重金属污染来源范文
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篇1
中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）17-0241-01
1 土壤污染概念
1.1 土壤污染
有关学者有不同观点：一是土壤中的污染物超过背景值称之为“污染”；二是土壤中污染物超过《土壤环境质量标准》就判定为土壤“污染”；三是土壤中污染物超过环境容量，并对农产品的产量和安全质量造成威胁才称之为“污染”[1]，此理解较为全面。
1.2 有害重金属
有些重金属摄入微量就会出现病态或中毒症状，常称为有害重金属或有毒重金属，如铅、镉、汞等。铅是重金属污染中较大的一种，一旦进入人体将很难排除，能直接伤害人的脑细胞，特别是胎儿的神经系统，可造成先天智力低下；对老年人造成痴呆等，还有致癌、致突变作用。镉易导致高血压，引起心脑血管疾病，破坏骨骼和肝肾，并能引起肾功能衰竭。汞是重金属污染中毒性最大的元素，食入后直接进入肝脏，对大脑、神经、视力破坏很大；天然水中含0.01 mg/L，就会导致人中毒[2]。
1.3 污染特点
重金属污染在土壤等环境中具有隐蔽性、滞后性、累积性、不可逆转性和难治理性等特点[2-3]。土壤一旦被污染，通过自净能力完全复元周期长达1 000年[4]。
2 土壤污染概况
2.1 污染面积
曾有报道，我国土壤污染面积达0.1 亿hm2，甚至有的说是0.2 亿hm2 [1]，这是一个很惊人的数字。
2.2 污染趋势
重金属元素在土壤表层明显富集与人口密集区、工矿业区存在密切相关性。与1994—1995年采样相比，土壤重金属污染分布面积显著扩大并向东部人口密集区扩散，长江中下游某些区域普遍存在镉、汞、铅、砷等异常。我国土壤正出现越来越多本来没有或微不足道的危险元素[4]。目前，日益严重的土壤重金属污染等问题已引起人们的广泛关注。
2.3 污染状况
目前在全国逾30个省份中，至少有15 个地区土壤严重污染[5]。工厂排放的铅和重金属以及农民过度使用杀虫剂和化肥，使土地和食物链受到威胁[6]。不少地方成为皮肤病、肝病、癌症高发区[2]。全国有1/10的大米镉含量超标[7]。每年受重金属污染的粮食高达1 200万t，造成直接经济损失超过200亿元[6]。
3 土壤污染来源
3.1 固体废弃物污染
固体废弃物污染成分复杂，其危害方式和污染程度也不尽相同。以矿业和工业固体废弃物在堆放或处理过程中，在日晒、雨淋、水洗的作用下，以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散，从而形成土壤重金属污染[2-3，8]。
3.2 污水灌溉、污泥施肥污染
城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城镇混合污水，造成污灌区土壤汞、砷、铬、铅、镉等重金属含量逐年增加。有些污泥重金属含量高，如采用污泥施肥可带入土中[2-3，8]。此外，还有随大气沉降进入土壤的重金属污染以及农药、化肥、地膜等随农用物质进入土壤的重金属污染。
4 预防对策
4.1 加大法规执行力度、问责制度
加大环保法及有关农业环境保护条例、农产品基地保护条例等法规执行力度和问责制度。尽快制定土壤保护有关法规，促进以法治农、依法护土上台阶。
4.2 尽快绘制土壤重金属元素“人类污染图”
加快全国土壤污染状况调查步伐，尽快绘制土壤重金属元素“人类污染图”。对已被污染的土地，要把污染源搞清楚并加以切断。农业、国土、地质、环保、水利、交通等部门要通力合作为大地“排毒”[4]。
4.3 建立健全和完善土壤污染防治资金保障机制
建立由个体赔偿到责任保险再到补偿基金救济的正金字塔型体系，通过建立健全和完善土壤污染防治资金保障机制来切实落实土壤侵权损害赔偿与补救。
4.4 确保粮食供应安全关
严禁生产和使用部分有毒有害化学品，严把农田过度使用化肥和杀虫剂以及工厂、冶炼厂和矿井向地面排放重金属关，确保粮食供应安全[5]。
4.5 确保农产品生产安全关
建立农产品产地监测评价、产地分等定级及种植业结构调整和选择合适品种、产地安全管理、产地污染防治等农产品产地安全管理技术体系，进行农产品产地安全质量普查，确保农产品生产安全[1-2]。
4.6 推行生物修复综合技术
研究和推行以植物修复为主、辅以化学、微生物及农业生态措施的生物修复综合技术[2-3]。
4.7 提倡清洁生产
提倡清洁生产，慎用污水灌溉，严格控制渣肥、污泥施用，增施有机肥料，全面推广配方施肥技术。科学地使用土壤改良剂，全面加强土壤治污工作，逐步提高土壤质量水平[2，8]。
5 参考文献
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篇2
（一）重金属污染的形成机制。重金属污染的形成机制，可以从产生因素、来源途径、产生主体和产生时间等方面来分析。（1）产生因素：包括自然因素和人为因素。重金属在大气、水体、土壤、生物体中广泛分布，个别地区如喀斯特地区因石漠化导致重金属释放而造成自然环境中重金属污染；重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中，由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤中，人为引起严重的重金属污染。（2）产生途径：主要来源工业污染、交通污染和生活垃圾污染。工业污染大多通过废渣、废水、废气排入环境，在人和动物、植物中富集，从而对环境和人的健康造成很大的危害；交通污染主要是汽车尾气的排放；生活污染主要是一些生活垃圾的污染，废旧电池、破碎的照明灯、没有用完的化妆品、上彩釉的碗碟等。（3）产生主体：首先，许多地方政府大力发展经济，盲目追求GDP的高速增长。因此，对于涉重金属污染的企业，不少地方政府往往采取非常宽松的投资政策，对涉重金属企业项目考察不严格、监管力度松散，发生了多起重金属污染事故。据报道，某地由于土壤重金属污染严重，曾经在2007年大规模整治铅酸蓄电池生产企业，但被整治企业却接到了山西、河南、湖南、广西等地的邀请，将污染企业成功的转移，也为后来各地的重金属污染事故埋下了伏笔。其次，企业是造成重金属污染的主要来源者。湘江流域涉重金属企业总计1635家，湘江重金属污染与地方产业结构直接相关。大部分大、中型企业,尤其是有色金属和稀有金属矿藏的开采、冶炼企业在湘江流域齐聚。虽然湖南省在全国率先扛起重金属污染治理示范大旗。尽管旷日持久的“排毒”战已持续20多年，然而，专家的定性仍为“积重难返”。再者，日常生活中，民众的不恰当处理废旧电池等造成的重金属污染也是组成部分。（4）产生时间：历史的沉淀与现实的积累。重金属污染的形成不是一朝一夕的，既有历史的沉淀，以各种化学状态或化学形态存在的重金属，在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移，造成危害。如随废水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝的体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。根据湖南省环保厅历年对湘江水质监测数据,湘江总体水质在自上世纪90年代呈恶化趋势,总体污染特征是以有机污染为主的重金属、微生物复合污染,其中重金属污染特征尤为突出。也有现代工业的三废排放、农业化肥的过度使用和人们生活垃圾无序处理而形成的污染，而且，经济越发达，重金属污染的现象愈发严重。
（二）重金属污染的主要特点。（1）来源复杂。重金属污染来源于自然界，来源于工业、农业、人们的生活，来源于城市和乡村。（2）主体多元化。人为造成重金属污染的主体众多，有政府、企业、公民。而且受害主体不特定化。（3）时间长，隐蔽性强。由于历史的积累以及对重金属污染防治的忽视，重金属污染的时期长，其造成的危害不会马上体现处理，不易为人们所重视。（4）影响深，危害大。“重金属污染的危害主要体现在两个方面：一是对环境的污染；二是对人体的伤害。”在环境污染方面，重金属污染与其他有机化合物的污染不同，不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属很难在环境中降解。在开采、冶炼、加工及商业制造活动中排放的重金属污染物进入大气、水，造成大气污染和水污染，最终，大部分重金属停留在土壤和河流底泥中。当环境变化时，底泥中的重金属形态将发生转化并释放造成水污染。在对人体的伤害方面，重金属通过大气、水、食物链进入人体，在人体内和蛋白质及各种酶发生作用，使它们失去活性，并在人体的某些器官中富集，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人体急性或慢性中毒，具有致癌、致畸及致突变作用，对人体会造成很大的危害。（5）综合治理任务艰巨。重金属污染防治涉及多个部门、多个地区、甚至多个省份的协调与综合治理。湘江流域涉重金属的防治就涉及株洲、衡阳、郴州、湘潭、娄底5个市。需要发改、财政、国土、环保、工信、卫生、安全、科技等多部门的合力与协调。
