廢棄遺留地重金屬污染土壤治理與修復(fù)探究

高優(yōu)娜，莫日根敖其爾，董煜宇，姚曉雪

（1.內(nèi)蒙古第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)有限責任公司，內(nèi)蒙古自治區(qū) 呼和浩特 010011；2.內(nèi)蒙古正華煤炭科工貿(mào)有限公司，內(nèi)蒙古自治區(qū) 呼和浩特 010010；3.內(nèi)蒙古地礦科技有限責任公司，內(nèi)蒙古自治區(qū) 呼和浩特 010010）

廢棄遺留地重金屬污染土壤治理與修復(fù)是當前環(huán)境保護領(lǐng)域的重要課題。隨著工業(yè)化進程的加快，大量廢棄遺留地的重金屬污染問題日益突出，給生態(tài)環(huán)境和人類健康帶來了嚴重威脅。因此，開展廢棄遺留地重金屬污染土壤治理與修復(fù)研究具有重要的理論和實踐意義。文章旨在探索有效的治理與修復(fù)方法，提供科學依據(jù)和技術(shù)支持，為廢棄遺留地重金屬污染土壤的治理與修復(fù)提供參考。

1 重金屬對土壤帶來的危害分析

重金屬對土壤的危害主要體現(xiàn)在以下幾個方面：毒性作用。重金屬如鉛、鎘、汞等對土壤中的微生物、植物和動物具有毒性作用，會破壞土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡，影響土壤的生物多樣性和生態(tài)功能。植物吸收，重金屬在土壤中可被植物吸收并富集在植物體內(nèi)，進而進入食物鏈，對人類和動物的健康造成潛在威脅。高濃度的重金屬會抑制植物的生長和發(fā)育，降低農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)。土壤質(zhì)量下降，重金屬的積累會導致土壤質(zhì)量下降，影響土壤的肥力和結(jié)構(gòu)。重金屬的存在會改變土壤的物理、化學和生物性質(zhì)，降低土壤的保水能力、通氣性和肥力，導致土壤退化。土壤污染擴散，重金屬在土壤中具有較強的遷移和擴散能力，會通過土壤顆粒的遷移、水流的沖刷和氣溶膠的擴散等方式進一步污染周圍環(huán)境，對地下水、河流和湖泊等水體造成污染。綜上所述，重金屬對土壤的危害主要表現(xiàn)為毒性作用、植物吸收、土壤質(zhì)量下降和土壤污染擴散等方面。為了保護土壤環(huán)境和人類健康，應(yīng)加強重金屬污染的監(jiān)測和治理，采取有效的措施減少重金屬的排放和積累。

2 廢棄遺留地重金屬污染土壤治理方法

2.1 土壤污染調(diào)查與評估

對廢棄遺留地進行全面的調(diào)查和評估是確定重金屬污染的類型、程度和分布情況的關(guān)鍵步驟。采樣點選擇是調(diào)查和評估的首要任務(wù)。根據(jù)廢棄遺留地的歷史使用情況和地理特征，選擇代表性的采樣點。采樣點應(yīng)覆蓋整個廢棄遺留地，并考慮到可能存在的重金屬污染源。采樣方法的選擇也至關(guān)重要。采用標準的土壤采樣方法，如隨機采樣或網(wǎng)格采樣。每個采樣點應(yīng)采集多個土壤樣品，以保證樣品的代表性。采集的土壤樣品需要進行處理。樣品應(yīng)先進行干燥和研磨，以獲得均勻的土壤樣品。重金屬分析是評估重金屬污染的關(guān)鍵步驟。采用適當?shù)姆治龇椒ǎ缭游展庾V法或電感耦合等離子體質(zhì)譜法，對土壤樣品中的重金屬進行分析。分析結(jié)果應(yīng)包括重金屬的種類和含量。對分析結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理與評估。根據(jù)分析結(jié)果，評估重金屬污染的類型、程度和分布情況。可以使用地理信息系統(tǒng)（GIS）等工具，將采樣點的分析結(jié)果進行空間插值，以獲得整個廢棄遺留地的重金屬污染分布圖。進行風險評估是必要的，根據(jù)重金屬的毒性和土壤污染標準，評估土壤污染對人體健康和環(huán)境的風險。可以使用風險評估模型，如潛在生態(tài)風險評估模型（PNEC）或潛在人體風險評估模型（PHC）。最后，將調(diào)查和評估結(jié)果整理成報告。報告應(yīng)清晰、準確地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，并提出相應(yīng)的建議和措施，如土壤修復(fù)或污染源控制。

