工業用地中土壤重金屬污染治理的必要性及治理措施

潘易，菅志亞，俞藝沁

(1.麗水市土壤與固體廢物管理中心，浙江 麗水 323000；2.浙江環科環境研究院有限公司，浙江 杭州 311121)

0 引言

近年來，我國在應對工業重金屬污染方面已經取得了一定的成果。在可持續發展理念的指引下，大部分污染物已經通過科學方法得到了有效處理。然而，在一些工業用地上，重金屬污染仍然是一個嚴重的問題。為了防止污染進一步擴大，及時的治理措施是必要的。針對工業用地土壤中的重金屬污染，常見的治理方法包括物理法、生物法和化學法等。這些方法各有優劣，需要根據污染程度和具體情況因地制宜地選擇合適的方法。

1 工業用地中土壤重金屬污染治理的必要性

近年來，盡管我國工業用地土壤重金屬污染問題的增速已經有所減緩，但在總量上仍然是一個不可忽視的問題。尤其是在年代較久的工業用地中，幾乎都存在重金屬污染。

重金屬污染對土壤的功能產生顯著的影響，不僅會妨礙植物的生長，還會改變土壤生物群落和物質組成。例如，汞(Hg)、鎘(Cd)和鉻(Cr)等重金屬會對微生物產生嚴重的危害，導致微生物死亡或變異。此外，重金屬污染也直接威脅到人體健康，例如有機砷和氫化砷等化學物質可以通過空氣、水等途徑進入人體。酸雨等現象也可能在重金屬污染的作用下形成，進一步威脅生物和微生物的生命安全。

為了解決這一問題，我國需要積極開展土壤重金屬治理工作。通過精確檢測土壤中的重金屬污染物種類、濃度及影響，有針對性地進行治理。一方面，避免重金屬污染物影響的進一步擴大，并提高公眾對土壤重金屬污染問題的認識，促使大家自覺保護土地。另一方面，解決土壤重金屬污染問題，使土地逐步恢復健康，進而保護周邊生態環境，保障人們的生命健康[1]。

2 工業用地中土壤重金屬污染治理常用方法

2.1 生物法

生物法利用動物、植物和微生物等生物體來處理土壤中的重金屬污染，從而改善土壤質量。該方法的最大優點是副作用小且成本低。然而，其缺點在于適用范圍有限，操作難度相對較高。

2.1.1 利用動物進行重金屬污染治理

利用土壤動物是早期一種處理土壤重金屬污染物的方式。通過結合它們的繁殖習性以及對周邊微生物的影響，蚯蚓、蜘蛛等生物被用于處理土壤中的重金屬污染物。這些土壤動物能將土壤中的有機物轉化為有機酸，有機酸與重金屬污染物發生作用，促使重金屬污染物失去毒性。蜘蛛等土壤動物還能富集重金屬，并促進微生物對土壤成分的轉化。蚯蚓在土壤中運動的過程中，其新陳代謝會對重金屬產生影響，其運動過程也會帶動微生物的轉移，從而加強微生物對土壤的促進作用。然而，這種方法的效率相對較低。

2.1.2 利用植物進行重金屬污染物治理

植物在重金屬污染物處理中扮演著重要角色。一方面，植物可以通過固定作用防止重金屬污染物的擴散，通過改變土壤的pH 值和Eh 值來改變重金屬的形態，從而降低其生態毒性。例如，對于揮發性較強的汞，植物可以吸收汞，然后通過氣態轉化將其釋放到大氣中，從而將有毒物質留在植物體內。另一方面，植物還可以通過吸收和轉移土壤中的重金屬污染物到植株上，通過對植株進行處理來達到處理重金屬污染物的目的。為了實現這一目的，需要尋找超富集植物物種，并在被污染的土壤上進行大面積種植，通過頻繁收割等方法來達到污染物處理的目的[2]。

