金属矿山土壤重金属污染修复治理措施

曲少东

1陕西省土地工程建设集团有限责任公司陕西西安710075；

2陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司陕西西安710075；

3国土资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室陕西西安710075；

4陕西省土地整治工程技术研究中心陕西西安710075；

1ShaanxiProvincialLandEngineeringConstructionGroupCo.，Ltd.Xi’an710075；

2InstituteofLandEngineeringandTechnology，ShaanxiProvincialLandEngineeringConstructionGroupCo.，Ltd.Xi’an710075；

3KeyLaboratoryofDegradedandUnusedLandConsolidationEngineering，theMinistryofLandandResourcesXi’an710075；

4ShaanxiProvincialLandConsolidationEngineeringTechnologyResearchCenterXi’an710075

摘要：现如今，随着社会主义市场经济的持续发展，为我国各行各业的发展带来了重大的机遇。商品经济的竞争力也逐渐增大，竞争日益激烈的行业不仅为我国社会主义市场经济带来了新的活力，同样也为我国金属矿山行业的发展带来一定的压力。随着国家对环境保护的要求逐渐增高，再加上可持续发展战略的提升更是在一定程度上为我国金属矿山的土壤重金属污染治理提出了新的要求，如何进一步提升其治理水平，并积极响应国家制定的可持续发展战略是当前我国金属矿山企业的管理者亟待解决的重要问题。鉴于此，本文着重分析研究了当前我国金属矿山土壤重金属污染存在的原因以来源，并对此提出了几点解决措施，旨在为我国金属矿山土壤重金属污染的治理和修护水平的提升献力。

关键字：金属矿山；重金属污染；修复治理

前言：由于土壤是人们赖以尚存的最为基本的物质之一，更是世界上不同种类的污染物的最终归属，加强土地治理，并保证土地可以有效的容纳更多污染物从而积极响应国家的可持续发展战略是具有一定现实意义的。据相关调查得知，当前世界上几乎有90%以上的污染物都留在了土壤中[1]。但是，相关专业人员发现重金属污染物在土壤中的移动性较差，且不容易被降解，若是在这过程中被水和植物等相关物质介入，不仅会造成一定程度上的污染，更会影响整体的生态平衡，不利于我国环保部门所制定的相关战略。尤其是我国矿山土壤重金属污染来讲更是会在一定程度上严重的影响到周边的环境，甚至不利于周边居民的生存和居住。因此，对重金属的污染土壤进行合理的修复是具有一定现实意义的。

1、土壤重金属污染的相关概述

1.1、化学特征

土壤重金属污染中的重金属大多均属于过渡性元素，并具有丰富的电子层结构，具有丰富电子层的结构造成其土地中的重金属具有一定的特殊性和明显的化学特征，并主要体现在以下几个方面，首先是土壤重金属污染中的重金属过度元素具有一定的可变态价，且在一定的时间内可以有效的发生一结构发生氧化还原反应，但是同一种的重金属的若是出现的不同的价态，所呈现出的活性和毒性也就具有较大的差异[2]。其次，土壤重金属污染中的重金属若是在土壤的环境下便会很容易依靠土壤中的相关物质发生水解反应，并通过水解反应来生成相关的氢氧化物，在这一过程中，土壤重金属污染中的重金属还会与土壤中丰富的机酸等物质发生硫化物、碳酸盐等物质等，这些物质都是具有很难溶解的特征，在加上土壤中重金属物质固有的不可移动性，更是会造成这类化合物难以溶解于土地，长以此往，会造成周边的土地环境出现一系列的污染的情况，并为我国环保部门对土壤重金属污染的进一步修复和治理带来一定的难题[3]。最后，是土壤重金属污染中的重金属作为中心离子会接受更多的阴离子和简单分子的孤对电子，并通过简单分子的孤对电子和阴离子形成配位络合物，这种配位络合物对环境会造成极大的危害，并在水中的溶解度呈放大的趋势，在这过程中若是在土壤中进一步发生迁移，更会对周边环境造成一定的污染[4]。

