关于土壤污染修复的深入研究

摘要：企业在开采、冶炼过程中，因对矿产资源的不断开发、冶炼及不合理使用，重金属污染因子经大气排放后自然沉降及雨水携带、废水收集不完全或溢流、固废处置不当经雨水冲淋浸出等诸多方式进入土体，造成土壤环境污染。土壤中重金属逐年增加，最终汇集至江河，直接或间接影响流域内人畜的身体健康，严重者甚至威胁周边居民生命财产安全。文章以区域土壤砷、锑等重金属污染为例，探讨区域土壤污染修复技术，为优化提高我国土壤污染修复效率贡献力量。

关键词：土壤污染;重金属;修复

中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）11-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.018

In-depth study on soil pollution remediation

Wu Xinhua

（Xinhua Branch of Loudi Ecology and Environment Bureau，Loudi Hunan 417500，China）

Abstract：In the process of mining and smelting， due to the continuous development，smelting and unreasonable use of mineral resources，heavy metal pollution factors are naturally subsidenced by atmospheric emissions and carried by rainwater， incomplete collection or overflow of wastewater，and improper disposal of solid waste.Many methods such as rainwater leaching and leaching enter the soil，causing soil environmental pollution.Heavy metals in the soil increase year by year， and eventually gather in rivers， which directly or indirectly affects the health of humans and animals in the river basin.In severe cases， it even threatens the safety of the lives and properties of surrounding residents.This article takes regional soil arsenic，antimony and other heavy metal pollution as an example to discuss the regional soil pollution remediation technology and contribute to the optimization and improvement of my countrys soil pollution remediation efficiency.

Key words：Soil pollution;Heavy metals;Remediation

人类发展过程中离不开金属，在数千年的人类历史中，始终伴随着对金属的开采、冶炼、加工。然而，受技术和意识的限制，企业生产过程中始终伴随着对自然资源的破坏和对生态环境的污染。隨着近代工业社会的高速发展和对金属的大量开采利用，给土壤造成污染程度急剧上升。重金属污染场地的修复工作及重点重金属防控企业的清洁生产需求已被政府高度重视。因此，对受重金属污染的土壤进行修复，并恢复土壤原有功能，减轻或消除重金属对土壤环境造成的污染非常必要，如何通过技术优化提高土壤污染修复效率已成为当今环境保护必须突破的关隘。

1 研究背景

新化县地处湖南省中部，位于世界闻名的锑都—锡矿山地区的下游，交通便利，集水路公路铁路于一体，属亚热带季风气候，典型的地带性土壤为红壤，县境内矿产资源丰富，具有巨大的综合开发潜力，素有“江南煤海”和“有色金属之乡”的美誉。在广阔的地域内，已发现矿产36种，其中已探明储量的14种，开发利用的26种，矿产地115处，其中煤、锑、金、铜、钨、砷、石灰岩、石膏等优势矿产，储量丰富、相对集中，易采易选。20世纪80年代初，新化县就相继建成了县办、乡办和村办锑品冶炼企业10余家。由于锑业开采冶炼时间长、产量大、方式粗放，长期以来以各种形态向环境排放重金属，同时又受到上游冷水江锡矿山地区锑品冶炼企业的影响，导致部分区域及周边土壤环境存在重金属污染现象，对周边居民身体健康构成了威胁、对周边种植作物品质安全造成了破坏。

2 区域土壤污染主要成分及特点

2.1 区域土壤污染主要成分

由于区域矿产资源丰富，长期以来存在有色金属的采掘、冶炼企业，同时又受到上游冷水江锡矿山地区锑品冶炼企业的影响，重金属通过废气、废水和固体废物等多种方式进入土壤，导致部分区域及周边土壤存在砷、锑污染现象，同时也含有铅（Pb）、镉（Cd）等多种重金属元素。虽然通过锑品行业企业整顿，污染源头早已切断，但过去工业企业生产过程中造成的场地历史遗留污染问题依然存在，对企业周边居民的身体健康构成了威胁，对种植作物品质安全造成了破坏。