2.1.3 利用微生物進行重金屬污染物治理

生物降解法能有效分解有毒物質，改變重金屬污染物的形態，從而達到解決污染問題的目的。通常情況下，為了處理重金屬污染物，研究人員會培養特定的功能微生物群落，通過加強微生物的代謝活動來實現降解。隨著時間的推移，這些微生物對重金屬污染物的處理效果會不斷增強，是一種非常環保的污染物處理方法。然而，這種方法也存在一些明顯的缺點。首先，為了獲得具有降解重金屬污染物能力的微生物群落，需要有針對性地進行培養和篩選，這需要大量的時間和精力。其次，這些微生物很容易受到環境因素的影響而發生變異，一旦環境發生變化，生物降解的效果可能會受到影響。最后，該方法的作用速度相對較慢，對于大范圍的污染情況可能無法起到良好的效果。因此，在實際應用中需要綜合考慮各種因素來選擇合適的處理方法。

2.2 化學法

化學法是利用化學試劑與重金屬污染物發生反應，以解決污染問題。此方法具有效果顯著、成本較低和具有廣泛適用性等優點，但也存在反應后物質處理以及操作不當可能導致化學污染等問題。由于操作簡便，這種處理方法在土壤重金屬污染治理中得到了廣泛應用。化學方法包括固定法、淋洗法和修復法。固定法通過添加固化劑來降低重金屬污染物的可移動性，適用范圍廣泛，成本較低。淋洗法能有效地提取和分離重金屬污染物，但工作量較大，且對處理環境有一定要求。修復法利用電場富集重金屬離子，尤其適用于黏土和淤泥的處理，且成本相對較低。在實際應用中，應根據重金屬污染物的類型、土壤性質和處理需求，合理選擇和運用這些化學方法。

2.2.1 固定法

重金屬污染物的可移動性是導致污染擴散和加劇的重要因素，因此固定重金屬污染物至關重要。改變重金屬污染物的形態可以降低其移動性，例如通過調整土壤pH 值、有機質含量等參數達到降低形態的目的。固定法是一種向污染物中加入固化劑以達到限制重金屬遷移的方法，通過固化劑與污染物的相互作用能夠改變土壤性質。常見的固化劑包括石灰、堆肥、鋼渣等。不同固化劑具有不同的性質和作用原理，生成的物質也有很大差異，因此需要根據重金屬污染物的具體情況來合理選擇固化劑。固定法的應用成本較低，適用范圍廣泛，因此在土壤重金屬污染治理中具有廣泛的應用前景[3]。

2.2.2 淋洗法

淋洗法是一種通過使用淋洗液與土壤中的重金屬物質發生反應，實現重金屬物質的提取和分離的方法。此方法通常需要將土壤與淋洗液混合，使淋洗液與重金屬發生化學反應，再利用提取劑將重金屬提取出來，直至土壤中的重金屬濃度達到標準。提取出的重金屬可以進行重復利用。然而，在應用此方法時，需要注意提取劑的選擇。既要確保土壤結構的完整性，又要實現良好的提取效果。常見的提取劑包括EDTA 和鹽酸等。盡管淋洗法在重金屬污染物處理方面具有較好的去除效果，但此方法的工作量大，對處理環境有一定要求，因此不適合用于處理污染嚴重且面積較大的場景。

2.2.3 修復法

修復法，也稱為電動修復法，是一種利用電極產生電場進行重金屬富集，并對富集的重金屬進行集中處理的修復方式。在處理土壤中的重金屬物質時，將電極放置于土壤中，利用電場效應促使金屬離子在電極附近區域進行富集。處理人員可結合其他方法對富集的重金屬進行處理。修復法通過電場效應將重金屬離子引向同一區域，是一種重金屬污染物處理方法。目前，這種方法已經在許多國家得到應用，并取得了良好的效果。特別是對于黏土和淤泥等類型的土壤，其處理效果尤為顯著，且應用成本相對較低[4]。

2.3 物理法

物理法是通過利用物理技術(如分離、隔離和換土等方法)對重金屬污染物進行處理，以達到解決土壤污染問題的目的。物理法對于技術以及設備的依賴性較強，通常情況下副作用小，對土壤的影響小等特點。但是應用成本相對較高，操作難度也相對較高。

2.3.1 分離法

分離法是利用現代分離技術，如水力學分離和泡沫浮選分離等，對無機污染物進行處理的方法。水力學分離利用水動力作用，土壤中的不同物質會受到不同的影響。根據重金屬污染物的特性，能夠將其從土壤中分離出來。此方法不會破壞土壤結構和營養，對處理重金屬污染物具有良好效果。但由于技術限制，其應用范圍較有限。在污染范圍較小、污染情況不太嚴重的情況下，可以采用這種方法來分離土壤中的重金屬物質，達到清潔土壤的目的。

