浅谈耕地土壤重金属污染及治理思路

浅谈耕地土壤重金属污染及治理思路

张标,王福香 ,罗明丽 ,付洪沙 ,崔庆华 ,张海涛

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摘要：通过风险评价，发现土壤中存在着铅、铜、镍、铅的含量高，而地下水则相对较低。因此，要加强对污染土壤的治理，加强对地下水的控制。采用淋洗、化学氧化、阻隔填埋等综合技术对土壤进行综合整治，使土壤的危险性保持在合理的水平。

关键词：耕地土壤；重金属污染；治理思路

引言

土壤是人类赖以生存的物质基础。中国工业化进程加快，城市污水、垃圾、工业“三废”排放、矿产开发、金属冶炼等都产生了大量的重金属，一些地方由于环境保护和治理不力，导致重金属污染十分严重。重金属的污染，不但会造成土壤的破坏，而且会对人体的健康、工业、农业等造成严重的危害。

1.工程概况

某重金属污染地块位于我国山西省境内，附近有一个生产五金塑料的工厂，所以地块受到了污染。地质条件：该污染地块主要是由砂壤土、黏土以及中壤土共同构成的。同时，该地块有第四系人工填土，其中包含素填土与杂填土，素填土中含有大量的砂土与粉质黏土以及少量的砾石，而杂填土中含有大量的砖块与少量的沙砾与碎石。其次，该地块当中的粉质黏土、细砂以及淤泥质土呈现出了连续分布的特点。

在对土壤进行检测后发现土壤中含有大量的铜、铅、镍、镉、汞以及砷等污染物，其中铜、铅、镍的含量最大。同时，土壤当中也含有总石油烃、挥发性有机物、半挥发性有机物等污染物，但这些污染物的含量在允许范围内。同时，该污染地块一共有一处重金属铅污染区，两处重金属铜、镍污染区。重金属铅污染区的面积为266m2，最大污染深度是1m。两处重金属铜、镍污染区的面积分别是3710m2和5800m2，且最大污染深度分别是15m和13m。在对地下水进行检测后发现，地下水当中也含有铜、铅、镍、镉、汞以及砷等污染物，其中铜和镍这两种污染物的含量超标。

2.重金属污染地块风险评估

2.1.土壤污染风险评估

该地块已经被发展中心收购，且被划分为了商业用地与居住用地。所以该地块属于二类居住用地，需要对该地块进行健康风险评估。在明确土壤样品之后需要对样品进行检测，最终发现土壤当中的铜和镍会通过皮肤接触、颗粒物暴露等途径进入到人体中，继而威胁人体健康。从相关指标来看，该地块的铜对居住人员的非致癌风险危害商是4.51，属于不可接受程度。镍对居住人员的非致癌风险危害商是6.25，属于不可接受程度，且其致癌风险是1.37×10-5，也属于不可接受程度。此外，该地块的铅也会对未来居住人员的身体健康产生较大影响。从整体情况来看，该地块的铜、镍等污染物会对未来的居住人员产生影响，需要通过有效措施进行土壤修复。

2.2.地下水污染风险评估

该地块地下水中的铜、镍等污染物不具备发挥性，所以不会吸入到室内与室外的地下水蒸气中，同时这一地块不属于地下水开采区域，不会直接引用该地块的水。所以，地下水中的铜、镍污染物不具备致癌风险以及非致癌危害，不会对人体健康产生影响。在开发和利用该地块的过程中只需要做好土壤修复工作与地下水管控工作即可，不需要对地下水进行修复。

3.土壤修复技术

3.1.重金属污染土壤修复技术

3.1.1.淋洗技术

淋洗技术主要是利用淋洗液去除土壤当中的污染物。在应用该技术时，技术人员需要利用淋洗液清洗土壤，将土壤颗粒与污染物分离开来。当土壤清洗干净之后需要对含有污染物的废液进行有效处理。即技术人员需要利用淋洗液处理与回收设备处理废液。其次，在应用该技术时也需要对土壤进行分类处理。此外，技术人员应控制好技术应用成本。土壤物理性质会影响到淋洗技术的应用成本，若土壤中的黏土含量在25%以上就不能应用这一技术。

3.1.2.水泥窑协同处置技术

水泥窑协同处置技术即利用回转窑对污染土壤与水泥生料进行高温煅烧，从而分解污染土壤当中的有机污染物。相比于其他土壤修复技术，该技术具有无害化处理的优势。同时，相比于其他修复技术，该技术的应用成本相对较低，比较适用于大量污染土壤的修复。但是，该技术对水泥窑进料和排放系统以及土壤矿物成分等各方面的要求较高，所以在应用该技术时，需要对普通水泥窑投料口进行改造。同时，也需要确保处理过程中不会对水泥及其产品产生不良影响。此外，在应用该技术时也需要获得环保部门的批准。

