随着經濟和社會快(kuài)速發展，對自(zì)然資源的加速開發與利用，使工業、城(chéng)市規模飛速擴大(dà)，也使廢棄物數量、農用化學物質種類、數量逐年(nián)增加，其中的重金屬會随着粉塵、淋溶水進入土(tǔ)壤，并被土(tǔ)壤過濾、吸附而累積，導緻土(tǔ)壤重金屬污染日(rì)益嚴重，直接或間接地影(yǐng)響食品和飲用水安全。由于土(tǔ)壤重金屬污染具有隐蔽性、長期性和不可(kě)逆性，因此土(tǔ)壤重金屬污染治理(lǐ)也比較複雜，相(xiàng)對大(dà)氣、水污染治理(lǐ)的難度要大(dà)。爲此，國(guó)家先後出台了《重金屬污染綜合防治十二五規劃》、《湘江流域重金屬污染治理(lǐ)實施方案》等管控措施。2016年(nián)5月28日(rì)國(guó)務院正式印發了《土(tǔ)壤污染行動計(jì)劃》，爲我國(guó)土(tǔ)壤污染修複吹響了号角，明确了目标和任務。

1 土(tǔ)壤重金屬污染途徑與危害

“重金屬”原義是指比重>5 的金屬(一般來(lái)講密度>4.5g/cm3 的金屬)，包括金、銀、銅、鐵、鉛等，重金屬在人(rén)體(tǐ)中累積達到一定程度，會造成急、慢(màn)性中毒。重金屬不能被生(shēng)物降解，而具有生(shēng)物累積性或改變細胞結構，可(kě)以直接威脅高等生(shēng)物包括人(rén)類健康。另外，由于砷(As)的污染特性、治理(lǐ)方法等與重金屬相(xiàng)似，人(rén)們通常稱其爲類金屬，由其産生(shēng)的污染也歸爲重金屬污染。

1.1 土(tǔ)壤重金屬污染途徑

土(tǔ)壤遭受重金屬污染的途徑有很多種，如(rú)含重金屬污水灌溉、大(dà)氣中重金屬沉降、農藥化肥的使用、含重金屬廢棄物的堆積等。因此，在工礦企業周邊、公路(lù)附近的土(tǔ)壤，城(chéng)市污水灌溉和施用有重金屬的肥料、農藥的農田容易産生(shēng)重金屬污染。有研究表明，工業化程度越高的地區，土(tǔ)壤污染就(jiù)越嚴重，市區污染高于遠(yuǎn)郊和農村，地表污染高于地下，且污染随時間越長，重金屬積累相(xiàng)對越多、越廣。

1)含重金屬污水灌溉。城(chéng)市污水中的重金屬離(lí)子含量趨高， 而城(chéng)市污水已成爲近郊農業灌溉的重要組成部分(fēn)， 污水灌溉導緻土(tǔ)壤中重金屬Cd、Cu、Hg、As 等含量不斷累積。此外工業園區、金屬礦山(shān)、有色金屬冶煉、加工和再生(shēng)工業發展較快(kuài)，其廢水排放(fàng)口下遊的底泥或灌溉土(tǔ)壤的重金屬含量不斷提高，污染範圍明顯增大(dà)。

2)大(dà)氣中的重金屬沉降。人(rén)類在生(shēng)産、生(shēng)活中所産生(shēng)的廢氣、粉塵和煙塵中或多或少地含有重金屬。這些重金屬經過雨(yǔ)淋沉降和自(zì)然沉降進入土(tǔ)壤中，引發土(tǔ)壤重金屬污染。據資料報道2007年(nián)8月，某單位對烏魯木齊市不同類型的道路(lù)(高速公路(lù)-24、主幹道-64、次幹道-65、居住區道路(lù)-10、公園道路(lù)-6)采集了169個道路(lù)沙塵樣品。樣品經消解後，用ICP/MS 法對Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Mn、Be、Co、Zn、U等10種重金屬污染物的含量進行測定。結果表明，除了Co和U的含量小于背景值之外， 其它元素含量都(dōu)高于其土(tǔ)壤背景值，表明這些路(lù)面沙塵受到不同程度的重金屬污染。國(guó)外也有相(xiàng)關監測數據表明，比利時每年(nián)從(cóng)大(dà)氣進入每公頃土(tǔ)壤的重金屬量爲Pb 250g、Cd 19g、As 15g、Zn 3750 g。

