對于礦區污染土壤修復的分析研究

朱 薈

（中國地質調查局呼和浩特自然資源綜合調查中心，內蒙古 呼和浩特 010010）

由于中國的重金屬礦藏很豐富，這在一定程度上也為人們開采重金屬礦石提供了便利，促進了國民經濟的快速發展。但隨著礦業的大規模開采生產，礦區土壤污染問題也越來越嚴重，人們也開始尋找有效修復礦區污染土壤的辦法。但礦區土壤被污染的原因有很多，為此各領域的研究學者越來越多地開始參與到研究礦區污染土壤修復的工作之中。經過長期研究發現，重金屬離子和有機類物質是礦區土壤的主要污染因素，而重金屬離子通過地表生物地球化學作用釋放和遷移到土壤及河流中，而這些受重金屬污染的水又通過灌溉方式進入農田，并通過食物鏈進入人體，從而對礦區附近居民的健康和生存環境構成嚴重威脅。基于此，科學人員開始嘗試有針對性地去設計礦區污染土壤修復的方案，各種礦區土壤修復技術也應運而生。

1 礦區污染土壤的現狀與問題

自從改革開放以來，我國始終堅持以經濟建設為中心，礦業開采發展迅速，排放的工業污水難以得到及時有效的處理，這就導致自然土地面積急劇縮減。而因人類活動而導致的礦區土壤污染問題變得越來越嚴重，如果不能及時處理，可能會導致更多方面的污染。比如以土壤為基礎的農業生產，礦區土壤污染也將導致農作物受到污染，而作為農作物的終端，人類的身體健康也將受到威脅。除此之外，礦區土壤中的污染物一部分會以液體的形式存在，當礦區污染土壤受到太陽的長時間照射，這一部分液體污染物也會受熱變成氣體揮發在空氣中，對動植物造成嚴重的不良影響。土壤作為一種難以再生的自然資源，需要被合理運用，否則不僅是人類的健康受到威脅，經濟發展也將因土地的驟減而倒退。在這種情形下，礦區污染土壤的研究人員需要加快相關方面的研究，盡快找到合適的礦區污染土壤修復方法。這對我國的環境發展，公民身體健康，經濟的可持續發展都至關重要。

為此，我國在二十世紀七八十年代便開始了對礦區污染土地修復的課題研究。并率先在一些土壤污染問題嚴重的礦區進行了大規模的土壤修復工作。土壤修復工作者通過有效的土壤修復技術，讓不少因污染而變成荒地的土地，再次煥發生機。

2 礦區污染土壤的修復

2.1 礦區污染土壤修復的標準

關于礦區污染土壤修復的標準，我國采用統一標準數值與基于單個場地風險評估的標準數值相結合的做法，建立以篩選值、啟動值和目標值為中心的標準制度。簡單說來，礦區污染土壤在被修復后應與自然土壤進行重金屬離子含量比較，如果數值在一定范圍內大致相同，那么就說明礦區污染土壤的修復效果良好，如果相關數值的差距較大，那么礦區污染土壤的修復效果就不那么盡如人意了，就需要礦區污染土壤修復工作者改進修復方法，對礦區污染土壤進行再次的修復。

2.2 礦區污染土壤修復的方法

2.2.1 物理方法

（1）熱處理法。熱處理法在處理土壤時，會通過人為手段先將土壤破碎，再加入能夠使重金屬汞化物分解的添加劑，然后再分兩個階段通入低溫氣體和高溫氣體使土壤干燥，去除其中易揮發的物質，最后使土壤汞汽化，并收集揮發的汞蒸汽。但汞從土壤中揮發后仍會造成污染，蒸發和收集也比較耗費能源，不適宜大范圍運用。

（2）電動修復法。電動修復法是通過將直流電壓通入礦區污染土壤中，讓礦區污染土壤中的重金屬離子受電場力的作用，進行電遷移、電滲流、電泳等變化。通過電化學原理將重金屬離子浸出，并與生物降解相結合，實現礦區污染土壤的修復。該修復方法的有點有很多，比如能耗低，使用試劑量少等，但這種方法并不適用于大規模修復礦區污染土壤，因為該修復方法的操作比較復雜。

2.2.2 化學方法

化學固定法采用降低土壤pH值、調節土壤Eh值、增施有機肥等措施來降低土壤中污染物的活性，但這并不能從根本上解決污染問題，一旦環境變化，污染物就可能重新釋放出來。

2.2.3 生物修復方法

（1）微生物治理法。微生物由于其自身的生物特性，對重金屬離子有很強的吸附能力，礦區污染土壤的金屬離子與微生物接觸后，會被微生物吸收，或被吸附在微生物表面，亦或是被微生物分泌的多聚物粘著。而有的微生物分泌的多聚物會與污染重金屬離子結合形成絡合物，從而進入人體內，嚴重危害到人的健康安全。

