重金属污染的修复方法范文

导语：如何才能写好一篇重金属污染的修复方法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：重金属；污染；土壤；修复技术

近几年，土壤污染问题得到社会的关注，社会提高了对重金属污染土壤的重视度，全面调金属在土壤中的污染问题，以免影响人类的健康。重金属对土壤的污染，采取修复技术进行处理，控制重金属对土壤的污染，保障土壤的清洁性。土壤重金属污染中，落实监测修复技术，全方位优化土壤环境。

一、重金属污染土壤的修复技术

重金属土壤污染中，修复技术主要分为3类，分别是化学修复、物理修复和生物修复，对其做如下分析。

1、化学修复

化学淋洗，通过清水、化学试剂的方法，将重金属污染物在土壤中淋洗出来，或者采用气体淋洗。化学淋洗方法中，利用沉淀、吸附的方法，把土壤中的重金属，转换成液相状态，进一步处理重金属，淋洗液是可以重复使用的，所以重点向土壤重金属污染的区域注入化学剂，提高重金属在土壤中的溶解度[1]。化学淋洗方法中，常用的淋洗剂有表面活性剂、螯合剂以及无机淋洗剂，无机酸类型的物质，对土壤中的重金属污染有很明显的作用，例如：土壤中的重金属污染砒，其可采用磷酸清洗，大约清洗6个小时，就可以达到99.9%的去除率。

化学固定，在重金属土壤污染中，加入化学试剂、化学材料，促使重金属之间对土壤的有效性降低，避免重金属迁移到土壤介质内，修复被污染的土壤。化学固定的核心是固定重金属在土壤中的状态，改良土壤状态，研究化学固定在土壤重金属污染中的作用，逐步修复土壤，采取研究试验的方法，在土壤修复中落实化学固定方法。化学固定方法常用在低重金属污染的土壤修复中，重金属很容易根据外界的环境变化而发生变动，所以要灵活的选择修复剂，在改变土壤结构的同时，修复土壤中的重金属污染。

电动修复，此类化学修复方法，是一类新型的手段，其在重金属污染土壤的两侧，增加电压，形成具有电场梯度的电场，重金属污染物会在电迁移、电渗流的作用下，分散到两极处理室内，进而修复土壤结构。电动修复常用于低渗透的土壤内，成本相对比较低，不会对土壤造成任何破坏，体现了电动修复在土壤中的作用[2]。电动修复技术在重金属土壤污染中，最大程度的保护土壤环境，在处理效率方面稍微偏低。

玻璃化技术，利用1400～2000℃的高温环境，熔化土壤中的重金属污染元素，熔化的过程中，重金属有机物会逐渐分解，经热解后，尾气处理系统会收集热解的产物。玻璃熔化物在冷却的过程中，能够包裹重金属污染物，限制重金属迁移，玻璃体的强度比混凝土高10倍，异位玻璃化处理时，配置多种热能，选择直接加热、燃料燃烧的方法，同时配合电浆、电弧的方式，完成导热的过程，原位处理后，将电击棒插入到重金属污染区域，解决重金属污染的问题。玻璃化技术在处理土壤重金属方面的效果非常快，需要大量的能量，增加了重金属污染处理的成本。

2、物理修复

换土法，是物理修复的典型代表，利用清洁土壤，替换有重金属污染的土壤，以便稀释重金属污染的浓度，适当的增加土壤的环境容量，进而达到土壤修复的标准[3]。换土法又可以划分为：换土、客土、翻土等，分析如：（1）换土需要更换有重金属污染的土壤，置换成新土，此类方法可以置换小面积的土壤污染，保护好被替换的土壤，避免出现二次污染；（2）客土，此类方法需要向重金属污染土壤中增加清洁的土壤，覆盖或者混入到污染土壤内，提高土壤自我修复的能力。（3）翻土是针对深层次的土壤进行替换，促使重金属污染物可以分散到深层次，稀释重金属在土壤中的浓度，体现出自然修复的作用。换土法需要将有重金属污染的土壤，与生态系统隔离，避免造成更大的土壤污染。

热脱附法，利用了重金属的物理挥发特性，通过微波、红外线辐射、蒸汽的介质，加热重金属的污染土壤，促使土壤的污染物能够挥发，配置真空负压的方式，收集土壤中挥发出的重金属物质，完成土壤修复。土壤热脱附的过程中，运用不同的温度，如：90～320℃、320～560℃，落实热处理技术，采取预处理、旋转炉热处理、出口气体的三个阶段，实现土壤的修复。

3、生物修复

植物修复，借助植物的吸收、固定、清除等功能，修复土壤，去除土壤中的重金属污染。植物能够降低土壤中重金属的含量，降低重金属在土壤中的毒性。植物修复方面，分为植物稳定、植物提取、植物挥发的方式。例如：植物稳定修复，植物的根部可以吸收、还原土壤中的重金属污染物，植物根部能够减缓重金属的移动能力，提高植物根部的利用效率，避免重金属参与到生态食物链内。植物修复不仅能处理土壤中的重金属，还能保障土壤的稳定与稳固。

微生物修复，其在重金属土壤污染中，虽然不会降解、破坏重金属元素，但是可以改变重金属的性质，避免其在土壤中发生转化、迁移。微生物修复的核心是，利用微生物沉淀、氧化等反应，清除土壤内的重金属污染物。例如：微生物菌根，连接着土壤和重金属，其可改变植物对重金属的吸收，促使植物可以快速将土壤中的重金属转移。

动物修复，土壤中的一些动物，如：蚯蚓，可以吸收重金属污染物。重金属土壤污染区域，可以采取人工干预的方式，向污染区域中投放高富集的动物，促进重金属的吸收，降低重金属在土壤中的毒性[4]。动物修复的研究历史很长，为重金属污染提供了较好的处理条件，根据重金属在土壤中的污染浓度，规划动物修复。动物修复已经可以应用到工业污染土壤处理上，专门处理工业造成的重金属土壤污染，提高土壤的质量水平。

二、重金属污染土壤修复技术建议

针对重金属污染土壤修复技术的应用，提出几点建议，用于提高土壤的修复能力。首先重金属污染土壤修复方面，根据污染的状态，筛选并培育出油量的植物，如：超富集植物，促使植物能够满足重金属污染土壤修复的需求，在重金属污染土壤修复方面，研究超富集植物，要更为高效的采取筛选并培育修复生物，提高土壤修复的经济效益；然后是微生物对土壤修复的建议，菌类对重金属处理的能力很强，培育出富集重金属能力强的菌株，处理好土壤中的重金属元素；第三是研究重金属土壤污染的技术性修复方法，如纳米材料中的纳米磷石灰、零价铁，以此来提高土壤的pH值，改变土壤内重金属的价态表现，逐步降低重金属在土壤中的活性，抑制土壤修复重金属，最大程度的保护土壤环境。土壤重金属污染方面，还要注重修复技术的研究，优化土壤的环境。

结束语：

重金属在土壤环境中，属于比较明显的一类污染源，根据重金属污染土壤的状态，落实土壤修复技术，保护好土壤环境，消除土壤中的重金属污染源。土壤环境中，要按照重金属污染的分析，采用修复技术，不能破坏土壤的结构，还要发挥修复技术的作用，恢复土壤的能力。

参考文献：

[1]罗战祥，揭春生，毛旭东.重金属污染土壤修复技术应用[J].江西化工，2010，02：100-103.

[2]秦樊鑫，魏朝富，李红梅.重金属污染土壤修复技术综述与展望[J].环境科学与技术，2015，S2：199-208.

篇2

土壤污染物大致可分为重金属等化学污染物、物理污染物、生物污染物和放射性污染物。在这几类污染物中，重金属会造成土壤环境质量严重下降。重金属在土壤中累积超过一定数量，就会污染生长于其中的植物，进而影响人类健康，引发严重疾病。但是，由于土壤污染有着不同于其他污染的一些特点，在相当长一段时间内并没有引起足够的重视，我国对于土壤污染的预防和修复也还处于探索和研究的初级阶段，很多防治措施还不能起到有效作用，因此土壤重金属污染有愈演愈烈的趋势。针对土壤重金属的污染问题，我们采访了我国著名环境生态专家、南开大学环境科学与工程学院院长周启星教授。

“隐形杀手” 浮出水面

周启星，主要研究方向包括复合污染生态学、污染环境修复、生态毒理与环境基准等，在环境污染特征、毒理效应、土壤环境基准以及修复等方面进行了大量相关研究，尤其在土壤重金属污染防治与修复研究领域有很深的造诣。

在很多人的印象中，“土壤污染”似乎是个新名词，人们对它是陌生的。其实，这些在土壤中潜伏了多年的“隐形杀手”，正悄无声息地浮出水面，不断产生可怕的危害。一段时间来，各地土壤重金属污染事件频发，才渐渐引起了普通百姓对土壤污染的关注。

在采访中，周启星介绍说，土壤重金属污染来源众多。这些重金属进入土体，被生长在其中的作物吸收和积累，人食用了这些被重金属污染的粮食和蔬菜后，将重金属吸收到体内，健康受到很大危害，出现严重的“污染病”。20世纪60年代，日本发生的“痛痛病”和“水俣病”，就是因为镉和汞对环境的污染所致。目前，我国重金属污染也开始呈现快速上升的趋势，2011年1至8月份短短半年多时间，就出现了11起重金属污染事件，土壤重金属污染问题进入人们的视线，对土壤重金属污染的治理与修复变得刻不容缓。

原本被大家忽视的土壤污染一下集中爆发出来，造成的消极影响直线上升，在之前相当长的一段时间内却似乎并没有太多这方面的报道，这是什么原因呢？从周启星教授介绍的土壤重金属污染的特征中，我们可以找到原因。周启星教授介绍了土壤重金属污染的主要特点：污染的长期积累性、隐蔽性、形成原因的复杂性以及治理的困难性。

土壤重金属污染的积累性，是指土壤重金属污染不像水污染那样因为河道被排入污水就可以马上被发现，也并不像工厂的废气排入空气中后人们即刻就能看到。土壤污染是一个逐渐累积的过程，工农业生产以及城市垃圾等固体废弃物的堆放，使重金属有机会渗入土壤；水和大气中的污染物最终也会进入土壤，对土壤造成次生污染。土壤是“最后的垃圾桶”，积累于土壤中的各种重金属，将会逐渐得以释放，对地下水和植物造成缓慢的污染，最终对人体健康构成威胁。学界有一种形象的说法，将其称为“生物定时炸弹”。所以，重金属的中毒发生，是一个缓慢的过程，到出现问题时，一般都已经产生了比较严重的后果。

