工业用地中土壤重金属污染治理探究

袁 林

（德阳市生态环境局，四川 德阳 618000）

在现代化背景下，工业企业正在转型升级，使环境负担加重，工业建设过程中的重金属污染成为土壤污染中最严重的污染问题之一。当前，在工业化生产过程中，产生了大量的铅、汞、镉及金属砷等重金属。由于这些重金属在土壤中不断沉积，加剧了土壤遭受重金属污染的风险，土壤中大量重金属物质的留存会导致土壤环境严重恶化，进而影响土壤质量，这对农业生态系统的良性循环产生了十分严重的影响。而人们的生产生活离不开土壤，如果土壤中重金属的污染问题得不到有效控制，就会对人的身体健康造成危害。因此，必须要有效开展工业用地中土壤重金属污染的治理以及修复工作，这也是现阶段我国生态环境保护中需要关注的重点工作之一。

1.1 污染现状

通常，土壤的开放性较强，并具有一定的缓冲功能，是动态化系统与周围环境进行物质交换的融合系统。然而，在实际工业生产过程中，重金属不可避免地会流入土壤系统中[1]，加剧了土壤污染。此外，工业废气、废渣、废水及含有重金属的农药也会在土壤中不断累积，使土壤环境遭到严重破坏。

1.2 污染形态

工业用地是重金属污染较严重的土壤之一，这种土壤会通过外部环境的作用深入到其他环境中进行破坏。雨水冲刷和土壤搬运都是重金属污染土壤的重要因素。因此，土壤在化学物质的作用下影响周围生态系统的发展[2]。此外，在多重反应的作用下，重金属会通过溶解、凝聚和吸附进入土壤中，因此，需要相关研究工作者进一步对土壤中重金属的形态转变进行深入研究，这对于保护土壤环境质量具有十分重要的意义。

2.1 自然污染

自然因素是引发工业用地重金属污染的主要诱因，重金属污染主要是成土母质风化，导致这一现象主要是由于地表岩石经过风化后发生了物理性质的改变，产生了结构较为松散的风化物，其中存在的天然孔隙，能够让部分金属元素借机作用到土壤表层的植物中[3]。另外，风力、水力的作用也会导致土壤重金属污染程度的增加，且土壤中的颗粒会受到风力和水力的影响，向其他土壤环境转移，导致周围土壤环境受到严重破坏，重金属也随之进入周边的其他土壤环境中。随着风力及水力作用出现位移，土壤颗粒中的重金属元素也随之发生迁移，从而影响了区域土壤环境，增加了区域土壤中重金属的含量。

2.2 人为污染

人为因素也会导致工业用地土壤重金属污染的增加，这主要是由于在工业改革背景下，工矿企业不重视污水分流处理，导致一部分重金属含量超标，使土壤环境受损[4]。另外，固体废弃物经过日晒、风吹、雨淋也会出现辐射状及漏斗状散发，这都会对土壤和水体产生一定的影响，增加土壤中的重金属含量。而农用物资也会导致土壤重金属含量增加，尤其是化肥以及农药等化学物质，如果不能科学合理地规范使用，同样会使土壤中的Hg、As、Cr、Pb等重金属含量增加，且重金属反应的中间物也会在土壤中不断积累，增加重金属在土壤中的污染程度。不仅如此，农业发展过程中地膜的推广和应用，也会使土壤受到一定影响，增加白色污染。若其中的Pb等热稳定剂的含量过高，还会影响土壤的质量，增加土壤重金属污染的风险。

3.1 工程治理

3.1.1 换土法

治理工业用地土壤重金属污染的修复方法主要有换土法，这种方法主要是利用深耕翻土以及客土法的方式，对污染土壤进行防治[5]。客土法实际上就是将质量良好的土壤覆盖在受到重金属污染的土壤上部，这样就能够有效减少重金属对农作物造成的不良影响。换土法主要是将受污染的土壤翻耕到未受污染的土壤下部，以此减少重金属污染土壤造成的影响，保护环境健康，而且，在其中施加肥料还能够有效解决土壤养分不足的问题。一般来说，应用传统手段能够保障土壤污染不会出现反复的情况，然而这种方式一般只应用于受污染土壤面积较大的地区，因为此种方式需要的资金较多，因此一般用于对土壤土体破坏较为严重的土壤环境的修复中。需要注意的是，为避免造成其他区域土壤受损，需要严格控制对迁移重金属污染土壤的处理。

3.1.2 固化法及稳定修复法

在修复过程中，固化法及稳定化修复主要是通过物理和化学手段，借助一些硅酸盐、高炉矿渣、沥青等固化剂对土壤重金属污染进行处理。在实际应用过程中，要根据相关比例将固化剂与工业用地中重金属污染的土壤进行混合，以增强土壤的化学稳定性，降低其渗透率，有效阻止重金属对其他土壤的污染。我国科技快速发展的时代中，固化法和稳定化修复中所使用的材料也在不断创新和变化[6]。另外，在污染土壤中根据一定比例添加的凹凸棒土，也能够有效固定土壤中的重金属，这对于重金属污染土壤填埋前的预处理工作有很大帮助。但此种方法也存在一定的弊端，因为对土壤的搅动存在一定破坏性，治标不治本。因此，一般被用于固化以及稳定性较强的重金属土壤污染治理中，但是还存在一定的风险。

