探析礦區(qū)土壤重金屬污染生態(tài)修復(fù)

劉 微

（遼寧省丹東生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧 丹東 118000）

生態(tài)修復(fù)手段旨在運用恢復(fù)生態(tài)平衡的技術(shù)方法來修復(fù)受損土壤，依靠種植有益植被品種以及投放有益微生物等方式來重新構(gòu)建土壤生態(tài)平衡，對于存在地質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞與污染風險的礦區(qū)土壤予以完整修復(fù)。因此從根本上來講，礦區(qū)土壤污染的隱患風險因素必須要得到準確判斷監(jiān)測，充分確保礦區(qū)土壤能夠得到及時的生態(tài)修復(fù)處理?，F(xiàn)階段的礦區(qū)土壤結(jié)構(gòu)體系比較容易遭到重金屬破壞，環(huán)境監(jiān)管的機構(gòu)人員應(yīng)當更多關(guān)注于維護土壤體系的生態(tài)平衡，依靠生態(tài)修復(fù)的工藝手段方法來保護礦區(qū)土壤。

1 礦區(qū)土壤重金屬污染的生態(tài)修復(fù)技術(shù)手段

1.1 化學修復(fù)手段

從化學修復(fù)的角度來講，礦區(qū)土壤的修復(fù)技術(shù)人員針對遭到重金屬破壞的土壤深部體系結(jié)構(gòu)應(yīng)當融入化學修復(fù)制劑，確?；瘜W制劑融入到礦區(qū)土壤深部，進而起到完整改變土壤深部各類元素比例結(jié)構(gòu)的效果。由此可見，化學修復(fù)的重要技術(shù)手段必須依靠化學制劑作為保障[1]。但是在此過程中，技術(shù)人員針對化學制劑如果沒有做到嚴格限定與控制投放比例數(shù)目，那么有可能會引發(fā)礦區(qū)土壤的二次污染風險。

現(xiàn)階段的技術(shù)人員正在全面致力于研究探索化學改良手段，通過添加化合物以及各種類型的營養(yǎng)元素物質(zhì)來保持礦區(qū)土壤活性，防止礦區(qū)土壤的表層與深層體系結(jié)構(gòu)遭到持續(xù)性的破壞。通常情況下，技術(shù)人員可以選擇將含鈣比例較高的化合物、含有氮磷元素的營養(yǎng)有機物質(zhì)融入到礦區(qū)土壤內(nèi)部，旨在實現(xiàn)植被生長速度加快的目標，對于礦區(qū)土壤固有的元素成分比例予以優(yōu)化。

此外在必要的時候，土壤修復(fù)的技術(shù)人員還可選擇將鈍化材料融入到礦區(qū)受損土壤中。具有鈍化重金屬功能的化學材料制劑有益于穩(wěn)定土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)，借助于化學物質(zhì)的固化作用來保持土壤體系的生態(tài)平衡性。穩(wěn)定化與固化的礦區(qū)土壤修復(fù)化學手段可以明顯降低潛在性的土壤破壞風險，可以達到全面轉(zhuǎn)變有害有毒重金屬元素的目標。礦區(qū)土壤體系中的有害與有毒元素通過實施以上的改良轉(zhuǎn)化過程，土壤重金屬就可以被轉(zhuǎn)變成為有益基質(zhì)，進而促進土壤作物與植被的生長。

1.2 物理改良手段

對于有機物進行添加處理，或者運用全面改良礦區(qū)表土的技術(shù)手段來修復(fù)重金屬破壞土壤，上述技術(shù)手段都屬于物理改良土壤的措施方法。近些年以來，物理改良手段已經(jīng)被完整運用于礦區(qū)土壤修復(fù)過程，充分展現(xiàn)了物理修復(fù)與改良手段的良好實踐效益。技術(shù)人員如果能正確運用物理改良手段，那么有益于礦區(qū)遭到毀損破壞的土壤區(qū)域盡快達到生態(tài)平衡效果，不會由于過度施用化學改良制劑而埋下土壤破壞隱患。物理改良手段包含多種不同的改良技術(shù)方案，體現(xiàn)了因地制宜選擇修復(fù)手段的意義。