2.2 土壤修復(fù)技術(shù)

土壤修復(fù)技術(shù)是一種針對重金屬污染土壤的處理方法，通過物理、化學和生物等手段來修復(fù)受到污染的土壤，物理方法主要包括土壤剝離和土壤深翻。土壤剝離是指將受到重金屬污染的土壤剝離出來，以減少其對周圍環(huán)境的影響，土壤深翻則是通過將受到污染的土壤與未受污染的土壤進行混合，以降低重金屬的濃度。化學方法主要包括土壤酸堿調(diào)節(jié)和添加吸附劑，土壤酸堿調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)土壤的酸堿度來改變重金屬的溶解度，從而減少其對土壤的毒害作用，添加吸附劑則是將具有吸附重金屬能力的物質(zhì)添加到土壤中，以吸附重金屬離子，減少其在土壤中的活性。生物方法主要包括植物修復(fù)和微生物修復(fù)。植物修復(fù)是利用植物的生長代謝能力來修復(fù)受到重金屬污染的土壤，植物通過吸收土壤中的重金屬離子，并將其轉(zhuǎn)移到地上部分，從而減少土壤中的重金屬含量，微生物修復(fù)則是利用微生物的代謝能力來降解或轉(zhuǎn)化土壤中的重金屬污染物，微生物可以通過吸附、還原、氧化等方式來改變重金屬的形態(tài)，從而減少其對土壤的毒害作用。綜上所述，土壤修復(fù)技術(shù)是一種綜合運用物理、化學和生物等方法來修復(fù)重金屬污染土壤的方法。通過采用適當?shù)男迯?fù)方法，可以有效降低土壤中重金屬的含量，減少其對環(huán)境和人類健康的危害。

2.3 植物修復(fù)技術(shù)

植物修復(fù)技術(shù)是一種利用植物來修復(fù)重金屬污染環(huán)境的方法。該技術(shù)通過選擇適應(yīng)重金屬污染環(huán)境的植物進行種植，利用植物的吸收、轉(zhuǎn)運和積累作用，將重金屬從土壤中去除或轉(zhuǎn)化為無毒或低毒形態(tài)。首先，選擇適應(yīng)重金屬污染環(huán)境的植物是植物修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵。擬南芥和柳樹是常用的植物，它們具有較強的重金屬耐受性和吸收能力。這些植物能夠在高重金屬濃度的土壤中生長，并且能夠吸收土壤中的重金屬。其次，植物通過吸收土壤中的重金屬來修復(fù)污染環(huán)境。植物的根系能夠吸收土壤中的重金屬離子，將其帶入植物體內(nèi)，植物根系的吸收作用是通過根毛和根尖的細胞膜上的離子通道實現(xiàn)的，這些細胞膜上的離子通道能夠選擇性地吸收重金屬離子，將其轉(zhuǎn)運到植物體內(nèi)。然后，植物通過轉(zhuǎn)運重金屬離子來修復(fù)污染環(huán)境。植物的根系將吸收到的重金屬離子轉(zhuǎn)運到莖、葉等地方，這一過程是通過植物體內(nèi)的細胞間隙和細胞膜上的轉(zhuǎn)運蛋白實現(xiàn)的，轉(zhuǎn)運蛋白能夠?qū)⒅亟饘匐x子從根系轉(zhuǎn)運到其他部位，從而減少土壤中的重金屬濃度。最后，植物通過積累重金屬來修復(fù)污染環(huán)境，植物體內(nèi)的細胞器和細胞壁能夠?qū)⑽盏降闹亟饘匐x子積累起來，形成無毒或低毒的形態(tài)，這種積累作用可以減少土壤中的重金屬濃度，從而修復(fù)污染環(huán)境。

