壹是魯西北平原土壤生態地球化學預警
生態地球化學預警是指研究汙染元素的動態變化規律，對可能發生的危害進行預測、預報和預警。從重金屬的地球化學特征和調查區土壤環境質量評價結果可以看出，土壤中重金屬的汙染具有累積性，隨著時間的推移和工業化歷史的拉長，土壤中重金屬的含量不斷增加。比如南四湖西側長期的汙水灌溉，導致重金屬元素的積累速度比其他地區快。
根據土壤質量綜合評價結果，以次生及以上土壤分布為界，結合實地調查現狀，劃定土壤重金屬汙染預警區域(圖6-10)。其中，面積較大的預警區域分布如下:
1)濟寧-魚臺預警區:位於南四湖西部，以魚臺縣S、濟寧市北部N、金鄉縣W、南四湖E為界，是魯西北平原最大的汙染預警區。該地區存在多種重金屬元素的復合汙染，其中砷、鎘、銅、汞和鎳是典型的重金屬。
2)濟南預警區:分布在濟南市區及東區。該區存在Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn等多種重金屬元素，屬於典型的城市化汙染區。
3)無棣-青雲預警區:分布於無棣縣東北部和西北部。該地區的主要汙染威脅來自砷和鉻。
4)巨野東預警區:分布在巨野縣和嘉祥縣之間。重金屬汙染的主要威脅是砷、鎘、銅和鎳。
5)鄆城預警區:分布在鄆城縣及其周邊地區。重金屬汙染的主要威脅是砷、鎘和銅。
6)梁山北預警區:分布於梁山縣以北至東平湖壹帶。重金屬汙染的主要威脅是砷、鎘、銅和鎳。
7)高青-博興預警區:分布在高青縣、博興縣及小清河周邊。重金屬汙染的主要威脅是砷、鎘和銅。
8)壽光東部預警區:分布在壽光市東部。重金屬汙染的主要威脅是鉻和鎳。
圖6-10魯西北平原土壤環境預警分布圖
第二，防止土壤重金屬汙染
土壤汙染是累積性的，汙染物在土壤中不易遷移、擴散和稀釋，容易在土壤中積累超標。土壤汙染是不可逆的，重金屬對土壤的汙染基本上是壹個不可逆的過程，很多有機化學物質的汙染需要很長時間才能降解；土壤汙染難以控制，難以通過稀釋和自凈消除汙染土壤中積累的難降解汙染物。因此，汙染土壤的處理通常成本較高，耗時較長。
由於土壤重金屬汙染的潛在性、不可逆性、長期性和後果的嚴重性，汙染的治理應以“預防重於治理”為基本方針。防止土壤重金屬汙染的最好方法是控制汙染物的排放，利用科學的處理技術凈化工業三廢造成的汙染再排放，提高化肥農藥的使用效率和避免相關重金屬，減少汽車尾氣排放，發展清潔能源。
1.倡導節能減排，實現低碳經濟。
廣義的節能減排是指節約物質資源和能源資源，減少廢棄物和環境公害(包括三廢和噪聲)的排放；狹義的節能減排是指節約能源，減少環境有害物質的排放。具體措施包括:
加快產業結構調整，大力發展第三產業，註重專業化分工和提高社會效率，積極發展生產性服務業；圍繞滿足人民需求、方便人民生活，促進生活服務業發展；大力發展高新技術產業，堅持走新型工業化道路，促進傳統產業升級，提高高新技術產業在工業中的比重。積極實施“騰籠換鳥”戰略，加快淘汰落後產能、工藝、技術和設備；對未按期淘汰的企業，依法責令停產或關閉。
大力發展循環經濟，按照循環經濟理念，加快生態轉型，推進生態農業園區建設，構建跨行業生態鏈，推進跨行業廢棄物循環利用。要推進企業清潔生產，從源頭上減少廢物的產生，實現從末端治理向生產全過程汙染防治的轉變，推進企業能源消耗、工業固體廢物和包裝廢物的減量化和資源化利用，控制和減少汙染物排放，提高資源利用效率。
2.加強科技建設，促進科技進步。
科學技術是經濟社會發展的重要基礎資源，是未來發展的主導力量。實現現代化的關鍵是科學技術的現代化。要實現可持續發展，沒有科學技術和高水平科學技術的支撐和推動，可持續發展的戰略目標是難以實現的。