周启星教授说：“由于土壤本身就具有净化功能，它的污染及其危害也就具有潜在性，用肉眼是很难观察到的，只有用专业的检测设备才能够检验土壤是否被污染，以及污染的程度究竟有多严重。”土壤重金属污染的隐蔽性，造成土壤污染状况容易被忽视。因此，要到有严重的污染事件出现时人们才会察觉到土壤污染的存在，这也就是为什么最近一段时间内各地的重金属中毒事件频频发生，人们才意识到这一污染的严重性。

因为进入土壤中的重金属在大多数情况下不止一种，所以土壤的重金属污染具有复杂性。周启星教授解释说，土壤的重金属污染除了一些主要的有毒重金属污染之外，还有一种情况，那就是有一些毒性小的重金属，如锡、碘等，它们在有机污染物的交互作用下，毒性会变得比较复杂，对动植物和微生物均会造成更大的危害。

由于上面提到的这些特点，导致土壤重金属污染的治理变成一件棘手的事情，纷繁复杂、千头万绪的原因和污染状况让土壤重金属污染的治理只是停留在初级探索的阶段，很难找到切实有效的方式来进行治理，这也就涉及到了土壤污染治理所面临的极大困难。

防治征程困难重重

当土壤污染的问题不断发生并开始被重视之后，相应的预防、治理和修复也就应该开始进行，并尽量使其提早发挥作用。然而，目前我国土壤重金属污染的预防和治理工作进行得并不是很顺利，原因是多方面的。

周启星教授特别提到了我国土壤环境质量标准制定与修订工作过于落后的现状，对我国土壤重金属污染防治工作产生了严重影响。周启星教授介绍说，目前我国使用的《土壤环境质量标准》是1995年制定的，到现在将近20年都没有进行过修订和补充。在此期间，土壤污染又有很多新情况和新问题出现。由于实施的标准十分陈旧和落后，导致无法解决一些现实新问题。

周启星教授指出，1995年颁布的《土壤环境质量标准》，已经不再对我国土壤重金属污染防治工作产生积极影响。他强调，这一标准中存在的最大问题是，该标准的适用范围只限于农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场、林地以及自然保护区等地的土壤，而关于商业用地和住宅用地，却并没有明确标准，而且标准中所收录的重金属并不全面，很多对人体健康有严重危害的土壤有机污染物并没有被列入其中。该标准明显是在土壤环境管理工作的初级阶段制定的，很多方面都已经不符合现在的要求。因此，该标准在如今的土壤重金属污染的检测和判断中，已经不能发挥应有的作用，这就迫切需要从国家层面上开展环境基准的系统研究，为《土壤环境质量标准》的修订和完善奠定坚实的基础。

周启星教授非常重视土壤环境标准修订和完善这项工作，他认为只有有了严格和符合实际的标准，解决“是不是应该修复？”、“在什么水平上修复？”、“修复之后希望达到怎样的水平？”等一系列问题，土壤重金属污染的检测和修复工作才能顺利开展。但是，他也非常遗憾地提到，目前我们国家很少有人在进行新标准方面的研究和探索。目前，只有他和他的研究团队一起，进行了一些相关的研究工作。

周启星教授还提到，目前污染土壤修复技术有待提高，也是土壤污染防治中一个比较突出的问题。土壤重金属污染的修复技术不够发达，没有有效的修复技术来处理和净化被重金属污染过的土壤，使得对土壤重金属污染的修复还停留在初级阶段。目前普遍使用的污染土壤修复方法主要有两种：物理修复法、化学修复法。其中，物理方法的缺点是费时费工，且成本较高；使用化学修复方法则容易引起其他问题，出现二次污染，因此在使用的时候应该考虑可能会造成的后果，慎重使用。因此，国内很多相关专家都在对有效的污染土壤修复的方式进行探索和研究，目前生物修复技术因为其成本低廉、治理的本位性和永久性等优点，是人们很看好的一种修复技术，但由于研究和开发刚刚起步，在应用上还并不成熟，有待相关专家进行深入的研究。

此外，周启星教授提到的修复资金、实现商业化的体制问题以及管理方面，还存在着诸多问题。因此，土壤重金属污染的预防和修复，是一项任重道远的工作，其中还存在着很多的问题需要探讨和解决。

任重道远前景乐观

周启星教授说，土壤也像人一样，会出现健康问题。土壤的健康出了问题之后，就如人生病之后，需要及时“治疗”，否则继续恶化下去就会出现更严重的问题。据相关统计数据显示，我国土壤目前已经处于亚健康状态，需要及时采取“诊断”和“治疗”措施，来抑制土壤的健康情况继续恶化。

周启星教授说：“我国的土壤污染问题比国外复杂得多，一是我国的人口多，另外在工业方面，国际上一些污染比较严重的企业都将工厂都搬到了我国。在这个大环境下解决土壤污染问题，确实存在比较大的困难。”他认为，在土壤污染的修复方面，应坚持“两手抓”，一手抓机理的研究，一手抓应用推广 ，加强与政府部门的合作来推动实际应用。他提出，应当将物理修复、化学修复、生物修复、综合修复这几种修复方式按照情况选择使用，让污染土壤修复的效果达到最好；另一方面，政府在相关政策的制定和管理上应继续加强。多个方面共同努力，污染土壤的修复才能真正达到理想的效果。

寻求土壤污染的解决之道，应该从问题的根源做起。目前，我国的经济发展还是粗放式的，环保意识仍然淡薄、片面追求经济效益、盲目开发资源、开采方式不当等问题普遍存在，这些做法也都给土壤重金属污染提供了方便的条件。因此，要在土壤重金属防治方面取得真正的成绩，就要在源头上尽量控制重金属污染的产生和扩散，在极易出现重金属污染的相关工厂 ，应当进行相关的宣传，提高大家保护土壤环境的意识，在重金属污染的源头上进行控制和预防，才能达到真正的治理污染的目的。

完善相关的法律法规，也是非常重要的一项措施。有明确的相关规定，是完成土壤污染预防和治理修复非常重要的一步。据了解，目前相关部门正在进行相关法律法规的制定，相信在这些法律法规出台了之后，污染土壤的防治和修复就会有法可循，防治工作就能更加顺利一些。

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关键词：土壤污染 重金属 危害 修复方法

土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分[1-2]。随着近年来经济发展，工农业生产不断扩大，所产生的废水和废渣也不断增多，不但破坏地表植被，而且其中有毒有害重金属还随废水的排放及废渣堆的风化和淋滤进入周边土壤环境[3-6]。目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染耕地面积近2，000万公顷，约占总耕地面积的1/5，其中工业“三废”污染耕地1，000万公顷，污水灌溉的农田面积已达330多万公顷。

1. 土壤重金属污染的定义

在自然界，重金属以各种形态存在，常见的金属元素有铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钼、金、银等；其中既有对生命活动所需要的微量元素，如锰、铜、锌等；但大多数重金属元素在环境中对环境都会有一定的污染作用，主要包括汞、镉、铅、铬以及类金属砷等对生物体具有显著毒害作用的元素[7]。重金属的密度一般在4.0以上，约60种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大，所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。由于土壤中铁和锰含量较高，因而一般不太注意它们的污染问题，但在强还原条件下，铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。

土壤重金属污染是指由于人类在生产活动中将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金属累积到一定程度，含量明显高于背景，并可造成土壤质量的退化、生态与环境的恶化现象[8]。土壤本身含有一定量的重金属元素，如植物生长所必需的Mn、Cu、Zn等。因此，只有当叠加进入土壤的重金属元素累积的浓度超过了作物需要和忍受程度，作物才表现出受毒害症状，或作物生长并未受害但产品中某种金属的含量超过标准，造成对人畜的危害时，才能认为土壤已被重金属污染[9]。如土壤环境质量标准值（GB15618-1995）[10]。

2. 土壤中重金属的来源、种类

土壤重金属污染主要是由工业产生的“三废”以及污水灌溉、农药和化肥的不合理施用等农业措施引起的。随着工农业生产的发展，重金属对土壤和农作物的污染问题越来越突出，部分地区土壤重金属污染现象十分严重。总体来讲，土壤重金属污染源较广泛，即有自然来源，又有包括人类活动带入土壤的部分，目前主要来源为人为因素。主要包括大气尘降、污水灌溉、工业废弃物得不当堆放、采矿及冶炼活动、农药和化肥的过多施用等[11-12]。

2.1 污水灌溉

污水灌溉通常指的是使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。中国水资源较为紧缺，部分灌区常把污水作为灌溉水源来利用。污水的种类按其来源可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城市混合污水等。城市生活污水中重金属含量虽然不多，但由于我国工业发展迅速，许多工矿企业污水未经分流处理而排入下水道与生活污水混合排放，从而造成污灌区土壤Hg、As、Cr、Pb、Cd、Zn等重金属含量逐年累积[15-16]。在分布上，往往是靠近污染源头和城市工业区土壤污染严重，远离污染源头和城市工业区，土壤几乎不受污水中的重金属污染。

污灌在北方比较严重，因为我国北方比较干旱，水资源短缺严重，并且许多大城市都是重工业大城市，所以农业用水更加紧张，污水灌溉在这些地区较为普遍。据统计，我国北方旱作地区污灌面积约占全国90%以上。南方地区相对较小，仅占6%，其余则在西北地区。污灌不仅导致土壤中重金属元素含量的增加，而且还会在人体内富集。研究显示我国沈阳、温州和遂昌等地由于污水灌溉引发了人体镉中毒；鞍山宋三污灌区土壤中Hg、Cd的累积显著，污染严重；用处理过的污水灌溉是解决干旱地区作物需水问题的一条可行途径。但由此导致的土壤污染特别是重金属污染必须引起重视。

2.2 农药和化肥污染

农药和化肥是重要的农用物资，对农业生产发展起到重要的推动作用，但如果不合理施用，则可导致土壤中重金属污染。部分农药在其组成中含有Hg、As、Cu、Zn等重金属元素，过量或不合理使用将会造成土壤重金属污染。肥料中含有大量的重金属元素，其中氮、钾肥料含量相对较低，而磷肥中则含有较多的有害重金属，另外复合肥的重金属含量也相对较高。施用含有重金属元素的农药和化肥，都可能导致土壤中重金属的污染。