2.4 土壤改良技術(shù)

改良技術(shù)是通過添加改良劑來改善土壤的物理、化學和生物性質(zhì)，從而提高土壤的保水性、通氣性和肥力，減少重金屬的遷移和生物有效性。常用的改良劑包括有機肥料和石灰，有機肥料是一種常用的改良劑，它可以改善土壤的物理性質(zhì)。有機肥料中含有豐富的有機質(zhì)，增加土壤的持水能力，有機質(zhì)能夠吸附水分，并形成穩(wěn)定的土壤結(jié)構(gòu)，從而減少水分的流失。此外，有機質(zhì)還能增加土壤的通氣性，促進土壤中的氧氣和二氧化碳的交換，有利于植物的生長和根系的發(fā)育。石灰是另一種常用的改良劑，它可以改善土壤的化學性質(zhì)，石灰中含有鈣和鎂等元素，能夠中和土壤中的酸性物質(zhì)，提高土壤的酸堿平衡，酸性土壤會影響植物的生長和根系的吸收能力，而石灰的添加能夠中和土壤的酸性，提供適宜的生長環(huán)境。此外，石灰還改善了土壤的結(jié)構(gòu)，增加土壤的團粒穩(wěn)定性，提高土壤的保水性和通氣性。通過添加有機肥料和石灰等改良劑，改善土壤的生物性質(zhì)，有機肥料中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，為植物提供養(yǎng)分，促進植物的生長和發(fā)育。同時，有機肥料還增加了土壤中的有機質(zhì)含量，提供適宜的生物環(huán)境，促進土壤中有益微生物的繁殖和活動，這些微生物可以分解有機質(zhì)，釋放出養(yǎng)分供植物吸收，同時還可以抑制土壤中的病原菌和有害微生物的生長。

2.5 土壤隔離技術(shù)

建立土壤屏障是一種常見的土壤隔離技術(shù)。這種方法通過在重金屬污染土壤表面鋪設(shè)一層特殊材料，如聚合物薄膜或合成纖維材料，來阻止重金屬的擴散。這些材料具有良好的抗?jié)B透性和抗腐蝕性，可以有效隔離土壤與周圍環(huán)境。此外，土壤屏障還可以減少土壤水分蒸發(fā)，提高土壤濕度，從而促進植物生長和根系發(fā)育。構(gòu)筑物理隔離層是另一種常用的土壤隔離技術(shù)。這種方法通過在重金屬污染土壤表面建立一層物理隔離層，如混凝土墻或塑料薄膜，來阻止重金屬的擴散。此外，物理隔離層還可以防止土壤侵蝕和水分流失，保護土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量。除了建立土壤屏障和構(gòu)筑物理隔離層，還可以采用其他土壤隔離技術(shù)，如地下隔離墻和地下覆蓋層。地下隔離墻是通過在重金屬污染土壤周圍挖掘一條深度較大的溝槽，并在溝槽中填充特殊材料。地下覆蓋層是通過在重金屬污染土壤表面鋪設(shè)一層特殊材料，如聚乙烯薄膜或橡膠板，來阻止重金屬的滲透和擴散。總之，土壤隔離技術(shù)是一種有效的方法，將重金屬污染土壤與周圍環(huán)境隔離開來，防止重金屬的擴散和進一步污染。常用的隔離方法包括建立土壤屏障、構(gòu)筑物理隔離層、地下隔離墻和地下覆蓋層，這些方法能夠有效保護土壤質(zhì)量和環(huán)境健康。