3)農業活動。農業生(shēng)産中使用的化肥、有機(jī)肥、污泥或垃圾堆肥等都(dōu)含有一定量的重金屬元素，一些氮肥中Pb 含量較高，磷肥含有微量的Cd、As等。馬耀華等研究表明，施用磷肥後農田中的Cd 含量從(cóng)0.13 mg/kg 上升到0.32 mg/kg。

4)含重金屬廢棄物的堆積。含重金屬的廢棄物種類很多，經長期堆積和風(fēng)吹雨(yǔ)淋之後，其内部的重金屬變的極易移動，并以漏鬥狀、輻射狀向周圍水體(tǐ)、土(tǔ)壤擴散，其中以工業和礦業固體(tǐ)廢棄物污染最爲嚴重。王亞平等通過對某尾礦庫周圍土(tǔ)壤重金屬的研究發現，土(tǔ)壤中Cu、Zn、Cd、Pb 等重金屬的含量均高于當地土(tǔ)壤背景值。

1.2 土(tǔ)壤重金屬污染的危害

鉛、汞、镉、钴、砷等會随着工業排放(fàng)粉塵、煙氣、廢水、廢渣及農藥、化肥的施用進入土(tǔ)壤，使其組成發生(shēng)變化，積累到一定程度時會引起嚴重的環境污染。或者通過灌溉土(tǔ)壤，有害重金屬被表土(tǔ)吸附後在農作(zuò)物中吸收富集，再經過動物食物鏈濃縮，從(cóng)而造成區域性公害。

據國(guó)土(tǔ)資源部統計(jì)結果表明，目前我國(guó)10%以上的耕地面積已受到重金屬污染，每年(nián)的糧食因重金屬污染而減産10000 kt，同時受重金屬污染而不能食用的糧食也達12000 kt，至少造成200億元的經濟損失。

2 治理(lǐ)途徑探討(tǎo)

2.1 土(tǔ)壤重金屬污染源頭控制

對土(tǔ)壤重金屬污染治理(lǐ)首先需要控制源頭，其次是根據地域分(fēn)布分(fēn)别采用原位或者異位以不同技術(shù)進行修複。污染源頭控制主要從(cóng)以下幾個方面進行：1)控制排入大(dà)氣的重金屬含量，包括調整廢氣處理(lǐ)工藝、設備，減少排放(fàng)煙氣和粉塵中重金屬含量;2)通過對含重金屬廢水回用、零排放(fàng)工程(包括廠(chǎng)區地面清洗水和初期雨(yǔ)水收集處理(lǐ))和高效淨化、水質穩定技術(shù)應用，減少排入水體(tǐ)中的重金屬含量;3)減少使用含重金屬的肥料、農藥;4)固定堆放(fàng)廢渣中重金屬的溶出。

2.2 土(tǔ)壤重金屬污染工程治理(lǐ)

由于重金屬對土(tǔ)壤的污染具有不可(kě)逆轉性，已受污染的土(tǔ)壤利用價值受限制，隻能主要通過調整種植品種來(lái)加以回避，或者采用化學清洗、置換，以及植物富集後進行集中處理(lǐ)等方式綜合治理(lǐ)，消除重金屬污染。

1)原位修複技術(shù)。原位修複适用于輕度污染的土(tǔ)壤治理(lǐ)工程：(1)生(shēng)物修複。利用微生(shēng)物、植物和動物将土(tǔ)壤、地下水中的危險污染物降解、吸收或者富集的生(shēng)物工程技術(shù)系統，适用于單一或特殊的污染土(tǔ)壤的修複。(2)重金屬穩定劑。适量投加重金屬穩定劑減緩重金屬釋放(fàng)和植物吸收，将污染物固定在一定區域的土(tǔ)壤中，适用于難以吸收和浸出的污染

土(tǔ)壤的修複。(3)抽取修複。抽取受污染地下水脫出重金屬後就(jiù)地回灌，必要時用特定溶劑注入土(tǔ)壤中洗脫出重金屬污染物，适用于容易浸出的污染土(tǔ)壤的修複。(4)電動修複。主要是通過在包含污染土(tǔ)壤的電解池兩側施加直流電壓形成電流梯度，将土(tǔ)壤中的污染物質通過電荷轉移、電滲流或電泳等途徑帶到位于電解池兩級處理(lǐ)室中并通過進一步處理(lǐ)實現污染土(tǔ)壤的解毒。該方法适用于毒性大(dà)、導電性強的污染土(tǔ)壤的修複。