二、重金属污染的形成机制对构建司法保护机制的主要影响
我们所说的重金属污染指的就是因人类活动导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，并导致环境质量恶化。从重金属污染形成机制和特点来探析其法律机制的主要问题，能更好的对症下药。
（一）来源的多样性突显我国重金属污染防治法律制度不完善。重金属污染存在于水体、大气和土壤等。对于重金属污染的防治，我国的《水污染防治法》、《固体废物污染环境防治法》、《土地管理法》、《危险化学品安全管理条例》等立法中均有涉及，但没有形成系统的重金属产过程中污染防治制度体系。原则性立法过多、可操作性差、基本法律制度没有建立起来。（二）主体的多元化导致责任机制不健全。政府的监督责任不健全甚至缺乏；污染企业的法律责任追究机制不健全；民众环保意识不足，法律救济途径存在缺陷。（三）治理的长期性与复杂性彰显出法律规定顾此失彼，不全面。我国重金属污染防治注重工业排放的治理，对农业和生活垃圾污染缺乏应有的关注。我国环境污染防治法注重工业生重金属的排放控制，忽视生活活动中重金属的污染物的排放，也忽视对生活环境中重金属污染物的监测、评价与管理。④而随着科学技术的高速发展，很多重金属应用到日常消费产品及农业用品中。由于这些含有重金属产品的使用日益广泛，回收困难且没有建立完整回收、处理系统，加上消费者对重金属的存在及其危害缺乏了解而容易轻视，易导致含有重金属产品在使用、丢弃、冲洗处理、掩埋中，扩散了重金属污染的范围，加重了污染的程度。（四）影响的深远与严重的危害性考量着国家司法的综合执行力。我国环境法学专家蔡守秋教授指出：“我国现行的污染防治法都存在一个最大的弊端：没有有效的执行手段和责任追究机制。”污染者因为处罚力度不够大，于是污染事件时常发生。但问题的关键是法律法规的责任追究机制不健全、处罚力度不够大。这已经成了解决土壤重金属污染问题的一大顽疾。（五）综合治理的艰巨性使得实践操作中综合治理与协调机制缺乏可操作性。整治重金属污染是一项长期、复杂、艰巨的任务，影响包括重金属污染防治在内的环境保护任务的实现，一是缺乏对政府及其有关部门环境保护责任及其监督的法律规定，环境管理体制有待改革和完善。二是需要加强环境信息公开、公民环境知情权的保障、公众参与环境决策和公众监督机制。三是一些重要的环境管理制度尚需建立和完善，一些环境制度可操作性不强，存在污染防治责任不明确、违法成本低、环境健康损害救济难、环境公益损害救济难等问题。
三、构建我国重金属污染防治法律机制的对策
篇3
关键词：土壤；重金属；污染；现状；修复技术
中图分类号 X833 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）07-0103-03
Abstract：This paper describes the present situation of soil heavy metal pollution in our country，analyzes the sources of soil heavy metals from sewage irrigation，atmospheric deposition，industrial production and agricultural activities，and analyzes the heavy metal contaminated soil remediation technology briefly.
Key words：Soil；Heavy metal；Pollution；Present situation；Remediation technology
土壤是一个开放的缓冲动力学系统，承载着环境中50%～90%的污染负荷[1-2]。随着矿产资源开发、冶炼、加工企业等规模的扩大以及农业生产中农药、化肥、饲料等用量的增加和不合理的使用，致使土壤中重金属含量逐年累积，明显高于其背景值，造成生态破坏和环境质量恶化，对农业环境和人体健康构成严重威胁。重金属在土壤中移动性差、滞留时间长、难降解，可以通过生物富集作用和生物放大作用进入到农牧产品中[3]，从而影响产出物的生长、产量和品质，潜在威胁人体健康[4]。本文对我国土壤重金属污染现状进行了简要分析，概述了土壤中重金属的来源，简单介绍了物理修复、化学修复和生物修复技术在土壤重金属污染修复方面的研究进展，以期为土壤重金属污染修复提供参考。
1 我国土壤重金属污染现状
随着矿山开采、冶炼、电镀以及制革行业的蓬勃发展，一些企业盲目追逐经济利益，轻视环境保护，再加上农药、化肥、地膜、饲料添加剂等的大量使用，我国土壤中Pb、Cd、Zn等重金属的污染状况日益严重，污染面积逐年扩大，危害人类和动物的生命健康。据报道，2008年以来，全国已发生100余起重大污染事故，其中Pb、Cd、As等重金属污染事故达30多起。据2014年国家环境保护部和国土资源部的全国土壤污染状况调查公报显示，全国土壤环境总状况体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。据农业部对我国24个省市、320个重点污染区约548万hm2土壤调查结果显示，污染超标的大田农作物种植面积为60万hm2，其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80%以上，尤其是Pb、Cd、Hg、Cu及其复合污染尤为明显[5]。我国的一些主要水域如淮河流域、长江流域、太湖流域、胶州湾等也都出现了重金属污染[6]。
2 土壤重金属来源
土壤中重金属来源主要有内部来源和外部来源两种。在内部来源中，由于成土母质、地形地貌、水文气象及植被和土地利用类型等的不同，对土壤重金属含量的影响有很大差异[7]，致使部分地区土壤背景值较高。外部原因主要是人为活动的影响，是土壤重金属污染的主要来源，主要包括以下几个方面：
2.1 随大气沉降进入土壤中的重金属 大气沉降是造成土壤重金属污染的一个重要途径[6]。工业生产、汽车尾气排放及轮胎摩擦可产生含有重金属的有毒气体和粉尘，经自然沉降和雨雪沉降进入土壤中，污染元素主要为Pb、Cu、Zn等。矿山开采和冶炼所带来的大气沉降也是土壤重金属的重要来源[5]。有毒气体和粉尘容易迁移和扩散，在工矿烟囱、废物堆和公路附近的土壤中，土壤重金属含量较高，向四周和两侧扩散减弱。研究人员对某铅锌冶炼厂的土壤重金属空间分布特征的研究发现，Zn、Pb、As的主要污染来源是废气的大气沉降，风力和风向是其空间分布的主要影响因子[7]。
2.2 随污水灌溉进入土壤中的重金属 污水灌溉一般是指利用经过一定处理的城市污水灌溉农田[6]，利用污水灌溉是农业灌溉用水的重要组成部分。但由于污水中含有大量的重金属，随污水进入到土壤中，使得土壤中重金属含量不断富集。我国自20世纪60年代至今，污灌面积迅速扩大，以北方旱做地区污染最为普遍，约占全国污灌面积的90%以上，污灌导致农田重金属Hg、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb等含量的增加[7]。
2.3 工矿企业生产带入土壤中的重金属 工业生产中广泛使用重金属元素，工矿企业将未经严格处理的废水直接排放，导致废水中的重金属渗入到土壤中，使得土壤中有毒重金属含量增加[11]。矿业和工业固体废弃物露天堆放或处理过程中，经日晒、雨淋、水洗等作用，使重金属以射状、漏斗状向周围土壤扩散。南京某合金厂周围土壤中的Cr大大超过土壤背景值，Cr污染以工厂烟囱为中心，范围达到1.5km2[12]。电子废弃物在堆放和拆解过程中，会造成Pb、Cr等重金属进入农田土壤[13-14]。
2.4 农事活动带入土壤中的重金属 随着人们对农业产出物不断增长的需求，农药、化肥、地膜等使用量不断增加，导致土壤中的重金属不断富集，造成土壤重金属污染。农药中含有Hg、As、Zn等重金属，长期使用就会导致土壤中重金属的累积。磷肥天然伴有Cd，随着磷肥及复合肥的大量施用，土壤中有效Cd的含量不断增加，作物吸收Cd量也在增加[15]。地膜在生产过程中加入了含Cd、Pb等重金属的热稳定剂，也会造成土壤重金属含量的增加。当前有机肥肥源大多来源于集约化的养殖场，大多使用饲料添加剂，其中大多含有Cu和Zn[16]，使得有机肥料中的Cu和Zn含量也明显增加，并随着施肥带入到土壤中。
