土壤重金属污染与防治

冉浩学 周朋 谢名淇 刘家利

摘要：为了了解当前我国土壤重金属污染与防治的情况，我们以广西发生的污染事件来研究该过程的起因、影响以及解决措施，同时结合目前所运用的方法和原理来提出自己的看法。

关键词：土壤修复;重金属污染;土壤防治

中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）04-00-02

Abstract： In order to understand the current situation of soil heavy metal pollution and its prevention and control in China， we studied the causes， effects and solutions of the pollution events in Guangxi， and put forward our own views combined with the methods and principles currently used.

Key words： Soil remediation;Heavy metal pollution;Soil prevention and control

广西矿场资源丰富，在长期矿产资源开发的过程中，由于各方面原因导致了土壤重金属污染事件频繁发生，不仅污染了大面积的土壤资源，同时也引发了一些居民中毒事件。本文通过一些发生在广西的污染事件来研究污染的原因、影响及治理措施，同时结合当前的治理措施和污染情况来提出自己的看法和建议。

1 广西发生的土壤重金属污染事件

1.1 环江事件

2001年6月，广西环江遭遇特大暴雨袭击，环江河上游的3家矿企尾矿库溃坝。洪水退后尾矿及废矿渣沉积于被淹没的两岸耕地上，造成了900多亩农田土壤酸度过大，铅、锌、硫、砷等元素含量超标。

在治理措施上，当地政府采取植物萃取、植物阻隔等方法进行治理，而物理法和化学法虽然见效快，但易引起“二次污染”并未使用。

1.2 大新县事件

广西大新县五山乡三合村的大新铅锌矿，在开采过程中，因为企业在废水，废渣的排放过程中没有妥善处理好，从而导致了工业产生的废水被排放到三和村的灌溉区，引起了当地耕作区被大面积污染。耕地主要污染物包括铅、锌、镉、汞等，而耕地土壤中镉含量严重超标，而当地居民也被查出了镉中毒。

当地政府对健康危害指标超标的居民进行了观察治疗。在安全宣传教育方面，大新县政府也对当地居民开展了关于镉污染的危害以及痛风方面的教育活动。搬迁方面，当地政府有关部门已经落实了160亩的土壤，同时规划建设1600套住房用来解决居民的住房问题。土地治理方面，已有2000万元专项资金用来治理已经被污染的土地。

2 土壤重金属污染起因及影响

2.1 起因

2.1.1 企业：无序发展，治理技术落后

目前廣西许多企业存在不合理的矿产资源开发行为，同时许多企业主要存在的问题是“三废”排放量高、资源利用率低、治理技术落后，比如广西刁江沿岸农田被污染主要原因就在于企业对于选矿废水和尾砂未经处理就直接排放[1]。

2.1.2 政府：监管不到位，制度缺失

在环保监管制度上，广西地区仍然存在土壤重金属污染方面的专项制度缺失问题和监管力度不严问题，对排污不合格企业问责也存在漏洞。同时，政府执法力度不足，对污染地区周围居民的救济制度缺失，例如，在大新县事件中的居民镉中毒问题，政府就存在许多的问题，但是政府的管理是污染防治中不可或缺的一环。

2.1.3 公众：环保意识不强，参与性弱

一旦土壤受到了污染后，就会影响到农作物，进而影响到居民的生命安全。并且土壤重金属污染是一个长期的过程，所以常常是在居民得病或者出现不良反应时才会发现。就目前形势而言，公众的环保意识淡薄、维权意识不够，一旦其权益遭受侵害就“求助无门”，例如大新县事件中居民的维权意识和环保意识不足而引起的出现不良症状后才发现自己中毒了，因此在对于企业的排污监管方面，以及在政府综合治理的过程，都需要有公众的参与[2]。让更多居民认识到重金属污染的危害，加强维护自身权益的意识，实施公众监督、举报、管理、治理机制。

2.2 影响

土壤重金属污染具有长期性、隐匿性、难消逝性、不可逆性等特点，很容易经过食物链危害到居民的身体健康。土壤重金属污染的危害主要表现在：（1）影响作物的生长，重金属会影响作物的生理性质和生长发育，影响作物的产量和品质;（2）影响人的健康安全，重金属首先会在食物中富集，然后通过食物链的作用影响到人的生命安全，比如：镉中毒会引发糖尿病，造成肺部损害甚至会引起癌变或者畸变等，汞中毒也会引起肾脏损害。

3 土壤重金属污染与防治现状

3.1 污染现状

3.1.1 广西农田土壤重金属污染现状

农田土壤环境一方面受到了工业废水、废渣的污染，同时也受到了化肥、农药的污染，而在广西部分农田遭受的污染情况已经十分严峻。广西河池大环江沿岸稻田主要受到了Pb、Zn、As等的污染，这几种元素平均浓度均超出我国国家所规定的农用地土壤重金属含量的标准[3]。

3.1.2 广西矿区土壤重金属污染现状

广西是我国著名的 “有色金属”之乡，矿场资源非常丰富，但是由于在开发过程中，片面追求经济发展，在排污过程中治理技术落后，同时企业无序发展，随意排放废弃物，造成了矿区严重的土壤重金属污染。杨胜香[4]等通过对广西桂林平乐县锰矿区的土壤研究中发现，其周边的土壤都受到了非常严重的污染，而Mn、Cr、Cd元素已经超标了，而在一些局部地区也发现了被Pb，Zn污染的土地。而这也表明在许多矿区附近的土壤不仅污染严重，而且多为复合型污染。