1.2、污染来源

近年来，随着工业化的进程逐渐加快，我国的环境问题逐渐受到了越来越多的关注，并加大了环境治理和土壤污染修复的整治力度，其中对金属矿山土壤重金属污染进行有效的整治是具有一定现实意义的[5]。但是，进行整治的过程中，首要一点便是要弄清楚实际的污染来源，并带有一定目的性和方向性的进行土壤重金属的污染治理。根据统计局的相关调查和研究得知，当前出现造成土壤中重金属的污染物主要分为以下几个的方面，其一是大气中的重金属沉降，由于工业生产、汽车的尾气排放以及汽车的轮胎磨损都会在一定程度上造成很有有毒物质进入土壤内，从而造成土壤重金属污染[6]。其二是农药、化肥以及塑料薄膜等的使用也会在一定程度上造成其污染，由于上述的物质中都还有Pb、Cd等物质，这些物质会在化肥中使用，若是进行施肥的过程中进入土壤里更是会造成土壤重金属污染，此外，一些农用的薄膜和塑料大棚中也会有造成土壤重金属污染的物质。其三，当前我国部分的金属矿山在进行开采的过程中经常会出现冶炼废渣以及矿渣堆放等情况的发生，这些都会在一定程度上造成其土壤重金属污染，而且金属矿山在进行开采的过程中的废弃物堆中的重金属含量较高，致使污染的范围从中心向四周进行发散，其污染也会间接的散播到其他的土地中[7]。

1.3、污染特点

根据相关调查研究的得知，土壤污染具有一定的隐蔽性和滞后性，并很难在第一时间被发现，由于水污染和大气污染可以通关视觉和嗅觉进行得知，并采取相关的方式进行治理，但是土壤污染却很难通过感官进行发现，智能是对土壤的样品进行采集，并进行一系列的分析和农作物的残留检测等得知土壤是否遭受了污染[8]。但是，由于当前世界上各个国家对土壤污染的研究和成果较少，致使土壤污染从产生到问题的出现都会经历较长的一段时间才能被发现，在这过程中便会影响周围环境和人们的居住生活[9]。与此同时，土壤的重金属污染具有一定的积累性，由于土壤污染具有一定的隐蔽性和滞后性，并很难在第一时间被发现，再加上一些有毒物质进入土壤中，会使得土壤中的有毒物质不能轻易的便进行挥发，若是不及时选择合适的处理方法，便会使得土壤中的有毒物质一直存留在土壤中，从而造成土壤的不可逆转性，经过相关调查研究发现，一些被严重污染的土壤甚至要等到200年才能逐渐恢复[10]。除此之外，土壤重金属污染很难被彻底的治理，土壤污染具有一定的隐蔽性和滞后性，并很难在第一时间被发现，再加上土壤污染一旦发生时，便不能仅仅通过稀释作用来将土壤进行净化和清除，若是严重者，只能通过换土等方法进行，这样更是会造成较大的工作量，且进行治理的过程也较慢[11]。

1.4、污染危害

其一、土壤重金属污染会在一定程度上造成极大的经济损失，据统计局的相关统计数据得知，每年由于土壤重金属的污染都会造成大概1000万吨粮食的减产，被土壤重金属所污染的粮食也高达1100万吨左右，这和经济损失大概200亿元左右，其主要原因就在于农药和有机物的污染、放射性污染以及相关土壤污染都会造成粮食的减产和大量经济的损失，前些年在我国天津的某一农田就是因为引灌了含有有毒化学物质的水，从而造成数万亩的小麦受害甚至是减产[12]。其二、土壤污染会造成食品的品质不断下降，由于我国很多城市的土壤都会在不同程度上受到近郊土壤的的污染，从而在一定程度上造成粮食和蔬菜中的重金属含量严重超标，具西安环保所报道，该市在市面上所售卖的青菜都受到了硝酸盐的污染，其中北京和上海的污染最为严重，经过有关部门调查后得知，土壤重金属污染一方面会对食品卫生等造成一定的影响，更是会在一定程度上对当地的农作物的品质造成影响，甚至使得农作物出现腐烂，气味改变等情况的发生[13]。其三、土壤的重金属污染会在不同程度上对人们的生命安全造成一定的威胁，由于土壤污染会促使污染物在农作物中不断的积累甚至是增多，若是通过植物进入人们的体中更是会对其健康造成一定的威胁，甚至会引发癌症等相关的疾病。当前我国对土壤重金属污染的相关研究不足，对于土塘污染对人体所能导致的相关污染疾病的研究仍存在一定的空白[14]。但是，根据相关统计和证明中得知，土壤中的重金属污染会间接的影响到人们的肝脏。因此，对土壤重金属污染进行有效的治理，并对污染源进行的查明，从而带有一定针对性和明确性的进行的治理是具有一定现实意义的[15]。

