土壤環境安全及其污染防治措施

仇金維

（青島海科控股有限公司，山東 青島 266237）

引言

我國是一個農業大國，農業的發展依靠土壤的安全與穩定，土壤狀況直接決定了農業的發展，因此土壤安全與污染防治尤為重要，文章從我國土壤安全入手，分析我國土壤安全狀況，總結土壤安全檢測技術，并提出治理土壤環境污染的相關措施。

1 土壤環境安全與土壤污染概述

對土壤環境安全情況的界定往往是針對某一特定區域而言的，若該區域內動植物的健康生長可獲得來自土壤的良好支持，該區域土壤則具有良好的自凈能力，且不含有可能導致水污染、空氣污染以及威脅動植物生命安全的有害物質，可保障該區域生態鏈的正常運轉和農田作物的正常發育，有效維護飲食安全和人體健康，那么，該區域的土壤環境視為安全。因此，土壤環境安全所代表的是一種清潔、無害的土壤狀態。

土壤污染是環境污染的一種，與空氣污染和水污染相比，土壤污染具有較強的隱蔽性，污染程度不會直接體現。一方面，這是因為土壤資源外觀性質穩定，污染情況不易顯現；另一方面是因為土壤中的有毒有害物質是長時間沉積的，污染的產生和擴散是緩慢進行的，不易發覺。只有區域內土壤污染比較嚴重時，人們才可能直接在動植物或人身體上發現污染情況[1]。同時，這種隱蔽性也增加了對污染程度的判斷難度，特別是在污染初期，污染程度較輕時，對于土壤成分的監測和分析需由高精密性的專業儀器進行，單靠肉眼往往很難判斷，借助儀器可獲得準確論斷和污染程度的具體結果。

2 我國土壤環境安全現狀

2.1 農藥殘留

噴灑農藥進行病蟲害的防治，實現農作物的增收，是很多農戶選用的種植管理方法。但超標的農藥殘留會破壞土壤成分，造成土壤污染。受農藥市場監管不力、惡性競爭的影響，我國農藥市場長期充斥著眾多假冒偽劣產品，這些農藥產品中存在化學物質和有害物質超標的典型問題，經噴灑后，土壤中會出現較為嚴重的農藥殘留問題。這些有害物質長期積累在土壤中，超出了土壤自凈的上限，無法得到有效分解，從而進入食物鏈被人體吸收，給人們身體健康和生命安全帶來很多風險。

2.2 城市生活廢棄物

城市每天會產生大量的生活污水和廢棄物，由于人們的環保意識淡薄，這些廢水廢物未經處理就直接排放到土壤中，其中含有的有機污染物也隨之進入土壤內部，破壞土壤環境，改變土壤性質，影響土壤環境安全。同時還會使生活于該土壤環境中的動植物體內也形成有機污染物的殘留，如抗生素等，導致土壤污染的惡性循環，對土壤環境安全帶來不可逆轉的損害。

2.3 區域性污染

區域間的經濟差異是我國經濟社會發展的顯著特點之一，其中，地理環境的局限性和人文歷史的原因是造成經濟差異的主要因素。受經濟發展不平衡的影響，區域性土壤污染問題在我國比較突出。在以重工業為支柱產業的北方城市，往往存在重金屬元素超標問題，出現較為嚴重的化學污染，這也是當地土壤污染的主要表現，當地的水資源也因此受到嚴重污染，農產品質量得不到可靠保障。在以發展輕工業為主的南方城市，產業類型多與信息技術和互聯網經濟掛鉤，旅游產業也是其中的重要組成部分，各種各樣的有機物污染成為南方土壤污染的主要類型，與北方土壤污染有一定的差異[2]。在對不同區域開展土壤污染治理時，應從當地的城市發展和產業結構出發，根據具體的污染類型制定相應的治理規劃，采取有針對性的治理措施，以恢復安全的土壤環境。

