土壤环境污染及污染土壤的修复研究

皇改革 程雪刚 田俊俊 冯 丽 牛金同

（河南华测检测技术有限公司，河南 郑州 450001）

土壤环境是人类生活、生存及发展的环境基础条件，但随着社会和经济的发展，土壤容易受到工业污染物的污染，继而通过影响耕地健康而把有害物质带入食物链。因此，当下全球范围内有关土壤环境的污染问题逐渐受到了众多专家和学者的广泛关注。由于土壤污染的问题存在一定的复杂性并且不易被第一时间察觉，所以我国对于土壤环境的修复问题给予了高度的重视。在土壤修复及土壤污染的修复方面，众多学者认为通过加强土壤环境的修复工作及相关技术手段不仅在生态文明建设方面有莫大帮助，更有助于维护国家总体的生态环境安全。所以说本文通过论文搜集总结目前土壤环境监测及土壤污染的研究现状，并总结有关土壤污染监测及定量化分析的相关技术。在此基础之上，又对当前有关土壤修复的生态环境问题进行了深入地探讨，并对当前的研究热点及新兴的高效土壤污染修复方法进行了一个较为全面的总结。在分析目前土壤修复过程中已有问题的同时，又结合最新的研究进展总结了新的解决方案和措施等，并分析该问题的发展趋势，为土壤环境科学的研究建言献策。

1.土壤环境及土壤修复

1.1 土壤污染及修复的一般概念

土壤环境的污染一般是指土壤受到人类活动的影响，由人为产生的污染物质进入到土壤中并经过一定的积累和富集甚至被土壤所吸收，最终通过粮食作物或雨水带进食物链并造成生态环境恶化的一种现象。土壤之所以会受到污染物的影响，是因为土壤作为连接自然生态圈与人类生产及社会文明的关键纽带，与人类发展过程中的工业建设、城镇化以及耕地质量等密切相关。现今，土壤污染的面积范围正在不断地增加，而且土壤污染物种类及污染情况也相对复杂。因此面对某些地区土壤污染物含量提升的趋势，有关土壤环境修复及污染物及时监测显得刻不容缓。

1.2 土壤环境受到污染的相关原因分析

土壤环境受到污染的情况多种多样，大致上可以分为工业方面、农业方面以及生活污染方面。工业污染主要包括由工业生产排放的废水、废气以及固体废弃物，这些污染物进入到土壤中，其中有部分物质甚至可以被土壤所吸附，这会对土壤的健康造成严重的影响。农业污染上主要是指化肥、农药等在耕地生产过程中进入土壤并使得土壤质量退化，严重降低土壤肥力，继而影响作物的健康。生活中产生的污染物主要是来源于生活中产生的污水、厨余垃圾以及一些汽车尾气的排放等等。污染物在产生之后会进入自然界，而后随着空气、水分进行广泛传播造成土壤污染，整个过程和机制比较复杂。

2.土壤污染的一般特点

根据以往的研究调查结果显示，目前土壤污染普遍都具有一定的隐蔽性以及难以后期恢复的特点。由于在土壤受到污染这个环节当中，污染具有一定的隐蔽性。也就是说，在起初土壤受到污染物影响之时，不易被人们所发现，但当污染物的浓度达到一定程度之后，土壤污染的危害逐渐表现出来，从而引起人们的重视。由于土壤污染隐蔽性的存在，土壤污染很难在初始阶段得以控制，因此，从这方面考虑，应加强对土壤污染物浓度的实时监测，将污染物浓度值阈值调低，及时发现，及时治理。

土壤污染同时还存在污染物的累积性。如果污染物的源头未断，土壤就依然会受到污染物的污染，并且污染物的浓度会呈一个累积状态，持续增加。这一点在土壤重金属污染这一方面十分突出。污染物中的金属元素在土壤中容易发生富集和沉淀，这对土壤的危害较大。因此重金属元素对土壤的污染应引起人们的重视。

除此之外，土壤污染还具有长期性和难恢复性的特点。长期性是指污染物对土壤的危害和影响是一个长期的过程。土壤一旦受到污染物的危害和影响，便不容易恢复到初始状态，土壤质地和土壤肥力在受到污染之后会严重下降，很难复原。在土壤污染修复的过程当中，也很难将土壤中的污染物清理干净，故而土壤恢复在短时间内难以完成。

3.有关土壤污染的危害

土壤是人类生产活动的一个重要基础。如果土壤受到了污染，那么就如同根基受损，由土壤污染产生的各个方面危害就会日渐凸显出来，继而严重影响到人类生活的健康与人类生产发展。