3 土壤重金属污染修复技术
3.1 物理修复 一是客土、换土和深耕翻土等措施。通过这一措施，可以降低表层土壤重金属含量，减少土壤重金属对植物的毒害。深耕翻土适用于轻度污染的土壤，客土和换土适用于重度污染的土壤。工程措施具有稳定、彻底的有点，效果较好，但是需要大量的人力、物力，投资较大，并会破坏土体结构，降低土壤肥力。二是电动修复、电热修复、土壤淋洗等。物理修复效果好，但是成本高，还存在着造成二次污染的风险。
3.2 化学修复 化学修复是主要是采用化学的方法改变土壤中重金属的化学性质，来降低土壤中重金属的迁移性和生物可利用率，减少甚至去除土壤中的重金属，达到的土壤治理和修复的效果[17]。该技术的关键在于经济有效改良剂的选择，常用的改良剂有石灰、沸石、碳酸钙等无机改良剂和堆肥、绿肥、泥炭等有机改良剂，不同的改良剂对重金属的作用机理不同。化学修复是在土壤原位上进行，不会破坏土地结构，简单易行。但是化学修复只是改变了重金属在土壤中的存在形态，并没有去除，在一定条件下容易活化，再度造成污染。
3.3 生物修复 生修复是利用微生物或植物的生命代谢活动，改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性。该方法效果好，易于操作，是目前重金属污染的研究重点。目前生物修复技术主要集中在植物和微生物2个方面[18-19]，对植物修复方面研究的较多[20-23]。生物修复不会引起二次污染，成本低，易于推广，在技术和经济上都优于物理修复和化学修复，已经得到了广泛的研究和应用，是目前土壤重金属污染治理的研究热点。
3.4 农业生态修复 不同作物对重金属有不同的吸附作用，可以通过采取不同的耕作制度、作物品种和种植结构的调整、肥料种类的选取等措施，增加作物对土壤重金属的吸收，降低土壤中的重金属含量。研究表明，调节土壤水分、pH值以及土壤水分、养分等状况，实现对污染物所处环境介质的调控[24-25]，可以改善土壤的理化性质，促使土壤中重金属被作物有效地吸收。
4 展望
土壤是人来赖以生存的重要自然资源之一，是人类生态环境的重要组成部分。土壤重金属污染问题已经成为当今社会的主要环境问题之一。2016年出台的《土壤污染防治行动计划》，无疑是我国土壤环境管理历史上里程碑式的文件，明确了我国土壤污染防治路线图和时间表。
土壤是一个复杂的生态系统，一旦受到污染，要将进入到土壤中的污染物清除，达到安全生产的目的是十分困难的。重金属对土壤的污染以现有的技术而言是不可逆的。因此，土壤污染预防要比土壤污染治理重要的多。要坚持源头预防和过程治理，以源头控制为主，杜绝污染物进入水体、土体，有效降低污染物的排放。在土壤重金属污染修复技术研究中，要把物理方法、化学方法、生物技术和农业生态修复措施综合起来处理污染题，研究出更加经济高效的治理措施，应该加大生物修复技术研究，减少物理和化学方法的使用，以免造成二次污染。
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篇4
土壤重金属污染的概述
在经济和社会发展的过程中产生了许多有毒有害物质，这些物质来源于生活垃圾、工业废物、矿山废渣等生活和生产的多个环节，这些物质往往含有多种重金属。随着沉淀和富集，无法被净化的重金属慢慢渗透并富集到土壤中。
土壤是环境中的重要组成部分，承受着环境中约90%的污染物。同大气和水体环境中的污染物相比，土壤中的污染物更不易迁移，更易集中富集。由于重金属大多对人体有毒害作用，这种毒害作用随着含量的增多而增大；当重金属的浓度在一定范围下时，其毒害作用因在短时间内无法发现而容易被忽略；当重金属对人体的毒害作用显著发生时，多数是属于无法治愈且不可逆转的。
土壤中的重金属一般是通过食物链进而在人体内富集，当某种重金属的量超过安全阈值时就会严重危害人体健康。研究表明，人体内的有70%镉来源于大米和蔬菜，而大米和蔬菜中积累的镉大部分来源于土壤，少量来源于灌溉水和空气。镉会影响酶的活性，影响人正常的新陈代谢，可引发贫血、高血压、骨痛病等疾病，其危害长达数十年。陕西省华县龙岭村，这是一个有名的“癌症村”。该村的土壤被多种重金属所污染，种植的芹菜中汞、镉、铅、铬、砷等重金属含量极高，其中铅超出国家标准限值83.5倍；生产的面粉中镉的含量超出国家标准限值1.6倍、铅超出国家标准限值2.98倍。富含重金属的粮食使得该村的居民备受癌症、肺心病、脑血管等病痛的折磨。
值得注意的是，土壤中的重金属除了会通过植物吸收进而对生物产生毒害作用外，还会经由雨水淋滤及地表径流作用转移进入地表水系统，通过地表水和地下水的交互作用污染地下水体，进而对饮用水的安全构成威胁；土壤中的重金属还可能会缓慢的、微量的释放到空气中，对大气环境造成污染。
土壤中重金属的来源及我国的污染现状
工业“三废”排放、采矿和冶炼、家庭燃煤、生活垃圾渗出、汽车尾气排放等是我国重金属污染的主要来源。工业废水、矿坑涌水、垃圾渗滤液等液体成分复杂，是土壤重金属污染物的主要来源。
目前我国受污染的耕地约1.5亿亩，固废堆存地约300万亩，合计超过1.8亿亩。这些受污染的土地大多数集中在经济较发达的地区。全国每年受重金属污染的粮食多达1200万吨、因重金属污染而导致粮食减产高达1000多万吨，合计经济损失至少200亿元。农业部环保监测系统曾对全国24省、市320个严重污染区土壤调查发现，大田类农产品超标面积占污染区农田面积的20%，其中重金属超标占污染土壤和农作物的80%。农业部调查发现：我国污灌区面积约140×104公顷，遭受重金属污染的土地面积占污染总面积的64.8%，其中轻度污染占46.7%，中度污染占9.7%，严重污染占8.4%，其中以汞和镉的污染面积最大。全国目前约有1.3×104公顷耕地受到镉的污染，涉及11个省市的25个地区；约有3.2×104公顷的耕地受到汞的污染，涉及15个省市的21个地区。国内蔬菜重金属污染调查结果显示：中国菜地土壤重金属污染形势更为严峻。珠三角地区近40%菜地重金属污染超标，其中10%属“严重”超标。重庆蔬菜重金属污染程度为镉>铅>汞，经调查其近郊蔬菜基地土壤重金属汞和镉均出现超标，超标率分别为6.7%和36.7%。广州市蔬菜地铅污染最为普遍，砷污染次之。保定市污灌区土壤中铅、镉、铜和锌的检出超标率分别为50.0%、87.5%、27.5%和100%，蔬菜中镉的检出超标率为89.3% 。
3 环境监测为土壤环境质量的整治提供技术支持
随着我国经济迅速发展，环境污染越来越重。来自生产和生活的各种污染已经造成多数地区土壤遭受重金属的污染。
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关键词：危害 重金属污染 土壤修复
土壤是地球表面的疏松表层，它是人类赖以生存的重要自然资源，并且在生态环境中占有重要地位。而近年来，随着工业的快速发展和乡镇城市化，土壤重金属污染日益严重，由此会破坏人类生态环境，从而影响人们的健康，因此，土壤重金属污染的修复技术已成为一个研究热点。
一、土壤重金属污染的危害
随着工农业的快速发展，多种工业如采矿、冶炼、电镀、废电池处理、金属加工等的排放以及农业中各种农药，化肥的施用均是土壤重金属污染的来源。据报道，全世界平均每年排放Hg约1.5万吨，Cu 340万吨，Mn 1500万吨，Pb 500万吨，Ni 100万吨[1]。土壤重金属污染具有污染面积达、积累时间长、不易被微生物降解、有明显的生物富集作用等特点，被重金属污染的土壤会严重影响到农作物的生长和发育，从而导致农作物的减产并污染农作物。安志装等人[2]研究发现镉与巯基氨基酸和蛋白质的结合会引起氨基酸蛋白质的失活，甚至使植物死亡。另外，土壤中的重金属会被农作物吸收并在农作物体内富集，通过食物链进入人体，从而严重危害人体健康。
二、土壤重金污染修复技术
1.物理化学修复技术
1.1化学固化
化学固化法指的是通过在土壤中加入土壤固化剂来改变土壤的有机质含量、矿物组成、pH值和Eh值等理化性质，再经重金属的吸附或共沉淀作用来调节其在土壤中的移动性，从而降低其共生物有效性。固化剂将污染土壤中的重金属固定后，不仅可以减少重金属通过径流和淋洗作用对地表水和地下水的污染，而且被污染的土壤还有可能重建植被[3]。虽然化学固化法可以固化土壤中的重金属，但固化剂只是改变重金属在土壤中的存在形态，重金属仍留在土壤中，因而该方法还有待进一步的研究探讨。
1.2电动修复
电动修复是近年来快速发展的技术，其作用机理是将电极对插入被污染的土壤中，在通入微弱电流形成电场，使土壤中的重金属在电场形成的各种电动力学效应下定向移动，在电极区附近富集，从而将重金属处理或分离。