表土利用以及表土保護技術(shù)屬于非常關(guān)鍵的土壤改良模式，土壤修復(fù)的全面實施過程不可缺少表土利用以及保護措施支撐。這是由于，重金屬侵入礦區(qū)土壤的重要保護屏障就是表土結(jié)構(gòu)。表土結(jié)構(gòu)如果遭到了明顯破壞，那么土壤深部的有益物質(zhì)元素就會表現(xiàn)為過度流失現(xiàn)象[2]。因此，修復(fù)技術(shù)人員針對表層部位的礦區(qū)土壤體系應(yīng)當致力于盡快加以修復(fù)，確保做到正確實施原位土壤的元素保留處理手段，對于表層土壤中的各種營養(yǎng)物質(zhì)進行最大限度的轉(zhuǎn)化利用。

此外，各種類型的土壤有機物也可被用來全面改善礦區(qū)土壤，旨在促進土壤體系結(jié)構(gòu)中的營養(yǎng)元素達到均衡分布狀態(tài)。技術(shù)人員對于農(nóng)用有機肥可以適量加入到礦區(qū)土壤的原有體系結(jié)構(gòu)中，充分借助于有機肥以及農(nóng)家肥的土壤改良作用來維持土壤平衡，消除礦區(qū)土壤的板結(jié)現(xiàn)象。礦區(qū)土壤的表層與深層結(jié)構(gòu)在全面進行改良的基礎(chǔ)上，應(yīng)當可以保證礦區(qū)土壤恢復(fù)優(yōu)良的肥力程度，進而成功轉(zhuǎn)化絡(luò)合重金屬元素以及重金屬離子。

1.3 生物修復(fù)手段

生物修復(fù)手段的典型表現(xiàn)形式就是種植綠色植被，其中重點包含種植藤本類以及草本類的植被品種。很多綠色植被具有緊固土壤以及涵養(yǎng)水源的重要實踐作用，土壤修復(fù)的技術(shù)人員對于栽培種植綠色植被的方法應(yīng)當重點加以考慮。除此以外，生物修復(fù)礦區(qū)土壤的常用技術(shù)方法還包含投放土壤微生物，充分利用蚯蚓等有益物種來改良土體結(jié)構(gòu)，保證土壤孔隙度達到大小適中的效果。

微生物以及固氮植物都可以達到顯著改良礦區(qū)土壤的效果，對于土壤體系內(nèi)部的物質(zhì)代謝與循環(huán)過程能夠進行有效促進[3]。土壤微生物本身具有污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化以及土壤代謝能力提升的重要實踐價值，土壤修復(fù)的技術(shù)人員若能正確選擇與使用土壤微生物，那么將會達到明顯優(yōu)化與改善土壤體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)效果。例如針對鐵氧化菌而言，此種類型的土壤微生物可以直接作用于土壤深部，利用微生物本身的滲透作用來篩選土壤重金屬，對于土壤重金屬原有的毒性程度予以明顯降低。此外，技術(shù)人員針對礦區(qū)土壤改良過程還可以視情況選擇固氮類植物，因為固氮類型的植物品種主要為豆科以及草本科植物，以上植物品種都包含了根瘤菌成分。針對礦區(qū)受損土壤的體系結(jié)構(gòu)如果能普遍種植豆科植物，那么有益于氮元素被固定在植被根部，防止出現(xiàn)礦區(qū)土壤的生態(tài)失衡后果。