我國土壤汙染防治的科技能力還很薄弱，重金屬的檢測和監測能力還不完善；土壤汙染控制和土地修復技術仍處於起步階段。因此，必須盡快加強土壤汙染防治的科技支撐能力，高質量地完成土壤保護策略的研究任務。要大力研發汙染土壤修復技術，開發汙染土壤修復設備，建立健全土壤環境保護法律法規和標準體系，加強土壤環境監管體系和能力建設；同時，積極開展國際合作與交流，不斷提高我國土壤汙染防治的科技水平。
3.加強宣傳教育，增強生態意識。
土壤汙染具有高度的隱蔽性和潛伏性，很難引起公眾的關註。土壤汙染防治亟待加強科普工作。壹方面，要通過廣播、電視、網絡等公共媒體加強生態農業知識的普及；另壹方面，要提高公民的生態意識和環境意識，增強公眾參與環境保護的積極性和創造性。
把土壤環境保護納入環保宣傳的重要內容，提高公眾意識，加強信息公開，鼓勵公眾參與土壤環境保護和防治，共同為我們的生存環境打造綠色屏障。在發展經濟和社會事業的同時，要處理好“資源與環境、生存與發展”的關系。
三。土壤汙染的修復與治理
(壹)土壤汙染控制方法
目前，控制重金屬引起的土壤汙染主要有兩種途徑，即改變重金屬在土壤中的存在形態，將其固定，降低其在環境中的遷移能力和生物有效性；去除土壤中的重金屬。
圍繞這兩種途徑，提出了壹些相應的物理、化學和生理處理方法。
1.使用改良劑
這種方法應該建立在了解重金屬的特性及其在土壤中的活性的基礎上，這對於研究能夠減少作物對重金屬吸收的方法是極其重要的。
1)調節土壤pH值，施石灰。壹般來說，提高pH值可以降低許多物質的溶解度，但對某些元素來說，情況正好相反。如Cu、Cr、Mo等，需要根據具體情況決定。
2)給土壤添加有機物。給土壤施用有機物被認為是提高土壤肥力的壹種方法。有機肥含有作物生長發育所必需的各種生命元素。與礦物肥料相比，這種肥料對土壤有多種積極作用。首先可以提供養分，其次是土壤物理改良的重要成分調節措施。
添加的有機質可以促進土壤溶液中的重金屬離子形成絡合物和螯合物，增加土壤對重金屬離子的吸附能力，從而降低重金屬對作物的危害。此外，在土壤中施用促進還原的有機物，可以促進重金屬以硫化物形式存在，降低某些元素的毒性(如Cr6 ++轉化為Cr3++)。
3)化學沈澱和吸附。促進土壤中重金屬不溶性鹽的形成，可以顯著降低大部分重金屬的植物毒性。例如，在土壤中施用可溶性正磷酸鹽化合物，不僅可以增加土壤中的磷含量，提高土壤肥力，還可以使土壤中的壹些重金屬沈澱為不溶性磷酸鹽。
鉛、鐵、錳、鉻、鋅和鎘等磷酸鹽通常是不溶性鹽。在稻田條件下，土壤中的鎘可以以磷酸鎘的形式沈澱下來。當土壤受到嚴重汙染，特別是受到重金屬和砷汙染時，施用磷酸鹽消除或減輕土壤中重金屬的危害具有重要意義。
4)離子拮抗作用。在研究植物營養時，當營養液中壹種離子的濃度增加時，可以觀察到植物對其他離子的吸收增加或減少。當壹種離子抑制另壹種離子的吸收時，可以認為兩者之間存在拮抗作用。具有相似化學性質的元素之間經常發生拮抗作用，這些元素可能競爭植物根上相同的離子吸附位點。這種現象可能發生在鈣和鍶之間，鎘和鋅之間，鉀和銫之間。
2.調整土壤的Eh值。
土壤的Eh值在很大程度上控制著重金屬在水稻土中的行為。土壤的Eh值與土壤水分密切相關，因此可以通過調節土壤水分來控制重金屬在土壤中的某些行為。
在砷汙染的土壤中，氧化還原條件對砷的影響不同於其他元素。在氧化條件下，砷酸鹽()處於穩定狀態，在還原條件下，轉化為亞砷酸鹽()。亞砷酸鹽對植物的毒性比亞砷酸鹽大得多。因此，當土壤環境受到重金屬和砷的汙染時，采用調節土壤水分的方法將是無效的。