2.3 矿山开采和冶炼加工

我国重金属矿产相对丰富，在金属矿山的开采、冶炼过程中，会产生大量废渣及废水，而这些废渣和废水随着矿山排水和降雨进入土壤环境中，便可直接地造成土壤重金属污染，这在我国南方地区表现得尤为突出。

3. 重金属污染的特点及危害

3.1 重金属元素污染土壤的主要特点

在土壤环境中重金属污染特点可以分为两部分：一是土壤环境中重金属自身的特点，二是重金属元素在不同介质中所表现的特点。具体特点如下：（1）形态变换较为复杂，重金属多为过渡元素，有着较多的价态变化，且随环境Eh，pH配位体的不同呈现不同的价态、化合态和结合态。重金属形态不同则其毒性也不同；（2）有机态比无机态的毒性大；（3）毒性与价态和化合物的种类有关；（4）环境中的迁移转化形式多样化；（5）生物毒性效应的浓度较低；（6）在生物体内积累和富集；（7）在土壤环境中不易被察觉；（8）在环境中不会降解和消除；（9）在人体内呈慢性毒性过程。（10）土壤环境分布呈区域性；

过量的重金属会引起动植物生理功能紊乱、营养失调、发生病变，重金属不易被土壤微生物降解，可在土壤中累积，也可通过食物链在人体内积累，危害人体健康。土壤一旦遭受重金属污染，就很难彻底消除，污染物还会向地下水和地表水中迁移，从而扩大其污染。因此重金属对土壤的污染是一类后果非常严重的环境问题。

3.2人类因土壤重金属污染而遭受的危害[25]

（1）土壤污染使本来就紧张的耕地资源更加短缺；（2）土壤污染给农业发展带来很大的不利影响；（3）土壤污染中的污染物具有迁移性和滞留性，有可能继续造成新的土地污染；（4）土壤污染严重危及后代人的利益，不利于可持续发展；（5）土壤污染造成严重的经济损失；（6）土壤污染给人民的身体健康带来极大的威胁；（7）土壤污染也是造成其他污染的重要原因。

4. 对重金属污染的防治及修复

4.1 对土壤污染的预防

目前，仍未找到可广泛应用且行之有效的重金属污染治理方法，但控制污染源，是防止土壤污染的根本措施之一，同时利用土壤的自净作用对污染物净化具有一定的预防作用。控制土壤重金属污染源，即控制进入土壤中的重金属污染物的数量和速度，通过土体自身的净化作用，降低污染。

（1）控制和消除工业“三废”

尽量利用循环无毒工艺，减少和消除重金属污染物的排放，对工业“三废”进行回收改善，使其化害为利，并严格控制工业生产中污染物排放量和浓度，使之符合排放标准。

（2）土壤污灌区的监测和管理

在污灌区对灌溉污水的重金属元素进行控制，监测水中重金属污染物质的成分、含量及其变化，避免引起土壤污染。

（3）合理施用化肥和农药

对于农药和化肥的施用，应以环保无毒为准则，禁止或限制使用高残留农药，大力发展高效、低毒、低残留农药，发展生物防治措施。为保证农业的增产，合理施用化学肥料和农药是必需的，但需控制好施用量，否则会造成土壤或地下水的污染。

（4）土壤容量和土壤净化能力的提高

在农业生产过程中，施用有机肥，改良松散型沙土，改善土壤胶体的种类和数量，增加土壤对有害重金属的吸附能力和吸附量，从而减少重金属在土壤中的生物有效性。利用微生物品降解土壤中的重金属，提高土壤净化能力。

4.2 土壤中重金属污染的修复方法

（1）工程措施

工程治理措施是指在土壤环境中，用物理或物理化学的原理来减少重金属污染物的措施。主要包括客土，换土，翻土，淋洗液热处理以及电解等方法。以上方法措施的治理效果相对彻底，但实工过程复杂、所需治理费用较高且比较容易引起土壤肥力效果降低。

（2）生物措施

生物治理是指利用能够在土壤中生存的生物的某些习性来抑制和改良土壤重金属污染。Nanda Kumar P B A等发现某些特殊植物对土壤中的重金属元素具有富集作用。寇冬梅等研究认为食用菌对重金属具有吸附作用。所用方法有动物治理，微生物治理，植物治理等。生物措施的优点是实施较为简便易行、投资较少且对环境破坏小，而缺点是在短期内不易得到治理效果。

（3）化学措施

化学治理方法是利用化学物质和天然矿物对重金属污染进行的原位修复技术，目前，在许多区域得到应用。化学治理措施主要包括利用土壤改良剂、抑制剂，增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量，改变pH、Eh和电导等理化性质，使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用，以降低重金属的生物有效性。化学治理措施优点是治理效果相对较明显，而缺点是容易再度活化。

（4）农业措施

农业治理措施是通过改变耕作方式和管理制度来达到降低土壤重金属危害的方法。M.Puschenreiter等探讨了利用农业耕作措施治理土壤重金属的方法，得出在不同污染地区种植不同的农作物可有效降低重金属的污染。治理方法主要包括控制土壤水分，选择合适的农药、化肥，增施有机肥，选择农作物品种等。农业治理措施的优点在于操作简单、费用不高，而缺点是需要较长治理周期却治理效果不显著。

参考文献

[1] 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):366-370.

[2] 方一丰,郑余阳,唐娜等.生物可降解络合剂聚天冬氨酸治理土壤重金属污染[J].生态环境,2008,17(1):237-240.

[3] Zhang L C,Zhao G J.The species and geochemical characteristics of heavy metals in the sediments of Kangjiaxi River in the Shuikoushan Mine Area,China[J].Appl Geochem,1996,11(1/2):217-222.

[4] 尚爱安,党志,漆亮等.两类典型重金属土壤污染研究[J].环境科学学报,2001,21(4):501-504.

[5] 王庆仁,刘秀梅,董艺婷等. 典型重工业区与污灌区植物的重金属污染状况及特征[J].农业环境保护,2002,21(2):115-118,149.

[6] Dang Z, Liu C Q, Martin J H. Mobility of heavy metals associated with the natural weathering of coalmine spoils[J]. Environ Pollut, 2002,118(3):4l9-426.

[7] 韩张雄,王龙山,郭巨权等.土壤修复过程中重金属形态的研究综述[J].岩石矿物学杂志,2012,31(2):271-278.

[8] 王红旗,刘新会,李国学等.土壤环境学[M].北京：高等教育出版社,2007.

[9] 张辉.土壤环境学[M].北京：化学工业出版社,2006.

[10] GB15618-1995.土壤环境质量标准值[S].国家环境保护局,1995.

[11] 李录久,许圣君,李光雄等.土壤重金属污染与修复技术研究进展[J].安徽农业科学，2004,32(1):156-158.

[12] 任旭喜.土壤重金属污染及防治对策研究[J].环境保护科学,1999,25(5):31-33.

[13] 郭彬,李许明,陈柳燕等.土壤重金属污染及植物修复金属研究[J].安徽农业科学,2007,35(33):10776-10778.

篇4

湖北省大冶市土壤重金属污染整体水平较高，特别是镍、铜、砷等的污染，超标范围较大，污染程度较高，且污染主要集中在冶炼及开采活动较多的区域。在箕铺镇东角山村、金牛镇下边村选取具有代表性的两块修复示范用地，对解决大冶市重金属污染问题，探索经济、合理、绿色的修复技术和方法有重要意义。

本研究针对大冶市存在的大范围重金属污染农田，选取位于大箕铺镇东角山村、金牛镇下边村两块具有代表意义的农田共400亩，进行修复示范工程，拟找到一条适合当地社会经济水平的修复重金属污染农田技术。调查发现，大箕铺镇东角山村重金属污染地块中铜、镍的含量超出土壤环境质量三级标准（GB15618-1995），分别为589.00mg/kg、204.30 mg/kg，金牛镇下边村重金属污染地块中砷、镍的含量超出土壤环境质量三级标准（GB15618-1995），分别为36.93mg/kg、259.00 mg/kg。

本示范工程拟采取植物-化学联合修复方法，重点对大箕铺镇东角山村地块的铜、镍和金牛镇下边村地块的砷、镍进行修复，土壤修复深度为0.5m。

1、工程示范目标

将被重金属污染的区域恢复农田功能，土壤重金属的浓度修复到标准限值，保证农产品安全生产；通过此修复示范工程，探索得到一种适合当地社会经济水平及实际状况的并可用于大面积重金属污染土壤修复的理念和方法。

综合考虑各目标污染物国家标准、风险计算结果和土壤背景值之间的差异及我国目前土壤修复技术和经济的发展水平现状，本项目的农田土壤修复的标准建议采用土壤环境质量三级标准（GB15618-1995），镍、砷、铜的修复标准分别为200mg/kg、30mg/kg、400mg/kg。

1.1 示范目标

被重金属污染的农用地通过连续种植超富集植物对重金属提取，将其修复到土壤环境质量三级标准（GB15618-1995）的水平。在最短的时间内最大程度地去除土壤中的重金属（铜，砷和镍），对于修复过程中田地上是否能够产出经济作物以及经济作物的用途则作为第二优先级考虑。

1.2修复措施

选择和种植各种适合当地生长的重金属超富集植物，将土壤中的重金属富集到植物内。然后通过植物的收割，将重金属从土壤中去除。收割的生物质进入后续处理过程。辅助措施包括改良土壤的营养结构、pH、氧化还原电位等，通过在土壤中加入温和的螯合化学添加剂等方法，来促进重金属超富集植物对土壤中重金属的吸收。

1.3 种植计划

种植面积：400亩；

主要针对提取重金属：砷、镍、铜；

超富集植物：甘薯高山薯Ipooea douarrei；

种植方式：单种，块茎繁殖；

种植密度：2000株/亩；

土壤改良的方法：配合灌溉，亩施磷灰石100公斤和EDTA+CA混合螯合剂500升；；

收获方式：人工+机械收割。

1.4修复目标：土壤环境质量三级标准（GB15618-1995）

1.5目标可达性分析

目前有效的土壤重金属污染修复主要有两种途径。一种是使重金属在土壤中产生沉淀、吸附等一系列反应，改变重金属在土壤中的存在状态，降低其生物有效性，使其钝化，脱离食物链，减小其毒性；另一种是找寻重金属超累积植物，利用植物吸收，降低土壤中重金属含量并辅以一些物理化学手段，例如添加浸提剂将土壤中大部分重金属提取出来再进行集中处理，从而达到修复土壤重金属污染的目的。重金属污染土壤的植物修复技术是一种新兴的绿色生物技术，其在一定意义上是污水生物净化和土地处理工程技术的延伸，代表了重金属污染土壤修复技术创新方向。

