土壤污染防治及修复措施分析

罗婕莹

（梅州市生态环境局，广东 梅州 514000）

引言

土壤污染对人类社会和生态系统产生了广泛而深远的影响，因此其防治和修复研究至关重要。本文系统分析了土壤污染的防治及修复措施，并通过对污染源、污染类型和防治措施的综合讨论，深入探索管理和修复受污染土壤的有效措施，以实现可持续发展和环境保护的目标。

1 土壤污染的主要污染源

1.1 工业活动

工业活动是土壤污染的主要来源之一，在工业生产过程中，许多化学物质和有害物质被释放到土壤中，造成污染。工业废水、废气和固体废弃物的排放是主要的污染途径，工业活动中常见的污染物包括重金属、有机化合物、挥发性有机化合物和有害化学物质等。

工业活动导致的土壤污染具有广泛影响，污染物可以通过土壤颗粒的吸附作用迁移到植物和农产品中，进而进入食物链，对人类健康产生潜在风险。此外，污染物还可以通过土壤的渗透和径流进入地下水，污染水资源，对水生生物和生态系统造成损害[1]。

1.2 农业实践

农业实践是另一个重要的土壤污染源，在现代农业生产过程中，农药、化肥和畜禽粪便等农业输入物质的使用和管理方式，对土壤质量和生态系统产生了深远影响。农药的广泛使用是引起土壤污染的主要原因之一，农药残留在土壤中，可能对土壤微生物、土壤生态系统和农作物产生负面影响。此外，过量施用化肥也会导致土壤中的营养元素失衡，影响土壤质量和植物生长[2]。

农业废弃物的处理也是一个挑战，大量的畜禽粪便和农作物残渣被堆积在田间，如果不妥善处理会产生臭气、渗漏有害物质，并可能导致土壤污染和水体污染。

1.3 垃圾场填埋

垃圾场填埋是城市生活垃圾的主要处理方式之一，填埋场中的垃圾含有大量有害物质和有机物，这些物质会通过渗滤液渗入土壤，造成土壤污染。填埋场渗滤液中的污染物包括重金属、有机污染物、氨氮等。

2 土壤污染的主要类型

2.1 重金属污染

重金属污染是一种严重的土壤污染问题，重金属是一类密度较高、具有毒性和持久性的金属元素，如铅、镉、汞、铬等，它们广泛存在于工业废水、废气、农药、肥料和废弃物中，通过人类活动进入土壤。

重金属在土壤中的积累和迁移是基于它们的化学性质和环境条件，一旦重金属进入土壤，它们可以被土壤颗粒吸附或与土壤胶体结合，也可以通过水分的渗透和土壤的径流迁移到地下水和表层水体中。这些污染物的积累可能导致土壤质量下降、植物生长受限、农作物品质下降，并对生态系统和人类健康造成潜在风险。图1为重金属污染土壤示意图。

图1 重金属污染土壤

2.2 农药和化学物质污染

农药和化学物质污染是土壤污染的重要因素之一，农药是为了控制害虫、杂草和病害而广泛使用的化学物质，虽然农药在提高农作物产量和保护植物健康方面发挥了重要作用，但过量使用或不当使用农药会导致土壤污染[3]。

农药在施用后会残留在土壤中，长期积累可能导致土壤中农药残留超标，这些农药残留会对土壤微生物、土壤生态系统和农作物产生负面影响。某些农药还具有生物累积性，可能通过食物链进入人体，对人体健康造成潜在风险。

除了农药，其他化学物质也可能导致土壤污染。例如，工业废水和废弃物中的化学物质可能被排放到土壤中，造成土壤污染，这些化学物质包括有机化合物、重金属、有害化学物质等，它们对土壤生态系统和地下水质量都具有潜在危害。图2为农药和化学物质污染土壤与正常土壤对比图。

图2 农药和化学物质污染土壤与正常土壤对比图

2.3 石油和石油产品污染

石油和石油产品污染是土壤污染的一种常见形式，石油是一种复杂的混合物，包含多种化学物质，如烃类化合物和有机化合物等，石油及其产品的污染通常是由于石油泄漏、事故或不当处理引起的。

