我国土壤重金属污染典型实例及修复技术

凌思琪 农心怡 岳同轲，2 潘晓雪，2 张 琴＊

（1.桂林理工大学环境科学与工程学院，广西桂林 541004；2.广西环境污染控制理论与技术重点实验室科教结合科技创新基地，广西桂林 541004）

土壤重金属污染即土壤中的重金属元素由于人类活动，过量沉积超过背景值而引起的含量过高的情况。土壤重金属的主要来源有肥料、固有母质、大气沉降、污水灌溉和固废沉积等。长期污水灌溉、大气沉降和牲畜粪便是我国农业土壤中重金属输入的主要来源。随着人们对环境资源的不断开发和利用，我国土壤环境质量形势不乐观，各类土壤重金属污染事件不断发生。由于各地区地理位置、土壤特性等条件不同，修复技术有限，重金属污染土壤的治理非常困难。如何对重金属污染的土地整治，已经成为当前相关学者的研究热点。本文列举了我国土壤重金属污染的典型实例，对土壤重金属污染的危害及修复技术、我国的土壤重金属含量标准及pH标准值进行了分析和概括，为我国土壤重金属污染的治理提供参考。

1 典型重金属污染事件

以全国为背景，将我国地区分为东、中、西部，三个地区土壤重金属污染程度参差不齐，中部污染较为严重，东、西部污染相对较弱，典型的重金属污染事件也在中部地区出现较多。

2012年1月12日，广西省宜州市龙江河段的工作人员在日常巡检中发现拉浪码头河流表面有异常现象。经过水质监测，发现拉浪码头河水中镉含量超标约80倍，并在其他河段也发现了不同程度的镉超标现象。

调查发现，龙江河段河水镉超标与河池市金城江区鸿泉立德粉材料厂、广西金河矿业股份有限公司冶化厂的违法排污行为有直接关系。

本次事件镉泄露量达20 t，污染的河道长度达300 km，由本次事件导致的经济损失4 984.6万元。严重的镉超标已经威胁下游及沿岸人们的饮用水安全，水产养殖户遭受巨大的经济损失，并造成了当地居民的恐慌。

2 土壤重金属污染危害

2.1 对植物的危害

植物株高、根长、叶面积等生理特征及生长机制会因为土壤中重金属的毒害作用而受到抑制，无法对营养物质进行有效吸收，缺少必要生长元素，新陈代谢过程受到严重影响，致使植物长势畸形、萎靡。农产品中重金属过度积累，导致品质下降、产量减小、农产品安全问题无法得到保障等问题，影响农业的经济发展和人们的健康。

2.2 对土壤动物的危害

土壤污染会使土壤动物群落的组成和数量不断下降，土壤重金属污染也会使土壤生物多样性锐减，导致土壤动物的优势和常见类群都明显减少，对生物圈的稳定造成了极大的威胁。

2.3 对人体健康的危害

重金属对人体健康产生危害主要是农作物中残留的重金属，通过生物富集作用和各种食物链进入人体，一些重金属在人体内含量超标，会引发人体内相应器官异常，产生一系列不良的生理反应。