植物提取利用植物根系对目标污染重金属元素的吸收，并经过植物体内一系列复杂的生理生化过程，将重金属元素从根部转运至植物地上部分，再进行收割处理，从而把重金属从污染土壤中去除。该技术适用于大面积推广修复重金属污染场地，而且具有成本低廉，不造成二次污染和美化环境的多重效益。

2、示范工程内容

2. 1 植物修复工程前期工程建设

（1）土地平整和覆土

对土壤进行整平和覆土。覆土所用土壤包括心土和表土，心土直接采集于周边山地，表土则来源于水源地被剥离的上层土壤。

（2）修复示范工程种植区的水土保持和边坡处理

对于不能覆盖植被的基础设施，如田埂路，需要人工压实，以防降雨冲刷，对于不同种植分区之间的主干路和支干路不能覆盖植被，可考虑使用压实机对其进行压实硬化，并在其表面铺设碎沙石。对于地势较低且不远处有地势较高尾矿库的修复区域 ，因此需要对修复区域周边进行边坡围墙处理。

（3）修复示范工程种植区的排灌系统

对于地势较低，且周边水塘存在污染隐患，优先考虑喷灌技术。项目示范用地附近没有高位水源的自然落差，喷灌用水需要经水泵增压，需要考虑配套的设备包括：动力机、水泵、输水管道和喷头等。

（4）修复示范工程种植区的建筑和附属设施

拟采用向当地农民租用的方式租赁办公、居住类房屋，科研等活动转移至金湖示范区进行。并购置科研、办公和实验设备，配套的附属机械设备和设施以租用为主，专用型农用机械如收割机以购置为主。

（5）供电系统

供电电源用附近村庄的变电站或工厂引线接电，电缆长度、位置及配电设备需要根据实际情况确定，由当地供电部门实施接入。

2.2 植物修复

针对此示范区域耕地及其污染特点，对面积为400亩的示范区主要种植超富集植物，配合化学药剂，使土壤中重金属尽快释放，并被超富集植物提取出来，达到修复目标。

3、工程效益分析

3.1 环境效益

通过对土壤修复示范区内重金属污染土壤的修复，可清除土壤中的重金属污染，大箕铺镇东角山村土壤中镍、铜消减量为4.30mg/kg和189mg/kg，金牛镇下边村土壤中镍、砷的消减量为59mg/kg和6.93mg/kg。同时可阻断土壤重金属对周边环境的影响，如地下水、地表水、大气环境污染等，使整个示范区环境质量改善。本次修复过程采用绿色修复的原则，保持全过程的环境友好，减少修复过程的二次污染，且节能、安全、可循环和具有可持续性。修复中确定的超富集植物适合大冶当地的气候环境，不会对当地的自然生态环境造成负面影响。植物修复过程也能够增加土壤中有机质含量和土壤肥力，增加农产品的产量和品质。

3.2 经济效益

通过项目建设，修复区可以改善农田面积400亩，土壤质量达到土壤环境质量三级标准（GB15618-1995）。修复前的农田撂为荒地，修复后可正常种植农作物，亩效益和粮食效应的增加率为100%，农业总产值增加42万斤，每斤按国家规定的最低收购价0.95元计算，每年纯收入增加到39.9万元。另外，在工程修复期间田地上生长的超富集植物可卖给当地提炼厂提炼金属，按每亩2000公斤，每斤0.05元计算，每年400亩地纯收入增加8.00万元。植物产品也可提供给当地的生物能源企业提炼生物柴油或生物乙醇用作清洁能源，每年纯收入至少增加2万元。玉米、高粱等经济作物虽然是低累积作物，总体上也能吸收一部分目标重金属，其秸秆可以收集碾碎后产生燃气或用于秸秆发电，减少当地电耗压力。工程进行的过程中采取边修复边生产相结合的方式，保证当地农民具有一定的经济收入。

篇5

关键词：重金属；污染；土壤；植物修复

中图分类号：X24文献标识码：A文章编号：1674-9944（2015）12-0226-03

2土壤重金属污染现状

随着社会经济的发展，越来越多的工矿企业被建立。资源的紧张也导致越来越多的污水被灌溉到农田中。污灌区的污水是经过简单处理的日常用水以及工业废水，其中大部分是来自于附近厂区的工业用水。随着我国城镇建设的不断增强，各个大中小城市对污水的处理也得到了进一步的改善。但是其中潜在的污染风险也一直是人们研究的对象，尤其是近年来粮食安全问题层出不穷，长期累计的土壤问题开始显露，并呈现不断加强的趋势。

近年来，在全国土壤调查的基础上我国研究学者对部分地区农用地土壤展开了调查研究。其中天津、沈阳、保定、兰州等工业城市的污灌区表层土壤呈现不同程度的重金属污染[6～10]。张丽红等[11]以国家土壤环境质量标准为标准，采样调查分析了100个河北省清苑县及清苑县附近的农田土壤样品，结果显示：土壤中Cd污染最为严重，超标率65%，达中度污染水平；Pb、Zn、Cu超标率分别为37%、44%和33%，达到轻度污染水平，足以引起各位学者关注。茹淑华等[12]对河北石家庄典型污灌区进行取样调查，结果显示：污灌区Cu 、Zn 、Pb 、Cd 和Cr存在不同程度的富集现象，而清灌区仍处于清洁水平。虽然污灌区土壤重金属含量总体上均未超过我国农产品产地土壤环境质量标准，但土壤样品仍有个别样点的Cd出现超标现象。因此，对污灌区土壤重金属修复迫在眉睫。

3土壤中重金属污染的植物修复措施

针对环境污染，越来越多的污染修复方式被人类利用。其中植物修复是以清除污染，修复或治理为目的利用绿色植物从环境中转移容纳或转化污染物的环境污染治理技术[13～15]。其根据修复植物的特点和功能用于重金属污染土壤等接种的植物修复技术主要有4种类型：植物挥发、提取、过滤以及稳定或固化[16]。

3.1普通植物对土壤重金属的修复

近年来，我国对植物修复重金属污染土壤作出了很多研究。陈同斌等[17]试验小组分别发现在我国湖南、广西南方等地存在大面积的蜈蚣草等蕨类植物，并指出其具有超富集砷能力，且其植物体内氮磷养分的含量远远低于其叶片含砷量。刘金林等[18]对一年蓬进行实验研究发现，该原产自北美的一年蓬对土壤中重金属的富集能力较强。同时lin等[19]以汞污染的稻田为实验材料，研究了改作苎麻对土壤中重金属的净化作用，研究显示改作苎麻能净化汞污染的稻田，其中年净化率达41%，并连种稻田土壤的自净时间缩短了8.5倍。黄会一等[20]也发现杨树对汞和镉有很好的耐性和净化功能。

3.2花卉植物对土壤重金属的修复

随着经济和社会的不断发展，越来越多的研究学者也将目光转向花卉植物。花卉植物具有一定的观赏性，而且种类繁多。同时花卉植物对重金属有一定能力的积累转移作用。周霞等[21]对鸭脚木、小叶黄杨等8中花卉植物进行研究发现：花卉植物对重金属的转移能力大小顺序为Zn>Cd>Cu>CrPb 。对重金属的积累能力大小顺序为Cr>Zn>Cu>Cd>Pb。其中，亮叶忍冬、小叶黄杨、金叶假连翘对土壤中Cd的修复效果较为理想；鸭脚木、亮叶忍冬、小叶黄杨对土壤中Zn的修复效果较好；鸭脚木、金光变叶木、细叶鸡爪槭、胡椒木、等花卉植物对土壤中Cr的富集能力均较高，且根部积累系数都大于1，这说明对土壤中Cr的修复效果较好。

3.3草本能源植物对土壤重金属的修复

草本能源植物作为生物生长和人类发展的生物能源基础在社会发展及人类生存过程中占有重要地位[22，23]。同时在倡导低碳经济的当今社会，草本能源植物作为草本植物的一种，其同样具有非常高的应用生态价值及经济价值[24～27]。最重要的是，部分草本能源植物具有较强的生态适应能力使其在污染土地的治理中具有一定的应用潜力。侯新村等[28]对柳枝稷、荻、芦竹、杂交狼尾草、四种草本能源植物的规模化种植并对其积累重金属作用进行研究，研究结果表明：草本能源植物对砷汞铜铬铅镉等重金属的绝对富集量较为可观。对于砷铜铅镉均以杂交狼尾草的绝对富集量最高，柳枝稷、荻、芦竹次之；杂交狼尾草对污染土壤中污染物汞的绝对富集能力最高；芦竹对铬的绝对富集能力最高，最高达1 333.37 g/hm2，这说明草本能源植物可以作为重金属污染植物修复的一类修复植物，其具有一定的修复潜力。

4结语

土壤的重金属污染危及粮食生产、食物质量、生态安全、人体健康以及区域可持续发展。以预防为主[29]，预防、控制和修复相结合的土壤保护政策迫在眉睫。我国虽然在植物修复上起步较晚，但是仍然发展迅速。植物修复是利用具有修复性能的植物的生命活动对重金属污染土壤进行积累修复的一项新技术。与此同时，我国很多的研究学者也就此问题展开过多种研究且证明植物修复是一种极具有潜力的土壤重金属修复方式。因此接下来仍需要在找到具有较强积累能力的植物之后对其生长发育规律及发育调控措施进行研究从而不断提高植物修复的效率以加快对土壤重金属污染的修复进程。

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篇6

关键词：土壤污染；物理修复；化学修复；生物修复

土壤是植物生长过程中不可或缺的生态环境，也是人类生存发展必不可少的重要资源。但是，随着人类进入工业时代以来，各类工厂如雨后春笋般层出不迭，给自然环境带来了许多危害。土壤也受到污染，重金属、有机磷等化学物质的堆积严重改变了土壤的原生态质，危害到植物的生L。并且通过自然界存在的食物链关系，污染物进入到人体，损害人类的身体健康。本文以此为前提，简要介绍并分析了几种土壤修复技术，以期在土壤污染治理上起到一点帮助。