2.3.2 隔離法

隔離法是一種重金屬污染物處理方法，通過對被重金屬污染的土壤進行隔離再處理。通常，處理人員使用防滲透隔離材料對污染區域進行垂直向上的隔離，以避免重金屬污染物進一步向下滲透至地下水。在對污染區域進行隔離后，根據具體情況再結合其他重金屬污染物處理方法進行處理。此外，隔離法也可作為一種應急“搶救”措施，在突發情況下重金屬污染物向土壤中擴散時，若來不及采用其他處理方式，為避免事態惡化，可迅速采用隔離法將污染物有效隔離開來，為后續處理爭取時間。

2.3.3 換土法

換土法主要包含換土和客土兩種方法。換土法適用于土壤重金屬污染情況不太嚴重的情況，通過深耕作業，將下層土壤翻到上層，以解決重金屬污染問題。客土法則是用其他地區的土壤來替換原有土壤，以修復土壤中的微生態環境，降低重金屬污染程度。這種方法在土壤污染面積較小的情況下較為適用，但在土壤面積較大時，需要面對修復成本較高的問題，并且可能導致土壤肥力下降等問題[5]。

3 工業用地中土壤重金屬污染治理策略

3.1 創新治理策略，多種方法相結合

3.1.1 生物法與化學法的結合

生物法和化學法在土壤重金屬污染治理中具有互補特性。生物法利用生物體(如植物、動物和微生物)的生理代謝功能來改善土壤質量，這種方法環保且具有可持續性，但見效較慢。化學法通過使用化學試劑與重金屬污染物發生反應，效果顯著，但可能產生二次污染。通過將生物法和化學法結合起來，可以充分利用兩者的優勢，提高污染治理效果。

3.1.2 物理法與化學法的結合

物理法和化學法在土壤重金屬污染治理中具有互補特性。物理法利用物理技術(如分離、隔離和換土等方法)對重金屬污染物進行處理，這種方法對土壤的副作用較小，對土壤的影響也較小，但應用成本相對較高。化學法則具有成本低、適用范圍廣的優點，但可能產生二次污染。通過結合物理法和化學法的優點，可以降低污染治理成本，提高治理效果。因此，在開展治理工作時，應結合不同方法的特性以及具體的污染情況，采取多種方法相結合的方式以保障治理效果。

3.2 采取綜合評估辦法，遵循因地制宜原則

在工業用地中，針對土壤重金屬污染治理策略的首要步驟是進行綜合評估，包括對土壤污染程度、污染類型、污染范圍以及土壤性質等因素進行全面分析。根據評估結果，應因地制宜地選擇適合的污染治理方法。對不同類型的土壤污染，可以采用不同的方法組合進行治理，以達到最佳治理效果[6]。

3.3 強化檢測預警，保障檢測效果

在工業用地土壤重金屬污染治理過程中，應加強對土壤污染的監測和預警。通過定期對土壤進行檢測，及時了解污染治理效果和土壤質量變化，從而調整治理策略。同時，建立預警系統，對可能出現的土壤污染情況進行預測，采取預防措施，以降低污染風險。

3.4 加大政策支持，促進科技創新

政府應加大對土壤重金屬污染治理的支持力度，通過制定相關政策來鼓勵企業采取污染治理措施。同時，推動科技創新，鼓勵研發新型污染治理技術和設備，以提高污染治理效率。此外，還應加強國際合作與交流，借鑒其他國家和地區的成功經驗，以提升我國工業用地土壤重金屬污染治理的整體水平[7]。

4 結語

綜上所述，治理工業用地中的土壤重金屬污染是一項復雜且艱巨的任務，需要綜合運用多種方法以達到理想效果。在實際操作中，應根據具體狀況選擇合適的治理策略，充分發揮生物法、化學法、物理法的優勢，并加強監測與預警，以保障土壤質量的改善和生態環境的安全。同時，政府、企業和科研機構應加強合作，加大政策支持與科技創新力度，推動土壤重金屬污染治理技術的發展，為改善我國工業用地土壤環境質量并保障生態安全作出貢獻。