土壤污染与污泥处置的相关性

土壤重金属污染指的是什么 

重金属通常是指密度大于5克/立方厘米的所有金属元素，包括汞、镉、砷、铅、铬、镍、铜、锌、钒、锰、锑等，其中前5种元素因其毒性大被称为“五毒元素”。

顾名思义，土壤重金属污染就是重金属或其化合物通过各种途径进入土壤造成的污染。土壤遭受重金属污染的典型事例最早可追溯到19世纪发生在日本足尾铜矿山的公害事件，由于铜矿山废水排入农田，使土壤中铜含量高达200毫克/千克，不仅造成水稻严重减产，而且使矿山周围农田变为不毛之地。进入20世纪五六十年代，相继发生了举世瞩目的“八大公害事件”，其中发生在日本的“痛痛病”和“水俣病”公害事件就是土壤受到重金属镉和汞污染的两个典型。

土壤重金属污染的危害 

重金属可以污染水体、大气、土壤、作物等，但重金属不会像有机污染物那样被降解，因此通过食物链被生物体吸收后，会在体内积累，对人类健康造成巨大的威胁。有毒有害的重金属元素，例如砷、镉、铬、汞和铅，会对人体造成严重的危害，可能导致高血压、语言障碍、疲劳、睡眠障碍、提高攻击性倾向、注意力不集中、易怒、过敏反应、自身免疫疾病、血管闭塞以及记忆力下降等疾病和症状。重金属元素还会对人体细胞酶产生毒害作用。

土壤重金属污染来源 

土壤中重金属的来源可分为地质过程内源和人为活动外源两部分。地质过程内源又可分为继承型和次生富集型两类。继承型是指母岩中镉、汞、铅等有害重金属含量本底高，在后期的风化成土过程中，这些有害重金属继续保留在土壤中。资料显示，我国土壤大面积的重金属高异常主要是由成土母岩引起的，这些成土母岩多是富含铜、铅、锌、砷、镉等有害元素的硫化物矿床、黑色岩系、煤系地层等地质体，以及含锰、铬、镍的基性岩等。

次生富集型是指成土母质中重金属元素含量并不高，但是在母岩风化成土过程中，化学性质活跃的元素，如钾、钠、钙、镁等易进入水体流失。而化学性质不活跃的元素，如汞、铅、砷等有害元素在原地的风化残留物中反而富集了。

人为活动外源主要是指大量重金属通过人为活动进入到土壤环境中，其中主要是现代化工业，例如电镀、电池、化肥、矿业、造纸、杀虫剂、制革、塑料制品、冶金、采矿、化石燃料等制造、使用、活动过程中产生的含重金属的废水、废渣和废气。

土壤中重金属的活性 

土壤中重金属的含量和存在形态，很大程度上决定了其对环境、人体的风险高低。目前，土壤重金属的形态分级可分为离子态（水溶态）、可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态和残渣态。不同形态的重金属，其毒性、迁移性和生物有效性均有不同差异。

一般来说，离子态的重金属移动性强，易被植物吸收，多存在于土壤溶液中或土壤黏粒表面，有着较高的生物有效性；而某些重金属离子会与土壤中的盐类（如磷酸盐、碳酸盐、硫化物、铁锰氧化物等）、有机质形成沉淀物、复合物或螯合物，移动性有所降低，生物有效性也随之下降；最为稳定的则是残渣态，一般存在于硅酸盐、原生和次生矿物等晶格中。

影响土壤重金属形态分布的因素有很多，归纳起来可分为两大类：一类是土壤内因，即土壤理化性质，如pH值、土壤有机质、土壤质地、胶体含量、离子含量、Eh值、营养元素等；另一类是人类活动，如输入到城市土壤中的重金属的数量、种类的影响。

土壤重金属污染修复的方法 

根据修复方式以及处理后土壤位置是否改变，土壤重金属污染治理方法分为原位治理和异位治理。异位治理环境风险低，见效快，成本高，环境扰动大，如客土法、换土法、土壤淋洗法等。原位治理中主要包括物理修复、化学修复、生物修复以及农业生态修复。

物理修复主要包括电动修复、电热修复等。电动修复主要通过电流的作用，土壤中重金属离子和无机离子以电渗透和电迁移方式向电极运输，然后进行集中收集处理。

化学修复就是向土壤中投入改良剂，通过对重金属的吸附、氧化还原等作用，降低重金属的生物有效性，常用的土壤改良剂有石灰、沸石、碳酸钙、磷酸盐、有机质等。

生物修复利用生物削减、净化土壤中重金属或降低重金属毒性。1983年美国科学家Chaney提出了利用超富集植物清除土壤中重金属污染的思想，即利用植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，将植物收获并进行妥善处理后可将该重金属移出土壤，达到污染治理与生态修复的目的。

农业生态修复主要包括两个方面：一是农艺修复措施，包括改变耕作制度，调整作物品种，种植不进入食物链的植物，选择能降低土壤重金属污染的化肥，或增施能够固定重金属的有机肥等措施，来降低土壤重金属污染；二是生态修复，通过调节诸如土壤水分、土壤养分、土壤pH值和土壤氧化还原状况及气温、湿度等生态因子，实现对污染物所处环境介质的调控。