目前，在全世界范围内，已有的土壤修复技术大致可以归纳为三种，一是物理修复技术，二是化学修复技术，三是生物修复技术。

1 物理修复技术

1.1 换土法

换土法顾名思义是用新鲜无污染的土壤全部或部分替换掉已污染土壤，它的技术原理是通过增加干净土壤来降低污染物浓度，以此达到修复目的。换土法可分为换土、去表土、客土以及翻土。换土法适用于小范围具有放射性污染源或难降解污染物的土壤，操作方法简单，即直接用新鲜无污染土壤替换掉已污染土壤。但是在处理污染土壤时要注意，以免造成二次污染。去表土适用于污染浅的土壤，直接将已污染的表层土壤移走就可得到干净土壤。客土适用于不易直接进行处理的土壤，在其表面撒上厚厚一层干净土壤，使植物在扎根时能直接接触到干净土壤，以此降低污染程度。翻土法适用于较厚土层的污染情况，这种方法是通过将表层受污染土壤翻到最底层，类似于农活中的“翻新”，以达到稀释污染物浓度的目的，从而降低污染程度。

1.2 热修复法

热修复法主要针对含有易挥发污染物的土壤，此方法可以通过蒸汽、射频、红外辐射等加热方法对污染土壤进行加热，对挥发出来的污染气体进行统一收集、处理，效果良好、可操作性强，属于物理修复的一种。热修复法可以根除土壤中的易挥发污染物质，并且气体由专业设备进行收集，可以防止造成二次污染。但是目前该方法的适用范围比较局限，对于常见重金属污染土壤并不适用，除此以外，其能量消耗与操作成本都相对较高，可操作性一般。该技术还需进行进一步发展与研究。

1.3 玻璃化技术

该方法适用于受重金属污染严重的土壤。重金属难降解、危害大，一般物理方法很难根除，并且通过食物链传到人体体内的重金属甚至可以给人造成致命性伤害，所以对重金属污染土壤的治理显得尤为重要。而玻璃化技术是对重金属污染土壤进行高温高压处理，以使重金属凝固在玻璃态土壤中，并根除二次污染。该方法效率高，并且可以根除重金属污染，但是工序复杂，成本较高，所以适用范围比较局限。

1.4 电修复法

该方法和玻璃化法的适用范围一样，都是针对重金属污染土壤。该方法是利用金属良好的导电性，在污染土壤中通入低压直流电，使金属中电子定向迁移，从而达到修复目的。这种方法不仅可以治理土壤污染，还可以对重金属进行收集和再次利用。除此之外，该方法成效快、工艺简单，并且价钱低廉，所以应用范围较广泛。另外，电修复法还可用于对有机物污染土壤的治理上。

2 化学修复法

2.1 淋洗法

淋洗法是指用淋洗液来冲洗土壤空隙介质中的污染物，操作简单并且安全。适用淋洗法之前要了解到需要修复土壤的土质特性。对粘性差的砂质一般只能进行初步淋洗，因为这种土质特性没办法对污染物进行有效吸附。当然对于粘性效果好的土壤就要进行二次修复过程了。二次修复选择的淋洗液一般是根据土质特性进行专一修复的无机溶液或有机溶液。第一次进行淋洗时，通常选择清水作为淋洗液，以免造成二次污染。对特殊土壤的处理也有用到无机溶液和有机溶液的，具体选择哪一种要根据土壤类型判断。

2.2 提取法

该方法与物理修复法搭配起来用，成效很好。该法就是借助于化学反应，使土壤中很难直接分离出的污染物变成易分离的溶解性络合物。之后从提取液中用物理或化学方法进行分离。提取液中富含丰富的可利用的离子，形成循环利用。该方法同样适用于重金属污染土壤的修复与治理，然而我国目前对这一块儿的技术研究还不够成熟，理论基础尚未完善，这一条路仍旧任重道远。

3 生物修复法

3.1 生物通气法

该方法适用受到易降解有机物污染的土壤，借助气体处理装置往污染土壤中通入氧气或空气，并抽走易挥发有机物，以利于微生物的繁殖，加快降解速度。在使用该方法之前，先在污染土壤里打三四口井（视具体污染面积而定），并在通入空气之前先通入适量的氮气（不可通入过多，以免抑制微生物的繁殖），以此作为进行降解的氮源。

3.2 植物修复法

该方法可用于修复重金属污染土壤和低浓度有机物污染土壤。其作用原理是用植物或者植物根系含有的特异微生物和多种酶来吸收土壤中的重金属，通过萃取或络合反应将重金属提取出来，以此达到修复效果。此方法的优点是用植物酶降低了重金属的活性，防止其通过扩散作用污染到地下水。国外植物修复技术发展已成熟，但是国内相关技术的发展还处于初级阶段，应用最多的是借助植物根系微生物作用修复被低浓度有机物污染的土壤。

4 结束语

污染土壤修复技术是环保工程重点研究的课题之一，由于要考虑到土壤的土质类型、所处的生态环境以及周边环境等因素的影响，土壤修复工作变得困难起来。虽然我国在这方面已经取得了一些成效，但是仍旧有很多内容亟待进行开发与研究。除此之外，缺乏统一的评价污染土壤修复技术的标准规则也对修复技术的进一步深入带来不良影响。所以相关部门要尽早建立针对大部分污染土壤类型都适用的评价标准规则，并且要定期检验修复效果，以实现污染土壤修复工作的准确性、实用性以及科学性。

参考文献

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[2]魏样，韩霁昌，张扬，等.我国土壤污染现状与防治对策[J].农业技术与装备，2015（2）.

篇7

关键词：固废拆解；土壤污染；污染修复

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.100

0 引言

本文是以固废拆解对土壤所造成的污染及采取的治理方法为研究对象。首先我们以台州市路桥区固废拆解集中区域作为我们的实验基地，对该区域进行了长时间的调查研究，了解了固废拆解的现状，并对土壤进行了监测，了解了固废拆解对土壤所造成的主要污染物及污染程度，然后提出治理方案，并通过分析比较确定了土壤污染的修复目标、修复方法，随后进行了土壤修复实验，达到预期效果。最后针对治理过程中存在的问题提出改进建议。

1 土壤污染状况监测情况

1.1 布点设置

我们对已污染的选定区域表层土壤进行了调查筛选，通过网格法均匀布点取样检测，确定重点区块，并重新根据污染源调查情况，采取污染源为中心的放射状布点，对每个重点区块进行布点采样分析。

1.2 现状监测结果

根据监测分析结果，路桥区表层耕地土壤镉超标率最高，超标率达到41.7%；其次为铜，超标率达到32.3%；铅和锌的超标率分别达到20.5%和15.0%。在各乡镇街道中，超标情况最为严重的是峰江街道，其次为新桥镇，再次为主城区（包括路桥、路北、路南三个街道）。各乡镇街道及重点区域土壤重金属浓度如下：

2 污染土壤修复

2.1 修复方法

污染土壤的修复，不同污染类型的污染土壤具有不同的修复方法。针对有机污染土壤，国内外采用较多的方法有化学淋洗技术、热脱附技术、生物堆制技术、原位生物修复技术、热解焚烧技术等；针对重金属污染土壤，采用较多的技术有淋洗/浸提技术、生物修复技术、固化/稳定化技术等[2]。

本实验对选定区域土壤修复采用原位生物修复（动物、植物强化复合工艺）工艺为主，生物处理（化学淋洗）为辅的工艺技术。高浓度的地块预先采用化学淋洗的措施，达到中度或轻度污染浓度后再采用动物修复；修复动物为“大平二号”蚯蚓；中度和轻度污染采取作物试种，选择的植物修复品种为超积累植物芥菜。

2.2 修复实施效果

土壤污染修复后重金属浓度见下表3。

根据上表：第一阶段修复后植物修复区和动物修复区土壤中重金属铬、铜、铅的浓度均低于第一阶段修复目标值，达到了第一阶段预期目标；动物修复区，动物修复后蚓体中的重金属铬、铜、铅的浓度含量较高，修复后土壤中重金属铬、铜、铅的浓度明显降低，说明“大平二号”蚯蚓对重金属的吸附效果比较明显，在中度污染的地块采用动物修复技术是比较成功的。

3 结论

本研究通过对台州市路桥区固废拆解业的调查与了解，选定了主要拆解基地作为试验基地，对他们的土壤进行了监测，在全面了解台州市路桥区固废拆解业对土壤造成的污染现状的前提下，我们提出了生态修复方法，目前均取得了一定的成效。

参考文献：

篇8

关键词：土壤污染；修复技术；探讨

中图分类号：X5 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170432224

工业化和城市化建设使城市甚至郊区大规模兴建，经济得到发展，也带来不少城市问题，土壤污染就是其中一项。注重发展质量，促进人与环境的和谐发展，已经是社会的共识，但是在一些地方，城市建设带来的土壤污染问题依然非常严峻，造成了土壤资源的严重浪费。针对城市土地利用中的土壤和修复问题，总的思路就是要转变城市发展思路，提高土地的利用效率，促进城市环境的和谐发展。

1 城市土壤污染的含义

城市土壤是指经过人类长期利用发育起来的土壤，与其他土壤类型相比，城市土壤本身具备土壤的基本特征，但是由于其成土环境的特殊性，容易受到城市建设带来的各种有害物质的污染造成土壤污染，并且由于城市用地的差异性，城市土壤污染本身还具备一定的地域性。

2 城市土地利用中土壤污染的现状、特点及危害

城市土壤污染结构复杂，重金属污染比重大。粗放式的工业生产在我国持续了很多年，由此带来的土壤问题也是非常严峻的，有关研究报告显示，在中国城市土壤污染中，重金属污染物的含量远高于乡村地区。这是因为在大建设年代，城市发展依赖于大型工厂，所以不少矿产加工以及塑料加工等工厂选址都会选在离城市较近的地方，甚至不少就选在了城市里面，在当时的时代背景下，工业生产的废料就直接留在了土壤中，进而形成了土壤污染的早期状态。燃煤的不完全燃烧形成了大量的煤渣，这也是重金属污染产生的重要原因。汽车尾气排放以及日益增加的汽车数量都会以各种形式进入到土壤系统中，造成不可逆的污染[1]。

城市土壤污染特点有别于其他污染，治理难度大。城市土地污染的成因决定了其治理难度与策略差异，在相当长的一段时期内，人们对于城市建设的热度大于对环境的综合治理，这就意味着土壤中的污染物在此地域中存在了相当长的时间，其治理难度是非常大的。并且在有些快速城市化的地区，在原有厂矿基础上新建起来的城市设施往往不会对土壤质量进行详细检测，一些建造Y构极大地破坏了土壤的自净能力，并且其本身的建筑携带的有害物质也会加重此区域的土壤污染，这种恶性循环的情况在目前某些城市都是存在的，所以治理难度相当大。