2.2 土壤污染主要特点

一是土壤污染形成时间跨度长、历史遗留问题多。土壤污染主要来源于企业生产过程中产生的废气、废水和固体废物。因19世纪中期，企业环保意识薄弱，大部分企业环保设施不健全，挥发熔炼废气经自然沉降及雨水携带直接进入土壤;部分企业所产生废水因长期难以达标排放，只是通过简单处理后即排入环境，并存在长期生产废水收集处置不完全和废水溢流进入周边土壤的现象;部分固体废物（其中铅渣、还原泡渣和砷碱渣含Sb、Pb、As）储存处置不当，固体废物中砷、锑等重金属污染因子逐步渗透进入土壤，造成土壤环境污染。

二是土壤污染面积大，影响区域广。资江流域水体砷、锑污染，虽然通过锑行业整治工作，目前污染源头已经切断，但过去工业企业生产过程中造成的场地遗留污染问题依然存在，固体废物经雨水冲淋浸出进入土壤及地表水，地表水最终汇集至资江，直接或间接影响流域内人畜的身体健康。

三是土壤污染修复治理任务重，成效慢。随着环保工作日趋到位，企业环保意识大幅度提升。但过去工业企业重金属污染造成了场地土壤的遗留污染问题依然十分严峻。特别是流域性污染治理、砷碱渣治理、山水田林湖草等的综合、系统治理一时难以见效。

3 土壤污染治理及修复技术

根据区域土壤污染成分及主要特点，适用的修复技术主要有客土-换土法、稳定化技术、淋洗/清洗技术、电动修复技术、生物修复技术等。

3.1 客土-换土法

客土-换土法属于物理修复方法。客土法是在污染的土壤上加入未污染的土壤。该技术具有高效快速的特点，但并未从根本上解决土壤污染问题。换土法是把受污染的土壤挖走，再用未污染的土壤进行回填。该修复技术高效彻底，但需要大量的清洁土壤，挖出的污染土壤较难处置，一般只作为应急技术。

3.2 钝化技术

钝化技术是指通过加入不同的添加剂，以化学或物理的方式将有害的污染物变成低溶解性、低毒性和低流动性的物质，以减少废弃物的危害。最常用的钝化方法是将危险废物转变为物理和化学性质上更加稳定的物质，降低有害物质的溶解性，减少由于渗滤对环境所造成的影响。该技术具有工艺简单，处理周期短，处理效果穩定、工程可操作性强、治理场地利用多样和成本易控制等特点。在主要受砷、镉污染的土壤修复中应用较多。但污染物并未从土壤中去除，只是暂时改变了重金属在土壤中的存在形态，环境条件发生改变时其中的重金属依然可能释放出来，而且多数情况下会改变土壤的结构和形状。在污染土壤修复中，钝化技术可以单独使用，也可与其他修复技术联用。与其他修复技术相比，钝化技术处置速度快，效果好，可以用于被多种重金属污染的土壤。

3.3 土壤淋洗

土壤淋洗是土壤中注入或渗入冲洗液，把土壤中的重金属等污染物质通过解析作用，从土壤中剥离出来，再对含污染物的冲洗液进一步回收处理的土壤修复方法。土壤淋洗技术分原位淋洗和异位淋洗两种。原位淋洗是借助水力压头把淋洗液注入被污染的土壤中，通过离子交换、吸附、络合等作用把土壤固相中的污染物转移到液相中，然后再把含有污染物的淋洗液从土壤中抽提出来并对其进行适当处理，从而将土壤中的污染物去除掉。异位淋洗时把污染土壤挖出，经预处理后放到专用的淋洗设备中采用淋洗液进行处理。土壤淋洗技术对于水溶性重金属的去除十分有效。当土壤质地较密实，该技术适用于污染严重、面积较小的土壤修复。容易造成二次污染，不适用于黏性土，异位淋洗产生的废液难处理，处理增加成本，容易导致地下水污染。淋洗后土壤结构和肥力破坏严重。

