土壤污染现状及治理措施

沈颖辉

（中国建筑材料工业地质勘查中心陕西总队，陕西 西安 710003）

我国经济飞速发展的背后存在着一系列环境问题，尤其是在工业化起步初期，为了解决温饱问题、为了带动经济，忽视了环境的负荷力。在工农业发展中对环境进行破坏，尤其是土壤的污染，对现在及未来危害极大。“绿水青山、就是金山银山”对已经污染的土地及时进行治理，还大自然一片干净的沃土，为人类生存创造美好的环境，是新时期亟待解决的问题。

1 土壤污染的特征

土壤环境的复杂性决定了其污染特征的独特性。首先，土壤环境污染具有隐蔽性和滞后性。土壤污染与水污染和大气污染不同，在污染初期没有明显的现象，不易被发现，直到累积到一定程度，通过对土壤样品进行分析和农作物的残留检测，才能确定。日本富山县神通川流域因隔超标而引起的“痛痛病”经过了十几年才被人们发现。其次，土壤污染具有累积性和地域性。污染物在土壤中不易迁移和扩散，会随着时间累积，且部分污染物在土壤中难降解，对土壤造成长期污染。再次，土壤污染具有不可逆转性。重金属对土壤的污染基本是一个不可逆过程，土壤一旦受到污染，很难完全从根部修复。最后，土壤治理难且治理周期长，

土壤由于其吸附性和致密性，不像水污染可以通过离子交换和絮凝沉降等方法达到快速治理，一般治理周期较长。

2 土壤污染现状

2.1 土壤污染物来源

土壤污染是指土壤中各种污染物含量已经超过土壤能够承受的极限值，直接或间接影响人的生命安全。其主要分为无机物污染和有机物污染，无机物污染主要是铜、铅、锌、隔、铬、汞、砷等重金属污染，有机污染物污染主要为有机农药、多环芳烃（PAHS）、石油类、合成洗涤剂、酚类等污染。其中PAHS具有较强毒性，且不易降解，会随食物链富集进入人体，成为致癌物质。据统计，我国当前被污染土壤已经超过5000万亩。

在利益的驱使下，部分工厂为谋取更大的利益，在污染物排放之前未能达标处理，将高污染物的废气直接排出。如一些固体颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物、经大气沉降作用和酸雨的形成，落入地面致使土壤受到污染。尤其是能源、化工行业废气中含有大量重金属，大部分重金属会以气溶胶的形式进入大气中，通过沉降和降水进入土壤。机动车尾气中铅、锌含量较高，也导致马路两边土壤受到污染，受污染地带庄稼长势明显较弱[1]。

一些偏远地区由于资金匮乏，地下水井较少，常采取周边河流，甚至污水灌溉。这类污水一般都是生活污水和工业污水排放，水中重金属和有机污染物严重超标。受污染的水体进入土壤，使污染物以多种方式截留到土壤中，直接导致土壤污染，一些农民误认为气味越臭的水，养分越高，却不知这正是导致土壤污染的元凶[2]。

除大气污染和水污染，固体废物污染也是导致土壤污染的重要因素。为了农作物的高产，氮、磷化肥的长期使用破坏了土壤结构，造成土壤板结，耕地土壤退化，保水能力下降。不合理的采用堆肥或污泥作为“肥料”也是农村土壤污染的一个重要因素。堆肥和污泥中常含有大量寄生虫和重金属，如不经过处理，直接施肥会严重影响土壤质量的安全。农用地膜的使用也是目前土壤污染的重要途径。当前常用的农业地膜成分为聚乙烯，此种材料为不可生物降解材料，使用废弃后在土壤中可存在上百年甚至上千年。地膜残留到土壤中可使土壤透气性和保水性变差，改变土壤的结构，影响农作物的生长[3]。工业废渣和生活垃圾，如果采用堆积和填埋的方式处理，不仅占用土地资源，其中有毒有害物质还严重污染了土壤。

2.2 土壤污染的危害

我国是农业大国，“三农”问题一直备受国家关注，土壤污染直接影响农村整体环境，进一步导致粮食减产或粮食安全问题。一旦耕地土壤受到污染，污染物会富集到作物的根、茎、叶各个部位，人和动物食用后会随食物链转移到食物链顶端人的体内，威胁人类健康。我国自然资源有限，且土壤污染治理周期长，土壤环境污染严重影响我国的可持续发展[4]。为切实加强土壤污染防治，国务院于2016年颁布了《土十条》逐步改善土壤环境质量，以保障农产品质量和人居环境安全，到2020年全国土壤污染加重趋势得到初步遏制。