对于低渗透的粘土和淤泥土的修复，电动修复是常用的技术。郑喜坤等人[4]研究了电动修复技术对沙土中Pb2+、Cu3+等重金属离子的去除效果，结果表明，重金属离子的去除率达99%以上。电动修复技术是一种原位修复技术，它可以有效的去除土壤中的重金属离子，并且经济效益好，是一种可行的修复技术。
1.3土壤淋洗
土壤淋洗是一种适用于治理大面积重废污染土壤的方法。所谓淋洗，是指利用提取剂（包括有机或无机酸、碱、盐、表面活性剂和聚合剂等）将土壤中的固相重金属转化为液相，土壤在经水淋洗处理后可归回原位利用，而对于富含重金属的废水也可进行回收处理，从而达到修复土壤的目的[5]。吴华龙等人[6]研究了被铜污染土壤修复的有机调控机理，研究结果表明，外加EDTA对降低红壤对铜的吸收率与加入的EDTA量的对数量显著负相关。土壤淋洗法虽然处理量大，处理效率高，但会造成二次污染，因此，寻找一种既能提取各种形态重金属又不破坏土壤结构的提取剂将成为土壤淋洗法的研究热点。
2.植物修复
植物修复是指在被重金属污染的土壤中，种植某种特定的植物，利用该植物对重金属的耐性和超富集作用将重金属移出土壤，使土壤中的重金属降低到可接受的浓度，达到重金属污染修复的目的。
根据其修复过程和作用机理可将植物修复技术分为4种：①植物萃取技术，即利用超富集植物将重金属从土壤提取出来，并将其转移，贮存到地上部分，然后通过植物收割来对重金属进行集中处理的过程[7]。韦朝阳等人[8]研究发现了一种大叶井口草，它对As的富集有明显的效果，其地上部分最大含量可达694mg/Kg。②植物固化技术，即利用耐金属植物及其根系微生物的一些生物化学作用降低重金属的活性，使其固化，从而减少对土壤的危害。该方法主要适用于有机质含量的矿区污染土壤的修复。③根圈生物技术，即利用植物根际分泌物和根际脱落物刺激细菌和真菌的生长，通过细菌和真菌对重金属的吸附固定作用，是重金属矿化的过程。④植物挥发技术，即利用植物根系的吸收、积累和挥发作用减少土壤中一些挥发性污染物，及植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态物质释放到大气中[9]。
3.工程措施
工程措施是比较经典和传统的修复土壤重金属污染的方法，主要包括客土、换土及深耕翻土等方法。通过客土、换土或者将深耕翻土与污土混合，使土壤中重金属的含量降低，减少重金属对土壤植物的毒害，从而使农产品达到食品卫生标准[10]。
客土法是将干净的土壤覆盖在已受污染的土壤上混匀，从而降低土壤中污染物的浓度；换土法是用干净的土壤代替受污染的的土壤，对于换出的土壤应进行处理，防止二次污染的发生；深耕翻土是将表层已受到污染的土壤翻至深层，从而使土壤中污染物的浓度降低。
三、结语
目前运用于修复土壤重金属污染的技术有很多，但每种修复技术对于土壤重金属污染修复均有一定的弊端，并且对于不同类型的土壤受重金属的污染的程度的不同，单一的使用某种技术并不能达到理想的效果，因此，在实际应用中，应综合多种修复技术的优点，互取优势，研究出新型的具有高效，低耗的修复技术。
参考文献
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[关键词] 重金属污染 土壤 水 防治
[中图分类号] X52 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2013）08-0230-01
重金属对水体及土壤的污染形势是很严峻的，据资料显示，每年我国有1200万吨粮食收到不同程度的不同重金属的污染，直接经济损失超过200亿元，每年能多养活4000万人，并且这一数字还在逐年增长，这些污染大都是由于土壤或灌溉用水受重金属污染而造成，重金属污染有着较强的不可预见性，因此对其防治有很大的困难，而预防才是王道。
一、重金属的来源及其种类
1.重金属的来源
重金属的主要来源还是工业污染，当然，或多或少也有来自交通以及我们生活垃圾的污染，在工业污染中，来自化工行业的污染占了相当大的比例，其次就是发电厂、钢铁厂，最常见的就是工业中的三废：废水、废弃、废渣，三废当中含有大量的重金属及其化合物，不经处理便直接排放，直接导致水资源和土壤污染，当人们用了这种被污染的水去灌溉庄稼，在被污染的土地上种庄稼，就会严重影响庄稼的收成，重金属也就随植物链传到人类，对人们的健康造成了严重的影响[1]。近几年，有环保学者提出：中国的化工企业的工艺、设备、技术研发较落后，是造成污染严重的主要原因，而人为的环保意识以及地方保护环保意识的淡薄，加剧了污染，强化治理迫在眉睫。生产企业应放眼未来，倡导环保，化工生产过程尽量使用少污染和无污染的原材料。
2.重金属的分类
2.1汞污染
汞是一种唯一的在常温下为液态的金属，在自然界中普遍存在，一般动物植物中都含有微量的汞，因此我们的食物中，都有微量的汞存在，可以通过排泄、毛发等代谢，不影响健康。
但是，随着工农业的迅速发展，目前国内对汞的需求量还是很高的，问题在于这些重金属用完之后生成的其氧化物或杂质如何处理，过量的汞如何处理，这些都是问题的关键之处，据调查，每年因汞中毒而死亡的人数并不在少数，如何防范含汞废水进入农业用水系统，已经迫在眉睫，是我们不得不去面对的问题。
2.3铅污染
铅是一种柔软的白色金属，是我国最早发现的元素之一，很容易生锈，但不失光泽，铅在工业中最重要的用途就是制造蓄电池，因此，水资源和土壤中铅污染的主要来源就是人们对废弃蓄电池的随意丢弃，而铅的化合物，常被用于合成五彩缤纷的颜料，在铅的众多化合物中，最重要的就是四乙基铅，常用于汽油防爆剂，铅的毒性随量而增大，其主要是通过人的皮肤接触，或者是消化道、呼吸道等进入人体器官，铅含量多者可引起器官病变，铅的主要毒性表现在贫血，神经受到损伤或者造成肾功能不全，生活中的铅给我们带来了无限的色彩和快乐，但是食物中的铅却能给人带来痛苦。
二、重金属对水体及土壤污染现状
1.重金属对水体污染现状
水体中重金属污染物的来源十分广泛，最主要的是工矿企业排放的废物和污水。由于这些工厂排放的污染物数量大，分布范围广，因而受污染的区域很大，较难控制，危害严重[2]。重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中富集，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等，对人体会造成很大的危害。在我国，最近的一起重金属污染事件是2011年3月中旬，浙江台州市路桥区峰江街道，一座建在居民区中央的“台州市速起蓄电池有限公司” 引起168名居民血铅超标，是近几年来浙江发生的最严重的一次重金属污染事件，其原因就是电池公司将含有大量铅的废水排入河渠，渗入地下，居民喝了地下水之后铅严重超标，而作为最大的洋垃圾市场，台州市每年从垃圾中拆解的价值高达200亿人民币，但是拆解之后的剩余物却随意丢弃，丢弃的重金属垃圾对空气和水资源造成了严重的污染。目前，我国的重金属对水体的污染正在逐年加剧，如若不采取措施，不过十几年的时间，我们将生活在一个被重金属污染的世界，想治理都治理不完。
二、重金属对水体污染的防治措施
1.加快含重金属废水废气治理
废水和废气是化工行业最普遍的污染物，也是和人类息息相关的一些污染，针对这些废水和废气，怎么处理成为了一个棘手的问题，对于废水的处理，目前，有三种最为让人接受的方法，物理处理法，即利用污染物的物化性质来除掉废水中的污染物，化学处理法，是指利用化学反应原理处理或回收废水中的溶解物或胶体中的物质，包括中和，氧化，还原絮凝法。最后一种方法是生化处理法，这种方法是指利用微生物在废水中对有机物进行氧化分解的新陈代谢过程，包括活性污泥法，生物滤池，氧化塘等方法。
2.强化含重金属固体废物污染防治
固体废弃物是化工三废中种类最多数量最大的一种污染物，其每年排出的数量有数亿吨，破坏了植被，排入水源，对农业用水造成了严重的污染，进一步转化就会进入大气，化工废渣的种类繁多，成分复杂，处理方法并不像废水废气那样有成套的系统和装置。而是根据其化学组成选用不同的方法，对于有机化工废物的处理，目前，采用较多的方法有热分解法，焚烧法和再生利用法，近几年发展最受欢迎的是再生利用法，将废物经过多次的回收利用，将其中有用成分提取出来，加工成其他产品。其次就是对无极废物的处理，其主要方法有3种，分别是可以作为二次原料资源，或者是提取其中的有用成分用于农业生产，对那些没有什么利用价值或者已经提取有用成分的部分废物，可以再加工为建筑材料。
三、结论
目前，我国重金属对水体污染已经相当严重了，尤其是化工行业，是最主要的重金属污染源中，如若不及时治理，将对国民经济造成严重损失，对人们的身心健康造成巨大的伤害，因此，解决重金属污染问题已经迫在眉睫。
参考文献
[1] 李然. 水环境中重金属污染研究概述. 四川环境， 1997（16）： 18-22.
