王凯莹，厉晓飞，李小华，刘洪超

（华北地质勘查局综合普查大队，河北 廊坊 065200）

引言

土壤重金属污染不仅会使土壤生态失衡，出现营养流失和结构破坏等情况，还会对人体健康构成极大威胁。然而由于受到土壤重金属污染来源不明、治理修复方法不合理等因素的影响，土壤重金属污染治理成效不够理想。我们需要加强对土壤重金属污染治理与修复的研究与分析，并根据掌握的土壤重金属污染实际情况，科学合理地采用工程、物理化学、农业生态等技术措施，使受污染土壤尽快恢复其生态使用功能[1]。

1 土壤重金属污染的来源及危害

1.1 土壤重金属污染的来源

1.1.1 自然来源

地表各种岩石在风化破碎后，物理性质会发生极大改变，形成结构较为疏松的风化物。由于坚硬岩石成为碎屑以后产生了空隙，因此化学风化会使一部分重金属元素以熔盐状态进入植物体内，造成土壤重金属污染。另外，土壤中很多颗粒的位移沉积与颗粒物大小、风力等因素有关，且重金属元素也会发生迁移，并在一些区域进行富集，从而造成污染。

1.1.2 人为因素

人为因素包括污水、固体废弃物及农药化肥污染等。（1）污水分为生活污水、石油化工污水、工业矿山污水等类型，其中城市生活污水重金属含量较少，不过随着工业的不断发展，使得工矿企业污水排入下水道的情况逐渐增多，造成灌区土壤重金属含量增加。（2）矿业和工业固体废弃物污染非常严重，部分固体废弃物进入土壤，再受到日晒、雨淋等因素的影响，重金属物质呈现辐射状和漏斗状向周围扩散。（3）在农业生产活动中，农药、化肥等的过度使用，也会使一些重金属物质在土壤环境中富集，进而引发严重的土壤重金属污染问题[2]。

1.2 土壤重金属污染的危害

1.2.1 降低农作物的产量与质量

土壤在遭受重金属污染后，所栽种的农作物吸收土壤营养时也会吸收土壤中的重金属物质，并在农作物根茎、叶片和果实中大量富集。其中，镉元素会破坏农作物的叶绿素，使其不能正常进行光合作用，久而久之，农作物叶片就会发黄；汞超标会制约农作物根系的生长，使农作物植株变得十分矮小。

1.2.2 危害人体健康

镉、铅、汞等重金属都对人体健康有害，当土壤中存在的这些重金属元素跟随农作物生长转移到农产品后，也会间接被人们食用与吸收。人体中重金属含量超标，会使人体各器官的正常发育与运作受到影响，增加各类疾病的发生机率。比如汞元素通过呼吸道进入人体，并通过血液运输进入大脑，会对人体神经系统造成危害，引发头痛、肢体麻木等中毒反应。

2 土壤重金属污染治理与修复技术分析

2.1 工程治理技术

2.1.1 换土法

换土法的工作原理是将受污染的土壤挖掉，并用新的无污染土壤进行覆盖，达到有效修复土壤的目的。在实践中，使用该方法治理修复受重金属污染的土壤，要先确定受污染土壤的具体位置，并采用人工、机械等方式对其进行挖掘处理，将挖掘出来的污染土壤运输到其他地方，再将没有受到污染的土壤迁移到场地中[3]。

2.1.2 客土法

客土法是向污染土壤中添加洁净的土壤，在降低土壤重金属污染浓度的同时，进一步减少污染物与植物根系的接触。在实践中，相关人员要先确定受到重金属污染的土壤区域，并在有效把握土壤受污染范围及实际污染浓度后，按照一定比例将没有受到污染的土壤加入其中，以达到降低土层污染物含量、取得较好治理效果的目的。

2.1.3 深耕翻土法

深耕翻土法是采用拌匀、翻动、混合等方法，降低地表土壤的重金属污染物含量。在实践中，相关人员要对受重金属污染的土壤进行监测，并在对比分析土壤上下层污染浓度的差异后，采用机械挖掘设备，将深层没有被破坏的土壤翻至场地表面。虽然这种方法可以取得降低重金属污染浓度的效果，但是不能从根本上解决土壤重金属污染问题。

