郝瑞萍

（大同市生態(tài)環(huán)境局廣靈分局，山西 大同 037500）

引言

土壤污染對(duì)人類(lèi)健康和生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重影響，因此研究土壤污染的成因和防治技術(shù)具有重要意義。工業(yè)、農(nóng)業(yè)和廢物填埋等活動(dòng)是主要的土壤污染源。為了 解決土壤污染問(wèn)題，科學(xué)家們開(kāi)發(fā)了多種防治技術(shù)，包括生物修復(fù)、物理修復(fù)和化學(xué)修復(fù)等方法。

1 土壤污染成因

1.1 工業(yè)活動(dòng)導(dǎo)致的土壤污染

工業(yè)活動(dòng)是引發(fā)土壤污染的重要因素之一，其中涉及多種污染物的釋放和排放。這些污染物包括重金屬、有機(jī)化合物、揮發(fā)性有機(jī)物等。重金屬如鉛、鎘和鉻來(lái)自于冶煉、電鍍和化肥生產(chǎn)等過(guò)程中的廢水和廢氣排放；有機(jī)化合物如苯、甲苯和氯化烴則主要來(lái)自石油化工、化學(xué)品制造和塑料加工等行業(yè)。這些污染物被大量排放進(jìn)入土壤，超過(guò)了土壤的吸附和分解能力。因此，監(jiān)測(cè)和評(píng)估污染物濃度，并將其與環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，可以通過(guò)以下公式計(jì)算得到污染指數(shù)，從而評(píng)估土壤的污染程度[1]：

污染指數(shù)的值越大，表示土壤污染程度越高。通過(guò)這種定量的指標(biāo)，我們可以判斷工業(yè)活動(dòng)對(duì)土壤污染的貢獻(xiàn)程度，并采取相應(yīng)的防治措施來(lái)減少污染物的排放和遷移，從而保護(hù)土壤環(huán)境的健康與可持續(xù)發(fā)展。

在工業(yè)活動(dòng)導(dǎo)致的土壤污染中，了解污染物的種類(lèi)和來(lái)源對(duì)于制定有效的防治策略至關(guān)重要。只有全面了解污染物的特性和分布規(guī)律，我們才能針對(duì)性地選擇合適的修復(fù)技術(shù)，提升土壤污染治理的效果。因此，在土壤污染調(diào)查和監(jiān)測(cè)過(guò)程中，我們需要利用先進(jìn)的分析方法和技術(shù)手段，確保準(zhǔn)確地確定污染物的種類(lèi)、濃度和來(lái)源信息[2]。

1.2 農(nóng)業(yè)活動(dòng)引起的土壤污染

為了提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，農(nóng)民廣泛使用化肥和農(nóng)藥。然而，過(guò)量或不當(dāng)使用這些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)輔助物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致土壤污染。化肥中的氮、磷、鉀等元素在被農(nóng)作物吸收后，部分無(wú)法被植物利用并殘留在土壤中，逐漸形成氮素和磷酸鹽的過(guò)量積累。這些過(guò)剩的養(yǎng)分會(huì)溶解于地下水或被徑流帶走，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，引發(fā)藻類(lèi)爆發(fā)等環(huán)境問(wèn)題。

農(nóng)藥在使用過(guò)程中，一部分會(huì)直接殘留在土壤中。合理的農(nóng)藥施用劑量和方法可以最大程度地減少殘留，達(dá)到農(nóng)產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)藥殘留率是評(píng)估農(nóng)藥施用效果和農(nóng)產(chǎn)品安全性的重要指標(biāo)。其計(jì)算公式如下：

通過(guò)合理使用農(nóng)藥以及科學(xué)的施肥管理，可以減少農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)土壤的負(fù)面影響，降低土壤污染風(fēng)險(xiǎn)。

了解農(nóng)業(yè)活動(dòng)引起的土壤污染機(jī)制和評(píng)估農(nóng)藥和化肥的使用效果對(duì)于我們制定科學(xué)的防治策略至關(guān)重要。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，我們需要加強(qiáng)對(duì)農(nóng)藥和化肥使用的監(jiān)管，制定合理的施用劑量和時(shí)間，并通過(guò)技術(shù)手段確保農(nóng)藥殘留在安全范圍內(nèi)，從而減少農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)土壤環(huán)境的不利影響[3]。