直接可见的危害就是土壤污染造成的农作物健康问题。如果土壤污染物长期积累的较多，污染物浓度会严重影响植物根系吸收土壤养分，那么农作物容易出现难以生长、发芽结果，甚至出现大量死亡等情况，导致农业经济严重受损。这不仅影响到当地农业的生产与发展，更会影响到人民生活中的健康饮食。有些作物在受污染的土壤中生长，有些作物内部污染物含量已超标，这种农作物若流入市场并进入食物链，会给人体健康带来巨大的危害。尤其是部分重金属，例如汞含量、镉含量超标会严重影响人体健康。对于没有种植农作物的非耕作地区，土壤污染的表现则存在于各种动植物中，土壤污染通过影响动植物的生存，对当地区域的生态环境和食物链造成破坏。综上表述，土壤污染的影响是方方面面的，因此人们要对此予以高度重视，并在土壤受到污染的起始阶段进行及时地监测、治理与修复。

4.目前土壤污染修复的相关措施

若对污染的土壤进行修复，相关的措施主要包括化学修复、生物修复以及物理修复等方法。不同的措施有不同的修复重点以及修复效果，因此针对不同程度或者受到不同种类污染的土壤，要采取合理的修复措施，修复过程要遵循循序渐进的原则。由于土壤污染修复是一个缓慢的过程，所以对于修复的各个环节，要适时调整修复方案以使得土壤能够得到最好的修复效果，实现土壤后期的长效可持续利用。

4.1 土壤污染的化学修复方法

对于土壤污染修复中的化学修复方法，通俗来说就是根据相关的化学反应的原理（例如水解、水合等相关的固定化学反应的原理），向土壤中添加相应的化学物质来达到降低分解土壤污染物浓度的效果。通过化学物质的反应，将土壤中的有毒物质转化为低毒或者无毒物质，或者是转化为不具有迁移性的沉积固体物质（后续去除）等。例如，可以通过氧化反应降低土壤中有害物质的浓度，普遍采用的氧化剂主要有高锰酸钾、双氧水等等。这类化学修复毒性的方法通常用在农药污染的土壤中。除此之外，化学淋洗技术也是土壤污染修复的方法之一，通过把化学冲洗试剂注入土壤，使得化学试剂与土壤中的有害物质发生乳化反应等，改变毒性，然后将化学反应后的物质再进行抽取。这种方法较为复杂，且一般情况下仅仅适用于复杂且易溶于水的污染物。

4.2 土壤污染的物理修复技术

物理修复技术在土壤污染中也是一种较为普遍的修复手段。物理修复手段是指通过一定的工程技术手段清除或者转化土壤污染物的方法。如果土壤污染的范围较小且污染物的含量相对来说比较高，则可以通过离心技术根据污染物与土壤颗粒的物理属性不同进行分离，使得土壤的有害物质得以有效地去除并逐渐恢复到原有的正常功能。采用的相关仪器设备为离心设备，常用的离心设备可以分为磁力式、沉淀式和浮选式等多种类型的离心设备。部分受污染的土壤，污染物为挥发性较高的化学污染物质，对于这部分土壤可以通过蒸汽原理将污染物与土壤得以有效地分离。

与化学修复方法相比，物理修复技术不会产生在污染物质上的二次伤害，不会在土壤中新增加残存物质，在污染物的清除上相对更加彻底。但是物理修复方法在设备仪器上耗用的成本比化学方法要高，对于大面积受污染情况较为复杂的土壤，物理方法的适用性相对化学法来说较差。

4.3 土壤污染的生物修复技术

生物修复技术对于土壤污染修复来说，近年来刚刚兴起，相对化学修复技术和物理修复技术来说应用还不够广泛，但在农业方面，目前有关土壤污染修复的生物技术研究备受关注。生物修复技术主要是通过生物作为主体来吸收土壤中的污染物，并进行转化以降低土壤中污染物的浓度含量。生物修复技术体现无公害、可持续的理念，有较好的发展前景。例如目前已有研究证明生物炭可以有效吸附土壤中的重金属物质，而生物炭的提取也恰恰来自自然界。目前花生、秸秆、玉米以及小龙虾等均可通过生物炭的形式吸附讲解土壤中的有害金属元素。除此之外，微生物也可以参与土壤污染物的吸附。微生物可以通过分解作用分解土壤中的有机污染物，因此微生物对于高浓度的有机污染土壤来说较为适宜，且微生物在吸附降解污染物的同时也能够增加土壤肥力，调节土壤中的酸碱平衡改善土壤的电解质环境等。也可通过植物种植专门吸收土壤中的污染物，例如有些植物对以重金属元素的污染物具有积累和富集作用，可以通过植物的种植，借助植物的根系吸收土壤中的有害物质，这种方法绿色无污染且可以有效控制土壤污染物的扩散。