2.2 物理治理技术

2.2.1 电动修复技术

电动修复技术的工作原理是借助电流作用，促使土壤中存在的重金属离子以电迁移的方式向电极运输集中。在实践应用中，技术人员要将一系列电极按照预定设计，将之设置在土壤污染区域下面，并依托低强度直流电发挥的作用，实现对重金属污染物的有效吸附。在打破这些污染物与介质的结合键以后，大量的水也会以电渗透的方式在土壤中流动，涉及到的一些沉积物会被带到阳极附近，溶解于介质溶液中的污染物也会被有效吸收与去除[4]。

2.2.2 电热修复技术

电热修复技术是利用一些重金属在高温下快速挥发的特性，运用高频电压加热土壤的方式，使重金属物质受热挥发离开土壤，进而取得较好的土壤重金属污染治理效果。在实践中，相关操作要将高频电压转化成为电磁波后，促使土壤温度升高，然后采用污染物分离方法，使土壤中存在的重金属污染物得到有效挥发。在去除污染物后，再利用凝结收集处理技术有效收集与处理分离过程中的污染物，还能防止二次污染。

2.2.3 土壤淋洗技术

土壤淋洗技术包含原位淋洗和异位淋洗两种方式。（1）原位淋洗就是在重金属污染土壤中加入适当的淋洗剂，土壤与淋洗剂有效混合后，就可以使土壤污染物溶解，并进入淋洗溶液向下渗透排出。（2）异位淋洗需要将受到重金属污染的土壤挖掘出来，并使用水及其他化学溶剂对其进行清洗，以此达到将污染物从受污染土壤中有效分离出来的目的。以原位淋洗为例，相关人员要根据实际情况，勘察和确定土壤重金属污染区域的面积、分布深度和污染浓度，然后组织人员对受到重金属污染的土壤进行挖掘处理。在剔除土壤中存在的垃圾、有机残体后，就可以按照设计好的“土液比”，将土壤与淋洗液充分混合、搅拌。当淋洗液与受污染土壤充分接触后，淋洗液就可以对土壤中存在的重金属污染物质进行萃取，并在静置以后进行固液分离，待完成淋洗后土壤的控制标准检查后，就可以将经过处理的土壤进行回填与利用[5]。

2.3 化学治理技术

2.3.1 化学改良剂技术

化学改良剂技术的工作原理是向土壤中加入改良剂，如硅酸盐、石灰等，使土壤中重金属存在的形态发生改变，并在钝化处理中降低植物对重金属元素的利用。在实践中，相关人员依然需要了解重金属污染土壤的实际情况，并向被污染土壤投入一定量的化学改良剂，促使污染土壤中迁移性和溶解性较高的重金属污染物得到钝化处理，随着重金属物质的活性降低，其带来的不利影响也会减小。

2.3.2 有机质改良技术

有机质改良技术是向土壤中添加一些有机质，如污泥、堆肥等，在提升土壤自身肥力后，土壤中重金属的利用率就会降低。在实践中，相关人员可以选择合适的有机质，将其加入到被污染土壤中，如施加污泥，促使土壤表面电荷增加，并且土壤经过污泥处理后，其pH值和有机质的含量也会增加，伴随着时间的不断推移，重金属有效性也会逐渐降低。另外，对污染土壤进行堆肥处理，无论是土壤的质地，还是土壤的孔性都会得到极大改善，并在形成水稳团聚体后，防止出现污染颗粒转移的情况[6]。

2.4 生物治理技术

2.4.1 农艺修复技术

利用农艺修复技术对土壤重金属污染进行治理，就是采用农艺措施增强土壤重金属治理的有效性，增强现有栽种品种对重金属的吸收，或者选育低重金属积累的品种，降低作物对重金属的吸收、传输与积累，进而减少重金属进入食物链后对人体的危害，整个过程也不会出现二次污染的情况。在实践中，技术人员可以在确定土壤污染范围及实际浓度以后，综合运用合理施肥、搭配种植、改进水分管理、调整耕作方式等农艺措施，使植物对土壤中重金属的吸收累积量得到显著提高，并提升植物修复重金属污染土壤的效率。农艺修复技术与工程、物理化学技术相比，已经发展得十分成熟，实践应用成本较低、环境扰动小等优势也十分突出。