2.4 对土壤环境的危害

土壤环境是所有生物生存的基础，土壤环境受到污染，会破坏土壤生态结构和功能的稳定性，影响工农业生产，造成经济损失，也会对水环境与大气环境造成间接影响。

3 我国土壤重金属污染的修复技术

3.1 工程法

工程法分为深耕翻土法、客土法和替换土壤法。

（1）深耕翻土法。

深耕翻土法加深土壤的耕作深度，改善土壤质量，减轻重金属污染程度。深耕土壤法对土壤性质的影响大、作用规模广、持续时间长，还可以达到提高农作物产量的效果。

（2）客土法。

客土法利用未被污染的土壤，通过覆盖或混匀减轻重金属污染程度，将重金属浓度降低至警戒值以下，只适用于小面积的土壤污染。

（3）替换土壤法。

替换土壤法使用土壤性质相同或不会影响本身土壤状态的未被污染的土壤取代受污染的土壤。

以上的三种方法本质上都属于传统的处理方法，通过稀释作用降低受污染土壤中的重金属浓度，被替换的土如何处理也没有得到充分考虑，工程法治理效果欠佳。

3.2 物理化学法

（1）土壤淋洗法。

选用适宜的淋洗剂对土壤进行淋洗，促进土壤污染物发生溶解或扩散，达到对土壤中重金属进行去除的目的，适用于大面积严重污染的土壤。选用的淋洗剂需要与土壤条件相适应，且不会造成二次污染；淋洗剂的成本应低廉。

（2）热解吸技术。

对土壤进行间接或持续加热，使重金属物质从土壤中挥发或分离，对挥发物进行有效收集再进行后续处理，适合于修复工程量较大的土壤。

（3）电动修复技术。

在土壤中插入电极并通以电流，将重金属物质导流至电极附近进行富集，以便迁移出土体，后续再进行处理，适用于污染物含量高且黏重的土壤。

以上措施都能够有效提升土壤修复的效率，但是大多还在研究中，在实际中的应用较少。热解吸法收集的物质通常难以降解处理，电动法也存在能耗高的弊端。

3.3 生物修复技术

生物修复技术包括植物修复、动物修复和微生物修复三种技术。

（1）植物修复技术。

在不破坏土壤环境的情况下，选择合适的超富集植物对土壤中的有害物质进行收集凝聚，对污染土壤进行修复应选择适宜的超富集植物。超富集植物能够对重金属有选择性地吸收，吸收的量也远大于普通植物，且不影响其正常的生命活动。植物修复方法操作步骤简单、成本低，适用于修复大范围的污染土壤。但存在超富集植物修复周期长、植物根系到达的范围局限等问题。

（2）微生物修复技术。

在适宜环境条件下，利用原始或人工选择培养的、具有特定功能微生物的自身代谢作用，将污染物浓度降至危害值以下的修复技术。微生物修复技术中微生物体积小且数量多，分散于土壤各处而难以进行分离处理。多种微生物可以同时处理不同污染物，修复效率高，不易造成二次污染。

（3）土壤动物修复技术。

在自然或人工控制条件下，利用生存在土壤中的动物（如蚯蚓、线虫等），在生长、繁殖、发育等过程中对土壤中污染物进行破碎、富集和消化。低等动物的新陈代谢过程较简单，对重金属进行收集后，短时间内可能再次释放回到土壤中，造成二次污染。同时对于土壤动物治理的理论和技术研究较为浅显，还需要人们进一步研究。

三种新型修复技术与传统法对比，效率与治理效果都较好，但依然存在一定缺陷，需要将植物、微生物、土壤动物多种技术相结合，才能真正修复污染土壤。

3.4 我国土壤重金属含量标准及pH标准值

我国土壤重金属含量标准及pH标准值如表1所示。

表1 我国土壤重金属含量标准及pH标准值 单位：mg/kg

根据以背景值为依据的建议标准，第一级为理想水平；第二级为可接受水平，主要作为宏观控制污染的区域性基准值，与人体健康关系最为密切；第三级取最低浓度为警戒值，从第三级别开始，含有重金属元素的物质已经对土壤生态环境产生影响；第四级为超标水平——临界值，此时的土壤重金属物质已对生态系统产生严重影响。

在国家标准中，同一种重金属物质在不同pH值条件下含量标准不同；相同的pH值条件下，不同重金属物质的含量标准也不同。

不同地区的土壤重金属含量标准需要综合考虑该地的土壤性质、气候状况等多重因素，应符合当地的实际情况，制定对于各金属元素含量控制的合理标准。

4 结语

随着人们对环境的不断掠夺与开发，应当立即从源头对污染进行遏制，修复被污染的土地较为困难，应尽可能不污染或减少污染。某些工厂的落后工艺以及偷排废水废渣的行为，对环境和人造成极大创伤，同时环境保护部门应落实对环境的监测和企业的审查。