3.1.3.固化、稳定化技术

固化/稳定化技术主要包括固化技术与稳定化技术，这两种技术的原理相似。1）固化技术。主要是将水泥等物质与土壤混合起来，从而将土壤中的污染物包裹起来，增强污染物的稳定性。在应用该技术时，技术人员需要将水泥等固化剂与污染土壤混合起来，当混合物完全干燥硬化之后，需要在原地或其他地方对混合物进行处置。与其他修复技术相比，固化技术可以降低土壤污染物分散到周围环境中的概率。同时，当混合物受到雨水影响时，其中的污染物也不会溶解在水中。

2）稳定化技术。主要是利用硫化物、磷酸盐等反应剂将土壤污染物转变为毒性较低的物质。例如，技术人员可以利用石灰处理污染土壤。在处理过程中，石灰会与重金属发生反应继而形成金属氢氧化物沉淀，便不会从土壤当中扩散开来。固化、稳定化技术具有操作简单、成本低、排放量小等优势，但是只能将污染物固定在土壤当中，不能将其从土壤中排出，所以这些土壤也不能被利用。

3.1.4化学氧化技术

在采用化学方法进行污染土壤时，必须向污染土壤中加入一定数量的化学氧化剂，使其与土壤中的污染物发生氧化，从而实现对污染物的降解。采用过氧化氢、高锰酸盐、臭氧、高锰酸盐等作为氧化剂，技术人员要根据其初始浓度和反应机制，确定出相应的工艺周期。化学氧化法虽然造价低廉，适合于各种类型的土壤，但其存在的问题是，它会使土壤中的铁离子、有机质等元素发生变化，从而影响到土地的利用率，因此，应结合具体的条件，进行相应的处理。

3.1.5阻隔填埋技术

阻隔填埋法是通过采用土壤阻挡覆盖体系和土壤阻挡填埋法来实现的。土壤阻挡覆盖系统包括监测系统、覆盖系统和土壤屏障系统。其中，上游和下游的监控井组成了监控体系；覆盖层包括人造材料、砂层、粘土层等；该体系由泥浆墙、HDPE膜等组成。而阻隔式填埋场系统包括监测系统、排水系统、防渗系统等。采用HDPE膜、土工布、土工排水管网等作为阻隔填埋体系的施工工艺。同时，技术人员还必须对受污染区域的治理要求进行全面的分析，以确定是否有必要建设瓦斯排放系统。

3.2.修复技术筛选方法

尽管目前大部分的土壤修复技术已经得到了广泛的应用，但是技术人员仍需针对其具体情况选择适宜的修复技术，并使其达到最佳的修复效果。比如，在这个项目中，主要的污染物是铜、铅、镍等重金属，而土壤是由粉状粘土组成，因此不能采用热解附、化学氧化等技术，可以采用固化、稳定化、水泥窑协同处理、隔层填埋法等技术。

3.3.修复技术评估

在初步筛选土壤修复技术之后，技术人员还需要利用评估工具。分析各项技术的指标。在评估过程中，技术人员需要明确评估标准。例如，可接受性的评估标准为4分完全可以接受，3分可以接受，2分勉强可以接受，1分为局部可以接受。从评估结果来看，水泥窑协同处置技术的评分最高，其次是固化/稳定化技术与阻隔填埋技术。所以，技术人员可以将这些技术结合起来，优化修复效果。

5.结束语

综上所述，如果土壤中重金属含量超标，将会对土壤的利用产生负面影响，由于土壤中重金属含量高，在一定程度上影响了土壤的空间特性。在土地资源的监测和保护中，地方政府要积极引进信息技术，建立完整土壤环境监控系统，及时监控土壤环境内部的污染情况，并依据相关指标制定相应的控制对策，以促进区域经济的全面发展。同时，各地方要出台相应的法律法规，以保证各项工作的顺利进行，提高城市综合整治的质量。

参考文献

[1]刘敏,张伊珊,刘骁勇,吴婵娟,纪燕芬.铬污染土壤生产烧结砖材料的研制及其应用研究[J].山东化工,2022,51(10):204-208.

[2]马婵华,欧阳文杰.重金属Cu污染土壤GLDA和FeCl3淋洗修复效果的分析研究[J].农业科技与信息,2022,(09):21-24.