土壤危機(jī)，是土地危機(jī)，也是農(nóng)業(yè)危機(jī)，“向土壤污染宣戰(zhàn)”直接關(guān)系到人民身體健康和國家經(jīng)濟(jì)安全，這也大大催生了各類污染治理和修復(fù)技術(shù)，催生了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和繁榮。

國土資源部生態(tài)地球化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室——國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心生態(tài)地球化學(xué)研究室，多位常年從事土壤污染調(diào)查、評(píng)價(jià)、修復(fù)的地質(zhì)科技人員劉曉端、楊永亮、譚科艷、黃園英、劉斯文，從地質(zhì)科技的角度，解讀人們高度關(guān)注的土壤污染修復(fù)問題。

1、觀點(diǎn)之一：具有“廉價(jià)、高效、管理簡(jiǎn)單、無二次污染”等特點(diǎn)的地球化學(xué)工程技術(shù)，是當(dāng)前重要且極具應(yīng)用前景的土壤修復(fù)手段。

劉曉端：從污染物種類來看，我國土壤污染類型大致可分為有機(jī)污染、無機(jī)污染及兩者均存在的復(fù)合污染。既有重金屬、農(nóng)藥、抗生素和持久性有機(jī)物等污染，又有放射性、病原菌等污染類型。土壤污染途徑多，原因復(fù)雜，控制難度大。污染類型多樣化和污染原因復(fù)雜化導(dǎo)致土壤污染修復(fù)工作難度增大。

采取何種有效可行的污染治理措施，是我國目前土壤污染修復(fù)治理的關(guān)鍵和亟待解決的問題。

土壤重金屬污染傳統(tǒng)的治理通常采用物理、化學(xué)的方法，如客土換土法、淋濾法、吸附固定法、熱處理法、絡(luò)合浸提法、氧化還原法、電化學(xué)法等。雖然這些方法治理效果較好，歷時(shí)較短，但往往投資大，難以管理，易造成二次污染。

與傳統(tǒng)方法相比，生物修復(fù)技術(shù)具有成本低、來源廣、無二次污染的特點(diǎn)，尤其適用于低濃度重金屬的去除。目前，生物修復(fù)技術(shù)的主體主要包括植物、動(dòng)物、微生物。其中應(yīng)用較為廣泛、治理效果顯著的是植物修復(fù)和微生物修復(fù)。

現(xiàn)場(chǎng)水樣品濁度測(cè)試

黃園英：我們利用地球化學(xué)工程技術(shù)原理，篩選出了同時(shí)對(duì)多種重金屬具有很好去除效果的礦物材料，建立了對(duì)復(fù)合重金屬污染水體具有特征吸附和固定作用的處理系統(tǒng)，從而阻斷了重金屬污染元素向生態(tài)鏈的運(yùn)移。

與傳統(tǒng)物理、化學(xué)和生物技術(shù)相區(qū)別，基于地球化學(xué)原理和技術(shù)，提出的低成本建造、低成本運(yùn)行、快速、高效、簡(jiǎn)單的重金屬污染環(huán)境的地球化學(xué)工程技術(shù)，迎合了時(shí)代發(fā)展對(duì)環(huán)保技術(shù)“廉價(jià)、高效、管理簡(jiǎn)單、無二次污染”的需求。我們已建立的示范工程運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)一步表明，以黏土礦物作為反應(yīng)材料對(duì)酸性礦山廢水中的重金屬離子去除是非常有效的，水處理成本約為0.55元/噸，非常適合今后在工程上大規(guī)模推廣應(yīng)用。

劉曉端：我們的目標(biāo)是，逐步建立基于地球化學(xué)工程技術(shù)的水、土環(huán)境污染控制和土壤修復(fù)技術(shù)體系和示范基地，強(qiáng)化已有技術(shù)方法的推廣應(yīng)用，推動(dòng)技術(shù)方法的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

2、觀點(diǎn)之二：不一定要把土壤中的污染物提取出來，可以通過對(duì)土壤中的重金屬元素進(jìn)行吸附、固定、隔離，設(shè)置地球化學(xué)障，阻斷污染元素向生態(tài)鏈的運(yùn)移。

劉曉端：中國開展土壤污染修復(fù)項(xiàng)目始于1995年，當(dāng)時(shí)采用的是生物修復(fù)的方法。我們大約是在本世紀(jì)初開始進(jìn)入污染土壤和水體的環(huán)境控制與地球化學(xué)修復(fù)技術(shù)研究領(lǐng)域的。