3.1.3 电动力修复法

电动力修复法是一种原位修复办法，主要是将电极插入到工业用地受污染的土壤中，并且在其中释放直流电，形成直流电场，有效增强土壤颗粒的电层含量，确保电荷能够附着在孔隙中的离子上，保障完整磁场的构建。在此过程中，电极的两端都存在重金属离子，能够实现对离子的良好处理。这种方式主要是综合运用电化学和电动力学的修复方法，所以要对土壤的pH值、缓冲性能、土壤组分等进行科学考虑。为了进一步提高受污染土壤的修复效率，还需要对修复方法进行科学创新，比如目前较为先进的方法有电渗析法，酸碱综合法、阳离子选择膜法以及表面活性剂法，这些方法都能够有效提高重金属污染土壤的修复效果。

3.1.4 水洗法

水洗法是将清水注入到土壤中，保证工业用地中的重金属离子能够被有效去除，在此背景下，土壤中重金属离子的含量能够得到有效控制。值得注意的是，在具体使用水洗法过程中，需要避免其他污染问题的出现。基于此，在研究、改进以及发展水洗法过程中，需要科学利用三级清水柱处理金属污染，清洗后再进行过滤，以保障土壤处理质量。

3.1.5 热解吸法

热解吸法主要是针对遭受污染的土壤环境，使用对重金属化合物有效分解的添加剂，通过加热升温的方式，实现对重金属的热解吸。除此之外，需要对解吸出来的蒸汽进行处理，以免破坏大气环境。

3.2 化学修复方法

3.2.1 淋溶法

在使用淋溶法处理工业用地土壤中的重金属污染时，主要是使用无机溶剂清洗剂、螯合剂、表面活性剂，促使重金属迁移到液相土壤中，并且要对富含重金属的废水进行合理处理。

3.2.2 改良药剂

在实际应用中，是将改良剂投放到工业用地被重金属污染的土壤中，使用石灰、磷酸盐等，实现土壤中重金属物理及化学性质的转化。在添加改良剂的实际过程中，能有效控制重金属含量，进一步实现了降低土壤中重金属含量的目的，保障了土壤质量。

4.1 植物修复概念及类型

近年来，部分科学家也逐步针对工业用地土壤中重金属含量问题，对选择科学可行的措施以及办法进行了相关研究和分析。一些科学家逐渐研究和分析了选择处理工业用地土壤中重金属含量的科学可行的措施和方法，研究的重点在于不能对土壤环境以及生态环境造成破坏，在保持原有土壤结构以及生物稳定性的同时，解决土壤中的重金属问题[7]，因此，选择了植物修复方法。在实际应用中，该方法主要是借助植物对重金属的吸收能力，进一步减少土壤中重金属的含量，而这种修复方式也被称为绿色恢复及生物修复。植物修复的方式在环境污染问题处理中，可以被称之为最新颖的技术。由于所用的修复植物多种多样，能够有效控制土壤中的各种重金属的含量，因而进一步提升了土壤的质量。

4.2 重金属污染土壤的植物修复过程

利用植物修复的方式，能有效改善工业用地中土壤重金属污染物的含量。在此过程中，部分科学家认为超富集植物能够有效吸收土壤中的重金属，这主要是因为超富集植物吸收重金属的能力较强，因此，对于重金属污染土壤修复有着重要的推动作用。在现代化发展过程中，经过相关研究者的不断深入分析以及调查研究，发现南美各国有高达500多种的超富集植物[8]。从吸收重金属种类的差异，能够被划分为富含碘的植物、富含铬的植物等。相较于其他处理技术而言，投入较低资金就能够实现对植物修复技术的应用，可相对减少人力，物力以及财力的投入。同时，经过研究进程的不断发展，证明了超富集植物是发展中国家目前处理土壤中重金属污染的重要措施。此外，植物修复技术属于原位修复技术的一部分，在一定程度上能够保护表层土壤，减少对土壤的冲刷。因此，在土壤修复以及土壤侵蚀保护中较为常见，并且能够取得良好的保护效果，且该技术对于环境的可持续发展具有重要的推动意义。

4.3 植物修复技术展望

超富集植物对工业用地重金属的富集能力较强，然而经过相关科学研究发现，超富集植物在土壤污染处理中也存在一定的不足，比如超富集植物植株较小、生长速度较慢、难以培育和成活，成活较低，而且，在培育过程中还会受到多种条件的限制，导致实际应用中难以被推广。面对这一问题，相关研究者将新生物技术应用于超富集植物的培育过程中，通过改变其中存在的不利基因，培育出新的超富集植物品种，然后，再对这一技术进行推广及运用。相关应用实践表明，经过创新的超富集植物能够有效应用于土壤中的重金属修复，并且能够加速对土壤的修复，也相应加快了土壤的修复效率。同时，土壤中重金属含量也在不断递减，与超富集植物对比，该技术是利用不断选择体外抗性作物，促进重金属向食物链中转移的方式，促进土壤质量的提升，这对于生物链的安全保障具有重要的促进意义。除此之外，对抗金属作物抗性机制有了更深入的认识，选择在重金属污染种植区域种植抗性及吸收较少的作物品种，能够起到很好的处理效果。

总而言之，在工业用地重金属污染土壤修复过程中，工程技术以及化学技术的应用都能起到很好的治理效果。除此之外，借助植物对土壤中的重金属进行修复，也起到了良好的推动性作用。但物理化学以及植物修复的方式都存在一定的弊端，会导致土体结构变化、活性下降，而植物修复方式会出现植物生长活性不足，无法实现科学修复。基于此，从可持续发展的角度出发，科研人员要积极展开植物修复法、微生物修复法以及物理修复法的研究与创新，并将新型技术引入其中，从而进一步改善重金属污染土壤的质量。