5.污染土壤的修复现状分析

5.1 污染土壤修复中心的建立及相关优势

污染土壤修复中心是一种区域性质的处置中心。其最显著的特征是修复的周期较短，其次还具有经济性和可持续性的特点。在土壤修复的过程中可以通过修复中心实现多技术联合修复，并且与传统的修复方法相比可以大幅度降低土壤污染物修复的成本。目前污染土壤的修复中心仍然是在探索阶段。

5.2 土壤修复的发展现状与趋势

目前有关土壤污染修复的资金呈逐年增加的趋势，相关的绿色基金也被用于助力生态保护建设以及污染防治，通过资金带动环保产业发展日渐明显。在地域条件上，土壤修复的相关问题主要集中于经济较为发达的地区，包括京津冀、江浙沪等经济圈。从污染物的种类上看，我国的土壤污染地块中的有机污染的地块数量较多。从区域上看，东部地区的有机污染地块较多，西南和中南地区的土壤污染多为重金属污染地块。

目前环境修复行业快速发展，在土壤污染修复的场地责任、行业的管理体系与管理模式仍需完善以加强土壤修复工作的高效进行。目前原址修复的方式已经暴露出很多问题，包括设备难以摆放以及施工难度大等问题。基于此，相关行业要创新土壤修复的发展模式，并且要始终保持创新导向，综合多种技术进行土壤生态系统的修复工程。目前一些土壤污染的地块大多为企业搬迁之后的遗留下的污染土地。这些受到工业污染的地块靠近前期的工厂位置且远离市区，所以说就可以借鉴相关的发展模式在此周边建立相应的土壤污染修复治理的修复中心，对受到污染的土壤进行集中修复。这种建立修复中心集中处理的方法修复效率较高而且可以避免产生远距离范围的二次污染，与此同时还能够实现修复过程中的物质重复再利用。例如一些中间产物和废弃物等可以被资源化利用等。因此，建立土壤污染的修复中心可以视为有效的土壤污染修复方式。

5.3 针对土壤污染修复的污染物监测

目前土壤污染修复的场地管理与修复存在的需要完善的问题。例如基于场地的限制，修复工作不能高效开展，技术支持还存在不足等。因此应该注重从源头出发，及时控制发现土壤污染物浓度的变化并进行趋势分析，将土壤污染遏制在源头环节。这样做不仅可以大大减少土壤污染修复的场地工作量，也可以保证环境质量的健康度。但从另一个方面说，如何及时发现土壤受到污染显得尤为重要。相关部门应该注重对于土壤污染物浓度的及时探测，并且可以从仪器设备方面进行改进。同时，相关的可以反映土壤健康的指标也可以被用于探究土壤健康，及时评估土壤及环境的质量。

土壤污染的发现一方面通过作物和水质等方面体现，但这一表征往往滞后性强，因此不定期地进行土壤质量的监测十分有必要。从这一方面来说，相关先进的一些仪器设备可以被用于进行污染物浓度的测量。在这一过程中，要注意相关浓度标准的设定以及土壤污染样品选取的可靠性等相关的影响因素。为尽早发现土壤受到污染的情况或者趋势，可以将污染物的浓度阈值降低。在有关部门做好土壤污染的定期监测工作的同时，有关土壤环境健康的环保宣传工作也不可缺少，这是因为生活垃圾及生活污水甚至包括化肥使用等都与土壤健康及土壤污染紧密相关。所以通过积极宣传生态环保等可以帮助在源头处来控制污染源以保证土壤健康。

6.结束语

综合上述分析，面对土壤污染的环境问题，要首先分析土壤污染的源头、污染的类型等，在对土壤污染有全面了解的基础之上，选用合理的修复方法并制定合理的修复方案，必要时可以根据区域土壤污染的实际情况多种方法相互结合，使得土壤污染得到有效的治理。除此之外，要加强对土壤的修复和保护，在土壤修复的过程中要注意土壤中污染物浓度变化的及时监测，观察修复效果并及时调整方案，使得土壤环境得到有效的改善。对于土壤的污染及修复问题，相比污染之后的治理，前期的控制污染源等保护工作更为重要。所以说在改善目前土壤修复中有关问题的同时，从源头控制并及时监测污染物，也是保障土壤生态健康可持续的重要措施。