陳 忠，陳振寧，張 會(huì)，魏再紅，張 釗，梅 芳

（江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇 南京 210000）

重金屬污染物作為當(dāng)今污染面積廣、污染程度嚴(yán)重的土壤環(huán)境問(wèn)題，必須給予足夠的重視[1]。復(fù)墾區(qū)域土壤中所受到的重金屬污染物主要包括：銅、鋅、鎘、鉛、汞、鉻、砷以及鎳等，在復(fù)墾區(qū)域土壤中比重超過(guò)4所形成的重金屬污染[2]。由于復(fù)墾區(qū)域土壤重金屬污染物中包含對(duì)人類健康危害極大的化學(xué)元素，也就是所謂的“五毒”，分別為：汞、鎘、砷、鉛以及鉻，這些化學(xué)元素一旦通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，會(huì)引發(fā)多種疾病，常見的有我國(guó)的“大脖子病”、泰國(guó)的“黑腳病”、日本的“骨痛病”以及粵北的“癌癥村”。為有效解決復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染物問(wèn)題，本文提出復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染物的分布特性及生態(tài)修復(fù)研究，致力于通過(guò)分析重金屬污染物的分布特性，從而實(shí)現(xiàn)重金屬污染物生態(tài)修復(fù)。通過(guò)微生物修復(fù)以及添加還原性有機(jī)物質(zhì)，結(jié)合重金屬污染物生態(tài)修復(fù)現(xiàn)實(shí)要求，為改善環(huán)境質(zhì)量方面的研究提供理論依據(jù)。

1 復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染物的分布特性

在重金屬污染物的分布特性研究中，必須充分考慮復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染物的隱蔽性、長(zhǎng)期性以及表聚性等特點(diǎn)。隱蔽性意味著復(fù)墾區(qū)域土壤的重金屬物分布一般不宜被發(fā)現(xiàn)，需要一定的累計(jì)量，才能發(fā)現(xiàn)其危害的嚴(yán)重性；長(zhǎng)期性指的是重金屬污染物在復(fù)墾區(qū)域土壤的滯留時(shí)間長(zhǎng)，因此重金屬污染物會(huì)形成垂直分布特征，這也是復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染的一個(gè)重要特性；表聚性指的是重金屬污染物主要分布在復(fù)墾區(qū)域土壤表層，極少數(shù)的情況下會(huì)向復(fù)墾區(qū)域土壤下層移動(dòng)，這就意味著，隨土層深度的增加，復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染物的含量整體呈下降趨勢(shì)?？紤]到復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染物，大多數(shù)來(lái)源于電鍍、冶金、礦山、石油化工等行業(yè)，這些重金屬污染物主要集中在復(fù)墾區(qū)域土壤下游區(qū)域。通過(guò)分析復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染物的分布特性，為復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染物生態(tài)修復(fù)研究奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

2 復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染物生態(tài)修復(fù)研究

復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染物生態(tài)修復(fù)在本質(zhì)上來(lái)講就是通過(guò)微生物的聯(lián)合修復(fù)作用，對(duì)復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染物進(jìn)行生態(tài)修復(fù)[3]。

本文根據(jù)重金屬污染物生態(tài)修復(fù)的難易程度可以分為：可利用態(tài)、潛在可利用態(tài)以及不可利用態(tài)，在此基礎(chǔ)上，將重金屬污染物的化學(xué)元素按照性質(zhì)分為必需元素以及非必需元素，必需元素指的是復(fù)墾區(qū)域土壤中維系植物生長(zhǎng)的必要因素，但一旦濃度超標(biāo)，會(huì)導(dǎo)致重金屬污染；而非必需元素則是影響復(fù)墾區(qū)域土壤中植物生長(zhǎng)的有害元素，一旦出現(xiàn)，就很容易導(dǎo)致重金屬污染。針對(duì)不同的重金屬污染物特性，采取不同方式的生態(tài)修復(fù)方法。

2.1 微生物修復(fù)

微生物修復(fù)作為重金屬污染物生態(tài)修復(fù)中最常見，也是效果最好的修復(fù)方式，鑒于有些微生物具有嗜重金屬性，利用微生物對(duì)重金屬污染物介質(zhì)進(jìn)行凈化，在復(fù)墾區(qū)域土壤中被證明是一種很好的方法。

復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染物離子的長(zhǎng)期存在使自然界形成了一些特殊微生物，這類微生物對(duì)重金屬污染物具有一定的抗性，能夠使重金屬污染物離子發(fā)生轉(zhuǎn)化，從而改變重金屬污染物離子的存在狀態(tài)，這一作用對(duì)微生物而言是一種解毒作用，同時(shí)也能為重金屬污染物的治理起到修復(fù)作用，主要包括：甲基化或去甲基化、氧化還原及重金屬的溶解和有機(jī)絡(luò)合配位降解等。