[2] 李振. 浅谈重金属水污染现状及监测进展. 企业论道.
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关键词：土壤；重金属；污染；治理措施
中图分类号：TL75文献标识码： A
引言
土壤是环境有的组成部分，是位于陆地表面呈连续分布、具有肥力并能生长植物的疏松层，它是一个复杂的物质体系。随着工业的快速发展，人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化的现象呈加重的趋势。引起土壤污染的主要污染物有有机物、重金属元素及化合物、中低放射性污染物、农用肥料、致病的微生物等。在这些污染物中，重金属的污染是造成土壤污染加重的主要原因之一。而重金属及其化合物在环境中具有难迁移性和难降解性，只能在环境中累积。甚至有的可能转化成毒性更强的化合物，它可以通过植物吸收在植物体内富集转化，对人类健康带来潜在的风险。重金属元素以不同的种类通过各种途径进入土壤中，其中危害较大、研究较多的重金属元素有Hg、Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn等。由于不同的重金属元素其化学性质不同，所以对土壤环境造成的危害也有所不同。
一、土壤重金属污染的概念
土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带人到土壤中，致使重金属元素在土壤中的含量超过背景值，并可能通过过量沉积而造成土壤质量退化、生态环境恶化的现象。土壤重金属污染物主要有铅(Pb)镐(Cd)铬(Cr)汞(Hg)及类金属砷(AS)和硒(Se)等，以及有一定毒性的锌(Zn)，铜(Cu)，镍(Ni)等元素。其中AS和se虽不属于重金属，但它们的毒性及某些性质与重金属相似，因而通常被列为重金属污染物的范围内。还有一些是植物生长所必须的微量元素，如zn，Cu等，但其含量达到一定值后就可能成为有害的环境污染元素。
二、土壤重金属污染的成因及特点
1.自然原因
自然界中，土壤重金属的形成不是单方面作用的结果，而是受多方面因素影响，在不同时期，其主要影响因素又不同。土壤形成初始时期，其重金属含量受成土母质的影响较大，母质中的重金属含量及组成直接决定了土壤重金属的值。随着土壤的发育，母质对其重金属值的影响逐渐减弱。大气沉降，如火山爆发、森林火灾等可能使许多重金属漂浮于空中，其中一些被植物叶片吸收，进而被微生物分解进入土壤，从而改变土壤的重金属含量与构成。
2.人为因素
（1）废气、烟尘等大气污染。城市化进程的加快在反映国民物质生活水平提升的同时也带来一系列环境问题，城市交通、工业生产等向大气排放大量废气、烟尘，造成大气污染，通过大气沉降，这些物质进入土壤，造成土壤重金属污染。
（2）化肥农药在农业生产中的使用。为了缩短农作物生长周期，现代农业生产常会选择使用化肥农药，大量化肥与农药的使用在带来生产效益的同时，也将其中所含的重金属物质带入了农作物与土壤，造成土壤重金属污染，影响人体健康。
（二）土壤重金属污染的特点
依据化学金属元素相关理论，重金属性质稳定，极难被微生物降解，一旦进入土壤造成重金属污染，势必对农作物的品质和产量产生较大影响，加之其潜伏周期长，通过食物链的“生物富集效应”严重影响动物和人体的健康。有研究表明，低浓度的汞在小麦萌发初期能起到促进生长作用，但随着时间的延长，最终表现为抑制作用；砷有剧毒，可致癌；镉会危害人体的心脑血管。归纳起来，重金属污染有以下几个特点：(1)潜伏周期长，污染具有隐蔽性；(2)性质稳定，污染具有难降解性；(3)相互作用，污染具有协同性、扩散性。因此，重金属污染又有“化学定时炸弹”之称。
三、土壤重金属污染的危害
土壤重金属污染是指由于人类活动致使重金属的数值高于土壤背景值或土壤环境质量的标准，导致土壤质量的下降和农业生态环境恶化的现象。土壤的重金属污染破坏了土壤、植物系统的生态平衡并通过食物链威胁人体健康。
(一)危害土壤中的动物
各种重金属元素在土壤中的富集，对土壤动物的生存带来了严重威胁，有研究表明土壤重金属对蚯蚓、线虫等无脊椎动物数目、丰富度、生物数量和群体构成等有直接影响。
(二)影响作物的品质和质量
土壤中的重金属污染会引起作物大量营养的缺乏和酶有效性的降低，较高浓度的重金属含量有抑制植物体对WT、3C等矿物质元素的吸收和转运的能力。重金属胁迫还会危害作物的根系，造成根系生理代谢失调、生长受到抑制，引起株高、主根长度、叶面积等一系列生理特征的改变，导致植物体营养亏缺，从而影响植物生理生态过程、植物产量和品质。
(三)降低土壤肥力
土壤酶是一种生物催化剂，是反映土壤肥力的关键指标，重金属通过对土壤酶的破坏，造成对土壤肥力的不利影响。
(四)威胁人体健康
土壤尤其是表层土壤中的重金属极易通过食物链进入人体，对人体正常的新陈代谢和器官造成危害，直接对人体健康造成威胁。例如：能导致人类和其他生物的生殖功能下降，机体免疫力降低。
四、加强土壤重金属污染的措施
（一）重金属污染土壤改良剂修复法
目前有许多修复和治理重金属污染土壤的方法，如客土法、土壤淋洗法、化学修复法、植物修复技术、微生物修复技术等。近年来，对重金属污染土壤施用土壤改良剂的修复方法得到了国内外学者的广泛关注，其实际应用也比较广泛。施用土壤改良剂的方法实际上是化学修复法中的原位化学修复。原位化学修复主要是基于污染物的土壤化学行为的改良措施，施入/种或多种改良剂、抑制剂等化学物质，通过调节土壤理化性质以及对重金属的吸附、沉淀、络合、氧化还原等一系列物理化学作用，改变重金属在土壤中的存在形态，降低其生物有效性和迁移性，从而降低重金属污染物对环境中动物、植物的毒性，达到修复重金属污染土壤的目的。原位化学修复是在土壤原位上开展，具有成本低廉、操作简单、对土壤本身结构扰动小、改良剂来源广泛等优点，具有潜在的经济价值，能用于大面积重金属污染土壤的治理，但由于受到一些环境因素制约，如何根据当地土壤条件因地制宜地选择合适的改良剂是该技术的关键。总之，通过施用改良剂改变重金属离子在土壤中的存在形态，降低重金属污染物的生物可利用性，从而实现污染土壤的治理，是目前一条行之有效的途径。当然，化学改良剂法也存在一定局限性，即施用改良剂后土壤中金属离子仍然存留在环境中，如果环境因素发生改变，重金属离子的生物有效性也可能变化，被暂时钝化的重金属离子又会被重新激活。
（二）提高土壤pH
pH值显著影响重金属在土壤中的存在形态，当土壤溶液的pH
（三）样品采集及保存措施
因本文选一般土壤综合污染型土壤为研究对象，在进行土壤样品采集时，只需要采集地表20cm范围以内的表层土壤作为监测样品即可，所采集样品为土壤混合样；在土壤样品采集过程中，应将土壤表层所存在的石头及草皮等杂物清理掉；按照设计采样位置，采取蛇形布点方式进行土壤多点采样作业；不同采样点所采取土壤质量应尽量保持一致，将所获得的土壤样品进行均匀混合，通过四分法，获得约为1kg质量的样品。样品采集后，其保存需要应用密封性良好且洁净的塑料袋，作碱性保存。对样品信息进行标注，如样品采集时间#样品编号等，将样品送入实验室。在进行样品采集的过程中，可以利用定位系统保证样品位置准确性，并对样品采集环境进行拍照记录。
结束语
目前，土壤重金属污染的治理方法很多，但都存在一定的局限性。所以，研究出高效并具有良好的生态效益、社会效益、环境效益的方法对土壤重金属污染的治理是非常重要的。今后，要进一步对土壤重金属污染的来源进行全面了解，逐渐从末端治理的方法向源头治理转变，从而降低土壤重金属污染，给人类提供无污染的绿色食品。
参考文献：
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关键词：土壤 重金属污染 修复 研究进展
中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0121-02
随着世界人口不断增加，工业化进程不断推进，能源开发和城镇建设飞速发展。人类改造自然的活动不断扩大，愈来愈多潜在性有毒物质排放到生物圈，其中大部分进入土壤圈，对土壤环境和人的健康构成威胁，其中包括重金属。在化学中，重金属一般指密度在4.5 g/cm3以上的金属，而在环境污染研究中所说的重金属实际上主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属，其次是指有一定毒性的一般重金属，如锌、铜、镍、钴、锡等。目前最引起人们关注的是汞、镉、铅、铬、砷，被合称为重金属污染中的“五毒”。通过食物链，排放到土壤中的重金属直接对生长于被污染土壤上的植物造成伤害以及通过食物链直接或间接地对人体健康造成伤害。重金属污染土壤的修复技术按学科分主要分为三大类：生物修复、化学修复和物理修复，按修复场地分为两种：就地修复和离地修复。本文主要是以第一种分类方法进行有关论述。
1 重金属在土壤中的存在形态