2)異位修複。(1)挖掘換土(tǔ)。通過機(jī)械、人(rén)工等手段，使污染土(tǔ)壤離(lí)開原位置(與其他(tā)低含量土(tǔ)拌合稀釋)進行處理(lǐ)(化學法或電動法等去(qù)除重金屬)、利用(浸出回收重金屬或者按标準作(zuò)爲生(shēng)産建築材料的原料配料)、處置(穩定化後安全填埋)，同時用合格的土(tǔ)壤(客土(tǔ))回填至原污染土(tǔ)的取土(tǔ)區域，恢複原有功能或符合規劃的土(tǔ)壤環境質量标準要求。該方法适用于面積大(dà)、濃度略有超标、深度淺的污染土(tǔ)壤的修複。(2)化學淋洗。先挖出受污染土(tǔ)壤，用特定溶劑注入土(tǔ)壤中洗脫出污染物，再将包含重金屬的液體(tǐ)抽取出來(lái)進行分(fēn)離(lí)和淨化處理(lǐ)。該方法适用于水利傳導系數<10-3 cm/s 的土(tǔ)壤，洗淨後土(tǔ)壤與原土(tǔ)拌合符合規劃的土(tǔ)壤環境标準要求後回填。(3)熱(rè)處理(lǐ)。通過加熱(rè)方式，将一些具有揮發性的重金屬如(rú)汞、砷等從(cóng)土(tǔ)壤中解吸出來(lái)，或者進行熱(rè)固定等。該方法适用于受揮發性重金屬污染的土(tǔ)壤修複。(4)穩定/固化。物理(lǐ)上隔離(lí)污染物(如(rú)瀝青包裹、防水密閉包裝)或将污染物轉化成化學性質不活潑态，需要在土(tǔ)壤中加入化學試劑或化學材料使土(tǔ)壤中重金屬不再溶出，并且建設具有防滲防水淋溶的填埋庫。該方法适用于污染較重、沒有利用價值或上述處理(lǐ)成本較高的污染土(tǔ)壤的修複。

2.3 調整土(tǔ)地使用規劃和用途

在環境風(fēng)險可(kě)控的條件(jiàn)下，因地制宜變更土(tǔ)地使用方式或用途，減少治理(lǐ)工程投資和人(rén)力、物力的浪費。該方法适用于符合某些用途不緻産生(shēng)健康風(fēng)險的污染土(tǔ)壤的修複。

3 土(tǔ)壤污染修複的主要技術(shù)措施

污染土(tǔ)壤修複的治理(lǐ)工程技術(shù)主要包括治理(lǐ)的工藝技術(shù)研究，化學藥劑、生(shēng)物吸附試劑研制，吸收富集植物試種等重金屬污染防治技術(shù)和産品的研究與應用，同步開發對應修複工藝技術(shù)的配套裝備。

3.1 輕度污染場地修複技術(shù)措施

1)施加改良劑。通過施加改良劑使重金屬固定在土(tǔ)壤中，如(rú)添加有機(jī)質可(kě)吸附重金屬量。施用重金屬吸收抑制劑(改良劑)，即向土(tǔ)壤施加改良抑制物(如(rú)石灰、磷酸鹽、矽酸鈣等)，使它與重金屬污染物作(zuò)用生(shēng)成難溶化合物，降低重金屬在土(tǔ)壤及土(tǔ)壤植物體(tǐ)内的遷移能力。這種方法起到臨時性的抑制作(zuò)用，時間過長會引起污染物的積累，并在條件(jiàn)變化時

重金屬又轉成可(kě)溶性，因而隻在污染較輕地區尚能使用。Naidu等研究表明，每公頃Cd污染的土(tǔ)壤施用750 kg 石灰可(kě)使土(tǔ)壤中有效态Cd含量降低15%左右。也可(kě)通過控制土(tǔ)壤水分(fēn)來(lái)調節土(tǔ)壤Eh，以降低重金屬污染。有機(jī)肥不僅可(kě)以改善土(tǔ)壤的理(lǐ)化性質、增加土(tǔ)壤肥力，還(hái)可(kě)以影(yǐng)響重金屬在土(tǔ)壤中的存在形态以及植物對其的吸收。

