金屬礦山重金屬污染廢棄地土壤修復(fù)技術(shù)研究

呂 飛，賀曉燕，賀光照

（1.云南昊藍(lán)環(huán)境工程有限公司，云南 昆明 650100；2.昆明市生態(tài)環(huán)境工程評估中心，云南 昆明 650100）

礦產(chǎn)資源對人類生活和社會發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，是重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，國家對礦產(chǎn)資源的尋找和利用活動越來越多，因此，在對金屬礦山的開發(fā)和采礦過程中礦產(chǎn)資源所含有的重金屬元素難免對周邊環(huán)境產(chǎn)生污染和影響，土壤問題日益凸顯。

一系列的開采活動對礦山原有的生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞，削弱了生態(tài)系統(tǒng)功能，有毒機(jī)制增多，滲入到土壤內(nèi)，形成多片被污染的廢棄土地，土壤質(zhì)量降低，最終會通過食物鏈進(jìn)入到人體內(nèi)部，對人類的健康造成威脅。如若國家對其置之不理，任其自生自滅，自然演替恢復(fù)原有地貌需要等待百年時間，這對我國生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展造成阻礙，人類生產(chǎn)生活甚至生存將不能被延續(xù)。

因此，對于金屬礦山重金屬污染廢棄地土壤的修復(fù)工作刻不容緩。通過分析金屬礦山重金屬污染廢棄地土壤的特征和影響，結(jié)合相關(guān)學(xué)者的研究理論，提出三種修復(fù)方法：植物修復(fù)法、自身基質(zhì)修復(fù)法、階段性修復(fù)法。希望對我國日后土壤污染的修復(fù)工作提供有力的幫助和參考價值，為土壤修復(fù)技術(shù)的遠(yuǎn)景增添信心，促使我國日后生態(tài)環(huán)境健康發(fā)展，人類生活健康長久。

1 金屬礦山重金屬污染廢棄地土壤特征

污染廢用地形成的主要原因是礦山被開采后失去了以后的利用價值，例如露天采場、尾礦庫、廢石場、塌陷區(qū)等，都是被損壞和污染了的場所，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，金礦開發(fā)所導(dǎo)致的土地污染和損壞面積達(dá)到165.8萬hm2。這些被重金屬污染了的廢地給土壤帶來了四個特征：普遍性、隱蔽性、表聚性和不可逆性。

除此之外，重金屬廢地對環(huán)境造成的影響不只是污染土壤，還會對地表地貌、水環(huán)境、大氣環(huán)境和生物多樣性造成影響。礦山周圍的硫化物，通過氧化呈現(xiàn)酸性廢水，污染水資源，造成植物動物的死亡，自然景觀無法恢復(fù)原貌，土壤喪失穩(wěn)定性。

因此，要貫徹“預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理”方針，控制并消除污染源，對于遭受污染的土壤，控制有害物質(zhì)在土壤中的溶解速度，避免滲入作物中而誤進(jìn)食物鏈，影響身體健康等。

2 金屬礦山重金屬污染廢棄地土壤修復(fù)技術(shù)分析

在此次分析過程中，將分析過程與分析內(nèi)容通過下述圖像體現(xiàn)。

根據(jù)圖1內(nèi)容，完成此次金屬礦山重金屬污染廢棄地土壤修復(fù)技術(shù)分析過程，并對其進(jìn)行系統(tǒng)描述。

圖1 金屬礦山重金屬污染廢棄地土壤修復(fù)技術(shù)分析過程

2.1 植物修復(fù)法

植物修復(fù)技術(shù)是近年來應(yīng)用最為廣泛的一項環(huán)保新技術(shù)，適合用于受金礦山開發(fā)利用影響的重金屬污染土壤修復(fù)工作。它的工作原理是將植物直接作用于受重金屬污染的土壤中，通過分解、圍堵或移除來發(fā)揮修復(fù)作用。許多學(xué)者甚至科學(xué)家認(rèn)為，它是目前土壤修復(fù)工作中最便宜、最方便的方法，屬于原位修復(fù)技術(shù)，易于二次污染的控制，具有保護(hù)表層、削弱侵蝕和水土流失的特點(diǎn)。通過植物修復(fù)法可以利用其吸收、固定、凈化、累積等作用，消除污染土壤中的重金屬物，改善土壤質(zhì)量，恢復(fù)土地原貌，優(yōu)化生態(tài)環(huán)境。

植物修復(fù)技術(shù)可以通過三個途徑達(dá)到土壤修復(fù)效果，包括植物提取、植物穩(wěn)定和植物發(fā)揮。通過植物提取將土壤中的重金屬吸附到地上植物的莖、葉和組織內(nèi)，而后將其收割處理。