重金属的生物毒性不仅取决于其总量，更多的是受存在形态的影响。重金属在土壤中的存在形态决定了重金属的迁移和生物利用，从而影响其生物活性与毒性重金属在土壤中主要以以下几种形态存在（1）水溶态；（2）可交换态；（3）碳酸盐结合态；（4）铁锰氧化物结合态；（5）有机结合态；（6）残留态。随环境条件的改变，各形态之间可以发生相互转化，从而改变重金属在土壤中的生物有效性和毒性。水溶态、离子交换态的重金属在土壤环境中最为活跃，活性大，毒性也最强，易被植物吸收，也容易被吸附、淋失或发生反应转为其它形态。残留态的重金属与土壤结合最牢固，用普通的方法不能从土壤中提取出来，它的活性也最小，几乎不能被植物吸收，毒性也最小。
2 重金属的危害
大多数重金属元素都是生物代谢非必须元素，当其在环境中的存在量和在生物体中的量超过一定标准时便会对环境和生物体造成伤害。
2.1 对环境的伤害
土壤被重金属污染，很难清除，含重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力的作用下会进入到大气和水体中，导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其它次生生态环境问题。
2.2 对植物的伤害
通常情况下，植物体内的重金属含量随着其着生土壤重金属含量的增加而增加，当到达一定量后，就会影响植物的生长发育，抑制植物的光合作用过程、抑制植物的呼吸作用过程、抑制新陈代谢，导致植物生物量、产量和品质下降。
2.3 对动物及人体的伤害
重金属通过空气、水、食物等渠道进入动物和体内，产生遗传毒性、生殖毒性等，极大地影响了人群的健康和可持续发展。土壤重金属污染在植物中积累后，并通过食物链富集到动物和人体中，危害人畜健康，达到一定量后便引发癌症和其它疾病等。某些重金属如铜、钒、可引起人和的生殖障碍；铜、汞可影响影响胚胎的正常发育；铜可对儿童中枢神经系统造成影响，可导致其行为功能改变如学习困难、空间综合能力下降、运动失调、多动、易冲动、注意力下降、侵袭性增加、智商下降等；镉可影响儿童的正常发育等；锰会引起肺炎和其它疾病。
3 重金属污染土壤修复技术
3.1 重金属污染土壤生物修复技术
3.1.1 植物修复技术
植物修复（Phytoremediation）指将某种特定植物种植在重金属污染的土壤上，而该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，将植物收获并进行妥善处理后即可将该种重金属移出土体，达到污染治理与生态修复的目的。植物修复通常包括：植物提取作用、植物挥发作用、根际滤除作用。植物修复技术因其廉价、就地、绿色、生态、经济的优点而广受关注和期待，但目前植物修复技术也具有自身的局限性，主要表现是：多数超积累植物，只能积累一种或者两种重金属元素，而实际情况大多为几种重金属的复合污染；其次是超富集植物个体矮小，生长缓慢，生长周期长，修复重金属污染土地效率低，经济上并不一定合理。因此，能否找到超积累植物是植物修复技术是否能够推广和业化的关键。到目前为止，在美国、澳大利亚、新西兰等国已发现能富集重金属的超积累植物 500多种，其中有360多种是富集Ni的植物。我国开展这方面的工作较晚，到目前为止，已陆续发现了锰超积累植物商陆（Phytolaccaceae），As超富集植物蜈蚣草（Pteris vittata），大叶井口边草（P.cretica），Cd超富集植物宝山堇菜（Viola baoshanensis）和龙葵，Zn超富集植物东南景天（Sedumalf redii）以及Cu超富集植物海州香薷（Ellsholtziasplendens）和鸭跖草（Commelina communis）。
3.1.2 重金属污染土壤微生物修复技术
重金属污染土壤微生物修复是利用微生物的生物活性对重金属的亲和吸附或转化为低毒产物，从而降低重金属的污染程度，或通过微生物来促进植物对重金属的吸收等其他修复过程。重金属污染的微生物修复包含两个方面的技术，即生物吸附和生物氧化、还原。前者是重金属被活的或死的生物体所吸附的过程；后者则是利用微生物改变重金属离子的氧化、还原状态来降低环境和水体中的重金属水平。
3.1.3 重金属污染土壤低等动物修复技术
低等动物修复是利用土壤中的某些低等动物的活动改变重金属在土壤中的存在形态、或者直接吸收土壤中的重金属，以达到修复效果。如张冬明等通过用中国热带农业科学院植物与环境保护研究所提供的赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）和海南省典型的砖红壤为研究材料对砖红壤中Pb的形态研究表明蚯蚓活动降低了残渣态Pb含量，显著提高了土壤交换态、无定形氧化铁结合态含量，蚯蚓活动可以显著提高Pb污染土壤的修复效率[13]。由此表明蚯蚓能够改变土壤中Pb的形态分配和能直接吸收Zn和Cd，对重金属污染土壤修复有开发前景。
3.1.4 重金属污染土壤物理修复技术
物理修复技术通过物理手段用清洁土壤更换被污染土壤或部分更换被污染土壤，使污染物浓度降低到临界危害浓度以下或阻碍污染物与植物根系接触，从而阻碍重金属在食物链中的传递。物理修复过程中常用的方法是客土法。日本神通川地区的镉污染土壤，截至1997年共有646 hm2土地用物理修复方法进行了修复。客土法修复重金属污染土壤效果好、直接、完全彻底，但也存在实施费用高、客土来源和污染土壤去向难以解决等困难，经济不发达地区难以承受，难以大面积开展修复。
3.1.5 重金属污染土壤化学修复技术
化学修复方法通过向土壤中添加一定的化学修复剂或用电化学的方法改变重金属元素在土壤中的存在形态、分布特征及迁移性。一方面通过向土壤中加入一些表面活性剂或螯合剂，增加重金属的生物有效性，结合植物修复技术或直接清除的方式达到对土壤的清洁作用；另外可以向土壤中加入化学固定剂和稳定剂，减少其向植物体累运输，直接阻断重金属在食物链中的传递，从而减轻其给人类带来的伤害；再次利用电化学原理和方法，通过电流作用诱导重金属粒子向电极一端聚集，再将其清除。与其它修复方法相比，化学修复方法具有操手段多，效率高，见效快，方便大规模开展修复等优点而在很多污染土壤修复工程中应用。常用的化学修复方法有：淋洗一提取法、固定稳定法、电动法。各种具体修复方法都有其具体的实施条件和过程，下面分别给予介绍。
3.2 淋洗-提取法
土壤淋洗技术是通过离子交换、吸附与螯合作用将土壤固相中的重金属转移到土壤液相中，然后处理其废水，回收重金属和提取剂，或者结合植物修复技术将重金属从土壤中分离出来。淋洗法具有方法简便、处理量大、见效快等优点，适用于大面积、重度污染的治理。特别适用于轻质土和砂质土，但对渗透系数很低的土壤效果不好。但是有些提取剂在使用过程中也存在负面因素：无机酸冲洗污染土壤时，会破坏土壤的理化性质，大量土壤养分淋失，破坏土壤微团聚体结构；人工螯合剂又比较昂贵，修复成本高，（如EDTA）含有重金属螯合剂的回收上也还存在很多未解决的问题，易对土壤造成二次污染。冲洗剂最好选择自然来源的，如酒石酸、柠檬酸等，天然有机酸除对重金属有一定的清除能力外，其生物降解性也好，对环境无污染。
3.3 固定稳定法
固定稳定法是向土壤中添加一些化学固定稳定剂，改变重金属的形态， 降低土壤污染物的水溶性、扩散性和生物有效性，从而降低它们进入植物体、微生物体和水体的能力，减轻对生态系统的危害。常用的固定稳定剂有磷酸盐类化合物、石灰、高炉渣、矿渣、粉煤灰、腐殖酸类肥料、有机肥料、氧化剂、还原剂等。受重金属污染的酸性土壤，施用石灰、高炉渣、矿渣、粉煤灰等碱性物质，或配施钙镁磷肥、硅肥等碱性肥料，能降低重金属的溶解度，从而可有效地减少重金属对土壤的不良影响，降低植物体的重金属浓度。同时也可以向土壤中施用腐殖酸类肥料、有机肥料、氧化剂、还原剂等，都可以降低污染物的毒性。固定稳定修复法修复过程中土壤结构不受扰动，大部分添加剂便宜易得、种类多可适当选择，适于大面积地区操作。
3.4 电动修复法
电动修复法主要是根据电化学原理及电解池原理，具有类似性质的重金属离子通过电迁移、电渗流或电泳的途径向电极的一端集聚。并通过进一步的处理从而实现污染土壤样品的减污或清洁。这种修复方法具有处理成本低、修复效率高、后处理方便等一系列优点，有非常好的应用前景。但电动修复技术在重金属污染土壤修复的研究起步晚，有关这方面的报道少。同时该方法必须在酸性土壤条件下进行，在调节土壤酸性时会同时带来对土壤理化性质的破坏。
4 结语
重金属土壤污染的普遍性决定了土壤重金属污染修复的紧迫性和必要性，隐蔽性、滞后性、累积性、地域性、不可逆转性和治理难而且周期长等特性又决定修复工作面临重大挑战。上文中介绍的各种修复手段都有自身的优缺点，如能将各种修复方法很好地实现整合，特别是植物修复、微生物修复和化学修复方法的整合必然能更有效更经济地对污染土壤进行修复。同时寻找和培育大生物量超积累植物，寻找和培育比传统修复微生物修复效果好的微生物，开发新型廉价化学修复剂，为重金属污染土壤修复工程提供更多物质和技术保障，人类修复重金属污染土壤必将成为一件容易的事。
参考文献
[1] 孙铁珩.李培军.周启星，等.土壤污染形成机理与修复技术[M].北京：科学出版社，2005.