3 土壤修复方法

我国一直对土壤污染治理方法不断研究，目前常用的方法可分为物理修复，化学修复，生物修复。根据污染场地用途与特性可选择不同的修复方法。

3.1 物理修复

最典型的物理修复方法即“客土法”，是向污染土壤上覆盖一层未受污染的土壤，使原污染土壤中污染物浓度降低，或植物根系与污染土壤接触变少，以达到治理的目的。此方法治理速度快，治理效果显著，且适用范围广，但仅适用于污染面积小的区域。对于污染面积大的场所需耗费大量人力、物力，不适合采用本方法。与客土法相类似的一种方法是“翻土法”，即将污染土壤进行深翻，使深部未收污染的土壤翻到上边，使污染土壤翻到下边，同样减少植物根部与污染土壤的接触。此方法一般应用于土壤污染不严重的区域，同时还会破坏土壤结构，造成土壤肥力降低，且会对地下水造成污染的隐患。电化学修复法也是物理修复的一种，是通过电化学、电动力学的复合作用驱动污染物富集到电极区，再对其进行集中分离和处理。此方法成本低，处理速度快，但应用范围小，不适用于不溶性有机物污染的土壤。对于一些热稳定性差的污染物也可通过热解析法去除污染物，高温下，热稳定性差的污染物会分解，再对热解产生的气体冷却、集中处理[5]。闫翠侠等人自制的鸡粪生物炭对土壤中的Pb和Cd具有较强的吸附性，可对重金属污染土壤进行物理修复，Pb和Cd最大吸附量分别可达52.02mg/g和242.59mg/g，且能够降低 Pb和Cd在土壤中的弱酸提取态、可还原态以及可氧化态[6]。

3.2 化学修复法

化学修复法包括淋洗法、固定稳定化法。淋洗法是将含有助剂，酸碱试剂和络合剂的溶液淋洗在污染土壤上，达到修复的作用。淋洗液可改变污染物与土壤的吸附-解析性能，使其与溶液发生化学反应，促使土壤污染物的去除。此方法对很多种污染物都有处理作用，目前应用较广。固定稳定化法是向土壤中添加钝化剂，通过对重金属的沉淀，化学吸附，离子交换络合，氧化还原反应等一系列反应，降低重金属活性和生物有效性，减小重金属污染危害。此方法成本低，见效快，操作方便，在土壤治理中得到广泛应用。袁海伟等人采用复合土壤修复剂（亚硒酸钠+钙镁硅肥+聚合硫酸铁+膨润土+硫磺+氯化钙），在2700kg/hm2施用水平下，土壤pH可提高0.4单位，土壤CEC增加9.23mol/kg，有机质增加14.32g/kg，且土壤有效态镉、有效态砷含量分别降低41.93%、64.34%[7]。

3.3 生物修复法

生物修复包括植物修复和微生物修复。某些植物的根、茎、叶或果实对污染物具有良好的富集作用，在被污染土地种植对污染物有富集作用的植物，有毒有害物质被富集到植物的不同部位，然后通过收割植物，达到降低土壤污染物浓度的作用。目前常见的超累积植物有油菜、杨树等。植物还能够利用其代谢功能将土壤中的有机物或无机物转化为无污染的形态。针对矿区土壤重金属污染可利用植物稳定化技术治理被污染土壤，即向污染区种植具有富集重金属的非农作物，将土壤中的重金属转移到植物体内，起到固定化作用，同时还对周边环境起到绿化的作用[8]。段靖禹等人研究了青霉素与生物炭复合修复对砷污染土壤中有效砷的钝化率，结果显示，随着青霉菌接菌量与生物炭使用量的增加，土壤有效砷从17.74mg/kg，下降到12.69mg/kg[9]。

微生物修复从修复机理上可分为两种，一种是微生物将污染物作为生存所必须的碳源和氮源，以及微量元素供其生存、繁殖；另一种是微生物利用其代谢的酶将污染物降解为容易被植物吸收的小分子物质或对土壤无污染的物质。有研究表明微生物利用其代谢的酶可将重金属的形态进行转化，将毒性大的形态转化为毒性较小的形态，其中假单胞菌K62可将有机汞和无机汞转化为金属汞。而生成的金属汞不稳定很容易挥发到大气中被稀释[10]。微生物修复容量有限，未来可对微生物进行筛选、基因重组，培育对特种污染物具有降解作用的菌株，以提高微生物对土壤污染物的降解效率。需要注意的是微生物修复控制不当可造成土壤微生物种群失衡，影响其他有利于作物生长的微生物繁殖。

4 展望

人类已经意识到环境污染会给人们生存带来严重危害，尤其土壤的污染关系到人类赖以生存的土地，直接关乎粮食安全。国务院于2016年出台的“土十条”用以保障土壤环境安全，从根源杜绝具有土壤污染的经济发展模式，拒绝有毒的GDP，提倡“要绿水青山，不要金山银山”。但面临已经污染的土地，还需更全面，更深入的研究土壤修复技术，提高修复程度，降低修复成本。在弄清不同土壤修复方法修复机理的基础上，探索出一个能够高效治理土壤污染的方法，还大自然一片干净的沃土。