土壤汞污染的來源及修復方法
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[摘 要] 土壤中汞污染日趨嚴重，而汞具有很強的毒性、持久性、遷移性以及高度生物富集性。文章系統分析了土壤汞污染的來源和汞污染土壤的修復技術，指出了目前治理汞污染土壤存在的問題，并提出了相關建議，為后續修復與治理汞污染問題提供了借鑒。
[關鍵詞] 土壤;汞污染;來源;修復方法
[中圖分類號] X53 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2019）08-113-2
隨著現代技術的迅速發展，重金屬污染問題越來越嚴重。2014年4月18日，環保部與國土部聯合發布土壤污染狀況調查公報。公報顯示，全國土壤總的超標率是16.1%，以無機污染為主，其中重金屬鎘、汞、砷是污染前3的無機污染物。汞被EPA（美國環保署）列為優先控制污染物之一，具有持久性、遷移性和高度生物富集性，對人與生物均具有很強的毒性[1]。
汞會通過食物鏈進入人體，對人體產生危害，對人體的危害具有典型的累積性質[2]。其中，對人體產生毒害作用的是無機汞和有機汞。汞對植物體也有一定影響，低濃度可以促進植物生長，但是當濃度過高時會對植物有毒害作用，影響植物的生長發育，嚴重會導致枯萎死亡。土壤是陸地上具有肥力并能生長植物的疏松表層，是污染物很好的蓄積場所。但是，當土壤污染過高時，超過其自凈能力后會釋放污染物，成為污染物潛在的污染源。因此，清楚汞污染的來源，有針對性地對土壤污染汞進行修復治理至關重要。
1 土壤中重金屬汞的來源
土壤中汞的污染來源為自然來源和人為來源2種[1]。其中，自然來源指的是土壤母質本身含的汞;人為來源包括污水灌溉、大氣汞的干濕沉降、農田耕作中不合理使用有機汞農藥和含汞化肥以及含汞固體廢棄物的堆積等。
1.1 自然來源-土壤母質
地表巖石經過風化作用形成土壤母質，巖石中的汞部分殘留在土壤母質中，構成了土壤中汞最基本的來源[3]。研究表明，不同地區不同類型土壤中汞的背景含量不同，平均值約為1.1 mg/kg，且有機質土和新成土中汞含量偏高[4]。由于土壤母質汞的來源復雜多樣、形成周期長且易受自然環境的影響，因此很難精準估算汞來源釋放量。
1.2 人為來源
1.2.1 污水灌溉。污水灌溉是土壤中污染的一個重要因素。在天津、西安、淮陽以及貴州等地區，仍有因為污水灌溉引起的土壤汞污染。尤其林凱[1]在貴陽清鎮地區某化工廠下游附近污灌農田土壤中的總汞含量高達24～347 mg/kg?？梢?，由污水灌溉引起的土壤汞污染問題不容忽視。
1.2.2 大氣中汞的干濕沉降。大氣沉降是土壤汞含量增加的又一重要原因。全球每年向大氣中釋放的汞含量為6 000～7 500 t，其中50%～75%是人為造成的[5]。由于干濕沉降進入土壤中的汞約占93.7%，進入到土壤的汞迅速被土壤有機質與黏性物質吸附在土壤表層富集，從而使土壤汞濃度超標[6]。資料顯示，每年由大氣沉降進入農田的汞為3.54 g/hm2，約為灌溉污水輸入汞的2倍[7]。
1.2.3 農藥與化肥污染。含汞農藥可以防治植物病蟲害，但同時使土壤中的汞濃度增加，其中汞殺菌劑由于含有各種不同的汞化合物，是汞污染土壤的主要來源。同時，農田施用的肥料也含有一定量的汞，因此施肥過程也會將肥料中的汞帶入土壤[8]。
2 土壤中汞的修復技術
修復土壤汞的方法主要有物化法和生物法。
2.1 物化法
物化法是發展較早的修復方法之一，采用一定工程手段對污染汞土壤進行修復。