2、金属矿山土壤重金属污染修复现状

根据当前我国山区中金属矿山目前的发展现状来看，大部分金属矿山企业的管理者将更多的注意力转向对扩大生产规模并追求经济效益的方面上，并对金属矿山中土壤重金属污染的治理和修复却没有给予更多的重视程度，，从而致使很多金属矿山生产经营规模中的矿区普遍存在重金属污染土地面积较大，且污染较为严重，很多金属矿山企业并没有对土壤重金属污染进行一定的整治，也没有投入一定的资金用来进行污染的修复和治理[16]。即使有少数的金属矿山企业进行治理，也没能深刻的找出问题出现的原因，由于每个矿区的实际情况以及当地土壤重金属污染的程度各不相同，若是仅仅要应对上级的要求而进行治理，并选择千篇一律的治理方法时，很难会达到应有的效果。还有一些金属矿山企业在进行治理的过程中并没有真正的做到场地的评估以及土壤污染现状的分析，便盲目的进行的治理，不仅会降低实际的修复效率还会为修复人员的工作带来了一定的强度[17]。一些进行土壤重金属污染治理的工作人员都是金属矿山企业内部的施工人员，其专业水平不足更是会在一定程度上影响了整体的修复情况，很多进行土壤重金属污染的施工人员并未接受过专业的训练，也没有深刻的了解到土壤重金属污染对环境可能造成的危害，在进行施工的过程中为了节省时间经常出现敷衍了事等情况的发生，从而致使整体的土壤重金属污染修复力度不佳，并不能真正的落实可持续发展战略的提出和响应[18]。

3、金属矿山土壤金属污染的相关修复治理方法

3.1、金属矿山土壤重金属污染修复治理的指导思想及原则

3.1.1、修复治理思想

当前我国金属矿山土壤重金属污染已经逐渐受到了越来越多的关注，尤其是随着可持续发展战略的提出，对我国金属矿山的土壤重金属污染进行严格的质量势在必行。金属矿山的土壤重金属污染需要进行的强有力的治理，这便离不开相关的环保部门的支持和引导。对土壤重金属污染进行有效的治理和修复对周边环境所作出的贡献也是不言而喻，只有转变以往的治理思路，提升治理技术，创新治理方法，改善治理方式，并加强正确的土壤重金属污染治理的引导，才能在一定程度上改善金属矿山企业周边的环境，并在一定程度上促使金属矿山企业的整体水平呈显著上升趋势，从而真正的落实可持续发展战略的提出和响应，除此之外，对土壤重金属污染进行合理的治理也可以有效的填补我国乃至世界上对于土壤重金属污染的研究，从而有效的提升我国在进行环境治理方面的进步，并能真正的实现可持续发展。因此，在进行土壤重金属污染的修复和治理的过程中需要遵循相关的指导思想，相关专业的治理人员需要认真贯彻执行我国环境保护过程中“预防为主、防治结合、综合治理”以及“谁污染，谁治理”和“强化环境管理”的三大对策。相关的金属矿山企业的管理者需要转变以往的治理思路，并保证以矿山的开发和建设为主，在进行建筑的过程中也需要以土壤重金属污染的特点具有一定针对性的进行治理，不仅要逐渐解决土壤污染问题，还要有序的实施污染土壤的相关治理问题，从而不让土壤重金属污染中的相关污染物出现的迁移等情况的发生，并使其对金属矿山周边环境的实际影响降至最低。