與此同時(shí)，一些微生物能分泌產(chǎn)生具有絡(luò)合重金屬污染物元素的物質(zhì)，如胞外聚合物多糖、核酸、蛋白質(zhì)等吸附重金屬離子，為微生物建成一道有效的屏障，真菌細(xì)胞壁分泌的粘液和真菌組織中的聚磷酸和有機(jī)酸能絡(luò)合重金屬污染物，減少重金屬污染物向復(fù)墾區(qū)域地上部分運(yùn)輸，最大程度上減少重金屬污染物富集的危害。微生物修復(fù)用于復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染物生態(tài)修復(fù)的處理，是一種行之有效的方法，目前已進(jìn)行了積極研究[4]。

通過(guò)嗜重金屬菌，有效的吸收復(fù)墾區(qū)域土壤中的重金屬污染物，面對(duì)存在著土壤與細(xì)菌分離的難題，結(jié)合影響復(fù)墾區(qū)域土壤重金屬污染生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵指標(biāo)，確定生態(tài)修復(fù)測(cè)控要求。

考慮到不同類型的重金屬污染物在進(jìn)行生態(tài)修復(fù)時(shí)，因重金屬污染物元素類型、參考標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)條件、處置方式、敏感受體等影響往往需要面對(duì)不同的修復(fù)目標(biāo)值。即便對(duì)于同一種重金屬污染物，實(shí)際生態(tài)修復(fù)技術(shù)工藝以及生態(tài)修復(fù)材料也會(huì)有明顯不同。

面對(duì)復(fù)雜的生態(tài)修復(fù)狀況，可以從微生物使用的角度出發(fā)考慮，并結(jié)合工程條件和修復(fù)后復(fù)墾區(qū)域土壤面向的使用規(guī)劃，綁定多種附件條件，對(duì)實(shí)際生態(tài)修復(fù)發(fā)揮效用的過(guò)程進(jìn)行約束。

根據(jù)得出的復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染物生態(tài)修復(fù)結(jié)果，可分析出生態(tài)修復(fù)效果更好的影響因素。如此一來(lái)，可使復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染物生態(tài)修復(fù)能夠以需求為導(dǎo)向，具備較高的實(shí)際可操作性。

2.2 添加還原性有機(jī)物質(zhì)

在確定生態(tài)修復(fù)測(cè)控要求的基礎(chǔ)上，還可以利用添加還原性有機(jī)物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)重金屬污染物生態(tài)修復(fù)。通過(guò)還原性有機(jī)物質(zhì)分解生成有機(jī)酸，如：胡敏酸、富里酸、氨基酸，或者糖類及含氮、硫雜環(huán)化合物等，再利用其活性基團(tuán)與重金屬元素銅、鋅、鎘、鉛、汞、鉻、砷以及鎳等絡(luò)合或螯合，從而影響重金屬污染物的有效性。本文用于修復(fù)復(fù)墾區(qū)域土壤重金屬污染物的有機(jī)物質(zhì)主要有未腐熟稻草、牧草、紫云英、泥炭、富淀粉物質(zhì)、家畜糞肥以及腐殖酸等[5]。同時(shí)，還原性有機(jī)物質(zhì)細(xì)胞外多聚物表面含有大量可與重金屬污染物離子發(fā)生相互作用的官能團(tuán)(如羧基、羥基等)，可對(duì)重金屬污染物離子發(fā)生吸附或鰲合作用。研究表明，還原性有機(jī)物質(zhì)生物膜能將Cd以硫化鎘的形式沉積在生物膜表層，能將Cu以硫化銅的形式沉淀在生物膜表層和液相界面處，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬污染物的吸附。

除此之外，還原性有機(jī)物質(zhì)還具有礦化固定作用，重金屬污染物能夠在還原性有機(jī)物質(zhì)作用下將離子態(tài)重金屬污染物轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔鄳B(tài)，降低其生物有效性。真菌細(xì)胞壁組分如幾丁質(zhì)等對(duì)重金屬污染物的鈍化固定、真菌體內(nèi)有機(jī)酸根離子或無(wú)機(jī)酸根離子與重金屬形成沉淀等作用，均可使復(fù)墾區(qū)域土壤中的重金屬污染物固化，從而有效降低重金屬污染物對(duì)復(fù)墾區(qū)域土壤的毒害。綜上所述，通過(guò)添加還原性有機(jī)物質(zhì)可以有效提高對(duì)復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染物生態(tài)修復(fù)效率[6]。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染物的分布特性及生態(tài)修復(fù)研究，由于重金屬污染物向來(lái)具有癥像隱蔽、分布不均、累積性強(qiáng)且長(zhǎng)期存在等特點(diǎn)，復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染物更是整體類型多、超標(biāo)點(diǎn)位多、復(fù)合污染問(wèn)題嚴(yán)重，重金屬污染物生態(tài)修復(fù)行業(yè)還處于“方興未艾”的階段，復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染物生態(tài)修復(fù)任重道遠(yuǎn)。雖然現(xiàn)階段復(fù)墾區(qū)域土壤中重金屬污染物生態(tài)修復(fù)仍處于不完全成熟的階段，但是一旦認(rèn)識(shí)到土壤修復(fù)的必要性，便可以進(jìn)行最佳的技術(shù)成本效益分析。因此，有必要加大對(duì)重金屬污染物生態(tài)修復(fù)方面的研究，為日后更好的開展環(huán)境治理工作提供理論依據(jù)。