土壤污染現狀與修復方法

謝鵬宇

(陜西省土地工程建設集團有限責任公司，陜西 西安 710075)

引言

土地是人類從事工業、農業以及其它生產活動的重要物質基礎，而土壤作為其最重要的資源之一，對生態系統循環的作用也至關重要，不僅對人類生產生活產生重要影響，也為微生物活動和物質分解提供必要的場所。伴隨著人類生產活動、工業發展以及農業開發，產生了各類化工污染物、重金屬污染物、固體廢棄物、生活垃圾和生活污水等有毒害物質，通過降雨淋溶、自然沉降以及水循環等方式進入土壤，對健康土壤結構造成嚴重污染，導致大量土地資源無法被有效利用，甚至改變土壤理化特性以及生物學特性，對土壤質量造成不可逆轉的嚴重危害[1]。污損土地面積的不斷擴大，會造成土地資源的極大浪費，對污損土地的修復，需要極大的人力、財力和物力，且持續時間較長。有毒害物質進入耕地會造成耕地質量下降，對作物產量的保障產生嚴重阻礙，此外，進入耕地土壤中的有毒害物質，會通過作物根系吸收作用進入作物體內，再通過生物鏈進入人體，危害人身安全。為切實保障農產品質量和人居環境以及生態環境，我國于2016年頒布《土壤污染防治行動計劃》，制定了我國在污損土地修復和土壤污染防治的行動指南。因而，對污損土地資源的修復，將是我國未來一段時間內必將長期堅持的工作。本文以土壤污染現狀以及引起的危害出發，提出現階段行之有效的污染防治措施，為我國土地污損防治工作提供必要的借鑒。

1 土壤污染現狀和危害

土壤污染是指各類有毒害物質進入土壤，對土壤質量和結構產生不良影響，甚至不可逆負面變化的現象。伴隨著我國經濟迅猛發展，加劇了土壤污染面積和污染程度。我國作為世界人口最多的農業大國，化肥及農藥施用量巨大，但農藥及化肥使用效率卻不足發達國家的1/3，我國有1300～1600萬hm2耕地受到農藥污染，且污染土地面積仍在不斷擴大。各類化肥及農藥伴隨降雨和灌水進入土壤，除一小部分被作物吸收利用外，其余大部分物質會積聚于土壤中無法被吸收利用，同時，隨著不合理灌溉和不合理田間管理方式，產生一定深層滲漏風險。此外，我國目前仍處于發展灌溉農業階段，由于工業水平的進一步提高，灌溉用水中的重金屬污染物如Pb、Hg、Cd等含量不斷增大，由于重金屬污染物隱蔽性高、持續時間長以及危害性強，對土壤造成十分巨大的危害，每年因重金屬污染的耕地糧食產量超過1200萬t，最直觀的經濟損失超過200億元人民幣。土壤本身具有一定的自凈能力，但當進入土壤中的有毒物質超過土壤自身承載力后，會降低土壤質量，不利于作物生長，程度嚴重時將破壞土壤結構及其正常功能，造成作物減產或絕收。而土壤中的有毒物質進入人體后，也會嚴重危害人體健康和人居環境安全。

