我國土壤重金屬污染現(xiàn)狀及修復(fù)技術(shù)

土質(zhì)是一個(gè)開放的緩沖動(dòng)力系統(tǒng)，承載著50%~90%的環(huán)境污染負(fù)荷。礦物資源開發(fā)、冶煉、加工企業(yè)等規(guī)模的擴(kuò)大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥、化肥、飼料等的不合理使用，使土壤中重金屬含量逐年增加，明顯高于本底值，造成生態(tài)破壞和環(huán)境質(zhì)量惡化，對農(nóng)業(yè)環(huán)境和人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。土壤中重金屬的移動(dòng)性差、滯留時(shí)間長、難降解，可通過生物富集和生物放大等途徑進(jìn)入農(nóng)牧產(chǎn)品，影響作物的生長、產(chǎn)量和質(zhì)量，并可能威脅人類健康。本文簡述了我國土壤重金屬污染的現(xiàn)狀，土壤中重金屬的來源，以及土壤重金屬污染的物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)等技術(shù)的研究進(jìn)展，為土壤重金屬污染修復(fù)提供參考。

1. 我國土壤重金屬污染現(xiàn)狀。

伴隨著采礦、冶煉、電鍍以及制革工業(yè)的蓬勃發(fā)展，一些企業(yè)盲目追求經(jīng)濟(jì)效益，輕視環(huán)保，加之農(nóng)藥、化肥、地膜、飼料添加劑的大量使用，我國土壤中Pb、Cd、Zn等重金屬的污染日趨嚴(yán)重，污染面積逐年擴(kuò)大，對人類和動(dòng)物的生命健康構(gòu)成了威脅。截至目前，全國共發(fā)生重大污染事故100余起，其中Pb、Cd、As等重金屬污染事故30余起。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部和自然資源部發(fā)布的全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)，全國土壤環(huán)境總體狀況不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染嚴(yán)重，耕地環(huán)境質(zhì)量堪憂，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出。該地區(qū)土壤污染總量超標(biāo)率為16.1%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點(diǎn)分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。農(nóng)業(yè)部門對我國24個(gè)省、320個(gè)重點(diǎn)污染區(qū)進(jìn)行了土壤調(diào)查，結(jié)果表明，超過580000hm²的大田作物種植面積達(dá)60萬hm²，其中重金屬含量超標(biāo)的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量與面積約占污染物總量的550,000hm²，特別是Pb、Cd、Hg、Cu及其復(fù)合污染尤其明顯。重金屬污染問題在我國的淮河流域、長江流域、太湖流域、膠州灣流域等地區(qū)也存在。

2. 重金屬源分析。

重金屬的來源主要有內(nèi)源和外源兩種。內(nèi)源方面，由于成土母質(zhì)、地形地貌、水文氣象、植被、土地利用類型等的不同，對土壤重金屬含量的影響差異很大，導(dǎo)致部分地區(qū)土壤背景值偏高。外因主要是人為活動(dòng)的影響，是土壤重金屬污染的主要來源，主要包括以下幾個(gè)方面：

2.1重金屬大氣沉降

隨大氣沉降進(jìn)入土壤，是造成土壤重金屬污染的重要途徑。工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放和輪胎摩擦?xí)a(chǎn)生有毒氣體和粉塵，其中含有重金屬，通過自然沉降和雨雪沉降進(jìn)入土壤，污染元素主要有Pb、Cu、Zn等。采礦冶煉引起的大氣沉降量也是土壤中重金屬含量的重要來源。毒氣和塵埃很容易遷移和擴(kuò)散，在工礦煙囪、廢渣堆和高速公路附近的土壤中，重金屬含量較高，向四周和兩側(cè)擴(kuò)散減弱。通過對某鉛鋅冶煉廠土壤重金屬空間分布特征的研究，發(fā)現(xiàn)廢氣的大氣沉降是造成土壤Zn、Pb、As污染的主要來源，風(fēng)向和風(fēng)頻是影響土壤重金屬分布的主要因素。

2.2重金屬污水灌溉

隨污水進(jìn)入土壤，一般是指將城市污水一定處理后用于灌溉農(nóng)田，利用污水灌溉是農(nóng)業(yè)灌溉用水的重要組成部分。但是，由于污水中含有大量重金屬，隨著污水進(jìn)入土壤，導(dǎo)致土壤中重金屬含量不斷增加。從20世紀(jì)以來，我國污灌面積迅速擴(kuò)大，北方旱作地區(qū)污染最嚴(yán)重，約占全國污灌面積的90%以上，污灌造成農(nóng)田重金屬Hg、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb等含量增加。

2.3工業(yè)重金屬

在工礦企業(yè)生產(chǎn)中大量使用重金屬元素。工礦企業(yè)將未經(jīng)嚴(yán)格處理的廢水直接排放，導(dǎo)致廢水中重金屬滲入土壤，使土壤中有毒重金屬含量增加。采礦、工業(yè)固體廢物露天堆放或處理過程中，經(jīng)日曬、雨淋、水洗等作用，使重金屬呈輻射狀、漏斗狀擴(kuò)散至周圍土壤。南京某合金廠周邊土壤中Cr含量明顯高于土壤背景值，以工廠煙囪為中心，影響范圍達(dá)到1.5km²。電子垃圾在堆放、拆解過程中會(huì)產(chǎn)生鉛、鎘等重金屬進(jìn)入農(nóng)田土壤。

2.4農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)帶進(jìn)土壤中的重金屬

隨著人們對農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的要求越來越高，農(nóng)藥、化肥、薄膜等使用日益增多，導(dǎo)致土壤重金屬不斷富集，造成土壤重金屬污染。殺蟲劑中含有Hg、As、Zn等重金屬，長期使用可導(dǎo)致土壤重金屬積累。天然磷與Cd混合使用，隨著磷肥和復(fù)合肥的大量施用，土壤有效Cd含量不斷增加，作物吸收Cd量也隨之增加。使用地膜時(shí)，土壤中含有Cd、Pb等重金屬熱穩(wěn)定劑，可使土壤重金屬含量增加。目前，有機(jī)肥的肥源大部分來自集約化養(yǎng)殖，多采用飼料添加劑，其中多含Cu、Zn，使有機(jī)肥料中的Cu、Zn含量顯著提高，并隨施肥帶進(jìn)土壤。