3.1.2修复治理相关原则

随着金属矿山中的土壤重金属污染问题日趋严重，对金属矿山的相关治理问题的解决迫在眉睫，在进行土壤重金属污染的修复和治理的过程中更需要遵循相关的原则，并带有一定目的性和针对性的进行相关的治理，以此来进一步提升对金属矿山土壤重金属污染的治理问题，从而有效的填补我国对环境治理方面的空白，在进行治理的过程中也需要中也需要根据金属矿山的实际情况带有一定目的新和针对性的进行治理，并严格的遵守相关的治理和修复的原则。首先，在进行生产建设的过程中坚守与污染土壤修复并重的原则，在这一过程中，需要严格的落实并执行“三同时”原则，大力的推广清洁生产工艺，并积极的开展“三废”的综合利用，在这过程中，相关的管理者需要对生产建设给予一定的重视程度，金属矿山企业领导需要尽可能的了解土壤重金属污染总体局势，结合企业的实际发展情况进行思考总结，从而更好的制定企业经营成本发展的土壤重金属污染治理方式。与此同时，金属矿山企业领导需要转变以往的管理思想，加大对土壤重金属污染治理的投资力度，并将进行煤矿开采的一部分资金转移到对土壤重金属污染治理的方面上，并引进先进的国外优秀土壤重金属污染治理理念，来打造金属矿山企业自身的土壤重金属污染治理。金属矿山企业领导需要多多对比其他地区的金属矿山企业的实际土壤重金属污染治理情况，并虚心汲取优秀的治理经验从而应用在自身的土壤重金属污染治理中，若是发现其他金属矿山土壤重金属污染治理的不足之处，也要及时与自身的土壤重金属污染治理相对比，做到有则改之、无则加勉。以此来促进自身金属矿山企业的蓬勃发展，并降低污染。其次，还要坚持可持续发展的原则，金属矿山的土壤重金属污染主要是对排放到位的尾矿库以及其他地区被污染土地进行合理的治理，并在被污染的土地上建造一个新的生态系统，并有效的增加土地的养分，从而更好的促进土地资源的保护和可持续发展。在进行土壤重金属污染治理和修复的过程中，一方面要考虑到经济的合理性，并选用具有环保且高性价比的方案用于治理，另一方面要保证生态的合理性，并采用科学且合理的方式来建设可以进行持续发展的生态系统，从而进一步促进金属矿山企业的可持续发展。最后，要进行统筹规划并进行综合治理，在这过程中，企业需要遵循因地制宜的原则，并于保证在开展土壤重金属污染治理工作的过程需要中需要根据实际情况出发，做到突出重点，因地制宜。在进行治理的过程中一方面要保证周边的植被不会遭到破坏，另一方面要有效的防止尾矿中的污染物经过污染并转化进入水中。

3.2、重金属污染土壤的治理修复技术

3.2.1、物理化学法

为了进一步加强土壤重金属污染治理和修复力度，根据金属矿山的实际发展情况选择合适的治理修复技术是具有一定现实意义的。在这过程中，进行物理化学法便是一种可以有效提升土壤重金属污染治理技术的重要方法，进行土壤重金属污染治理中的物理化学法主要包括以下几点的重要的部分，其一是电动修复法，电动修复法主要是在包含污染土壤的电解池的两侧加入直流电压并因此来形成的一种电线梯度，在这种技术下，土壤中的重金属会被带到电解池的两侧并进行进一步的处理，以此来有效的实现土壤样品的清洁工作。由于电动修复是一种当前流行且具有一定先进性的技术，被我国各大金属矿山进行土壤重金属污染治理的过程中所广泛的应用，并取得了较为的明显的成绩。这种技术具有较高的经济效益，也能方便进行二次处理。随着科技的进步和时代的发展，一些西方发达国家已经逐渐使用了这种技术，并取得了一定的成绩，其次是采用的土壤淋洗法，这种方法主要是将土壤固相中的重金属转移到某处，并将含有重金属的废水进行有效的处理。这种方式的关键点在于对淋洗的选择，当前较为流行的方法是选择含有盐酸、硝酸以及草酸等物质进行。淋洗法对商业化的发展也具有一定的促进作用，最后是进行玻璃化技术法，这种技术法主要是利用电极加热经重金属污染的土壤进行融化，并放置在常温下静止。但是这种技术相比与前两种方法来讲更为复杂，在进行融化的过程中也需要大量的电能。