3 对土壤进行修复的技术探讨

技术修复的种类。鉴于城市土壤污染结构的复杂程度，相应的技术修复也是根据污染物进行的。现阶段主要修复技术有以下几类。

植物修复。即利用植物自身特点来吸收土壤中的重金属污染物。固定。即通过把主要污染物固定在某种介质中，使其化学状态保持稳定，从而减少其扩散，这是一种快速控制污染的方法。抽出气体。针对点源污染，可以把空气通过装置强制性地灌入土壤中，并随污染物一并抽出。土壤淋湿。即通过水来冲洗污染物，并对水进行回收，此种方法虽然在一定程度上能够防止工作人员与污染物直接接触，但是水进入时也有可能与土壤其他成分产生化学反应，引起二次污染。玻璃化。即把受到重金属污染的土壤放在高温环境中，使其变成玻璃物质，并且将重金属污染物固定其中，能够消除重金属的影响。但是这种方式最明显的缺陷就是造价太高，不利于普遍推广。

城市土壤污染修复的建议：完善土壤修复的技术标准。目前，我国在土壤污染治理方面虽然出台多部法律法规，但是涉及到技术修复方面的标准却非常少，所以在实际操作中，就会出现无法可依的情况。在一些大气等污染防治法中，对于技术修复的规定也比较分散，实际操作起来也有难度；定期进行土壤数据监测，加大监管力度。在广大乡村地区，由于耕地的原因，土壤质量监测已经形成了一定的流程，但是在城市土壤监测中，却存在很多误区，甚至还出现意识的错误。在不少重工业地区的城市化建设中，往往忽略了对土壤质量的监测，所以长期以来缺乏相关数据作为支撑，导致后期土壤技术修复无法顺利进行，监测监督不力或者地区利益，使得修复成为一句口号，所以加强数据监测，加大监管力度，是很有必要的[2]。

加大对技术修复设备的研发和投入。土壤污染是一个社会问题，也是一个技术问题，修复技术设备的落后以及高昂的成本限制了修复技术的推广。特别是对于一些混合污染物，快速的检测设备对于土壤防治都能起到关键性的作用。所以建立土壤监测的专业场所和研发便携式监测工具能够大大提升修复的效率。

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篇9

（江西省蚕桑茶叶研究所，南昌330203）

摘要：重金属污染修复已成为当前国际环境科学研究的热点问题，利用桑树修复土壤重金属污染也是一种有效的植物修复技术。笔者简单介绍了土壤重金属与植物修复技术的概念，并阐述了桑树的生长特性，桑树生长与土壤中镉、铅、锌、砷等重金属元素的关系，并结合江西省土壤重金属污染的形势，探讨了桑树作为江西省土壤重金属污染修复树种的潜力。

关键词 ：桑树；土壤重金属；污染；植物修复；江西

中图分类号：X-1 文献标志码：A 论文编号：2014-0350

Research Progress of Remedying the Heavy Metal Contaminated Soils with Mulberry

Xu Ning, Yu Yanfang, Mao Pingsheng, Du Xianming, Peng Xiaohong, Shi Xuping

(Jiangxi Sericulture and Tea Research Institute, Nanchang 330203, Jiangxi, China)

Abstract: Remediation of heavy metals has become a hot topic of international environmental science, andremedying the heavy metal contaminated soils with mulberry was an effective phytoremediation technology.This paper briefly introduced the concept of heavy metals in soil and phytoremediation technology, describedthe growth characteristics of mulberry, and mulberry growing relationship with Cd, Pb, Zn, As and other heavymetals pollution. Combined with the heavy metals pollution situation in Jiangxi Province, and discussed thepotential of repair tree in soil heavy metal pollution with mulberry.

Key words: Mulberry; the Heavy Metal Soils; Contamination; Phytoremediation; Jiangxi

0 引言

江西省拥有全国最好的生态环境，具备大力发展绿色农业的潜力，但矿山开发、资源消耗、农用化学品投入等给江西留下较大的重金属污染区域，成为江西绿色崛起进程中绕不过的坎。江西作为绿色资源大省，在生态环境良好的条件下，坚持以人为本，在经济发展的同时，将重金属污染治理作为民生工程的一件大事来抓，并积极探索重金属污染区域环境修复新路，切实保护好江西的一草一木，让全省人民都能享受到一流的生态环境，让青山绿水永存。笔者以近年来桑树用于修复土壤重金属领域的研究报道为基础，系统总结了重金属元素镉、铅、锌、砷与桑树生长关系的研究现状，并分析了利用桑树进行土壤重金属污染修复的潜力以及可行性，以期为未来该领域的研究提供参考。

1 土壤重金属污染与植物修复

土壤重金属污染是指由于人类活动，导致土壤中的重金属含量过高，通常是密度大于5 g/m3，并对生态环境质量产生不良的影响[1-2]。常见对土壤造成污染的重金属包括铅、锌、镍、铜、铬、镉、汞等元素[3-6]。重金属污染具有隐蔽性、不可逆性、长期性和后果严重性的特点。植物修复技术是指通过超富集植物的根系部分吸收固定重金属元素，并转移到地面部分，然后采用收割植物的方式去除土壤中重金属元素[7-8]。植物修复技术是一种环境亲和性修复技术，以其有效、非破坏、经济等特点，正成为土壤重金属污染修复的主要手段之一[9]。

2 桑树的特性

桑，桑科桑属，落叶乔木或灌木，属速生木本植物。桑树的生命力极其旺盛，适应性很强，分布范围广泛。桑树能在-35~40℃的温度范围内存活。桑树喜欢深厚、疏松、肥沃的土壤，同时也能适应土层瘠薄、养分贫乏的土地[10-11]。桑树在pH 4.5~8.5、土壤含盐量0.2%的条件下都能正常生长[10,12]，可以看出桑树对土壤酸碱度的适应性较强。

桑树生长迅速，生物产量高，有固碳放氧，净化大气的功效。桑林1年吸收固定CO2的量为4929117 kg/hm2，折合成纯碳为1346717 kg/hm2，1 年释放的O2 为3628814 kg/hm2[11]。桑树还可以对有害气体如硫化物、氟化氢等进行部分吸收，对粉尘也有阻挡、过滤和吸附作用[13-15]。

桑树的根系极其发达，桑树的根垂直分布可达4 m以上，根系水平分布达7m2，其地下根系分布的面积通常为树冠投影面积的4~5 倍，有的甚至高达10 倍以上，桑树根系分布近地面部分是水平根，深土层是垂直根，水平根和垂直根构成一个贮水功能极强的立体交叉的吸水贮水网络，具有强大的吸水固土能力[12]，可以改变土壤的理化性状和土壤结构，提高土壤肥力和保持水土，减少土壤侵蚀，有极强的抗干旱、遏制风沙能力。

桑树极其发达的根系利于吸收土壤的营养成分，同时在一定程度上也能促进土壤中重金属元素的吸收。桑树对镉、铅、铅、锌、砷等有一定的耐受性，桑树吸收的重金属离子会有一定的量被运输并积累于茎干和叶片中，而后通过伐条可以移除，起到去除土壤重金属的作用。

3 土壤重金属污染与桑树生长关系

3.1 土壤镉污染与桑树生长

镉是一种有毒的重金属，也是自然界的一种主要污染源，镉胁迫严重影响植物的生长发育，降低作物的产量和质量[16]。镉元素对桑树的影响已有比较深入的研究，桑树对镉有比较强的耐性和富集转运能力[16-21]。陈朝明[17,20]对桑树Cd 耐受性的试验研究表明，当土壤Cd 浓度小于22.3 mg/kg 时，桑叶产量、可溶性糖和含氯化合物含量都高于或接近对照处理；当土壤Cd浓度大于22.3 mg/kg 时，Cd对桑叶产量、营养物质含量、生理生化作用的影响明显，并表现其毒害作用，当浓度高于145 mg/kg 时，分支较少而纤细，叶黄而小，接近死亡状态；而桑树根部当Cd 浓度达到75 mg/kg 时，才出现大小不等的瘤状结节和菌丝状绒毛，根表皮皱裂，根尖分叉，并有明显的木质。土壤Cd 浓度为8.49~75.8 mg/kg 时，桑树各器官对土壤Cd 均有富集作用，各器官Cd 含量大小顺序为：须根>主根>主茎>叶片>分支。桑树根部对镉有较高的富集能力，约40%的镉富集在根部，须根的Cd 含量是其他器官Cd 含量的1.63~4.6 倍，主根的Cd含量是其他器官（除须根外）Cd含量的1.41~49.7 倍。转到桑树主茎和分枝的量约占总累积量的41%，而运转到叶片的镉量相对较少，约占总累积量的16%，这对利用镉污染土壤栽桑养蚕具有实际意义。万飞[21]认为桑树是具有一定耐Cd 性的经济作物之一，在一定的Cd浓度下不会影响家蚕的生长发育和蚕茧的质量。当土壤Cd含量为8.48 mg/kg 时，不会影响桑树的生长发育和桑叶的产量，反而会有一定的刺激作用，当土壤含Cd 量在20~50 mg/kg 之间时，桑叶的产出量降低10%~30%；当土壤含Cd量超过140 mg/kg 时，桑树的生长发育受到不良影响，叶片小黄，养分和水分的吸收受到阻碍，1~2 年后整株桑树死亡；另外，Cd含量主要集中在桑树的根系部分，其次是茎杆部分，最后进入叶片的Cd 含量很少，当土壤中的含Cd量达到145 mg/kg时，即桑树致死浓度，桑叶中的含Cd量并没有超过2.5 mg/kg。

3.2 土壤铅污染与桑树生长

近年来，由于工业“三废”的乱排和大量机动车辆的使用，使用污水灌溉农田以及滥用农药、除草剂和化肥，已严重地污染了土壤、水体和大气的质量，导致环境中Pb的含量明显增加[22]。任立研等[23]研究了土壤不同浓度铅污染对桑树生长及桑叶品质的影响，结果表明在50~600 mg/kg 试验范围内，低浓度铅[<200 mg/(kg·干土)]处理使桑树的株高呈现上升趋势，中、高浓度铅[>300 mg/(kg·干土)]处理使桑树的株高呈现下降趋势；而桑叶中叶绿素总量、可溶性糖含量、淀粉含量均随着外加铅浓度梯度的增加呈先上升后下降的趋势，转折点为200 mg/(kg·干土)（土壤一级标准）。土壤中的铅浓度超过200 mg/(kg·干土)后，桑树生长及桑叶品质开始受到明显胁迫。在含Pb 50、125、250、500 mg/kg 的土壤中生长的桑树植株生长缓慢、叶柄下垂、叶片失绿，有的叶片上出现褐色斑，这些情况随着土壤中金属含量的增加而趋于严重[24]。桑叶的叶绿素含量和单位面积重量与土壤中Pb 的含量呈显著负相关，在高Pb含量土壤，桑叶Pb含量随土壤Pb浓度的增大而显著增大，在低Pb 含量土壤中嫩桑叶吸收Pb 优于老桑叶。覃勇荣等[25]研究表明，在相同的重金属Pb2 +胁迫背景下，加入0.55 mmol/L EDTA 的桑树对Pb2+的吸收量比不添加EDTA的对照组明显增高。桑树具有较强的重金属Pb 耐性，可作为修复植物应用于重金属污染地区。

