

廣義上的重金屬是54種密度大于4.5 g/cm3的金屬；狹義上的重金屬則是納入工業重金屬名單的鎘、汞、銅、鉛、鋅、鎳、錫、鈷、銻以及鉍，共計10種。據統計，污染我國土壤的重金屬主要有鎘、汞、銅、鉛、鋅、鎳，以及廣義上的重金屬鉻等。

2 秦巴地區土壤重金屬污染現狀及危害分析

2.1 秦巴地區及其土壤重金屬污染現狀

秦巴地區包括四川達州、巴中，重慶萬州，陜西漢中、安康、商洛，甘肅隴南，湖北襄樊、十堰、荊門、隨州、神農架林區，以及河南南陽等地市。秦巴地區內部生態條件具有一致性，區內經濟發展也較為相似，在土壤重金屬污染上也較為接近。

秦巴地區的土壤重金屬污染主要存在于礦區以及農業用地中，主要來源包括礦區生產等工業污染、農業生產污染、生活垃圾以及交通污染等。據統計，秦巴地區農村中重金屬鎘以及鉻污染均較為嚴重[1]，且秦巴地區金屬礦資源較為豐富，有鉛鋅礦、銀銅礦等，有些礦伴生鎘、鈷或者稀土礦等，礦山開采也導致了秦巴地區的土壤重金屬污染。

2.2 秦巴地區土壤重金屬污染危害現狀

土壤重金屬污染不僅威脅動植物生長發育，還會造成水體污染，同時也嚴重危害人們的健康以及經濟收益等。

土壤負載環境中有70%±20%的污染物[2]，其中，重金屬污染物具有較好的穩定性，容易向動植物體內轉移，過量重金屬容易造成動植物發育不良甚至死亡，嚴重危害生態平衡，并影響農業以及畜牧業生產發展，降低農牧業收益。受污染土壤被雨水沖刷流入河流湖泊等地，還會污染水體，危害水生動植物安全；人類在食用重金屬超標的植物、肉類以及水產品后，容易中毒，嚴重影響健康；所以被污染的土壤不適合再種植農作物或牧草等，同時還應該盡快治理修復，以免造成危害。

3 秦巴地區土壤重金屬污染主要來源及預防措施分析

通過對秦巴地區的調查分析發現，其重金屬污染主要來源包括農業生產、工業生產、生活垃圾以及運輸等，預防土壤重金屬污染，需加強對污染源的管控，減少重金屬污染物排放，并加強重金屬污染物的循環利用。

3.1 農業生產污染及預防措施

農業生產污染主要包括農藥肥料污染、污水灌溉以及地膜污染等[3]。例如，陜南茶園中重金屬污染的主要來源就是農業生產污染。

我國化肥中重金屬含量限制標準并不全面，標準中涉及的化肥種類以及重金屬種類都需要進一步擴大范圍，重金屬含量標準也需要進一步科學規范[4]，使用重金屬含量較高的肥料農藥以及通過非正規渠道購買的不達標肥料農藥，或者在施加肥料農藥過程中不合理使用，都會對土壤造成不同程度的重金屬污染；污水灌溉是我國北方缺水地區常用的一種灌溉方式，污水中含有氮磷等營養元素，能夠緩解水資源短缺現象并且提高土壤肥力，但是如果污水中含有重金屬等有害物質，也會造成土壤重金屬污染；地膜生產中，常加入鎘、鉛以及鋅等重金屬，起到熱穩定作用，地膜在使用過程中會老化破碎，如果遺留在土壤中沒有及時清理，會造成土壤重金屬污染。

針對農業生產引發污染的預防措施主要為科學合理進行農業生產。首先，政府應合理科學規范農藥化肥中的重金屬含量；其次，種植者應從正規渠道購買化肥農藥，并合理使用；再次，使用污水灌溉時，應做好水質監測及處理工作，確保污水中有害物質被消除，同時做好污水中重金屬回收工作；最后，應及時檢查地膜，如有破損現狀應及時回收處理并更換，禁止將地膜遺棄在土壤中。

3.2 工業生產污染及預防措施

工業生產污染中的廢水廢渣中含有的重金屬會直接對土壤造成污染，廢氣和粉塵會隨著大氣沉降(包括隨降水進入土壤的濕沉降和直接下降進入土壤的干沉降兩種)進入土壤，從而造成土壤重金屬污染。例如，陜南地區鉛鋅尾礦區普遍存在銅、鋅、鉛、鎘、錳、鈷等重金屬污染現象[5，10]。