2.6 土壤中污染源控制與隔離

首先，對重金屬污染源的控制，可采取物理方法進行處理。例如，使用過濾器或吸附劑來捕捉和去除重金屬污染物。這些物理方法有效地將重金屬污染物從土壤中分離出來，防止其進一步擴散。其次，化學方法也是重金屬污染源控制的一種有效手段。通過添加化學試劑，與重金屬污染物發(fā)生化學反應(yīng)，形成不溶于水的沉淀物或穩(wěn)定的化合物，將重金屬污染物轉(zhuǎn)化為固體形式，從而實現(xiàn)其隔離和控制。此外，生物方法還能用于重金屬污染源的控制。例如，利用植物吸收重金屬污染物的能力，通過植物修復(fù)技術(shù)將重金屬污染物從土壤或水體中吸收并固定在植物體內(nèi)，有效減少重金屬污染物的擴散和影響范圍。另外，隔離措施也是重金屬污染源控制的重要手段之一，通過建立隔離帶或隔離屏障來阻止重金屬污染物的擴散。例如，在重金屬污染源周圍設(shè)置土壤屏障，阻止重金屬污染物通過地下水的遷移和擴散。此外，采取物理隔離措施，如建立圍墻或屏蔽設(shè)施，將重金屬污染源與周圍環(huán)境隔離開來，防止其對周圍環(huán)境造成進一步的污染。綜上所述，對重金屬污染源的控制和隔離，可采取物理、化學和生物方法進行處理，同時也需要建立隔離措施來防止污染物的進一步擴散，這些措施的綜合應(yīng)用可有效控制和隔離重金屬污染源，保護環(huán)境和人類健康。

2.7 土壤監(jiān)測與管理

首先，定期進行土壤監(jiān)測是必要的。監(jiān)測通過采集土壤樣品，進行化學分析和生物學評估來評估修復(fù)效果，化學分析能夠檢測土壤中的有害物質(zhì)含量，如重金屬、有機污染物等。生物學評估可以評估土壤中的生物多樣性和生態(tài)功能，通過定期監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)修復(fù)效果不理想的地區(qū)，并采取相應(yīng)的管理措施。其次，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，采取適當?shù)墓芾泶胧┦潜匾摹Ｈ绻O(jiān)測結(jié)果顯示修復(fù)效果不理想，需采取物理、化學或生物修復(fù)方法進行二次修復(fù)。物理修復(fù)包括土壤剝離、覆蓋等措施，以減少有害物質(zhì)的接觸。化學修復(fù)通過添加吸附劑、氧化劑等來降低有害物質(zhì)的濃度。生物修復(fù)利用植物的吸收和降解能力來減少有害物質(zhì)的含量，通過采取適當?shù)男迯?fù)方法，提高修復(fù)效果，減少再次污染的風險。此外，定期進行土壤管理也是必要的。管理措施包括合理的土壤利用和保護措施。合理的土壤通過科學種植、輪作等方式來實現(xiàn)，減少對土壤的壓力，降低再次污染的可能性。土壤保護措施包括覆蓋保護、植被恢復(fù)等，以保持土壤的穩(wěn)定性和生態(tài)功能，通過定期的土壤管理，保持修復(fù)效果，并預(yù)防再次發(fā)生污染。綜上所述，修復(fù)后的土壤監(jiān)測與管理是非常重要的，定期進行土壤監(jiān)測可以評估修復(fù)效果，采取適當?shù)墓芾泶胧┓乐乖俅伟l(fā)生污染，通過科學的監(jiān)測和管理，保護土壤資源，維護生態(tài)環(huán)境的健康。

3 結(jié)語

重金屬污染土壤治理與修復(fù)是一個復(fù)雜而重要的研究領(lǐng)域。文章深入了解了廢棄遺留地重金屬污染的成因和影響，并探索了不同的治理和修復(fù)方法。有效的治理和修復(fù)措施包括土壤修復(fù)劑的應(yīng)用、植物修復(fù)和微生物修復(fù)等。這些方法可顯著降低土壤中重金屬的含量，并恢復(fù)土壤的生態(tài)功能。然而，也意識到，重金屬污染土壤的治理和修復(fù)是一個長期而艱巨的任務(wù)，需要政府、企業(yè)和科研機構(gòu)的共同努力。希望通過文章的研究，能夠為廢棄遺留地重金屬污染土壤的治理和修復(fù)提供一些有益的參考和指導。