3.2.2、生物方法

对金属矿山的土壤重金属污染治理和修复进行生物方法也是有效提升其治理水平的又一重要举措，生物方法主要是基于现代生物技术，并使得土壤中的有害污染物可以最快程度上进行去除，以此来有效的提升其土壤质量。因此，根据相关专业学者的研究发现用于进行土壤重金属污染治理的生物方法主要是包括微生物修复方法和植物修复方法。其中的微生物修复方法主要指的是利用土壤中的一些细小的微生物来有效的吸收土壤重金属中的相关有毒物质，并通过微生物的吸附来有效的降低土壤中的重金属含量，并实现修复土壤的目的，在专业过程中，进行微生物修复技术相比于物理化学技术和农业技术来讲，设施较为方便，且具有较高的性价比，但是，随着科技的发展和时代的进步，物理技术和农业技术逐渐受到了更多的重视和使用。在这一情况下的微生物技术便没有得到更多的利用，除此之外，还有植物修复技术，这一技术是利用六五根部的一些的特殊的物质，以此来有效的使土壤中的污染物进行有效的转变，这些植物会通过根茎进行分解和沉淀以及整合等方式进行。与此同时，利用植物萃取也可以有效的进行土壤重金属污染治理，这种技术适用于受到较少污染的土层，但是这种技术需要所选的植物具有较大的生物量和生长较快等优势，才能有效的进行土壤重金属污染治理。由此可知，生物方法中的植物萃取法是最适合我国金属矿山中土壤重金属污染治理的重要方法，也是最有应用前景的，这种方法的主要优势便是绿色净化，且经济有效。因此，随着可持续发展战略的提出，这种方法还会持续的发展下去，并取得更高的成绩。

3.2.3农业方法

农业方法是用来进行土壤重金属污染治理的又一种有效的方法，这种方法主要的特点便是因地制宜，并有效的调整耕作管理制度，在受到污染的突然发给加入不同的食物链的植物，在这基础上还要选用可以有效降低土壤重金属污染的化肥。此种方式也能有效的改善土壤的活性，并降低生物的有效性。以此来真正的达到减轻其危害的目的。在使用农业方法进行土壤重金属污染治理的过程中需要对金属矿山的实际发展情况进行大致的了解，并对土壤的水分、养分以及PH值等相关参数进行明确，农业方法主要是应用在当前我国较小金属矿山的治理和发展中，主要是因为该方法具有费用低，且使用便利、无副作用等相关的特点，但是农业方法的实际发展前景却不植物萃取方法，其主要原因是在于农业技术方法进行土壤重金属污染治理的周期较长，使用在金属矿山的适应能力尚可，在进行土壤重金属污染治理的过程中仅仅适用于中轻度污染的土壤治理。因此，若是想进一步提升其修复方法，便要有效的提升相关的农业技术，并提升农女技术与土壤重金属污染治理的融合程度。

4、金属矿山土壤重金属污染治理修复的展望

随着工业化进程加快，我国金属矿山领域得到了长足的发展。但是，随着我国的环保部门的发展和改革，可持续发展战略的提出更是为金属矿山的进一步发展带来了重大的挑战。与此同时，当前我国环境治理方面所出现的问题日益增多，对土壤重金属污染治理势在必行。因此，土壤重金属污染治理有着广阔的发展前景。土壤重金属污染治理未来会向着智能化方向迈进，甚至与物联网相结合，从而通过物联网来统计当前我国金属矿山出现土壤重金属污染的情况，将物联网技术与土壤重金属污染治理相结合，并将海量的数据和资源都归集到土壤重金属污染治理管理中心的系统中，以此来在无形中提升土壤重金属污染治理技术。与此同时，土壤重金属污染治理在未来会朝着系统化和专业化的方向发展，并对上述提及的物理化学治理方法、生物和植物萃取治理方法以及农业方法进行技术上的完善，城市中小型的金属矿山会被集合在一体，并接受专业的土壤重金属污染治理技能培养从而形成专业完整且系统化的土壤重金属污染治理体系，这种专业且系统的土壤重金属污染治理更会为完善以往的土壤重金属污染治理方案，从而促进我国金属矿山的蓬勃发展。

结论：随着社会主义市场经济体制的不断深入发展，为我国金属矿山领域的改革带来了重大的机遇，在这一环境下，我国的金属矿山企业更需要从自身做起，积极响应国家所制定的可持续发展战略，并对周边的金属矿山的土壤重金属进行合理的修复和治理，以此来有效的达到净化周边的环境和空气，并为周边的居民提供一个健康且环保的居住环境，并最终实现绿色安全的施工。本文通过了对某市的金属矿山进行了实际的探索和研究，发现了当地金属矿山土壤重金属的危害问题，在查阅大量的相关资料和实证调查后对如何进一步提升对金属矿山土壤重金属污染修复治理的相关问题提出了几点有效的重要举措，在经过一段时间的尝试后发现效果甚佳。从而得出以下结论，坚定不移的以国家可持续发展战略作为修复治理的核心思想，并严格落实在进行治理过程中的质量环境监测，从而采用科学物理化学方法和生物方法等进一步提升金属矿山土壤污染治理质量。

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