2)控制土(tǔ)壤氧化—還(hái)原電位。控制土(tǔ)壤氧化—還(hái)原條件(jiàn)也是減輕重金屬污染危害的重要措施。據研究，在水稻抽穗到成熟期，無機(jī)成分(fēn)大(dà)量向穗部轉移，淹水可(kě)明顯地抑制水稻對镉的吸收，落幹則促進水稻對镉的吸收。但(dàn)砷相(xiàng)反，随着土(tǔ)壤氧化―還(hái)原電位的降低而毒性增加。重金屬元素均能與土(tǔ)壤中的硫化氫反應生(shēng)成硫化物沉澱。因此，加強水的灌溉管理(lǐ)可(kě)一定程度地控制重金屬的危害。

3)改變耕作(zuò)制度。通過土(tǔ)壤耕作(zuò)改變土(tǔ)壤環境條件(jiàn)，可(kě)消除某些污染物的危害。如(rú)果重金屬含量達标，但(dàn)個别含量偏高，不适宜種植對該重金屬特别具有吸附性強的作(zuò)物。

4)客土(tǔ)深翻。挖去(qù)污染土(tǔ)層，換上新土(tǔ)的排土(tǔ)與客土(tǔ)法，以根除污染物。但(dàn)如(rú)果是地區性的污染，實際采用客土(tǔ)法是不現實的。耕翻土(tǔ)層，即采用深耕，将上下土(tǔ)層翻動混合，使表層土(tǔ)壤污染物含量減低。這種方法動土(tǔ)量較少，但(dàn)在嚴重污染的地區不宜采用。

5)采用農業生(shēng)态(植物修複)工程措施。有輕微污染的土(tǔ)地可(kě)種植樹(shù)木等非食用或非飼料作(zuò)物等植物工程技術(shù)進行修複以減少污染物進入食物鏈的途徑，或利用某些特定的動植物與微生(shēng)物較快(kuài)地吸走或降解土(tǔ)壤中的污染物質，從(cóng)而達到淨化土(tǔ)壤的目的。研究證明蕨類植物蜈蚣草對砷具有很強的超富集功能，其葉片含砷量高達8‰。蜈蚣草能通過根系吸收土(tǔ)壤中的砷，然後把它們存到葉片中。堇菜也是土(tǔ)壤修複的能手，它的主要作(zuò)用是除鉛、镉，而且這種植物非常賴活，南(nán)方北方都(dōu)能生(shēng)長。植物修複既能美化環境，又能清除土(tǔ)壤内的重金屬隐患，實施後效果好，成本低，而且土(tǔ)壤結構未受破壞，安全可(kě)持續，是目前治理(lǐ)土(tǔ)壤問(wèn)題最有效的辦法，适用于在土(tǔ)壤中重金屬含量達标的或個别偏高的地區。

3.2 重度污染場地修複技術(shù)措施

近年(nián)來(lái)，把其它工業領域，特别是污水、大(dà)氣污染治理(lǐ)技術(shù)引入土(tǔ)壤治理(lǐ)過程中，爲土(tǔ)壤污染治理(lǐ)研究開辟了新途徑，利用物理(lǐ)(機(jī)械、膜等)、物理(lǐ)化學外加設施治理(lǐ)污染土(tǔ)壤，主要有隔離(lí)法、清洗法、熱(rè)處理(lǐ)、電化法等，是一種穩定、治本的工程措施，對污染重、面積小的土(tǔ)壤重金屬治理(lǐ)具有較好的效果。但(dàn)同時也産生(shēng)了諸如(rú)投資大(dà)，消耗大(dà)量的人(rén)力物力，還(hái)可(kě)能破壞土(tǔ)壤結構，使土(tǔ)壤肥力下降等很多弊端。美國(guó)路(lù)易斯安那州立大(dà)學用電化法修複重金屬污染的土(tǔ)壤，其原理(lǐ)是在重金屬污染土(tǔ)壤中插入電極，然後通入低頻直流電流，重金屬離(lí)子就(jiù)會在電場的作(zuò)用下定向移動，并在電極附近聚集，以達到去(qù)除土(tǔ)壤中重金屬的目的。此方法主要适用于水分(fēn)充足的污染土(tǔ)壤的治理(lǐ)，如(rú)低滲透性的粘土(tǔ)和淤泥土(tǔ)，對于傳導性差、滲透性高的砂質土(tǔ)壤的修複效果較差。還(hái)有磁分(fēn)離(lí)技術(shù)、陰陽離(lí)子膜代換法、生(shēng)物反應器等技術(shù)，雖然大(dà)多數處于試驗探索階段，但(dàn)隻要積極吸收、轉化新技術(shù)、新材料，在保證治理(lǐ)效果的基礎上降低治理(lǐ)成本，提高工程實用性，均有着重要的實際意義。

