韶关市矿区土壤重金属污染修复试点示范研究

【摘 要】选取合适的修复方法和修复植物，对试验区域的矿山土壤进行修复治理，研究达到预期目标，环境效益明显，对矿区土壤重金属污染修复工作具有重要的指导和参考意义。

【关键词】重金属；植物修复；土壤修复

前言

韶关市是重要的“有色金属之乡”，土壤重金属本底值浓度明显较高，根据2007年对韶关市的土壤抽样调查结果[1]，韶关市土壤中重金属的超标率为22.77%，8种主要重金属元素（Pb、Cd、As、Cr、Hg、Cu、Zn和Ni）均有不同程度超标，其中超标最严重的是Cd和As。加上韶关市的采矿、冶炼等有色金属行业发达，造成严重的工业重金属污染。大宝山区域就是典型的矿山重金属污染重点区域，重金属污染带来的环境影响和社会反响较大。

1.目的

本研究结合大宝山区域矿山土壤的特点，选择多个耐重金属/超富集能力的树种，确保和推广更为环保和高效的土壤修复工艺和方法，完成对土壤重金属污染修复的本土化试点示范研究。主要目的是研究植物修复重金属污染土壤的最优化工艺方法，并推广工程经验，同时，也为矿山修复植物的资源化利用进行前期探索研究。

2.方法选择

进行土壤重金属污染防治的工艺技术方案包括生物法、化学法和物理法。

（1）物理修复：通过客土、换土和深耕翻土与污土混合，可以降低土壤中重金属的含量,减少重金属对土壤—植物系统产生的毒害，从而使农产品达到食品卫生标准。深耕翻土用于轻度污染的土壤,而客土和换土则是用于重污染区的常见方法。具有彻底、稳定的优点，但实施工程量大、投资费用高，破坏土体结构，引起土壤肥力下降，并且还要对换出的污土进行堆放或处理。

（2）化学修复：化学修复就是向土壤投入改良剂，通过对重金属的吸附、氧化还原、拮抗或沉淀作用，以降低重金属的生物有效性。化学修复是在土壤原位上进行的，简单易行。但并不是一种永久的修复措施，因为它只改变了重金属在土壤中存在的形态，金属元素仍保留在土壤中，容易再度活化危害植物。

（3）生物修复：包括植物修复和微生物修复，以植物修复为主。植物修复是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害。植物修复的对象是重金属、有机物或放射性元素污染的土壤及水体。研究表明，通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用，可以净化土壤或水体中的污染物，达到净化环境的目的，因而植物修复是一种很有潜力、正在发展的清除环境污染的绿色技术。

从成本、处理效果和生态环境效益等角度综合考虑，植物修复法具有成本投入少、收效快、环境效益大、能改善土壤结构、无二次污染等优点，是最优的土壤修复方法。同时，考虑到植物修复的缺点，本研究拟采用“植物修复为主，化学修复和物理修复为辅”的工艺方法。

3.修复措施和内容

主要措施包括土地平整、化学修复、物理修复、植物修复以及日常管理和监测等内容[2]。

①土地平整是将高低不平的地面通过移土和覆土填平；②化学修复是在进行土地平整时，要及时往污染土壤中投加化学修复剂（石灰），以中和土壤酸性，固化部分重金属；③物理修复措施主要是客土，由于矿区原为铜尾矿库遗址，为保证植物生长需要，在进行土地平整时，须进行客土覆土作业，工程实际覆土达1.5m以上，保证了植物根部与原矿区污染土壤的有效隔离；④植物修复：通过种植麻疯树[3]、东南景天[4]等超富集植物[5]和当地常见树种，采取乔灌草混交模式密植，对原荒地实现全面绿化。主要植物种植量如表1所示。⑤日常维护和保养：主要是对植物进行给水、防虫、施肥和病枯死细苗的补种，工期为1年。

表1 植物修复措施工程量

草树种 苗木 株距×行距(m) 种苗量（株/hm2或kg/hm2）

年龄 种类

麻疯树 1年 实生苗 5.0×2.5 800株/hm2

桉树、双荚槐 1年 实生苗 1.5×5 800-1300株/hm2

东南景天 扦插 2m株距 500株/km

狗牙根 撒播 50kg/hm2

蜈蚣草 撒种 0.2×0.2 800 kg/hm2

4.修复效果

通过开展一系列的修复治理工作，试验区域取得良好的效果。如表2所示，通过开展土壤修复试点示范研究，水土流失得到治愈，绿化率明显提高，固定了土壤中的重金属，大幅削减重金属外排量，矿区由原来的不毛之地变成“生态绿洲”。

表2 重金属污染土壤修复前后对照一览表

类别 修复前 修复后

土壤pH值 4.7~7.1不等，最低达到2.0 可稳定维持中性水平（5.5~7.0）

绿化和景观建设 土地，没有植被覆盖 除混凝土工程以外，其它土地全部植物种草，覆盖率至少达到85%以上（目标值65%），人工景观和自然景观相互搭配，风景宜人

重金属排放 随水土流失进入河水，污染下游生态环境 重金属通过富集和固定，排放量锐减，每年减少水土流失带来的重金属削减量为Cu0.967kg/a、Pb 0.084kg/a、Zn 2.592kg/a和Cr 0.028kg/a

土地使用状况 水土流失，寸草不生，土地荒漠化，土地功能极低 土壤得到改良，植被茂盛，土地功能较高，提高了后续的可开发利用水平

说明：重金属减排量是根据《广东省大宝山区域土壤修复项目前期工程（2010~2011）的竣工验收报告》的数据按治理面积类比得出的，数据仅供参考。

5.结论

（1）以“植物修复为主，化学修复和物理修复为辅”的工艺方法对矿区酸性土壤的修复切实可行，可在矿区土壤修复工程中推广应用；（2）成功选取了适应南方矿区环境生长的植物修复物种（东南景天和麻疯树）；（3）该修复方法提高了矿区绿化率，减少了重金属排放量，并改善了土壤结构。

参考文献

[1]邓向荣,万洪富.北江流域（韶关段）土壤环境保护与修复技术研究[B].2009,9.

[2]崔德杰,张玉龙.土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[J].土壤通报,2004,35(3).