[2] 王友保，张莉，沈章军，等.铜尾矿库区土壤与植物中重金属形态分析[J].应用生态学报，2005，16（12）：2418-24221，1997，26（2）：259-264.
[3] 周启星.复合污染生态学[M].北京：中国环境科学出版社，1995：4-9.
篇9
关键词：重金属污染 环境影响 治理
中图分类号：TE08文献标识码： A
重金属污染时指由重金属及其化合物引起的环境污染，主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。重金属的污染主要来源工业污染，其次是交通污染和生活垃圾污染。工业污染大多通过废渣、废水、废气排入环境，在人和动物、植物中富集，从而对环境和人的健康造成很大的危害。
重金属污染物是一类典型的优先控制污染物。环境中的重金属污染与危害决定于重金属在环境中的含量分布、化学特征、环境化学行为、迁移转化及重金属对生物的毒性。重金属污染与其他有机化合物的污染不同，不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解。目前中国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤引起严重的环境污染。对人体毒害最大的重金属有5种：铅、汞、砷、镉、铭。这些重金属在水中不能被分解，人饮用后毒性放大，与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物。以各种化学状态或化学形态存在的重金属，在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移，造成危害。如随废水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝的体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。如日本的水俣病，就是因为烧碱制造工业排放的废水中含有汞，在经生物作用变成有机汞后造成的；又如痛痛病，是由炼锌工业和镉电镀工业所排放的镉所致。汽车尾气排放的铅经大气扩散等过程进入环境中，造成目前地表铅的浓度已有显著提高，致使近代人体内铅的吸收量比原始人增加了约100倍，损害了人体健康。
重金属污染在环境中难以降解，能在动物和植物体内积累，通过食物链逐步富集，浓度成千上万甚至上百万倍的增加，最后进入人体造成危害，是危害人类最大的污染物之一。国际上，许多废弃物都因含有重金属元素被列到国家危险废物名录，近些年随着我国工农业生产的快速发展，我国出现了重金属污染频发、常发的状况。2010 年4月至6月，浙江省政协组织成立调研组，通过召集省有关单位负责人座谈，向社会公众征集意见建议，并赴杭州、台州及所辖的路桥、温岭等部分县（市、区）进行实地调研，全面了解食品药品安全情况。调研结果显示，在浙北、浙中、浙东沿海三个区域中，城郊传统的蔬菜基地、部分基本农田都受到了较严重的影响。工业“三废”及城市生活污染物排放，引起重金属污染农田。调研组有关负责人表示，这些城郊重金属对土壤的污染，主要是近十多年造成的，主要是人为的污染，这会直接威胁到百姓的生命健康。2011年3月中旬，在浙江台州市路桥区峰江街道，一座建在居民区中央的“台州市速起蓄电池有限公司”（以下简称“速起蓄电池公司”）被曝出其引起的铅污染已致使当地168名村民血铅超标。由于重金属污染事件在我国频繁发生，使得我国开始重视重金属污染的治理。
常见的重金属土壤治理的方法包括化学法、生物法、物理法、热力学方法等，每种方法又包含不同的技术，每种技术又可以采用不同的施工方案实施。化学法主要通过将重金属污染土壤与化学稳定剂混合来实现重金属的稳定化，而石灰等稳定剂通常不能有长期的治理效果，分子键合是目前业界关注的一种以长期稳定性为特点的修复药剂。生物法一般有植物修复和微生物修复等。植物修复通过超积累植物吸收土壤中的重金属，比较安全但是修复周期长；微生物修复通过土壤中微生物降解重金属，但是影响修复效果的因素较多，目前应用较少。热力学方法可以通过高温来使重金属玻璃化，但是成本很高。
篇10
关键词：汾江河；重金属；潜在生态危害；评价
收稿日期：2011-03-31
作者简介：罗 美（1984―），女，广东兴宁人，助理环境工程师，主要从事环境污染源（废水）的监测与分析工作。
中图分类号：X701
文献标识码：A
文章编号：1674-9944（2011）06-0023-04
1 引言
汾江河是佛山市的母亲河,全长13.4km。随着佛山市经济的迅猛发展,城市人口的急剧增多,汾江河两岸的工业发展,印染、塑料、陶瓷、洗涤类和造纸等工业废水排入,严重污染了河道。水体沉积物既是重金属污染物的汇集地,又是对水质有潜在影响的次生污染源。重金属污染物进入水体后能较快地转移至沉积物和悬浮物中,结合了重金属的悬浮物在被水流搬运过程中,当其负荷量超过搬运能力时,便逐步转变为沉积物。沉积物中重金属得到积累,表现出明显的分布规律性。河流重金属Cr、Cu、Zn、Pb、As、Hg和Cd的污染存在一定的潜在生态危害,由于其可以在动、植物中积累,并通过食物链从而危害人类的食物安全。为了解汾江河河道污染的状况,以及周边环境对河道造成的影响,对汾江河底质（沉积物）重金属Cr、Cu、Zn、Pb、As、Hg和Cd的总体水平进行了监测与分析,本文根据底质中重金属的含量,运用瑞典科学家Lars Hakanson潜在生态危害指数法,对其潜在生态危害进行了分析。
2 调查方法与监测分析
汾江河又名佛山水道,西起佛山沙口,横贯市区北部,到南海平洲沙尾桥,进入东平水道。全年的平均流量是103m /s,但枯水期只有5～6m ／s［1］。流经佛山市区、南海、广州3地,从东到西流经佛山境内、桂城、平洲、大沥、盐部等6个区镇。现在调查的主要是佛山城区的河段底质重金属的总体水平。通过现场的采样处理和底质样品试验分析,计算其重金属的质量比,从而了解河道的重金属污染状况。
2.1 底质样品的采集和前处理
底质指江、河、湖、库、海等水体底部表面沉积物质,它反映了河流的历史和污染现状。经过调查研究,根据汾江河河流特点和沿河两岸的厂区布局,沿岸支涌和闸门分布情况,沿河道分别在罗沙、街边和横虿忌3个采样断面,罗沙属于河道上游,河道较为宽阔,街边在中游位置,河道较直且窄,下游的横窖是典型的淤积区域,并在各采样断面分左、中、右布点,采用抓斗式采样器对汾江河河道的表层（0～20cm）沉积物进行了采样。
在现场采样时,把采集的样品分存于双层洗净聚乙烯袋中,编号、贴好标签运回室内,冷藏保存。做试验时,剔除砾石、木屑及贝壳、杂草等动植物残体,用玻璃棒将自然风干的沉积物轻轻压碎,首先用20目尼龙网筛去掉粗沙粒和大块泥土,然后用四分法四分底质样品,取其中一份研磨成粉末样,再过100（80）目尼龙网筛,称取筛后的粉末样［2］。
2.2 分析项目和分析方法
底质样品分析项目为Cr、Cu、Zn、Pb、As、Hg和Cd 7种元素,测定其含量。
2.3 底质样品的分解（全分解方法）