2.1.1 客土法。客土法是將被污染的土壤翻新、深埋換上新鮮的土壤，優點是穩定徹底，缺點是工程量大、投資費用高，且在換土中存在漏滲、污染環境等問題，還會破壞土體結構，引起土壤肥力下降，故而不適宜進行大面積推廣。
2.1.2 熱處理修復技術。熱處理法是通過加熱或向污染土壤中通入熱蒸氣，將土壤中污染物移出土壤并進行集中處理的技術。汞會在高溫（600～800 ℃）時成為元素汞，從而使汞污染土壤得到修復[9]。熱處理法對土壤汞污染的修復十分有效，向土壤中通入熱蒸汽或用變頻加熱土壤即可使廢物析出土壤[10]。熱處理法可以快速去除土壤中汞，且可以在修復過程中進行汞的回收。但是，溫度是熱處理法最關鍵的因素，因此能耗高，可能對土壤造成較大影響。
2.1.3 電動修復技術。電動修復技術是在土壤外加直流電場，使土壤中的重金屬在電場的作用下向一極移動而對汞進行工程化收集的技術[10]。該方法適合于低滲透性勃土和淤泥土，優點是可回收多種重金屬，費用低、經濟合理，可以實現原位修復，且不影響土壤肥力，不會產生二次污染;缺點是對滲透性高、傳導性差的砂質土壤清除重金屬效果較差，處理時間長，受土壤的基本性質（有機質、碳酸鹽、酸堿情況）影響較大[11]。
2.1.4 淋濾法修復技術。淋濾法是通過淋濾液與土壤中的重金屬離子發生化學反應，從而去除土壤中的重金屬，并回收淋濾液的一種方法。該方法的關鍵在于找到既不破壞土壤理化性質又能夠富集各形態重金屬的淋濾液。對于重金屬汞的修復研究表明，碘化物、硫代硫酸鹽化合物、EDTA在對土壤理化性質影響小的情況下，對汞的去除達到30%;利用H2O2、Na2S2O3與Na2S聯合修復時，可以使土壤中的汞降低80%多。該方法的優點為可以永久性治理土壤重金屬污染，實現重金屬的回收，較其他提取重金屬的方法耗時少，治理后的土壤可以被重新利用[2]。同時，淋濾液可能會對土壤環境造成損壞，淋濾液也需要經過處理才能夠排放。淋濾法對黏土和腐殖質含量高的土壤處理比較困難。
2.1.5 固化技術。固化法分為物理固化和化學固化，是向土壤中加入固化劑，使固化劑與重金屬發生反應形成滲透性較低的固體混合物。優點是可以迅速減少土壤中重金屬毒性，而常用的固化劑水泥也較便宜。 2.2 生物修復法
生物修復分為植物修復和微生物修復2種。
2.2.1 植物修復法。植物修復法主要是通過植物的固定、吸收、蒸騰、轉移、轉化和降解污染物，從而使之轉變為對周圍環境無害的物質[12]。研究發現，苧麻、加拿大楊以及小葉黃楊等都可以降低土壤中的汞含量。目前，由于植物修復法運行成本低、回收與處理富集汞的植物比較容易，因此植物修復法修復汞污染土壤漸漸得到了研究者的青睞。
2.2.2 微生物修復法。微生物修復法是利用微生物的新陳代謝作用降低汞在土壤的親和吸附?？茖W家利用蒸發、活性炭吸附的方法去除土壤中汞。李梅等[13]研究施肥和栽種植物條件下土壤中微生物對汞污染情況，探討了微生物對汞污染土壤的修復可行性。
3 結語
對于土壤汞的污染防治問題，我國目前掌握了一定處理技術，但也存在一部分問題。首先，汞污染來源復雜，源頭判斷不清;其次，我國還未建立統一正規的汞污染檢測網，汞污染統計數據不完整;最后，修復技術較西方發達國家單一、修復設備落后以及工藝簡單。這些原因使得我國修復汞污染土壤的成功案例不多，制約著我國汞污染土壤修復技術的發展。因此，針對土壤汞的污染需要弄清其污染來源，需研究一種修復周期短、穩定性好以及費用低廉的修復技術。
參考文獻
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