我們的整體思路是：依據(jù)地球化學(xué)原理，充分利用地質(zhì)體或自然介質(zhì)的作用，通過對(duì)修復(fù)材料、修復(fù)工藝和控制技術(shù)中的關(guān)鍵問題的研究，建立具有對(duì)重金屬元素有特征吸附、固定、隔離作用的地球化學(xué)障，阻斷污染元素向生態(tài)鏈的運(yùn)移，從而保障農(nóng)作物的健康。這也說明，改善土壤環(huán)境質(zhì)量不一定非要把重金屬元素等“毒素”運(yùn)移出來，只要把它們固化在土壤內(nèi)，阻止它們進(jìn)入食物鏈，就能保障人們的餐桌安全。

楊永亮：我們?cè)谏蜿栠M(jìn)行東北重工業(yè)城市地球化學(xué)環(huán)境生態(tài)安全監(jiān)測(cè)與修復(fù)治理技術(shù)研究時(shí)，針對(duì)污染地區(qū)建立了水—土—植物生態(tài)保護(hù)與治理技術(shù)應(yīng)用示范點(diǎn)。

開展了土壤重金屬污染修復(fù)方法的研究和飲用地下水中重金屬離子的去除技術(shù)的研究，最終形成了磷酸鹽巖化學(xué)固定法對(duì)鉛、鋅、鎘的土壤污染治理技術(shù)，以及納米鐵材料修復(fù)淺層地下水和對(duì)深層飲用地下水中的重金屬元素的取出技術(shù)，獲得了非常好的效果。修復(fù)后土壤上長(zhǎng)出的多種蔬菜，原土中所含的多種重金屬元素均未超標(biāo)，可以放心食用。這一成果受到當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的肯定和歡迎。

科研人員在金屬礦山重金屬污染土壤地球化學(xué)工程控制修復(fù)技術(shù)開發(fā)示范基地

劉斯文：在贛南地區(qū)，我們建立了離子型稀土礦山的環(huán)境修復(fù)示范區(qū)，將地球化學(xué)工程技術(shù)用于離子型稀土礦山環(huán)境污染的控制與修復(fù)，即通過在注液坑中設(shè)置地球化學(xué)障，改善坑內(nèi)土壤環(huán)境，阻止污染物的遷移，保證植物的生長(zhǎng)條件，為礦山復(fù)綠提供了基本保證。

稀土礦山污染土壤的修復(fù)分為四步：一是通過添加自然黏土礦物，調(diào)整土壤地球化學(xué)屬性，同時(shí)，篩選修復(fù)植被;二是調(diào)整修復(fù)場(chǎng)地的土壤地球化學(xué)屬性，將調(diào)整后的好土壤裝入生態(tài)袋中，利用柔性結(jié)構(gòu)技術(shù)將生態(tài)袋固定在修復(fù)場(chǎng)地上，形成護(hù)坡，并在生態(tài)袋上進(jìn)行植被噴播;三是利用地球化學(xué)障技術(shù)阻斷污染，改善土壤環(huán)境，并嘗試種植林木;四是長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)修復(fù)效果。

地質(zhì)工作者在稀土礦區(qū)污染土壤的修復(fù)實(shí)踐證明：土壤修復(fù)有效地改善了局部土壤地球化學(xué)環(huán)境，防止了水土流失，降低了潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的強(qiáng)度。

3、觀點(diǎn)之三：自然環(huán)境是相互聯(lián)系、相互作用的整體，解決土壤污染問題不能就土論土。

黃園英：在江西某銅礦附近，我們建設(shè)了酸性礦山廢水重金屬污染治理示范工程，以對(duì)大塢河流域土壤影響最大的重金屬污染源——酸性礦山廢水為研究對(duì)象，利用地球化學(xué)工程技術(shù)，分別對(duì)酸性礦山廢水和土壤中重金屬污染治理進(jìn)行了研究，篩選出水體和土壤中重金屬修復(fù)材料，形成了一整套重金屬污染控制與防治技術(shù)方案。

示范工程運(yùn)行5個(gè)月的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，以價(jià)格低廉的黏土礦物材料——凹凸棒土作為反應(yīng)介質(zhì)，能夠?qū)λ林兄亟饘倬哂泻芎玫闹卫硇Ч?，重金屬錳的平均去除率為93%。經(jīng)示范工程處理后的河水能夠達(dá)到我國綜合污水一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，水體環(huán)境和重金屬含量都符合《國家農(nóng)田灌溉水標(biāo)準(zhǔn)》。當(dāng)?shù)剞r(nóng)民可以放心地用處理后的河水澆地，徹底改變了大塢河水“禍害”農(nóng)田的現(xiàn)狀。而且，原來大塢河魚蝦絕跡，經(jīng)處理水質(zhì)得到明顯改善后，不僅魚能生存，且可大量繁殖。

譚科艷：針對(duì)示范區(qū)內(nèi)受重金屬污染的土壤，我們通過改善土壤pH值，施用土壤改良劑，添加特定的修復(fù)材料，對(duì)土壤中重金屬進(jìn)行固定。經(jīng)修復(fù)后的土壤種植的蔬菜，測(cè)得處理后土壤中可食用部分蔬菜中重金屬含量能夠滿足《食品中污染物限量》的標(biāo)準(zhǔn)。