2 礦區(qū)土壤重金屬污染的生態(tài)修復(fù)實例

2020 年，丹東市深入開展飲用水源地周邊土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測工作。選取鴨綠江水源地為調(diào)查對象，根據(jù)集中式飲用水源地保護區(qū)風險點位布設(shè)要要素，每間隔100m 處設(shè)置一個監(jiān)測點。環(huán)境監(jiān)測人員分別在當?shù)氐囊?、二級保護區(qū)陸域內(nèi)各隨機布設(shè)一個監(jiān)測點，共布設(shè)3 個監(jiān)測點位，監(jiān)測頻次為一次性監(jiān)測。

從監(jiān)測結(jié)果看，丹東市飲用水源地周邊土壤鉻1 個監(jiān)測點位高于農(nóng)用地土壤污染篩選值，低于風險管制值，點位超標率33.3%。單項污染指數(shù)評價等級為Ⅲ級，超標點位為1 級保護區(qū)監(jiān)測點位，其余各點位各監(jiān)測項目均低于農(nóng)用地土壤污染風險篩選值，農(nóng)用地土壤污染風險低。為了應(yīng)對礦區(qū)土壤遭到重金屬導(dǎo)致的生態(tài)污染狀況，當?shù)丨h(huán)保的部門負責人員重點選擇了生態(tài)修復(fù)手段，通過栽培與種植綠色植被來修復(fù)受損礦區(qū)土壤，有效恢復(fù)了區(qū)域土壤的生態(tài)平衡性。

例如在受損礦區(qū)土壤的表面部位，環(huán)保部門人員重點運用了種植藤本植物的生態(tài)修復(fù)處理手段，確保將多種類型的藤本植物廣泛種植于受損土壤區(qū)域。藤本植物在受損的礦區(qū)土壤范圍內(nèi)如果能達到較高存活率，那么將會實現(xiàn)最佳的固坡與保持水土效果，充分展現(xiàn)了藤本類植被在修復(fù)重金屬損害土壤過程中的價值作用。環(huán)保部門人員目前可以重點考慮選擇種植忍冬、常春藤以及五葉地錦等典型藤本植被作物，旨在全面恢復(fù)礦區(qū)的受損表土結(jié)構(gòu)，促進藤本植物在礦區(qū)土壤范圍內(nèi)的蔓延擴散。

圖1 礦區(qū)土壤重金屬污染的監(jiān)測結(jié)果圖

3 礦區(qū)土壤重金屬污染的生態(tài)修復(fù)技術(shù)發(fā)展趨勢

3.1 構(gòu)建長效性的礦區(qū)土壤生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)

具有復(fù)雜性的重金屬污染因素并非靜止與固定的，而是處在緩慢演變與轉(zhuǎn)化的狀態(tài)中[4]?，F(xiàn)階段的環(huán)保部門人員針對礦區(qū)土壤修復(fù)如果停滯于短期修復(fù)處理角度，那么很難保證礦區(qū)土壤能真正恢復(fù)原有生態(tài)平衡，并且還可能會誘發(fā)潛在性的土壤二次污染后果。由此可見，全面建成長效性的礦區(qū)土壤平衡恢復(fù)系統(tǒng)具有緊迫實踐意義。環(huán)境監(jiān)管的機構(gòu)部門人員必須要善于運用動態(tài)化角度來識別判斷礦區(qū)污染的嚴重等級程度，對于長效性的生態(tài)修復(fù)手段應(yīng)當積極加以創(chuàng)新采用。土壤修復(fù)的技術(shù)人員對于土壤環(huán)境本身的內(nèi)在生態(tài)演化規(guī)律應(yīng)當給予更多重視，結(jié)合礦區(qū)土壤的自然更替與演化規(guī)律來選擇最佳的修復(fù)手段方法。