底质样品的测定,其主要的影响因素是样品是否消解的完全和所用的测试方法正确与否。测定Cu、Pb、Zn、Cd的消解运用的是HCl-HNO-3HF-HClO4分解法,而测定汞的是硫硝混酸-KMnO4消解法,测砷的是硝酸――盐酸――高氯酸消解法。样品的消解是测定的前期工作,关系到最后的试验结果,因而其的操作方法与步骤尤其重要,并要注意使用试剂安全。
2.4 试验方法原理与计算
经过完全消解的底质样品,加入试剂和简单的再处理方可以进行样品试验。同时,各个的测定项目都要求重新配制标准溶液,在试验中绘制标准曲线。不同的测定项目,运用其最优的测定方法,测定Cd元素,使用石墨炉原子吸收法,测定As和Hg运用原子荧光法,而测定Cr、Cu、Pb、Zn运用的是火焰原子吸收分光光度法。所有的测定项目元素都带有国家标准试样试验,保证试验的准度。
3 底质重金属污染评价
3.1 评价方法和原理
这里选用瑞典科学家Hakanson提出的潜在生态危害指数法进行评价。某一区域沉积物中第i种重金属的潜在生态危害系数Eri及沉积物中多种重金属的潜在生态危害指数RI表示方法为:潜在生态危害指数法［3］。
瑞典科学家Hakanson提出的评价沉积物中重金属的潜在生态危害指数（RI）法是一种相对快速、简便和标准的方法,通过测定沉积物中主要重金属的含量,计算污染系数及生态危害指数,考虑到影响污染的各方面,潜在生态危害指数受下列因素的控制和影响，包括表层沉积物中重金属的浓度,即RI值应随表层金属污染程度的加重而增大；重金属污染物的种类,即受多种重金属污染的RI值应高于只受少数几种重金属污染的RI值；重金属的毒性水平,即毒性高的重金属应比毒性低的对RI值有较大贡献；水体对重金属污染的敏感性,即对重金属污染敏感性大的水体应比敏感性小的水体有较高的RI值。
3.2 计算原理
（1）第i种重金属污染系数。
表1 沉积物重金属污染生态危害指数法污染程度的划分
3.3 各类参数的确定
河流底质中重金属的浓度值取本次采样的实测值。
3.3.1 背景参比值的选择
目前研究中对参比值的选择差异较大,有的以页岩平均重金属含量值作为全球统一的沉积物重金属参比值；有的以当地沉积物的重金属背景值为参比值,Hakanson提出以工业化以前全球沉积物重金属的最高背景值为参比值。
本文评价采用当地最高背景值（1992年水利部组织的全国地表水沉积物背景值调查结果）为参比值［4］,相对定量性地反映沉积物重金属的污染程度,见表2。
表2 背景参比值mg/kg
3.3.2 重金属毒性系数
本研究选择的主要重金属为Hg、Cd、As、Cu、Pb、Cr和Zn。重金属的毒性表现为对人体和对水生生态系统两方面的风险,风险途径为水――底质（沉积物）――生物――鱼――人体。根据Hakanson提出的“元素丰度原则”和“元素释放度”,某一重金属元素的潜在生态毒性与其丰度成反比,与其稀少度成正比,亦即与“元素的释放度”（在水中含量与沉积物中含量的比值）有关,易于释放者其对生物的潜在毒性较大。经过对一系列基础数据的处理,上述7种重金属的毒性水平顺序为Hg>Cd>As>Pb
Cu>Cr>Zn,重金属毒性系数Tri值为Hg
表3 本次沉积物重金属污染潜在生态危害指数法的划分
Hakanson潜在生态危害指数法不仅反映了某一特定环境中的每一种受污染物的影响,而且也反映了多种污染物的综合影响,并且用定量的方法划分出潜在生态危害的程度,是目前研究沉积物重金属污染评价中应用最广的一种,在国际上具有深刻的影响。
4 实验结果与讨论
4.1 重金属污染物程度及分布
汾江河底质（沉积物）重金属以当地最高背景值为参比值计算的单项污染系数Cif和多项污染系数Cd列于表4。从表7可见,单项污染系数Cif≥6的重金属有Zn、Cd、Cu、Cr,其中Zn、Cd在各个采样点的值都超出了单项污染系数Cif“6”,且有些数值较高,将近4倍之多；而Cu也只有S8
3.46没有超出外,其他的值都大于“6”；相对来说,Cr的Cif≥6只有S7和S2。3≤Cif
评价结果表明,汾江河段重金属的污染都在“很高”。监测断面最大值出现在横虻S2点,为78.83,原因是横虼τ诜诮河的下游,其积污量更大；第2大污染系数值是罗沙断面的S7,主要原因是罗沙两岸的工业厂房的排污口的直接排放,且得不到的上游东平河的水源充足补给；总体水平来说,横颉⒔直吆吐奚3个断面各个监测点的Zn、Cd、Cu、Cr的污染系数均为“高”。沿程分布无明显下降趋势,重金属污染顺序为Cd> Zn > Cu > Cr > As > Pb > Hg。
4.2 表层沉积物重金属的潜在生态危害评价
汾江河底质（表层沉积物）重金属单项潜在生态危害系数（Eri）和潜在生态危害指数（RI）及排序结果列于表5、表6和图1。可以看出,单项潜在生态危害系数Eri≥320的重金属有Cd,主要出现在罗沙断面和S3、S6两个采样点；160≤Eri
图1 河流断面各点RI分布
评价的结果是汾江河河河道9个监测点都具有“极高”的潜在生态风险,Cd属于很“极高”的潜在生态危害,Hg、Cu属于“中等”的潜在生态危害,As、Cr、Pb、Zn属于轻微风险。
表5 汾江河底质重金属的潜在生态危害系数Eri和潜在生态危害指数RI
综合分析汾江河河段各个断面的底质（沉积物）重金属的单项污染系数Cif、多项污染系数Cd、单项潜在生态危害系数Eri和潜在生态危害指数RI,汾江河受到了较为严重的污染。污染最严重的是Cd、Cu,其次是Hg 、As、Pb,Zn与Cr相对污染较轻。
5 结语
采用Hakanson提出的潜在生态危害指数法,以当地最高背景值为参比值,对汾江河底质的重金属污染总体水平进行了评价,结果表明汾江河河段各监测断面的底质都受到重金属的极强的污染,具有很高的潜在生态危害,横颉⒙奚车暮佣沃亟鹗粑廴窘衔严重。污染最严重的重金属元素是Cd、Cu,其次是Hg、As、Pb,Zn与Cr相对污染较轻,已经对生态环境造成了严重的影响,尤其是镉。然而,其具体的来源还需探讨。污染元素Cd、Cu沿程分布无明显下降趋势,可能与沿岸的工业、厂房布局和河流水文条件、流量等相关,有待今后进一步研究。
表6 汾江河底质重金属的潜在生态危害指数排序
（1）减少外源性重金属的进入。要大力控制污水中重金属的排放,尽可能建立污水处理厂或是废水再生回用工程。
（2）对严重污染的底泥的治理。对上底泥疏浚,并填入清洁泥沙或碎石,可以有力地抑制底泥对河水的二次污染,若用具有吸附功能的粘土作为铺填物,则有望进一步改善水质,或是建造引水稀污工程,这主要是上游与东平河相连设置的水闸需要定期补充一定的水量,用以冲稀污染物。
（3）进行水体生态修复与重建。有必要栽培一些耐性较强且速生的植物,萃取水体沉积物底泥中的重金属。合理规划沿岸土地利用,整治排污源,减少重金属污染的来源。使经济建设,人口增长,污染治理与水环境保护同步进行,建设和谐、共进的社会。
参考文献：
［1］ 利 锋,韦献革,余光辉,等.佛山水道底泥重金属污染调查［J］.环境监测管理与技术,2006,18（4）:12～14.
［2］ 何燧源.环境污染物分析监测［M］.北京:环境科学与工程出版中心,2001.