1.3 垃圾處理和廢棄物填埋引發(fā)的土壤污染

1.3.1 垃圾滲濾液的生成和傳播

在垃圾填埋過(guò)程中，垃圾中的有機(jī)廢棄物會(huì)發(fā)生分解和腐敗，產(chǎn)生大量的滲濾液。垃圾滲濾液含有有機(jī)物、重金屬和其他有害物質(zhì)，具有高度的毒性和腐蝕性。如果滲濾液沒(méi)有得到有效控制和處理，將會(huì)通過(guò)滲濾和浸潤(rùn)途徑進(jìn)入土壤層，并逐漸污染周?chē)耐寥馈B濾液中的污染物可以通過(guò)水分遷移，進(jìn)一步傳播至地下水系統(tǒng)，對(duì)水資源造成威脅。

1.3.2 滲濾液擴(kuò)散速率

滲濾液的擴(kuò)散速率是評(píng)估其在土壤中傳播的重要參數(shù)。它可以通過(guò)下述公式計(jì)算：

其中，Q代表滲濾液的流量，A代表土壤面積。滲濾液擴(kuò)散速率越大，說(shuō)明污染物在單位時(shí)間內(nèi)向土壤中擴(kuò)散的范圍越廣，對(duì)周?chē)h(huán)境的影響也會(huì)更加嚴(yán)重。

為防止垃圾處理和廢棄物填埋引發(fā)的土壤污染，我們需要采取有效的防治措施。首先，應(yīng)加強(qiáng)垃圾填埋場(chǎng)的設(shè)計(jì)和管理，確保滲濾液的收集和處理系統(tǒng)有效運(yùn)行。其次，通過(guò)建立合理的排水系統(tǒng)和防滲墻，減少滲濾液進(jìn)入土壤的可能性。此外，合理利用垃圾產(chǎn)生的滲濾液，采用適當(dāng)?shù)奶幚砑夹g(shù)，如生物過(guò)濾、化學(xué)中和等，可以降低滲濾液中有害物質(zhì)的濃度，從而減少其對(duì)土壤的污染[4]。

2 土壤污染防治技術(shù)

土壤污染防治技術(shù)措施主要包括生物修復(fù)技術(shù)、物理修復(fù)技術(shù)和化學(xué)修復(fù)技術(shù)等。在實(shí)際應(yīng)用中，土壤污染防治技術(shù)的選擇與實(shí)施需考慮到多種因素，如污染物的性質(zhì)和濃度、土壤類(lèi)型和特性、地下水深度和流動(dòng)狀況等。因此，制定綜合的防治方案和管理措施，結(jié)合不同技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和潛力，進(jìn)行全面而有效的土壤污染防治是至關(guān)重要的。此外，加強(qiáng)公眾教育和增強(qiáng)公眾環(huán)保意識(shí)也是土壤污染防治的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)開(kāi)展宣傳活動(dòng)、培訓(xùn)課程和信息發(fā)布，可以提升公眾對(duì)土壤污染問(wèn)題的認(rèn)知水平，并倡導(dǎo)環(huán)保行為和科學(xué)決策，從源頭上減少土壤污染的發(fā)生。

2.1 生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)是一種利用生物資源修復(fù)受污染土壤的方法，其中包括微生物修復(fù)和植物修復(fù)兩種主要方式。

2.1.1 微生物修復(fù)

微生物在土壤污染修復(fù)中起著重要作用。微生物通過(guò)降解、轉(zhuǎn)化或吸附等方式，分解或去除土壤中的有機(jī)污染物或重金屬，從而實(shí)現(xiàn)土壤的修復(fù)與凈化。微生物修復(fù)的作用機(jī)制可以用指數(shù)衰減模型進(jìn)行描述。該模型表達(dá)了有機(jī)污染物濃度隨時(shí)間的衰減情況，公式如下：

其中，C代表特定時(shí)刻的有機(jī)污染物濃度，C0代表初始濃度，k代表降解速率常數(shù)，t代表時(shí)間。該公式說(shuō)明隨著時(shí)間的推移，有機(jī)污染物濃度會(huì)逐漸降低，最終趨于穩(wěn)定。微生物修復(fù)依賴于土壤中微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能，因此，維持和增強(qiáng)土壤微生物的活性和多樣性對(duì)于有效實(shí)施微生物修復(fù)技術(shù)至關(guān)重要。

2.1.2 植物修復(fù)

植物修復(fù)是利用植物的生理特性和代謝能力來(lái)減少或清除土壤中的污染物。植物通過(guò)吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、蓄積和降解等機(jī)制參與土壤污染物的修復(fù)過(guò)程。植物修復(fù)的作用機(jī)理可以用植物吸附率公式進(jìn)行描述：

植物吸附率反映了單位時(shí)間內(nèi)植物對(duì)污染物的吸附能力。植物根系和根際微生物共同作用，形成“植物-土壤-微生物”界面，促進(jìn)土壤中有機(jī)污染物的吸附和分解。植物修復(fù)技術(shù)具有適用性廣泛和可持續(xù)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，適用于不同類(lèi)型的污染物和環(huán)境條件。