（2）動物治理法。動物防護治理方法主要是通過使用土壤中一些低級動物,比如蚯蚓和老鼠進行。該種動物通過在土地中吸收大量的重金屬離子以及其他植物。但蚯蚓在被蟲害者吸收后很有可能把污染的物質又度地釋放返土壤,而且大老鼠又會對農業和莊稼造成嚴重的危害。

（3）植物修復法。植物修復法由于其自身的優越性在礦區污染土壤修復技術中非常熱門。該技術主要利用植物根系吸收污染物來達到清除污染，實現礦區污染土壤修復的目的。世界上研究得最多的超積累植物主要是蕓苔屬、庭芥屬及遏藍菜屬。植物揮發主要是針對汞和砷，通過植物吸收并揮發到大氣中。因此，植物修復法具有明顯的優越性。這種礦區污染土壤修復方法不僅綠色無污染，還經濟高效，具有良好的發展前景。但目前許多超積累植物的自然生長都頗為緩慢，且植株偏小，在陸地上的分布很少，限制了土壤修復的修復時間與地點。目前我國礦區污染土壤的修復工作需要大量像印度芥菜這樣植株，在大量積累污染重金屬離子的同時，還能改善當地的環境。這就需要相關科研人員能夠找到其替代植株，生物研究工作者也可以深入研究超積累植物的生物機理，并通過轉基因等技術實現新品種植株的培養。目前這一領域也有相當多的生物研究人員進行努力探索，相信在不遠的將來，植物修復法能夠取得很大的突破。

3 礦區污染土壤修復效果評定

3.1 礦區污染土壤修復效果評定的概念

礦區污染土壤修復效果評價是土壤修復工程的重要組成部分。評估礦區污染土壤的修復效果是用相關化學方法進行的，并觀察土壤生態系統中不同物種的生物成分影響及變化。

3.2 礦區污染土壤修復效果評定的方法

3.2.1 陸地無脊椎動物評價方法

采用陸地無脊椎動物評價法對礦區土壤污染的土壤進行了修復情況評價,主要以對具有敏感土壤污染指數的物種為主,使該物種能夠在污染源中正常生長和活躍,并在相關的檢測體系中對該物種進行了準確度的檢測。相關人員通過對礦區野生動植物的健康和生存情況進行了評定,以此為基礎來檢查礦區環境污染后的土壤修復效果如何。

3.2.2 土壤微生物評價方法

土壤不均一性強，土壤功能類別多，它直接或間接地在土壤微生物過程中起重要作用，包括植物和動物殘留物的分解和轉化、營養儲存、滲水等。這也就讓土壤微生物的評價方法更加靈活。

4 對礦區污染土壤修復的展望

礦區污染土壤修復是環境工程的重要內容。由于各地受污染的土壤土質類型不同，加之周圍的環境也會給礦區污染土壤修復工作帶來一定的干擾，所以礦區污染土壤修復工作一直進展緩慢，效果難以短期內顯現出來。因此，雖然我國在礦區污染土壤修復方面研究較早，但仍有很多問題尚未解決。

除此此外，由于缺乏明確統一的礦區污染土壤修復標準，所以不同的礦區污染土壤修復團隊都有獨自的礦區污染土壤修復及評定標準，這就導致出現一些問題。比如，有的礦區污染土壤修復團隊在進行土壤修復后，對修復效果進行評定，認為合格，而有的團隊以自己的評定標準對同一塊土地進行評定，就會將其評定為不合格。為此，在不久的將來，能夠落實礦區污染土壤修復技術的相關標準就顯得極其重要。此外，礦區污染土壤問題也會在一定的程度上刺激人們對于當下生活的反思。其實不僅僅是土壤污染的問題，當下環境面臨極大的挑戰，這也會讓盲目發展的人們冷靜下來，仔細思考今后到底該如何發展。

從礦區污染土壤修復的方法方面出發，物理、化學等修復方法對于礦山土壤的修復效果一般，而且還存在能耗大、破壞土壤結構等缺點。反觀生物土壤修復的辦法，不僅修復土壤的成本比較低，還可以讓土壤的結構更加穩定、土壤的表面更加美觀等。但這種綠色的土壤修復辦法最主要的好處還是能夠降低礦區污染土壤中的重金屬離子損害人類健康的風險。正因如此，在修復礦區污染土壤的過程中，各國紛紛開始選擇使用生物土壤修復技術。自改革開放以來，中國礦業的發展十分迅速，礦區土壤污染問題變得十分嚴重,這引起了人們的密切關注，但與之相伴而生的植物土壤修復技術也慢慢被人們注意到，這就讓其具備了發展的空間與市場位置。

5 結語

最后，從環境的保護、日后的可持續發展、子孫后代的生存考慮，我們應毫不動搖地將礦區污染土壤修復的工作進行到底，不能應修復工作困難、所需資金龐大就放棄，這種短淺的目光不僅不利于礦區污染土壤的修復工作，還不利于日后的社會發展。甘愿舍棄當下一時的利益，投入大量的精力于礦區污染土壤修復技術的創新是非常重要的。只有礦區污染土壤得到修復，環境才會得到改善，人們的身體健康才能得到保證，為了才會有更具潛力的發展。