2 土壤污染修復方法

2.1 物理化學修復方法

物理修復方法指不改變土壤自身理化性質而進行的一種土壤污染修復方法；化學修復方法是指通過添加某種添加劑，使其與土壤中的污染物發生化學反應從而降低或消除土壤污染物的方法。大量學者利用物理化學方法對土壤污染物進行修復，取得了較為顯著的成果。羅志遠等[2]采用物理篩分和EDTA淋洗方法對土壤重金屬污染物進行去除，結果表明，該方法對污染土壤中>0.074mm粒級土壤具有顯著的修復效果。谷慶寶等[3]對固化/穩定化技術在土壤重金屬污染物修復方法中提出了改進建議，提高了其修復效果。吳建富等[4]綜述了通過換土、客土、深耕等方式改善贛南廢棄稀土礦區污損土壤的方式，極大地增加了污損土地的使用效率。另外，通過土體有機重構技術[5-8]將原有被污染土壤以工程措施適合的填充材料置換，是目前取得較大突破的一項修復技術。重金屬污染是一種危害較大的土壤污染類型，且其隱蔽性較高，不易被察覺。陳績等[9]利用黃腐酸鉀修復重金屬污染土壤，結果表明，施加黃腐酸鉀能促進對Zn和Gr吸收。謝玉峰等[10]提出通過向污染土壤中施加鈍化劑改變重金屬的賦存形態鈍化重金屬污染物。余中美[11]綜述了利用原位電滲析、異位熱脫附、化學氧化、多項抽提技術對土壤污染物修復中的應用。

2.2 生態修復方法

生態修復一般包括植物修復和微生物修復土壤污染物的方法。目前，生態修復方法是眾多學者較為提倡的一種土壤污染物修復方法。陳蕊[12]將生態植物修復技術應用到土壤修復中，通過植物提取、揮發、吸收、鈍化和根系微生物活動修復被污染的土壤。張瑤等[13]對降解菌修復柴油污染土壤的方法進行了詳細綜述，并對該技術進行了進一步展望。郭偉等[14]研究了生物修復方法對土壤稀土污染治理的效果，探討了菌根修復技術對植物吸收稀土元素應用前景。關紅飛等[15]研究了粉煤灰對土壤的改良效果，粉煤灰施加可提高土壤養分，有利于作物產量的提高。劉義富等[16]利用蓖麻進行鉛鋅尾礦土壤中重金屬污染物的修復試驗，結果表明，蓖麻對土壤Zn和Cd的吸附效果最為顯著。李紫蘭等[17]利用微生物修復重金屬污染土壤，結果表明，部分細菌對Cu的吸附效果十分顯著。李雙麗等[18]研究了施加稻殼炭對土壤重金屬污染吸附效果的影響，結果表明，施加稻殼炭能有效提高土壤pH、有機質和有效磷含量，但對Pb和Cr污染土壤的修復效果不佳。

2.3 生物炭修復方法

生物炭是一種將農業廢棄木材及秸稈等在缺氧情況下經熱解炭化形成的高含碳固態物，對污染土壤施加生物炭是近些年應用較廣的一種修復方法。李永正等[19]利用鴿糞基生物炭修復重金屬污染土壤，研究表明，鴿糞基生物炭可有效降低土壤中Cu、Zn、Pb、Cd的含量。李飛躍等[20]利用稻殼和木屑制備的生物炭進行土壤重金屬污染物修復試驗，研究結果表明，溫度對生物炭修復土壤重金屬污染物效果具有很大影響，當生物炭制備溫度為700℃時，對Cu的吸附效果最佳。高瑞麗等[21]利用生物炭進行土壤重金屬污染物吸附研究，結果表明，生物炭施加能顯著降低土壤Cd含量。王紅等[22]研究表明，水葫蘆生物炭制備溫度越高，生物炭施加量越大，對土壤Pb和Zn吸附性能越好。周強等[23]研究了稻殼生物炭對Zn吸附作用的影響，研究表明，生物炭制備溫度越低對Zn的吸附效果越好。

3 結語

土壤是人類生產生活、微生物活動和物質分解的重要場所，也是農作物生長、工業活動發展的重要基礎。而伴隨著經濟水平的不斷提高，農藥化肥、化工污染物、重金屬污染物、固體廢棄物、生活垃圾和生活污水等有毒害物質通過各種方式進入土壤，對土壤質量產生嚴重損害，威脅生態循環系統的有序健康發展。根據《國家土壤環境質量二級標準》和《農田土壤環境質量監測技術規范》，開展污染土地評價工作對污損土地修復工作具有顯著指導作用。本文以土壤污染現狀和引發的危害出發，提出了現階段有效的土壤污染防治方法，以期為我國土地污損防治工作提供必要的借鑒。