2.4 農田耕地污染

已有資料顯示，當前我國有1.5億畝農田耕地遭受了土壤環境污染，高達全國耕地總面積的五分之一，農田耕地污染形勢嚴峻。這源于人們對土壤環境安全的認識不足、保護不足，致使我國的農田耕地污染愈演愈烈。我國的農田耕地或多或少都受到了一定程度的污染，經污染較為嚴重的農田耕地所種植和培育的農作物，在質量安全檢測中很難達標，且含有對人體有害的成分和物質[3]。

隨著農田耕地污染程度的加深，土壤中的污染物質和有害物質不斷累積，改變了土壤成分，影響土壤結構，降低了土壤中微生物的存活率，從而破壞了土壤環境的平衡，造成土壤肥力下降，農作物的健康成長得不到保障。為提升土壤肥力，保障作物產量，農戶多借助外力來促進作物生長，如施加大量的化肥和農藥等，以期調整和改善農作物的生長情況。越是貧瘠的土壤，借助的外力就越多，產生農藥殘留、化學物質和有害物質超標的可能性就越大。這些超標的農藥殘留和有害物質又加劇了土壤養分的流失，如此循環往復，土壤污染程度勢必進一步惡化。

3 土壤環境污染監測技術

3.1 遙感技術

該技術原理是利用土壤中的生物特征信息來識別土壤信息，從而判斷土壤環境的污染程度。在遙感技術中，光譜技術是其技術重點，可實現對監測目標的綜合分析，探究其中的變化規律。對土壤環境污染的監測主要利用遙感技術的紅外功能，可成功監測到污染物質，并借助一系列的技術手段對其展開具體分析。如借助遙感設備可實現遙感數據的掃描和采集，借助監測平臺和信息傳輸設備可從專業角度對數據進行提取、傳輸和分析。遙感技術發展到今天已經可以支持多種數據采集方式，如通過可見光、紅外光、X射線的綜合使用，實現了對土壤污染情況具體信息的整合、提取和篩選。

3.2 地理信息系統

以收集和處理地理數據、對周邊地理環境進行綜合分析為主要功能的地理信息系統（GIS）在各空間領域的應用日益廣泛，特別是在土壤環境監測領域，地理信息系統發揮了重要作用。其可以實時監測特定區域內土壤污染的相關情況，快速和全面收集相關數據，并進行準確分析，實現對監測區域空間信息的有效整合，形成該區域土壤環境情況的全面評估。同時，借助地理信息系統進行土壤環境數據的科學管理，有利于及時發現土壤環境安全風險，并進行有效預防。

3.3 生物技術

生物技術在環保領域中的應用起步較晚，但與其他環保技術手段相比卻最為先進，從2012年起生物技術在環保領域得到廣泛應用，這得益于時代的進步和人們對生態環境保護的日益重視。特別是在土壤環境保護領域，生物技術優勢明顯，尤其適用于特定場合下的土壤環境監測。生物技術可借助相關技術手段開展對土壤內微生物細胞的連續監測，對土壤內的植物細胞進行全面分析，與其他技術相比，應用效果更為顯著。基于生物技術形成的土壤環境安全情況的全面評估，可為環保部門在制定土壤污染防治、保護土壤安全等方案時提供現實基礎和理論依據[4]。生物技術在環保領域雖還處于起步階段，但其在土壤改良和土壤污染治理方面已發揮出了重要作用。

3.4 信息技術

在開展實際工作時，技術人員需收集大量資料，獲得全面的信息，采用信息技術作為有力輔助，能夠保障監測工作的順利進行，實現對土壤環境問題的深入分析。信息技術應用到土壤環境監測中，可保障資料研究的嚴謹性和科學性，充分發揮所收集資料的研究價值。無線傳感器技術具有實時傳輸、費用低廉、資料采集豐富的顯著優點，在土壤環境監測中應用較為廣泛，其主要是借助無線技術實現對信息的實時傳輸。當土壤環境監測涉及的地域較廣，監測面積較大時，需設立多個監測點進行區域測量，并做好統計分析工作，以便形成整個區域的土壤質量數據。土壤環境監測中信息技術的應用使土壤具體參數的測量更加便捷，監測手段和監測體系更加完善。如可利用傳感器測量土壤的酸堿度、濕度等參數。信息技術的應用是提升土壤環境防護能力的重要手段，隨著PCR技術、芯片植入技術以及生物大分子標記技術在該領域的飛速發展，土壤環境監測得到了更多技術手段的支持，數據處理更加方便快捷、精細準確。