3.2 完整評估土壤污染的風險等級程度

在不同的礦區(qū)地域范圍內(nèi)，遭到破壞與損害的礦區(qū)土壤安全隱患等級將會表現(xiàn)為差異性[5]。環(huán)境監(jiān)測管理人員如果僅限于統(tǒng)一評估判斷礦區(qū)土壤的生態(tài)破壞等級，則無法充分確保礦區(qū)土壤能夠滿足生態(tài)安全的基本標準要求。因此在目前的現(xiàn)狀下，生態(tài)監(jiān)管部門人員對于多層次的礦區(qū)土壤污染元素評估指標體系應(yīng)當盡快加以建立，運用多元化的土壤破壞風險評估指標來客觀判斷土壤污染隱患，從而給出客觀性與完整性更強的礦區(qū)土壤生態(tài)破壞評估結(jié)論。環(huán)境監(jiān)管的部門決策人員應(yīng)當將現(xiàn)有監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)論予以全面的匯總統(tǒng)計處理，最終得到體系化的礦區(qū)土壤修復(fù)指標。

3.3 采納推廣自動化的土壤監(jiān)測儀器手段

重金屬污染礦區(qū)土壤的嚴重等級指標如果要得到準確判斷，那么不可缺少自動化的土壤生態(tài)監(jiān)測儀器作為保障支撐因素。與人工監(jiān)測土壤污染等級以及收集土壤污染指標數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)做法相比，建立在自動化土壤監(jiān)測儀器基礎(chǔ)之上的土壤監(jiān)測方式更加可以節(jié)約土壤監(jiān)測資源，有力支撐了土壤修復(fù)的技術(shù)人員給出最佳修復(fù)方案決策。目前在實踐中，自動化的土壤重金屬監(jiān)測儀器值得普遍運用于土壤污染監(jiān)測管控實施過程。

例如，具有自動檢測判斷功能的氫化物監(jiān)測方法重點針對于硒元素、硫元素以及鉍元素等特殊污染性金屬物質(zhì)。氫化物的土壤污染監(jiān)測方法具有全面覆蓋各類污染物質(zhì)的效果，但是監(jiān)測儀器的敏銳程度仍然有待實現(xiàn)提高。目前環(huán)境監(jiān)測人員正在積極嘗試拓展氫化物法的監(jiān)測適用范圍，對于現(xiàn)有的監(jiān)測儀器裝置實施合理優(yōu)化改造，嚴格控制監(jiān)測處理成本。土壤環(huán)境狀況包含了多個層面的復(fù)雜組成因素，土壤環(huán)境狀況處于實時變化的狀態(tài)中。環(huán)境監(jiān)測人員必須要運用動態(tài)化的科學監(jiān)測方法，準確判斷不同時間段的土壤污染狀況。原子吸收光譜的環(huán)境監(jiān)測儀器具有動態(tài)獲取土壤污染狀況信息的功能，可以幫助環(huán)境監(jiān)測人員準確獲知土壤污染的動態(tài)變化情況?，F(xiàn)階段很多地區(qū)的土壤環(huán)境生態(tài)都已遭到顯著污染破壞，客觀上體現(xiàn)了準確監(jiān)測以及嚴格控制土壤生態(tài)污染的必要性。環(huán)境監(jiān)測人員針對原子吸收光譜的監(jiān)測儀器手段應(yīng)當正確加以利用，旨在測定準確的土壤污染等級程度數(shù)據(jù)，合理選擇土壤環(huán)境的修復(fù)技術(shù)手段以及修復(fù)方案。

4 結(jié)語

經(jīng)過分析可見，全面修復(fù)遭到重金屬污染與破壞的礦區(qū)土壤需要經(jīng)歷較長時間，并且涉及到復(fù)雜程度較高的土壤生態(tài)修復(fù)流程與步驟。作為關(guān)鍵性的土壤修復(fù)處理手段來講，生態(tài)修復(fù)手段并不會給礦區(qū)土壤增加二次污染隱患，有益于礦區(qū)土壤的完整生態(tài)平衡鏈條得到鞏固確立。具體在實踐中，修復(fù)礦區(qū)重金屬污染土壤的技術(shù)措施方法仍有待獲得創(chuàng)新，環(huán)保部門也很有必要積極推廣生態(tài)修復(fù)的技術(shù)模式思路。