在某鉛鋅礦冶煉廠舊址，我們對(duì)受鎘、鉛和砷等重金屬污染的土壤進(jìn)行了修復(fù)，修復(fù)后種植的馬尾松和紅葉石楠生長(zhǎng)茂盛，而未經(jīng)修復(fù)土壤種植的馬尾松成活率非常低，且難以生長(zhǎng)，充分表明了，地球化學(xué)工程技術(shù)可以大大減少土壤中重金屬對(duì)植物的危害，能夠抑制土壤中重金屬的遷移能力，達(dá)到保護(hù)植物和保障人民健康的作用。

劉曉端：土壤修復(fù)工作針對(duì)的對(duì)象不僅是土壤，而且要同時(shí)考慮到大氣和水體污染的問題。解決土壤污染的問題不能“就土論土”，我們的研究是“水土不分家”。

楊永亮：在人類活動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū)，工農(nóng)業(yè)活動(dòng)是造成土壤重金屬快速累積和污染超標(biāo)的原因，尤其是現(xiàn)今情況下，大氣中有毒元素的沉降是極其重要的污染途徑。

為了研究污染物傳輸?shù)募竟?jié)性變化，我們選取青藏高原東部邊緣的阿壩州臥龍高海拔地區(qū)及若爾蓋高原濕地作為研究對(duì)象，研究了不同季節(jié)大氣、降水、地表水、土壤、植被、牦牛中持久性有機(jī)污染物的變化特征，并通過后向氣流軌跡分析以及應(yīng)用鉛同位素示蹤原理，對(duì)近地表大氣氣溶膠污染來源進(jìn)行了探討。

篩選土壤重金屬修復(fù)材料

4、觀點(diǎn)之四：地球化學(xué)技術(shù)方法不是萬能的，應(yīng)突破專業(yè)所局限，因地制宜研究復(fù)合型技術(shù)。

劉曉端：不僅自然環(huán)境是一個(gè)整體，科學(xué)也應(yīng)該沒有界限，不要局限在自己的專業(yè)中。就土壤修復(fù)技術(shù)來看，地球化學(xué)技術(shù)方法不是萬能的，應(yīng)該積極融合諸多相關(guān)學(xué)科的思路和方法，研究復(fù)合型技術(shù)。當(dāng)然，根據(jù)我們的學(xué)科特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，我們的研究方向是以地球化學(xué)技術(shù)方法為主，綜合生物修復(fù)等其他各類手段。

譚科艷：地球化學(xué)技術(shù)方法和綜合生物修復(fù)已經(jīng)有了一定的突破。

我們選擇工業(yè)污染嚴(yán)重的湖南株洲某地作為研究區(qū)，開展了水土重金屬污染的地球化學(xué)—生物聯(lián)合技術(shù)研究。研究使用不同黏土礦物和微生物修復(fù)材料同時(shí)修復(fù)土壤中重金屬污染的效果。同時(shí)開展了地球化學(xué)—微生物法處理工業(yè)廢水中錳和鎘的修復(fù)技術(shù)研究，綜合地球化學(xué)工程技術(shù)和生物的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到修復(fù)的最佳效果和最低能耗的綜合治理目的。

在深度去除廢水中鎘、錳的實(shí)驗(yàn)中，我們采用錳氧化一級(jí)生物濾池對(duì)鎘錳嚴(yán)重超標(biāo)的水進(jìn)行修復(fù)，使其可以滿足國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)水中金屬鎘含量和錳含量的要求。有關(guān)專家評(píng)價(jià)，這項(xiàng)技術(shù)解決了環(huán)境污染錳和鎘修復(fù)的難點(diǎn)，是地球化學(xué)—生物聯(lián)合修復(fù)重金屬污染技術(shù)上的一項(xiàng)重大突破。

在土壤修復(fù)試驗(yàn)中，我們也采用了地球化學(xué)工程—生物技術(shù)——通過添加礦物和微生物，阻隔土壤中的鉛、汞、砷進(jìn)入生物鏈，使修復(fù)土壤上生長(zhǎng)蔬菜中的三種重金屬含量全部達(dá)到了《食品中污染物限量》標(biāo)準(zhǔn)，修復(fù)效果顯著。

值得一提的是，該技術(shù)對(duì)鎘有顯著的修復(fù)效果，對(duì)鎘的修復(fù)率達(dá)到了38.71%，可有效降低重金屬高污染區(qū)人體暴露的風(fēng)險(xiǎn)，為從根本上解決“鎘米”等有毒農(nóng)產(chǎn)品泛濫的社會(huì)問題提供了技術(shù)支持的可能。