2.4.2 生态修复技术

生态修复技术的应用，包括动物修复、植物修复和微生物修复三种方式。（1）动物修复是利用土壤环境中存在的各种微生物和植物根系，促使其在与土壤进行充分接触时，产生生理反应，并在此过程中实现对污染土壤的有效治理与修复。实践中通常会选择蚯蚓这种常见动物进行生态修复，蚯蚓除了具有较强忍耐力外，还可以在土壤挖穴、进食和代谢过程中，使重金属物质得到富集。（2）植物修复的工作原理是通过植物本身及根际圈微生物的组成，对重金属污染土壤进行有效的清洁处理。在实践中，相关人员要结合地区实际，尽可能栽种一些重金属物质积累能力较强的植物，常见的有石防风、狗尾草等。在具体操作中，技术人员可以通过人工或机械挖掘作业的方式，将这些植物栽种到受重金属污染的土壤层中。随着栽种植物的不断生长，土壤中存在的重金属污染物也会被植物根系分泌物质吸收，并在植物体内完成转化后，形成可挥发的物质，不断降低土壤重金属浓度。（3）微生物修复的工作原理是利用微生物群的天然功能，使其在发挥自身代谢功能时有效去除土壤重金属污染物。具体操作中可以采用的方式有很多，比如通过开展土壤污染筛选活动，对耐重金属能力较强的微生物进行培育，并将之投放到遭受重金属污染的土壤区域中，就可以使这些微生物在发挥吸附、降解等作用的同时，降低土壤重金属污染浓度。整个过程不仅可以取得较好的污染治理效果，还可以防止出现二次污染问题[7]。

3 土壤重金属污染治理与修复的注意事项

3.1 掌握污染土壤的实际情况

在对重金属污染土壤进行治理与修复之前，应该安排专门人员深入实地，细致了解与分析土壤受重金属污染的具体情况，为后续制定科学合理的治理修复方案和采用有效的技术措施奠定良好基础。在具体操作中，要将调查重点放在受重金属污染土壤的实际面积、主要分布情况、重金属污染浓度等方面，并根据调查所获得的数据信息，科学判断土壤重金属污染程度，使治理与修复变得更有针对性。

3.2 选择合适的污染治理修复方法

通过上述内容可以了解到，开展土壤重金属污染治理与修复工作，可以选择和使用的技术方法有很多，并且不同的技术方法，其适用情况和应用优点也有差异。要确保最终的土壤治理修复效果，就要结合实际选择运用合适的技术方法。比如在对重金属污染程度较高的土壤进行治理与修复时，可以优先考虑运用换土法，以提高污染土壤治理质量，但如果土壤污染面积较大，采用这种方法就容易出现投入成本较大、工作效率较低等问题，这时就要考虑运用其他技术措施，以妥善解决这些问题。

3.3 加强对治理修复过程的管控

对重金属污染土壤进行治理与修复，涉及到的流程及环节较多，并且一些环节衔接较为紧密，若在实践中出现管控不严、落实不到位等情况，就会影响重金属污染土壤的治理效果。要防止这些问题的发生，相关部门需要对重金属污染土壤治理修复过程实施严格的监督与管理，并将重点放在各流程及操作环节的科学性和规范性上面。在实际作业前，可以让参与污染土壤治理的工作人员了解方案计划，并在其准确把握污染治理技术方法和实际工作流程及步骤后，监督和指导工作人员严格遵照制定步骤进行操作，促使治理修复工作的效率与质量得到同步提高[8]。

3.4 重视各项技术的联合应用

由于土壤重金属污染治理与修复可选用的技术方法较多，并且不同的技术应用各有其优缺点，因此要提升污染治理效率和效果，相关人员可以结合实际，考虑多项技术方法的联合应用，在弥补单一技术固有缺陷的同时，助力土壤重金属污染问题得到切实解决。比如修复治理重金属污染程度较低和总体面积较小的土壤时，可以先使用改良剂降低土壤中重金属元素的活性，然后再采用换土法稀释土壤的重金属相对含量，最终取得延长持续时间和提高修复质量的效果；又如修复治理重金属污染程度较深和总体面积较大的土壤时，考虑到运用物理化学技术方法需要投入较多的资源，且整体工程量较大，这时就可以应用植物和微生物联合修复方法，以取得较好的土壤修复治理效果。

4 结语

在对土壤重金属污染进行治理与修复时，相关人员要分析土壤重金属污染问题发生的原因，并在有效把握重金属污染程度、面积和浓度后，根据实际情况应用工程、物理、化学、生物等治理修复技术。在实践中，要保证污染土壤的治理修复效果，相关人员还要有效管控工作实施过程，必要情况下还可以联合应用多种治理修复技术，以进一步提升整体工作效率与治理成效。