石油污染对土壤生态系统和植物生长造成严重影响，石油中的化学物质可以抑制土壤微生物的活性，破坏土壤结构，降低土壤肥力。此外，石油污染还会导致植物的毒性效应，抑制植物的生长和发育。

3 土壤污染防治措施

3.1 管理和监测污染源

3.1.1 污染源控制

污染源控制包括：（1）合规管理：制定和执行严格的环境法规和标准，对污染物的排放和处理进行监管和控制，包括限制污染物的排放浓度和总量及要求企业使用环保设备和技术等，以确保其操作符合环境规定。（2）废物管理：实施有效的废物管理措施，包括废物的减量、分类、储存和处理，包括回收再利用废物、进行安全的废物处理和处置等，以减少对土壤和水体的污染。

3.1.2 开展监测和评估工作

监测和评估包括：（1）实地调查：通过采集样品、观察和记录现场情况，对污染源和受污染环境进行调查，包括土壤、水体、空气和生物样本的采集，并进行实验室分析。（2）监测网络：建立监测网络以定期收集环境数据，包括设置气象站、水质监测站和土壤监测点等，以跟踪环境参数的变化和污染物的浓度。（3）数据分析：对监测数据进行统计和分析，以评估污染程度、污染物的来源和传输途径等，这可以通过使用统计方法和地理信息系统（GIS）等工具来实现。（4）风险评估：基于监测和分析结果，评估污染对环境和人类健康的风险，包括暴露路径、毒性评估和风险管理的综合分析。（5）环境影响评估：在规划和开发项目前，进行环境影响评估，评估项目可能对环境造成的影响，并提出相应的环境管理措施。

3.1.3 制定环境法规和政策

各国都有制定环境法律和法规的机构，用于管理和控制环境污染，这些法律和法规规定了污染物排放、废物处理、自然资源保护等方面的标准，以确保环境的可持续性和对人类健康的保护。（1）环境影响评估（EIA）：环境影响评估是在规划和开展新项目时进行的评估过程，评估项目对环境的潜在影响，这些评估通常包括对空气质量、水资源、土壤质量、生物多样性等方面的评估，并要求项目方采取必要措施来减少或弥补负面影响。（2）国际环境协议：国际社会也制定了许多环境协议和框架，以促进全球环境保护，例如联合国气候变化框架公约（UNFCCC）和巴黎协定旨在应对气候变化，生物多样性公约旨在保护生物多样性等，这些协议通过国际合作来推动环境保护的全球行动。

3.2 处理和清除污染物的方法

3.2.1 生物修复

生物修复包括：（1）生物降解：利用微生物的能力来降解有机污染物，这些微生物可以分解有机污染物为无害的物质，例如细菌可以降解石油污染物。（2）植物修复：利用植物的生理机制来修复土壤或去除水体中的污染物，这种方法被称为植物修复或植物吸收，植物可以吸收和积累污染物，并将其存储在根、茎、叶等组织中，降低其在环境中的浓度。（3）植物微生物共生修复：这种方法结合了植物和微生物的作用，植物通过根系分泌物质吸引有益的微生物，形成共生关系，这些微生物可以促进土壤中污染物的降解，并提供营养物质供植物吸收。（4）生物固化和植物固化：这些方法利用植物和微生物的作用来固定或稳定污染物，减少其在环境中的迁移和生物可利用性，例如某些植物可以通过根系分泌物质将重金属污染物转化为难溶的沉淀物。

3.2.2 物理修复

物理修复包括：（1）土壤挖掘和替换：对于受污染严重的土壤区域，可以采用挖掘和替换的方法，这种方法将受污染土壤挖掘出来，然后用未受污染的土壤进行填充和替换。（2）土壤气体抽取：对于含挥发性有机物（VOCs）等污染物的土壤污染，可以使用土壤气体抽取技术，该方法在土壤中插入气体抽取井，将污染土壤中的气体抽出，以降低土壤中的污染物浓度。（3）土壤筛选和分离：这种方法使用筛网或筛分设备来分离土壤中的污染物，较大颗粒物和污染源可以被筛选出来，从而降低土壤中的污染物含量。（4）土壤热处理：热处理是一种利用高温来分解或蒸发污染物的方法，热蒸发、热解和热气化等技术可以通过加热土壤来挥发或分解污染物，从而降低其在土壤中的浓度。