3.3 土壤砷污染与桑树生长

砷虽不属于重金属，但因其来源以及危害都与重金属相似，故通常列入重金属。被As污染的农田土壤生态系统，不仅作物产量降低，质量变差，而且会通过食物链危害人体健康。吴浩东等[26]运用盆栽试验和实验分析的方法，研究了土壤砷污染对桑树品质的影响，结果表明，在一定的含量范围内(≤300 mg/kg)，随着砷质量浓度增加，桑叶叶绿素含量先降后升，影响不明显，而可溶性糖含量先上升后下降，砷含量＞160 mg/kg时桑树可溶性糖含量显著下降。

3.4 土壤重金属复合污染与桑树生长

桑树对土壤重金属复合污染金属也有很强的耐性。谭勇壁[27]调查了广西环江受尾矿污染的桑园情况，明显看出，桑树在Pb、Zn、As 含量分别高达734、1194、53 mg/kg 的污染土壤上仍然可以正常生长发育，并且在外观上没有表现出明显的受胁迫现象[28]。桑叶Zn、As的积累量随桑叶生长周期的延长而增加。张兴等[29]在湖南浏阳七宝山矿区污染土壤上Cu(593.56mg/kg)、Pb(825.41 mg/kg)、Cd(8.11 mg/kg)、Zn(705.41mg/kg)，以‘湖桑一号’为试验材料，分别测定植物各部分和土壤中Cu、Pb、Cd、Zn 4 种重金属元素的含量。结果表明：桑树总体生长情况为第3 季（5 个月）>第2季（3 个月）>第1 季（1 个月）。桑树各部位单位重量中Cu 的含量的趋势为根(33.13 mg/kg)> 叶(13.38 mg/kg)>皮(7.51 mg/kg)> 骨(4.93 mg/kg)，Pb 的含量的趋势为根(33.13mg/kg)> 叶(10.32 mg/kg)> 皮(3.35 mg/kg)> 骨(1.73 mg/kg)，Cd 的含量的趋势为根(4.53 mg/kg)> 叶(1.90 mg/kg)> 皮(1.57 mg/kg)> 骨(1.03 mg/kg)，Zn 的含量的趋势为根(317.72 mg/kg)> 叶(186.53 mg/kg)>皮(105.07 mg/kg)> 骨(89.16 mg/kg)。每平方米耕作层土壤上桑树对Cu 的修复年限为2.01 年，迁移总量为12116.1 mg，对Pb 的修复年限为15.45 年，迁移总量为7409.83 mg，对Cd 的修复年限为1.26 年，迁移总量为2056.4 mg，对Zn 的修复年限为0.39 年，迁移总量为254532.8 mg。唐翠明等[30]对广东韶关市大宝山矿区周边重金属污染农田桑园进行了调查，调查结果表明，土壤中铅、锌、铜、镉及砷的含量远远超过了土壤环境二级标准值，但是桑树的生长不受影响，桑叶产量也能达到正常水平。

4 桑树应用于土壤重金属污染修复的潜力

重金属污染土壤植物修复技术的关键是修复植物的选择。已知的重金属超积累植物绝大多数为野生型稀有植物，分布具有较强的区域性，且生物量小，生长缓慢，根圈范围有限，只能对浅层土壤起到修复作用，修复速率较缓慢；超富集植物往往只能富集某种重金属，而土壤重金属污染大多是复合污染，修复周期较长，很难实际应用[31-32]。桑树耐重金属复合污染，而且栽培技术成熟，对土壤和环境适应性强、生长快、根系发达、生物量大、耐剪伐，相对于目前使用的修复植物具有明显优势。

江西省具有丰富的矿产资源，如赣南钨矿、稀土矿、赣西北铜金矿、赣东北铜业及多金属开发区，以及煤矿、瓷土矿等，矿山的开发给社会经济发展做出了巨大贡献，但同时带来的矿产废弃物造成矿区周围土壤Cu、Cd、Pb、Zn、As等重金属富集污染，大片田地荒芜，生态环境恶劣，而且随着社会经济的发展，重金属污染有加重的趋势，防治土壤重金属污染的形势十分严峻。以重金属污染严重的赣州市大余县为例，其土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、As 分别超过污染起始值的3.78、3.04、2.95、1.16 和8.66 倍[33]，桑树在这些土壤重金属毒性剂量范围之内，可以正常生长，而且桑树适应性强，在矿区土壤修复上有其独特的优势。栽植桑树能在保持水土、防风固沙、绿化荒山、净化空气、美化环境等方面起到良好的作用，对构建生态景观、改善生活环境具有较高的实用价值[34]。王凯荣等[35]也表示种桑养蚕是治理镉污染农田的一种成功的经济生态模式。因此，将桑树应用于重金属污染土壤的修复具有广阔的前景。

5 展望

重金属污染土壤修复方法的选择需要考虑到土壤现状、修复成本，以及修复技术成熟可靠等因素，需要对不同类型的土壤进行实验，确定处置工艺和参数，以达到污染土壤修复到目标值。从目前的研究成果来看，桑树作为修复树种，相对于目前所使用的修复植物，具有明显的优势，但是也存在一些问题，主要表现为以下几个方面：（1）采用桑树修复中度污染土壤3~5年可达到复耕标准或稍微超标，所需费用大致在1 万元每亩左右，需要时间较长，经济负担较大。（2）由于受劳动力紧缺和蚕桑产业整体发展趋势影响，栽桑不一定会用于养蚕，桑树经济效益得不到有效实现。（3）桑树本身对土壤重金属并没有修复去除的功能，积累重金属的桑树如果处理不当会造成“二次污染”，目前也没有简便有效的处理技术，应当寻求一种高效的植物产后处理技术，在污染桑树剪伐后，以及采用栽桑养蚕方法治理重金属污染土壤时，合理处理养蚕过程中含重金属的蚕沙及蚕蛹，真正将污染物永久去除，真正实现“变废为宝”的目的。（4）目前关于桑树修复重金属土壤研究大都停留在试验阶段，在野外示范时受气候地理环境以及外界持续的污染源等因素影响，修复效果与实验室试验研究结果会有较大差距。（5）在栽植桑树方面，要充分考虑当地的地貌及土壤特征，尽量推广种植适生型桑树品种，以提高桑树的成活率，并以植被恢复、修复土壤为主要任务，合理选择桑树品种，在今后的育种工作中，对桑树品种进行筛选，筛选生物量大、生长效率快、生长周期短、抗性强并能对某一种或几种重金属污染物具有超级吸附潜力的桑树，以更大地实现桑树的生态价值。

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篇10

关键词：重金属；土壤污染现状；分析方法

1 引言

重金属污染已成为全球性环境问题，尤其是重金属对土壤的污染，因其隐蔽性、不可逆性和长期性的特点，不但能直接影响生态环境，还能通过皮肤接触、呼吸吸入和通过食物链影响人体或动物的健康，所以造成的后果是非常严重的。土壤重金属污染具有污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、毒性大等特点，并可经水、植物等介质最终影响人类健康。在我国通常被优先关注和控制排放的重金属有镉（Cd），铬（Cr）、砷（As）、铅（Pb）和汞（Hg）。

根据我国的可持续发展战略，“国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要”（2011～2015年）已将预防和控制重金属污染作为一个重要的目标，2011年国务院批复了《重金属污染综合防治“十二五”规划》，由于“重金属”范围包括大量的金属和准金属，所以对重金属污染很难有一个全面的认识。因此，笔者对我国五个优先控制重金属的来源、毒性、污染现状进行了阐述。提出了一些防治策略及未来发展和管理的方向。

2 重金属的来源

在自然因素中，成土母质和成土过程对土壤重金属含量的影响很大[1]。自然来源包括火山、降解矿物、森林火灾、土壤和水的表面蒸发。每年火山喷发的As量是1.72×107 kg，地壳含As量大约是4.01×1016 kg，海底火山喷发4.87×106 kg[2]。在我国的一些地区，由于特殊的地质环境，地壳中的重金属含量本身就高，如山西省和As含量，这对该地区相关的重金属高浓度有直接贡献。

与自然来源相比，人为来源被认为是环境中重金属污染的主要原因：①重金属杂质的释放，采矿和其他冶金活动，如火力发电和热生产是大气汞排放的最大来源；②有意提取重金属和使用过程中的释放，如重金属矿开采，制革，电镀生产，和含重金属产品品制造；③垃圾焚烧与填埋过程中释放。Wu Y，Streets D G等[3]认为，2003年我国汞的总排放量达695.6 t，其中大部分是来自于有色金属冶炼、煤炭消费。1970年联合国的调查表明，18050 t的铅被释放到大气中，大多数都是由石油消费，粉尘排放和汽油添加剂使用释放的。

3 重金属污染现状

我国的重金属污染状况严重，如在城市土壤、河口和沿海环境中[4]，食用重金属污染的食物或饮用未经净化的地下水可能会导致重金属中毒的高风险，许多事故是由于金属非法或不安全的开采、冶炼和使用造成的。

3.1 镉

我国近年来镉污染事件时有发生，唐贞等[5]对湘潭工业园区水稻土镉污染及其潜在风险做了调查，结果表明，土壤中镉的浓度1.27～4.22 mg/kg，表明这些土壤遭受严重镉污染。郑袁明等[6]人研究了北京不同地区的土样的镉浓度，包括菜地、水田、果园、绿地、玉米田，土壤和自然土壤595个土壤样品，与背景浓度相比，镉在蔬菜、稻田和果园积累显著，这表明工业活动、交通和垃圾填埋场可以影响土壤中镉的浓度。