4 土(tǔ)壤重金屬污染治理(lǐ)的對策建議(yì)

1)由政府國(guó)土(tǔ)和環境保護部門(mén)聯合組織開展土(tǔ)壤環境質量日(rì)常普查，建立固定監測點和檔案登記，各級政府對本轄區内土(tǔ)壤重金屬狀況進行年(nián)度報告。

2) 根據全國(guó)涉及重金屬污染的區域開展調查、實測資料統計(jì)，可(kě)由環境保護部門(mén)組織制定污染土(tǔ)壤的分(fēn)區(按重金屬來(lái)源)、分(fēn)類(按土(tǔ)壤類别)、分(fēn)級(按污染程度)的标準，以及土(tǔ)壤重金屬污染治理(lǐ)規劃，明确技術(shù)路(lù)線、治理(lǐ)的範圍和目标。

3)制訂可(kě)操作(zuò)标準、規範體(tǐ)系，包括根據場地用途制訂污染土(tǔ)壤的修複标準，按照(zhào)土(tǔ)地利用規劃确定治理(lǐ)目标;建立土(tǔ)壤污染管控和防治技術(shù)支撐體(tǐ)系，編制修複技術(shù)指南(nán)，典型治理(lǐ)工程調查、監測、方案、設計(jì)、施工、監督、驗收、後評估的技術(shù)規範;跟蹤管理(lǐ)和責任追究等法規和執行體(tǐ)系。制定食物素菜果實的重金屬和農藥的容許殘留量安全标準， 包括重金屬和農藥的殘留容許量。

4)國(guó)家統一部署開展土(tǔ)壤環境監測和環境風(fēng)險預測與治理(lǐ)效果檢驗、效益的後評估等工作(zuò)，實行中介化服務，采取資格考核認證，按照(zhào)類别和技術(shù)能力認定服務範圍，具體(tǐ)項目實行以抽簽方式确定承擔單位。中介服務費用按照(zhào)收費标準，由省級财政審核、支付，或由造成土(tǔ)壤污染的企業支付。

5)建立以工業園、涉重工廠(chǎng)、礦山(shān)等周邊和處于城(chéng)鎮污水灌溉區域爲主的土(tǔ)壤重金屬污染治理(lǐ)示範區。通過示範區平台，研發土(tǔ)壤修複新技術(shù)、新産品和新裝備，形成系列化的修複技術(shù)、藥劑、材料和設備，在示範區内建立兼具典型、集成、低成本、高效的修複技術(shù)體(tǐ)系和操作(zuò)模式。

6)以土(tǔ)地環境安全利用爲治理(lǐ)目标，按照(zhào)規劃，采取“公益治理(lǐ)和開發治理(lǐ)并舉”，“邊規劃、邊修複利用”、“邊治理(lǐ)、邊受益”等符合我國(guó)現階段國(guó)情的修複治理(lǐ)模式。健全治理(lǐ)資金投融資機(jī)制，探索政府資金和市場資本等合作(zuò)融資方式。比如(rú)可(kě)在城(chéng)市周邊土(tǔ)壤修複按照(zhào)“誰投資、誰受益”(PPP 模式)融資，在工礦企業周邊的土(tǔ)壤修複按照(zhào)“污染者出資、市場化墊資和政府補助(編制治理(lǐ)規劃、返還(hái)排污費、減稅等)”的土(tǔ)壤治理(lǐ)資金投入的市場機(jī)制。

5 結語

對于土(tǔ)壤污染，必須貫徹“以防爲主，防治結合、綜合治理(lǐ)”的方針。土(tǔ)壤修複應該采取政府主導，首先要制訂頒布實施土(tǔ)壤污染防治法規體(tǐ)系，根據《土(tǔ)壤污染防治行動計(jì)劃》(“土(tǔ)十條”)，控制與消除土(tǔ)壤重金屬污染源頭，建立動态監控體(tǐ)系，按照(zhào)規劃目标以市場驅動的模式推動修複治理(lǐ)的開展; 并進一步完善和制訂實施規則、調查摸底、防治規劃，考核治理(lǐ)目标落實情況，組織監測、驗收;治理(lǐ)工程的實施和資金投入、開發利用、安全評估宜采取資格考核許可(kě)、市場公開招标方式選擇，保障土(tǔ)壤修複能夠因地制宜、經濟适用、安全可(kě)靠的持續推進。