3.2.3 化学修复

化学修复包括：（1）化学稳定化：通过添加化学物质，如固化剂或稳定剂，将土壤中的污染物转化为较为稳定的形式，以降低其毒性和迁移性。（2）化学萃取：利用溶剂或化学试剂提取土壤中的污染物，将其从土壤中分离出来，以实现污染物的去除。（3）化学氧化：使用化学氧化剂，如过氧化氢或高锰酸钾来氧化土壤中的有机污染物，将其转化为无害的物质。（4）酸碱调节：通过调节土壤的酸碱度，改变污染物的溶解度和活性，从而影响其迁移和生物可利用性。

3.3 土壤保护和改进措施

3.3.1 土壤保持措施

土壤保持措施包括：（1）植被保护：植被是土壤保持的重要因素之一，通过保持或恢复植被覆盖，可以减少水和风对土壤的侵蚀。植被的根系可以固定土壤，防止水土流失，并增加土壤的有机质含量。（2）梯田和植树造林：梯田和植树造林是一种有效的土壤保持方法，梯田可以减缓坡面径流速度，降低水土流失的风险；植树造林可以增加植被覆盖，提供树木的根系保护土壤，并吸收大气中的二氧化碳。（3）建设水土保持结构：在需要防止水土流失的地区，可以建设水土保持结构，如梯田、沟渠、堤坝等，以减缓水流速度，防止土壤侵蚀。（4）合理进行农业管理：合理使用农药和化肥，控制农田排水和灌溉，并进行轮作和间作，选择适合当地土壤和气候条件的作物品种等，可以减少土壤污染和侵蚀。

3.3.2 植被恢复和保护措施

植被恢复和保护措施包括：（1）植被修复：在受损地区进行植被修复，可选择本地适应性强、能够改善土壤质量和生态系统功能的植物物种，包括种植树木、灌木和草本植物等。（2）生态恢复：通过恢复植物群落的结构和功能，重建受损的生态系统，这可能涉及到种植多样性植物、引入重要的濒危物种或恢复特定的生态系统类型。（3）防止过度放牧：过度放牧会破坏植被覆盖，导致土壤侵蚀和土壤质量下降，应实施科学的放牧管理，控制放牧的数量和时间，以保护植被。

3.3.3 土壤改良和调整措施

土壤改良和调整措施包括：（1）有机物添加：添加有机物质（如堆肥、腐殖土、绿肥等）可以增加土壤有机质含量，改善土壤结构，增加土壤保水能力和保持养分的能力。（2）矿质添加：根据土壤分析结果，添加适量的矿质肥料（如氮、磷、钾等）和微量元素，以满足植物的养分需求。（3）pH值调节：根据土壤pH值的情况，可以添加石灰或硫酸等物质来调节土壤的酸碱度，使其适合特定植物的生长。（4）土壤覆盖：采用覆盖物（如秸秆、覆盖膜等）覆盖土壤表面，可以减少水分蒸发、抑制杂草生长，保持土壤湿度和温度稳定。（5）生物修复：利用土壤中的微生物和生物活性物质，通过生物降解、生物转化等作用，修复受污染的土壤。

4 结语

综上所述，土壤污染防治及修复是一项复杂而紧迫的任务，需要政府、科研机构、企业和公众的共同努力。本文从管理和监测污染源、处理和清除污染物、土壤保护和改进等方面提出了一系列有效措施，相关研究证明了这些措施的可行性和效果。然而，我们仍需加强国际合作、科技创新和公众教育，以推动土壤污染防治和修复工作的持续改进，只有通过共同努力，才能保护土壤资源，维护人类健康和生态平衡。