生物修復(fù)技術(shù)在土壤污染防治中具有重要地位。微生物修復(fù)和植物修復(fù)相互結(jié)合，可以發(fā)揮協(xié)同作用，提升修復(fù)效果。在實(shí)施生物修復(fù)技術(shù)時(shí)，工作人員需要選擇適合的微生物菌株或植物物種，并優(yōu)化修復(fù)條件，如調(diào)控溫度、濕度、氧氣供應(yīng)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等因素，以促進(jìn)生物修復(fù)過(guò)程的進(jìn)行。

此外，生物修復(fù)技術(shù)也可以與其他土壤污染防治技術(shù)相結(jié)合，如物理修復(fù)和化學(xué)修復(fù)等，形成綜合修復(fù)方案，以更好地解決不同類(lèi)型和程度的土壤污染問(wèn)題。相關(guān)部門(mén)及人員只有全面考慮土壤特性、污染源、修復(fù)目標(biāo)和環(huán)境等因素，制定科學(xué)合理的土壤污染防治策略，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤污染的有效防治。此外，監(jiān)測(cè)和評(píng)估修復(fù)效果也是生物修復(fù)技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)定期采集和分析土壤樣品，檢測(cè)污染物濃度的變化以及土壤微生物群落的演變，我們可以評(píng)估生物修復(fù)技術(shù)的效果，并進(jìn)行必要的調(diào)整和優(yōu)化。

2.2 物理修復(fù)技術(shù)

物理修復(fù)技術(shù)是一種利用物理力學(xué)原理和方法來(lái)減少或去除土壤污染物的技術(shù)手段，其中包括土壤氣抽取和減壓兩種主要方式。

2.2.1 土壤氣抽取和減壓

土壤氣抽取是一種通過(guò)抽取土壤中的氣體，以降低土壤中污染物的揮發(fā)濃度，從而減少其遷移的方法。該技術(shù)利用氣體流動(dòng)的原理，通過(guò)在受污染區(qū)域設(shè)置抽取井，應(yīng)用真空或負(fù)壓抽取設(shè)備，將土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)抽出并處理。同時(shí)，抽取過(guò)程中還可以監(jiān)測(cè)氣相污染物的濃度變化，用于評(píng)估修復(fù)效果。

2.2.2 抽取效率

抽取效率是評(píng)估土壤氣抽取和減壓技術(shù)的重要指標(biāo)，可以用以下公式表示：

該公式表示了通過(guò)氣體抽取過(guò)程成功去除的污染物質(zhì)量與初始污染物質(zhì)量之間的比例關(guān)系。抽取效率的高低可以反映出物理修復(fù)技術(shù)的有效性和修復(fù)效果。通常情況下，抽取效率越高，表示物理修復(fù)技術(shù)對(duì)污染物的去除能力越強(qiáng)。

物理修復(fù)技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、處理效果明顯等優(yōu)點(diǎn)。土壤氣抽取和減壓技術(shù)適用于揮發(fā)性有機(jī)化合物等易揮發(fā)污染物的修復(fù)，可在一定程度上降低其進(jìn)一步擴(kuò)散和遷移的風(fēng)險(xiǎn)。然而，該技術(shù)對(duì)于不易揮發(fā)的重金屬等非揮發(fā)性污染物的修復(fù)效果較差，需要結(jié)合其他技術(shù)手段進(jìn)行綜合應(yīng)用。

此外，物理修復(fù)技術(shù)在實(shí)施過(guò)程中需要考慮土壤環(huán)境的特征，如土壤類(lèi)型、滲透性和孔隙結(jié)構(gòu)等因素。不同土壤條件下，物理修復(fù)技術(shù)的適用性和效果可能存在差異，因此在選擇和設(shè)計(jì)修復(fù)方案時(shí)，相關(guān)人員需充分了解目標(biāo)區(qū)域的土壤特性，并進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化和調(diào)整。

2.3 化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)技術(shù)主要利用化學(xué)物質(zhì)與污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使其轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)或難溶于水的沉淀物，如化學(xué)穩(wěn)定化、化學(xué)還原和化學(xué)氧化等方法。這些技術(shù)可以根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇或組合應(yīng)用，以達(dá)到最佳的修復(fù)效果。