3.2 铬

我国是铬渣产生最多的国家，对周围环境和人类健康构成高风险。Cr（Ⅵ）的土壤淋溶液的浓度与铬渣距离成反比关系，而垃圾能影响下风侧约350 m处。除了迁移到周边地区，Cr（Ⅵ）会污染地下水。陈璐璐，周北海等[7]分析了太湖水中的铬含量和相关的生态风险评估，结果表明，在所有水样品中都可以检测到铬，浓度31.76～75.50 ng/mL，平均浓度为40.04 ng/mL。铬已对太湖水生生物造成一定的生态风险。王玉强等[8]研究了渭河Cr（Ⅵ）的分布及其迁移特征，结果表明沿河流方向Cr（Ⅵ）浓度呈先上升后下降，Cr（Ⅵ）浓度可能受排污口的影响，沉积物对Cr浓度的降低起到了重要的作用。

3.3 砷

过去的几十年里经常报道地方性慢性砷中毒，尤其是在新疆维吾尔自治区、、宁夏回族自治区和山西省。地下水受影响最严重的省份，砷浓度在220～2000 ng/mL，而最高浓度可达4440 ng/mL[9]。慢性砷中毒是新型的公共卫生问题，我国约有300万高风险人口来源于饮用水暴露，而他们中的大多数是集中在农村地区。

目前我国已成为世界上最大的煤炭生产国和消费国，能源消费构成中煤炭占75%。东北煤矿、我国东部和北部主要煤矿中砷的浓度为55.7～156.7 mg/kg[10]。当地居民普遍使用炭的明火以及开放式炉灶进行烹调和取暖，这会污染室内空气和增加食物中砷的浓度。厨房的空气，干燥的玉米和辣椒中砷的浓度分别为160～760 μg/m3，1.52～11.3 mg/kg，52.5～1090 mg/kg。

3.4 铅

最近几年由于无铅汽油的使用城市大气中铅的浓度在下降，但是大气中铅含量（100～180 ng-3）仍于高水平。由于交通排放、污水灌溉，公路两侧土壤和农田易受铅污染，如果土壤和公路之间距离小于50 m则可能受到铅的危害，而距离超过150 m，铅的浓度水平一样[11]。除了土壤自身性质，交通流、地形，绿化带和天气条件也影响路边土壤铅的分布。

一般来说，在路边土壤铅浓度要显著高于公园，而工业区的铅水平比住宅区和风景名胜区高得多。研究表明，污水灌区农田下层土壤铅浓度显著升高[12]，约是背景环境中的4.53倍。戚其平等[13]人研究了生活在城市地区6502名儿童（3～5岁）血液中铅水平，结果表明，与美国疾病控制和预防咨询委员会中心规定的儿童血液平均铅安全浓度88.3 mg/L高了29.9%，超过100 mg/L。

3.5 汞

2013年我国人为排放汞的总量约占全球排放量的40%，向大气中排放的汞约占全球大气汞排放的1/3。在我国贵州、广东、山西和辽宁省的一些地方是汞污染最严重地区。贵州省是世界上最大的汞生产区域，贵州朱砂矿储量中金属汞储量达到80000 t，占汞总量80%，地表水汞浓度高达10580 ng/L，在采空区的河岸土壤总汞和甲基汞的浓度范围分别是5.1～790 mg/kg和0.13～15 ng/g[14]。水稻籽粒中汞总浓度可达到569 ng/g，其中145 ng/g是甲基汞。这表明，摄入汞污染的大米是人类甲基汞暴露的一个重要来源。

贵州省一些地方气态汞浓度为1.70～146.75 ng/m3，平均浓度为7.39 ng/m3，显著高于世界水平的1.5～2.0 ng/m3。季节和天气明显影响汞在大气中的含量。一般来说，由于煤燃烧气态汞总量冬季比夏季高得多。

土壤是汞的重要的源和汇，土壤中的汞主要来自土壤母质、大气沉降、化肥和农药的使用、污水灌溉及含汞废物。1990年我国国家环境监测中心进行了一项调查，在我国表层土壤汞平均浓度为0.065 mg/kg。因为对水环境没有系统的调查，且汞在水中时空分布不断变化，很难在水系统中的汞浓度作总体评价，但大型河流中的汞浓度普遍高[15]，而汞储量相对影响较小。

3.6 锡

目前，我国海水和淡水环境中有机锡的污染比较严重，尤以近岸水域、港口以及内河码头污染最为严重。我国大陆水样中三丁基锡（TBT）的浓度最高达到977ng（Sn）/L。由于减少了输入、水流量和稀释，丁基锡的浓度（BTS）随海岸距离的增加降低。相对高含量的二丁基锡（DBT）和技术性贸易壁垒在渤海湾沿海水域出现，东南沿海的三个港口（厦门，汕头，和惠阳）的积累量为0.3～174.7ng/g[16]。

4 重金属污染的监测分析方法

4.1 重金属的总浓度

在环境和生物样品中开发和应用的重金属测定方法很多，如火焰原子吸收光谱法，石墨炉原子吸收光谱法，原子荧光光谱法等。由于其能多元素同时检测、分析时间短、高通量和样品用量少的优点，电感耦合等离子体质谱和电感耦合等离子体原子发射光谱法被越来越多地应用在这一领域，特别是ICP-MS（电感耦合等离子体质谱仪）具有更多的优点，如灵敏度高，线性范围宽、抗干扰能力强。

4.2 重金属形态

重金属的毒性取决于其化学形式，由于其不同的性质和毒性，有必要区分重金属种类。研究表明，有机汞化合物尤其是甲基汞比无机汞的毒性更强，相反，有机砷化合物比无机砷毒性低。有机锡化合物的毒性取决于性质和烷基侧链数的长度。重金属形态可以用电分析、光谱分析、仪器中子活化分析、色谱分析联用技术。联用技术已被广泛应用于汞、铬、砷、锡的形态分析，以及其他环境样品中的重金属形态分析，具有广阔发展前景。

4.3 重金属生物监测

生物监测是监测环境和生物圈中重金属污染和毒性的一N有效方法。环境矩阵化学分析是揭示重金属污染状况的最直接方法，虽然对生物和生态系统的综合影响和可能毒性提供证据不足。基于个体生物组织和液体抽样分析的生物监测是化学分析的有效补充。通过与国际卫生组织（WHO）规定暂定每周可耐受摄入量重金属量比较，认为长期食用当地大米可能会造成对人体重金属高危害风险。血液、尿液、唾液、指甲和头发通常是化验重金属对人体健康潜在风险评估的生物材料。

5 毒性

重金属易通过食物链而生物富集产生生物放大作用，构成对生物和人体健康的严重威胁，主要通过空气、水、食物和直接接触体表进入人体，这些方面的重金属暴露是人类中毒的主要途径，对人类健康产生各种威胁。根据靶器官重金属毒性可分为以下几类。

5.1 胃肠道（消化系统）的影响

重金属摄入能刺激消化系统，伴随症状如恶心、呕吐、腹泻、腹痛等。铅可能通过抑制胃肠功能紊乱胰腺、唾液腺和胃腺体分泌，甚至引起顽固性便秘。

5.2 肾功能的影响

肾脏是积累重金属的重要器官，高水平铅暴露可损伤肾近端小管和肾小球，肾小管重吸收障碍，甚至引起铅中毒性肾病，如肾性高血压。元素汞可在人体组织中的氧化为无机二价的形式，肾脏积累更多的二价汞比其他组织，高水平汞暴露可能导致肾小球肾炎蛋白尿、肾病综合征，最早发现低水平汞暴露对肾小管的影响，增加低分子蛋白的排泄。

5.3 神经系统的影响

有研究报道，无论是偶然的或长期暴露于高浓度的汞蒸气中可显著影响人类的感官、认知、个性和运动功能。一般来说，去除暴露后这些症状消退。通过各种人类和动物的研究表明，甲基汞的毒性比无机汞更高，其作用于尚未出生的胎儿和新生儿的神经系统的发育。这种影响可以发生在汞暴露保持健康的母亲（通过她们的孩子受到Hg）或与汞暴露有轻微症状的母亲。一项关于父母接触甲基汞，主要来自食用领航鲸肉的法罗群岛约900个儿童的研究表明，产前甲基汞暴露会导致7岁儿童神经心理障碍。注意力、记忆力和语言似乎是影响较大的大脑功能，而视觉功能和执行力受汞增加的暴露影响较小。

5.4 癌症

大量的研究集中在高风险人群甲基汞水俣病的死亡原因。肝癌和食道癌的风险增加，慢性肝病和肝硬化导致的超额死亡率是报道率最高的事件。在长期遭受慢性砷暴露地区皮肤癌、肺癌和膀胱癌的患病机率会增加。

5.5 其他影响

暴露的高浓度的重金属可引起呼吸系统、心血管系统、免疫系统和生殖系统的功能障碍。尤其是小孩，摄入铅可能通过抑制血红蛋白的生成导致贫血。对那些长期接触铬（Ⅵ）的人群来说，患口腔炎，牙龈炎的风险，鼻中隔穿孔，皮肤溃疡的风险比其他人高多了。有关调查表明，铬电镀车间的工人从事电镀操作的一半受到了严重的铬鼻病[17]。从事镀铬作业的电镀厂工人长期接触到铬酸雾，容易发生职业性铬鼻病。

6 结论与展望

除了自然来源，有意和无意的人为排放是重金属的重要来源，过量重金属暴露可能通过影响消化系统、神经系统、心血管系统和免疫系统，增加人类的健康风险，或增加患癌症的风险。

为了充分了解重金属污染现状，我国应综合调金属问题，将重金属潜在风险作为详细的流行病学进行研究。相比其他污染控制，更理想的策略是使重金属污染的最小化和消除。这些目标可以通过减少含重金属物品的使用来实现，或回收对环境污染的排放物，同时，各种管末处理技术可以减少煤燃烧、垃圾填埋场和其他人为来源的重金属排放，虽然在实际应用中有很多优点，但生物修复，特别是植物修复和微生物修复，由于其效率高、成本低应该受到更多的关注。重金属原位钝化修复方法可改变重金属在土壤中的赋存状态，降低土壤中重金属的有效浓度、迁移性和生物有效性，并且因其成本较低、操作简单、见效快且适合大面积推广，在重金属污染土壤修复中有着不可替代的作用。2015年，随着《凹晶材料对重金属污染土壤治理与修复的集成技术研究》项目通过甘肃省科技厅鉴定，并在白银试验成功，一项新的凹凸棒吸附技术将会逐渐推广。

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Research Progressand Analyzing Methods of Heavy Metal Pollution

Gong Jianjun

（Wuwei Occupational College， Wuwei，Gansu 733000， China）