4 治理土壤環境污染的相關措施

4.1 加強管理

4.1.1 健全防治體系，強化污染管理

首先，應從強化制度管理和完善管理體系方面入手，從制度和體系上規范土壤環境污染的防治活動和管理工作。具體而言，有以下三個方面。

（1）對當前土壤環境污染現狀展開調查和分析，對當前的防治和控制策略進行相關把握，根據當地的土壤環境污染數據，立足當地工業生產的污染實際，科學制定防治方案，選擇適用的防治措施，精準防控土壤污染；（2）關注與土壤環境污染防治相關的最新政策和法規法律，不斷更新治理方法，與時俱進地落實相關規定和要求，在分析當前發展情況的基礎上制定防治規劃，強化對周圍環境的保護，進一步防治土壤環境污染；（3）鑒于土壤環境質量監測工作開展的長期性和持續性，為保障監測效果，提升工作成效，需建立健全和持續完善環境監測系統，如相關主體單位應對監測技術和設備進行及時更新和升級，并致力于建立自動監測系統，以實現信息交換，提升土壤修復效率，加快工作進度。

4.1.2 加強防治宣傳，提升人們的保護意識

由于土壤環境污染問題不像空氣污染和水污染易被人們察覺，其具有復雜性和隱蔽性，因此加強對土壤環境安全和土壤污染防治的宣傳尤為重要，如此才能讓更多的人了解和重視此項工作，幫助人們樹立土壤環境保護理念，自覺自愿投入到土壤環境保護工作中，從而為土壤環境安全保護、土壤環境污染防治貢獻力量。比如利用受眾較廣的新媒介進行宣傳，在微博發布相關活動，在微信公眾號發布相關文章，在短視頻平臺發布相關圖文、視頻動態等，全面宣傳土壤環境保護和污染防治工作，進行相關保護工作的推介和展示，并與大眾實現良好互動，鼓勵大眾進行評論、轉發和分享等，使土壤環境安全保護工作更加深入人心，隨時隨地與大眾互聯。

4.1.3 推廣試點示范，培養專業人才

土地資源管理是一項持續性的工作，首先應關注的是制度的建立和健全，區域土壤管理制度必不可少，應本著措施嚴格、監管有力、制定科學的原則進行管理策略的擬定和實施，最終形成規范模式進行土壤管理，從而升級為預防和治理土壤污染的國家模式，發揮試點示范作用，再向更大范圍、更多領域進行推廣。此外，要發揮人才的引擎作用，重視優秀人才的培養，尤其是強化土壤污染防治專業人才的培養。為大力培養土壤改良專業技術人才，應加大對土壤改良的投資力度，持續革新土地整治技術，通過資金支持和技術保障，為人才培養提供強大支撐，真正發揮試點的示范作用，通過人才發展加快項目改革，不斷推動土壤污染防治工作。

4.2 改進技術

4.2.1 科學選擇監測點位

土壤環境監測工作的開展需以監測點位為依托，當前，我國土壤環境安全保護領域中監測基礎站的選擇和建設正日趨完善，為使監測選點更為科學，更好地發揮其在監測工作中的積極作用，應選取更具代表性的監測點位。為使監測數據更為全面和準確，應在同一區域的不同點位進行監測，并確保不低于五年一次，不斷更新和完善土壤監測數據系統。

4.2.2 合理布置采樣地點

在實際的土壤環境污染監測工作中，科學建立監測站點和合理布置采樣點位能夠確保監測結果的真實可靠。選定采樣點的前提是明確監測范圍，并對當地的地質情況進行全面分析，從而確定監測位置，實現采樣點的科學布置，符合監測工作的實際需求。此外，為盡可能縮小采樣誤差，應采用同一單位進行土壤樣本的采集操作，以符合標準誤差范圍[5]。