預防工業生產污染的措施主要包括：首先，提高工業污染物處理技術，采用閉路循環技術以及無毒無害技術等污染物處理技術，減少重金屬的浪費和排放；其次，發展綠色循環生產，積極預防生產過程中的重金屬污染，嚴格按照國家標準加強污染物排放管理；再次，提高生產工藝水平，開展重金屬污染綜合防治項目，加強對重金屬的再利用。

3.3 生活及運輸污染

生活及運輸污染主要包括生活垃圾中重金屬污染、汽車尾氣以及機動車磨損或燃燒污染等。首先，廢舊電器、手機以及電池等生活垃圾中含有重金屬，被雨水沖刷后重金屬容易進入土壤或水體中；如果填埋處理，一定時間后重金屬會直接滲入土壤。其次，汽車尾氣釋放的鉛鎘銅鋅等重金屬會隨著大氣沉降污染土壤。此外，機動車中含有的鍍金屬部件、輪胎等磨損，以及發動機、汽油、潤滑油等燃燒也會釋放重金屬污染土壤。

應對生活及運輸的污染的主要預防措施包括：做好生活垃圾分類處理以及加強控制汽車尾氣排放等。例如，2019年北京、上海、廣州、深圳等城市開始實施生活垃圾分類，預計2020年底將擴大到46個城市；并將逐步全面實行垃圾分類，做好不同垃圾的處理工作，對有重金屬污染的生活垃圾，做好回收利用工作，嚴禁隨意堆放、填埋及焚燒。在控制汽車尾氣方面，北京上海等地實施限號出行，比亞迪等公司研發銷售新能源汽車；提倡低碳環保綠色出行，共享單車在全國推廣，支付寶等手機APP也出綠色出行等活動；此外，汽車尾氣凈化器開始推廣使用，汽油品質也不斷提高[6]。

4 秦巴地區土壤重金屬污染治理技術分析

土壤重金屬污染治理技術種類多樣，可以分為生物方式、化學方式以及工程理化方式等。在實際應用中，根據秦巴地區的實際污染情況，可以多種方式結合使用，如秦巴地區山區縣一個山村治理項目，2012年檢測出該地大米鎘超標，之后開始進行土壤重金屬污染治理，對中輕度污染土地主要采用化學活化與超富集植物修復相結合方法；重度污染土地采用化學原位穩定化與低積累作物安全聯合修復技術[7]。

4.1 生物治理技術

生物治理技術是利用動植物將土壤中重金屬轉移到動植物體內，以實現土壤重金屬污染降低的目的，主要包括植物治理(利用重金屬超富集植物等)、低等動物治理(利用蚯蚓等)以及微生物治理(如富汞細菌等)。

對于中輕度污染的土壤，可以采用生物治理技術進行修復，其優點是成本低，無污染，此外如用蚯蚓治理，蚯蚓糞還能夠增加土壤肥力；缺點是修復時間較長，且污染程度不能超過動植物的承受范圍。

4.2 化學治理技術

化學治理技術是利用化學試劑與土壤中重金屬發生反應。常用的有化學原位穩定化技術、土壤活化技術以及化學淋洗法等。化學技術優點是操作簡單、長效性好，可以用于重度土壤污染，缺點是化學試劑容易造成二次污染。

土壤活化技術是利用化學活化劑將過量的重金屬進行活化處理，使重金屬能夠更容易更多地被植物提取吸收，常與植物修復一起使用。

化學原位穩定化技術是將穩定化劑注入到污染土壤中，以改變重金屬污染物的有效態含量，使其可以進行低積累作物復墾。

化學淋洗法分為原位和異位，原位淋洗是將淋洗液注入要修復的土壤中，與重金屬反應，然后再將帶有重金屬的液體收集；異位淋洗是將土壤挖掘出來后進行篩選以及淋洗處理，例如北方某尾礦庫周邊鈾污染土壤采用該方法，發現去除效果較好[8]。

4.3 工程理化治理技術

工程理化治理技術主要包括熱解吸法等。熱解吸法是污染土壤中加入試劑后做加熱處理，該方法適用于較少量污染土壤，例如低溫熱解吸法是由工業回收系統國際公司開發，并由美國能源公司Beatty建立工業裝置，可用于處理污染土壤及其他危險廢物[9]。