(2)土壤重金屬汙染的工程控制措施
土壤重金屬汙染的主要工程控制措施有:土壤置換、土壤淋洗、電動力學和熱解吸法。
1.客土法和換土法
客土法是用無汙染土壤覆蓋汙染土壤；土壤置換法是將汙染土壤部分或全部挖除，用無汙染土壤置換。實踐證明，這是控制農田重金屬嚴重汙染的壹種切實有效的方法。壹般來說，換土厚度越大，降低作物重金屬含量的效果越顯著。
但使用客土法和土壤置換法時必須註意以下兩點:壹是作為客土的非汙染土壤的pH值等性質應與原汙染土壤壹致或接近，避免汙染土壤因環境因素的變化而導致重金屬活性增加。比如使用酸性外來土，可以增加整個土壤的酸度，增加下層土壤重金屬元素的活性，增強對作物的毒害作用。因此，為安全起見，原則上換土厚度應大於耕層厚度；另外，挖掘出來的汙染土壤要妥善處理，對防止作物傷害有壹定作用，但效果不如換土法。外來土壤法和土壤交換法的不足之處在於需要花費大量的人力和財力，因此只適用於汙染較小且嚴重的土壤的處理。
2.水洗法
水洗法是用清水稀釋或沖走重金屬離子，或使重金屬離子遷移到更深的土層，以降低表層土壤中重金屬離子的濃度。這種方法還應遵守防止二次汙染的原則，處理後的重金屬濃度高的水應排入壹定的儲水池或專門凈化，不能直接排放到環境中。這種方法也只適用於小範圍內嚴重汙染土壤的處理。
3.電動方法
有人研究了電動力學去除土壤中鋇、鈣、鉻、砷的方法。在土壤中插入壹些電極，向土壤中引入低強度直流電，去除汙染物。接通電流後，陽極附近的酸會移動到土壤毛細管中，汙染物被釋放到毛細管中的液體中，大量的水通過電滲作用開始在土壤中流動，使土壤毛細管中的液體可以移動到電極上，在那裏被吸附到土壤表面並被清除。
研究表明，電流可以克服土壤中所有金屬與各種顆粒之間的結合力，在電壓固定的情況下，去除效率與帶電時間成正比。但對於滲透性高、導電性差的土壤，電動力學方法能起到的作用較弱，這種方法不適合處理沙土重金屬汙染。
4.熱解吸法
對於揮發性重金屬，如汞，可以通過加熱將其從土壤中解吸出來，然後回收。這種汞去除和回收技術包括以下程序。
1)受汙染的土壤和廢物從現場挖出並破碎。
2)在土壤中加入特定性質的添加劑，可以促進汞化合物的分解，吸收處理過程中產生的有害氣體。
3)通過向小體積土壤中以低速連續引入氣流來加熱土壤。加熱分為兩個階段。第壹階段為低溫階段(105.6 ~ 117.8℃)，主要去除土壤中的水分和其他揮發性物質。第二階段溫度相對較高(555.6 ~ 666.7℃)，主要分解氣化來自幹燥土壤中的汞化合物，然後收集並冷凝成高純度的汞金屬。
4)低溫階段排出的氣體經過氣體凈化系統，各種殘留的汞蒸氣等氣體被活性炭吸收，然後水蒸氣排入大氣。
5)高熱階段產生的氣體在排放到大氣中之前被冷卻、冷凝和凈化。為了保證工作環境的安全，等距操作系統采用雙層負壓空間，防止汞蒸氣散發到大氣中。
5.浸出方法
淋濾法的原理是利用試劑與土壤中重金屬的相互作用，使可溶性重金屬離子形成金屬-試劑絡合物，最終從提取液中回收重金屬。提取液可循環使用。
其中，使用表面活性劑作為重金屬去除試劑是近年來研究開發的新技術。用EDTA絡合劑去除土壤中的銅、鎳、鎘和鋅。濃度為0.01mol/L的EDTA對初始濃度為100～300μg/g的重金屬有80%的去除率..利用季銨鹽表面活性劑對土壤中痕量金屬陽離子的解吸作用，當表面活性劑的吸附量等於或超過土壤的陽離子交換容量時，表面活性劑能顯著促進痕量金屬陽離子的解吸，表面活性劑的鏈越長，效率越高。
表面活性劑雖然能去除重金屬，但容易給環境帶來汙染，所以使用可降解無毒的表面活性劑很重要，如開發和使用最好的可生物降解的生物表面活性劑。