在對植物提取工作中著重注意超積累植物的篩選，根據(jù)搜集材料發(fā)現(xiàn)，吳淞草、鳳尾蕨類植物大葉井邊草、鴨跖草、寶山堇菜、山茶科木荷葉子等植物的吸附重金屬能力較強(qiáng)。植物穩(wěn)定是利用一些耐重金屬植物的根部，吸收、遷移或累積污染物質(zhì)，從而鎖住重金屬不向外蔓延，豆科植物可以被很好的利用到這一階段。

但植物穩(wěn)定只是暫時的，要隨時觀察土壤環(huán)境的變化，降低擴(kuò)散和二次滲透的可能。通過植物揮發(fā)，將土壤中的金屬物質(zhì)轉(zhuǎn)化為揮發(fā)形態(tài)，通過氣體的方式釋放到大氣中，從而改善土壤被重金屬污染問題。

2.2 自身基質(zhì)修復(fù)法

自身基質(zhì)修復(fù)法就是通過物理、化學(xué)、生物三個角度對土壤進(jìn)行改善。例如，淋洗法、稀釋法、穩(wěn)定化及化學(xué)法、物理分離法等成本稍高、管理復(fù)雜、對環(huán)境擾亂活動大的土壤修復(fù)方法。物理方法可以利用表土回填、客土法等，提前對要建設(shè)的礦山場地進(jìn)行表土剝離，待礦山工程開發(fā)利用后，再將表土分層填回到修復(fù)場地，盡可能的保留了土壤結(jié)構(gòu)，土壤營養(yǎng)成分和土壤種子庫。同時，也可以利用粉碎發(fā)酵后的秸稈、谷殼和稻草等農(nóng)作物替代土壤改良基質(zhì)，促進(jìn)營養(yǎng)成分提升。運(yùn)用物理隔離法將防滲材料放在污染土壤和未污染土壤之間，減少污染范圍的擴(kuò)散，例如在污染土壤上覆蓋合成膜，污染土壤下放水泥和石塊的混合層，限制土壤污染蔓延。固化修復(fù)技術(shù)和淋洗修復(fù)技術(shù)是化學(xué)修復(fù)工作的兩個手段。將石灰和磷酸一銨等鈍化劑滲入土壤中，能夠抑制和固化鎘、鉛、鋅的移動性，使它們從非殘渣態(tài)轉(zhuǎn)化為殘渣態(tài)，降低了重金屬的游走性。淋洗修復(fù)技術(shù)可以將固定劑增添到深層土壤中，從而固定從耕作層淋下來的重金屬，且后期不會被降水等淋洗出來，控制地下水的環(huán)境風(fēng)險，據(jù)實(shí)驗表明EDTA可以發(fā)揮好淋洗修復(fù)法的具體效果。

2.3 階段性修復(fù)法

階段修復(fù)法是對生態(tài)環(huán)境的治理狀態(tài)設(shè)置了三個階段，包括治理預(yù)設(shè)階段、修復(fù)初始階段和修復(fù)完成和后續(xù)階段。其實(shí)就是對重金屬污染廢用地土壤修復(fù)工作的三個工作流程。

首先要對礦山生態(tài)環(huán)境破壞和土壤污染的現(xiàn)狀進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，不同礦山周圍的土壤污染狀態(tài)不同，針對不同的污染土壤制定相應(yīng)的修復(fù)技術(shù)以及維護(hù)管理。修復(fù)工程團(tuán)隊要有宏觀的規(guī)劃設(shè)計，根據(jù)實(shí)際情況和資金投入狀況，對土壤進(jìn)行預(yù)測、修復(fù)、監(jiān)管、風(fēng)險評估等工作，通過動態(tài)的污染檢測和監(jiān)管，對土壤進(jìn)行科學(xué)地預(yù)測和風(fēng)險評估，考慮土壤的污染程度、范圍以及分布規(guī)律，依據(jù)數(shù)據(jù)和技術(shù)制定標(biāo)準(zhǔn)，有些修復(fù)方法并不被普遍適用。前期一定要做好細(xì)致的宏觀規(guī)劃和設(shè)計，在詳細(xì)調(diào)查和測量的基礎(chǔ)上，有效運(yùn)用地理信息技術(shù)，科學(xué)管理污染資源并嚴(yán)格監(jiān)督修復(fù)流程，才能達(dá)到污染土壤修復(fù)的最佳效果。

3 結(jié)語

金礦山重金屬廢用地污染土壤的修復(fù)工作中植物修復(fù)法能達(dá)到最佳效果。但是，方法的實(shí)行還要有有效的評估和評價體系，來確定修復(fù)工作是否成功。因此，國家要加深加大對金屬礦山廢棄地土壤修復(fù)的研究工作，通過修復(fù)效果的評估來控制污染蔓延、改良景觀、改善生態(tài)環(huán)境，為人類健康美好的幸福生活提供重要保障。