3.4 电动修复技术

土壤电动修复技术是一项较为新兴高效的土壤治理修复技术，是利用合适的阴阳极垂直置于地下，施加直流电场，在污染土壤两侧形成电场梯度，驱动土壤特定污染因子定向移动、集中聚集，最后将污染因子集中处理或分离提取的技术。

该技术具有高效、无二次污染、节能、可原位实施等优点，而且对传统方法难以治理的低渗性土壤以及不能改变地上环境的区域（如受污染区域上部有重要建筑物）修复中有独特的优势。但该技术修复周期较长，埋藏的地基、碎石、大块金属氧化物、大石块等会降低处理效率。

3.5 生物修复技术

生物修复技术是通过生物的生命代谢活动，充分吸收污染土壤中的有害物质，降低土壤环境中有害物质，达到土壤污染修复治理目的的过程。主要有植物修复和微生物修复技术。

3.5.1 植物修复技术

植物修复是利用绿色植物来转移、消化、吸收土壤中重金属，从而起到污染治理修复的技术。植物修复技术具有成本低，不破坏土壤结构和肥力，改善生态环境的优点。缺点是修复周期长，对于深层污染的修复有困难，提取型植物存在污染物通过“植物—动物”的食物链进入然界的可能。主要有植物提取、植物挥发、植物稳定、植物转化、根圈植物的修复等技术。土壤污染修复植物有碱蓬、浮萍、水葫芦等。因考虑到当地污染土壤的特性，修复植物应选择抗逆性强、耐瘠薄、抗干旱、对土壤要求不高的优良乡土灌木植物，应注重考虑选用植物对于重金属物质的富集固化作用，根据要求选用适宜植物进行栽植;草本植物应选择草质较好、耐旱，且对重金属有较好的吸收、固化、吸附、抗性作用的中生草类。植被筛选应着眼于植被品种的近期表现，兼顾其长期优势。选择适宜生长且具有当地优势的植物，与周边原有自然环境相协调。

3.5.2 微生物修复技术

土壤微生物修复技术是利用微生物的自身新陈代谢作用，降低土壤中有毒有害物质浓度的修复技术。主要有土著微生物及培养的具有特定功能的微生物。

根据作用机理主要有生物富集、生物转化等作用方式。优点是成本低，对土壤及周边环境无破坏，不需要特殊场地建设，可同时处理土壤和地下水。缺点是治理周期长，微生物生长环境条件要求较高，且微生物处理污染物具有特异性，继续研究需要资金量大。

4 结束语

砷、锑等重金属是矿山企业在开采、冶炼、加工过程中最主要的污染因子，经大气排放后自然沉降及雨水携带、废水收集不完全或溢流、固废处置不当经雨水冲淋浸出等诸多方式进入土体，造成土壤环境污染。为打赢蓝天、碧水、净土保卫战，深入推进区域环境综合治理，实现人与自然的和谐发展，笔者建议：土壤污染修复治理，首先要花大力气、下狠功夫，从源头防控重金属污染，有效降低污染物的排放。同时，采取源头防控和过程治理相结合的手段，把客土-换土法、稳定化技术、淋洗技术、电动修复技术、生物修复等技术综合起来，因地制宜，最大程度杜绝污染物进入环境，最大程度提高土壤污染修复效率，为土壤污染治理工作献计献策。

参考文献

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[3]庞小平，梁宏宇，敖伊敏.重金属污染土壤修复技术及其研究进展[J].中国资源综合利用，2019，37（8）：88-90.

收稿日期：2020-09-21

作者简介：伍新花（1987-），女，硕士，工程师，研究方向为环境科学。