3.2 目前主要的治理措施

在土壤治理方面，目前主要运用的方法分为三大类，包括有物理法、化学法以及生物法。物理法包括玻璃化、电动修复等，物理法的优点在于效果好，稳定，缺点是投资高，易导致土壤肥力下降。化学法主要包括有机络合，化学固定法等，它的优点在于操作简单，修复速度快，成本较低，缺点在于易引起二次污染。生物法包括植物修复和微生物修复，它的优点在于成本低，易于后处理，缺点在于周期长，效率低[5]。而目前主要是运用生物法和化学法。

3.2.1 化学固化法

主要是运用一些化学固化剂的理化性质，加入土壤中经过一系列的化学反应，从而使一些处于游离态的金属离子变为稳定态，最终降低了重金属的迁移能力以及减轻对土壤和植物的危害，从而达到修复土壤的目的。

（1）沉淀。沉淀的主要作用是针对于土壤中存在的易迁移的以离子形式存在的重金属，通过加入固化剂，使得其发生一系列的化学反应，进而生成沉淀物，以此来影响重金属在土壤中的迁移能力，其主要运用的机理是通过固化剂提高土壤的pH值，然后重金属元素开始发生沉淀，而其毒性也会开始慢慢的浸出，而石灰石又可以减少浸出量，最终起到了固定重金属的目的，阻止了污染范围被再次放大[6]。

（2）吸附。吸附作用是指根据不同情况的土壤环境，选择孔径结构适宜和表面结构符合的固化剂，把土壤中含有的重金属固定在吸附剂表面，主要是运用吸附剂对吸附质点的吸引作用。比如，沸石可以吸附Pb和Cd，柿丹宁可以吸附Au，Pd等元素，在一些特定的土壤环境中，铁锰氧化物能吸附、沉淀固定重金属[7]。

3.2.2 生物修复法

生物修复技术主要分为植物修复和微生物修复两种方法。其作用机理是依赖于土壤中各种生物的生命活动，比如植物根系的吸收以及微生物的代谢等一系列活动，来提取重金属或者降低金属元素的活性。此类方法较之化学法不易造成二次污染，成本和技术要求都比较低，但是需要耗费周期长，速度缓慢，同时还会受到气候，季节，生物种类等诸多因素影响。

（1）植物修复。植物修复是通过种植一种超富集植物，利用其根部吸收土壤中的重金属并通过植物运输送到植物的上部，然后对植物进行处理，其内在机理可能包括回避、吸收排除、细胞壁防御、重金属胞内区域化、重金属与各种有机酸络合、酶适应、渗透调节等机制[8]。而这种方法对植物的要求比较高，通常一种植物是一种或两种重金属的超富集植物，例如李氏禾对铬、铜、镍等污染的土壤表现出较强的修复潜力，但是很多情况下，土壤都遭受多种重金属的复合污染，这对植物提出了更高的要求，同时，这个过程所需的时间太长。

（2）微生物修复。在微生物治理过程中，微生物会通过生物解毒形成抗体，以维持其在重金属污染的环境中生存，其机制主要是生物吸附以及胞外胞外沉淀、生物转化 、生物累积和外排作用[9]。而在这些作用的影响下使得重金属活性降低，生物有效性减弱，这种效应下会使得重金属毒性减弱，而另一种情况则是活性和有效性增强，有利于植物根系对其的吸收和转运。

4 总结

土壤重金屬污染形势严峻，污染现状不容乐观，而且起因多为人为，但是土壤是我们重要的资源，土壤受到污染直接会影响我们的身体健康，而且目前对于土壤修复技术虽已经研究多年，但是大部分停留在实验室水平或田间小试阶段，并且也会因为成本和技术方面无法推广[10]。所以我们要防治一体化，同时进行，坚持统筹协调、促进立法体系化的原则对企业进行管控、坚持“预防为主、防治结合”的原则 以及“公众参与”的原则，推进民众监督，社会宣传力度。一方面改进治理措施，另一方面加强执法力度，从源头上，减少污染，一起携手建设美丽的家园。

参考文献

[1]宋书巧，梁利芳，周永章，吴欢，周兴，张新英，广西刁江沿岸农田受矿山重金属污染现状与治理对策[J].矿物岩石地球化学通报，2003，22（2）：153-155

[2]韩德培，陈汉光.环境保护法教程（第六版）[M].北京：法律出版社，2012

[3]张新英，刘勇，吴浩东，韦金告.广西河池大环江板力村近岸农田重金属污染分析[J].农业环境科学学报，2009（29），80-83

[4]韩德培，陈汉光.环境保护法教程（第六版）[M].北京：法律出版社，2012

[5]杨胜香，李明顺，李艺等.广西平乐锰矿区土壤、植物重金属污染状况与生态恢复研究[J].矿业安全与环保，2006，33（1）：21-23.

[6]黎大荣，韦杰，王英辉，韦朝帅，许道全，广西土壤重金属污染修复概况分析[J].大众科技，2013，15（12），62-80.

[7]温国琴，土壤重金属污染治理的化学固化研究[J]，农业与技术，2017，37（04）.248-249

[8]杨秀丽，王学杰，重金属污染土壤的化学治理和修复[J]，浙江教育学院学报，2002（02），56-60.

[9]陈玉成.土壤污染的生物修复[J].环境科学动态，1999（2）：7-11.

[10]陈亚刚，陈雪梅，张玉刚等.微生物抗重金属的生理机制[J].生物技术通报，2009（10）：60-65

[11]张桃林.科学认识和防治耕地土壤重金属污染[J]，土壤（Soils），2015，47（3）：435–439

收稿日期：2019-02-28

基金项目：广西高等教育本科教学改革工程项目（编号：2017JGA204）;桂林理工大学校级教改工程立项项目（编号：2016B05）。

作者简介：冉浩学（1999-），男，汉族，本科，研究方向为环境污染控制。