2.3.1 土壤化學(xué)穩(wěn)定化處理

土壤化學(xué)穩(wěn)定化處理是一種通過(guò)添加化學(xué)物質(zhì)，改變土壤環(huán)境的化學(xué)性質(zhì)，使污染物與土壤顆粒結(jié)合或轉(zhuǎn)化為難溶于水的沉淀物的技術(shù)。該方法主要適用于重金屬等非揮發(fā)性污染物的修復(fù)。常用的穩(wěn)定化劑包括磷酸鹽、鐵鹽和氫氧化鈣等，它們能與污染物發(fā)生離子交換、絡(luò)合或沉淀反應(yīng)，將污染物鎖定在土壤中，降低其毒性和遷移性。

2.3.2 活性炭吸附率公式

活性炭是一種常用的吸附材料，可以有效去除土壤中的有機(jī)污染物。吸附率是評(píng)估活性炭吸附效果的重要指標(biāo)，可以用以下公式表示：

該公式表示了活性炭對(duì)有機(jī)污染物吸附能力的強(qiáng)弱。吸附率越高，表示活性炭對(duì)有機(jī)污染物的去除效果越好。活性炭的吸附作用主要依靠其大量的微孔結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)官能團(tuán)，它能夠吸附有機(jī)污染物分子并將其固定在炭表面。

化學(xué)修復(fù)技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、修復(fù)速度快等優(yōu)點(diǎn)。土壤化學(xué)穩(wěn)定化處理可以有效改變土壤中污染物的化學(xué)形態(tài)，減少其可溶性和生物可利用性?；钚蕴课絼t是一種常用且有效的去除有機(jī)污染物的方法，其通過(guò)吸附作用將有機(jī)污染物從土壤中去除。然而，化學(xué)修復(fù)技術(shù)也存在一些局限性，如無(wú)法徹底去除污染物、可能引發(fā)二次污染問(wèn)題等。因此，在實(shí)施化學(xué)修復(fù)技術(shù)時(shí)，相關(guān)人員需綜合考慮土壤特性、污染物類(lèi)型以及穩(wěn)定化劑和吸附劑的選擇等因素，并結(jié)合其他修復(fù)技術(shù)進(jìn)行綜合應(yīng)用。

3 結(jié)論

本文對(duì)土壤污染的成因及防治技術(shù)進(jìn)行了探討和總結(jié)。研究發(fā)現(xiàn)，土壤污染主要由人類(lèi)活動(dòng)和自然因素共同導(dǎo)致。人類(lèi)活動(dòng)包括工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)藥使用、廢棄物排放等，這些活動(dòng)釋放出的有害物質(zhì)進(jìn)入土壤并積累造成污染；自然因素如火山噴發(fā)、地震等也會(huì)導(dǎo)致土壤污染，盡管這種情況相對(duì)較少。

為了有效防治土壤污染，我們需要采取綜合性技術(shù)措施。生物修復(fù)技術(shù)是一種重要的土壤污染防治方法，該技術(shù)利用微生物、植物或其代謝產(chǎn)物來(lái)分解、吸附或穩(wěn)定化污染物，可以有效去除土壤中的有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物。生物修復(fù)技術(shù)具有環(huán)境友好、可持續(xù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于有機(jī)污染物的修復(fù)。物理修復(fù)技術(shù)是利用物理力學(xué)原理進(jìn)行修復(fù)，如土壤氣抽取和減壓方法等，這些技術(shù)適用于揮發(fā)性有機(jī)化合物等易揮發(fā)污染物的修復(fù)?；瘜W(xué)修復(fù)技術(shù)則利用化學(xué)反應(yīng)將污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)或不易溶解的沉淀物，例如土壤化學(xué)穩(wěn)定化處理和活性炭吸附方法?；瘜W(xué)修復(fù)技術(shù)對(duì)于重金屬等非揮發(fā)性污染物的修復(fù)效果較好。

需要指出的是，不同的污染類(lèi)型和污染程度需要應(yīng)用不同的修復(fù)技術(shù)，并且常常需要相關(guān)人員結(jié)合多種技術(shù)手段進(jìn)行綜合應(yīng)用。在實(shí)施土壤污染修復(fù)時(shí)，相關(guān)人員還需考慮土壤特性、污染物的遷移途徑、修復(fù)成本等因素，制定科學(xué)、合理的修復(fù)方案。

總之，土壤污染是一個(gè)全球性的環(huán)境問(wèn)題，對(duì)人類(lèi)健康和生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響。通過(guò)了解土壤污染的成因及防治技術(shù)，我們可以采取相應(yīng)的措施來(lái)減輕污染對(duì)環(huán)境的影響。生物、物理和化學(xué)修復(fù)技術(shù)是主要的防治手段，但每種技術(shù)都有其適用范圍和局限性。未來(lái)，相關(guān)人員需要加強(qiáng)研究和創(chuàng)新，探索更有效的土壤污染防治技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境的目標(biāo)。