4.2.3 按需選用監測技術

隨著科學技術的發展，土壤環境監測可選用的技術手段日益豐富，在實際工作中，為保障監測資料和監測結果的精準性，需根據實際需求進行監測技術的科學選擇。首先要立足于當前土壤環境監測的實際情況選用合適的監測技術，另外要結合當前監測技術的發展情況，對其展開科學分析，從而做出最佳選擇。目前，主要有以下監測技術可用于土壤環境監測。

（1）敏感性較高的光譜技術，其優勢在于數據連續、過程穩定，劣勢在于成本較高，有潛在的X射線輻射危險。（2）自動化水平較高的電化學檢測與監測技術，該技術元素收集全面，應用效果理想。（3）靈敏性極高的電容式傳感器技術，對重金屬和化合物尤為敏感，信息采集相當全面。

4.2.4 規范處理土壤樣品

土壤樣品應在通風干燥處保存，先進行雜物清理，如小石子和其他碎屑等，然后進行碾壓，后用2 mm的篩網進行過濾。經規范處理的樣品更易檢測出鉀、磷、氮等相關元素的含量，從而判斷樣品的酸堿性質。結合相關工藝，可對樣品進行進一步的篩選，便于后續開展檢測操作和相應的處理。

4.2.5 充分溶解土壤樣品

在對樣品進行相關檢測時，需對土壤樣品進行充分溶解，可采用的溶解方法有濕法、干法和堿熔法。濕法即為蒸煮法，將土壤樣本和各種酸性溶液一起加熱，將土壤內的有機物質分解為水和二氧化碳，該方法可在特定環境中采用；干法即灰化法，用特制熔鍋盛好土壤樣品，放入高溫熔爐中，用450 ℃～550 ℃加熱，直至試樣產生灰化，此法中最值得關注的是制成熔鍋的材料為石英、鎳、鉑等；堿熔法主要利用了氫氧化鈉、碳酸鈉及水與土樣的溶化反應，需加熱進行。

4.2.6 持續改良治理技術

根據當前的環保形勢，土壤環境安全問題已相當嚴峻，土壤環境監測技術和土壤污染控制措施還需不斷升級和改進，以盡快恢復土地質量，推動土地資源的可持續發展。現階段，我國多采用挖掘、焚燒和固化等方式來治理被污染的土地，并不能從根本上恢復土壤原有的質量，甚至對土地資源造成二次破壞。因此，應加大科研力度，突破技術難點，加快先進技術手段的應用和普及，如熱處理技術和生物通風技術等，此外，要創造更多的便利條件，促進化學浸出或電動修復技術等復雜技術的應用，還可研發更多可適用的、恢復效果理想的技術手段。由此可見，土壤環境治理技術的改良過程具有長期性和持續性。

4.2.7 多樣選用監測設備

在互聯網時代背景下，土地環境監測系統在環保領域中的應用日益普及，監測設備和監測手段也日益豐富。其中，無線傳感技術最具代表性也最為常用，其可實時監測土壤環境情況，并將監測數據及時傳送至指揮中心，與中央數據庫進行對接，再根據接收到的監測指令，對數據參數進行采集和分析，實施對土壤污染的監測和評估，從而形成土壤動態的實時反饋。此外，還可利用物理或化學監測設備開展土壤環境監測工作，多種監測設備可根據實際需求進行選用。

5 結語

綜上所述，當前我國土壤環境安全狀況不容樂觀，土壤污染形勢日益嚴峻，其中一些嚴重問題已阻礙了社會經濟發展，影響了人們的身體健康。因此，需重視土壤環境安全保護工作，強化對土壤污染的防控和治理，通過加大宣傳力度、升級技術手段、強化人才培訓、完善管理制度、增加科研投入等措施不斷完善土壤環境治理工作，妥善解決土壤污染問題，以切實維護土壤環境安全，促進社會經濟的和諧、穩定、健康發展。