重金属污染原因范文

导语：如何才能写好一篇重金属污染原因，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。

篇1

关键词：土壤；重金属；污染；宁波

中图分类号：X522 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2017）2-0052-03

1 引言

土壤是环境要素的重要组成部分。由于人口资源和环境之间矛盾的日益增长，土壤污染越发受人们关注。同时，随着经济的快速发展，工业“三废”、城市生活垃圾、农药化肥等的无节制排放或使用，导致土壤重金属积累，甚至造成土壤重金属污染[1]。宁波作为5个开放性城市之一，改革开放以来宁波市工业和经济发生了翻天覆地的变化，成为宁波最新发展起来的鄞州区也不例外，早在1996年就被列为全国百强县。为了了解鄞州土壤重金属含量的变化及污染状况，防治土壤重金属污染，改善居住环境，以鄞州创投工业园区为例做了相关调查研究。

2 材料与方法

2.1 样品采集及处理

2014年2月至2015年3月，分别在鄞州创投工业园区的东南西北以及中心位置进行土样采集。按“S”型采样，取表层土壤（0～20 cm），每个样点取10个混合样品，混匀后以四分法留取样品1 kg左右，共采集100份样品。风干、研磨后，用100目过筛备用。

2.2 样品分析

样品用HNO3-HCLO4混合酸消化，用原子吸收分光光度计（3510）测定。其中，Pb、Cd、Cr测定采用石墨炉法，Cu、Fe、Zn采用火焰法测定，Hg、As用原子荧光分光光度计（海天-230）测定。分析所用水为超纯水，试剂均为优级纯。

3 结果与分析

3.1 宁波市土壤重金属含量变化

由表1可知，1983～2005年宁波市土壤重金属总体含量呈增加趋势。其中，Pb平均值比1983年显著增加16.21 mg/kg；Hg平均含量基本没有变化；Cr平均含量从62.13 mg/kg增加到100.1mg/kg，达到显著水平；Cd 2005年平均含量为0.158 mg/kg，比1983年@著增加了32.5%；As略有增加，未达到显著水平。

由表2可以看出，除Hg以外，其他四种重金属变化都较大。其中，Pb变化最大，达到55.2%，表明宁波市各土壤中Pb含量差异加大[1]。

3.2 鄞州创投工业园区金属含量变化

由表3可以得知，重金属元素在鄞州创投工业园区土壤中已形成一定含量的累积，部分土壤中重金属元素

含量较高。总体看来，Cr、 As平均含量均小于宁波市土壤背景值；Pb和Cd 平均含量均超过宁波市土壤背景值，分别是土壤背景值的1.4和1.7倍；Hg平均含量基本没有变化。同时从表4可以看出，研究区域的土壤中5种重金属变异系数最大的是Hg，达到79.51%； Pb变化幅度最小仅是23.69%，说明Pb在该区分布相对均匀。

3.3 土壤污染重金属评价

本研究以国家土壤环境质量标准（GB 15168―1995）中自然背景值 [2]作为各种污染物的含量限值，采用单项污染指数法进行评价[3]，其计算公式为：

P i =C i /S i，

式中：P i 为土壤中污染物 i 的单项污染指数； C i 为土壤中污染物 i 的实测值；S i 为土壤中污染物 i 的评价。基于污染物指数，对土壤重金属污染分级，具体为：P i ≤0. 7，等级是安全，说明土壤清洁； 0. 7 < P i ≤1. 0，等级是警戒线，表示土壤尚清洁；1. 0 < P i ≤2. 0，等级为轻度污染，表示污染物超过其背景值，2. 0 < P i ≤3. 0，等级为中度污染，表示土壤已受到中度污染； P i ≥3. 0，土壤等级为重度污染，表示土壤受污染程度已相当严重。

如表4所示，经统计发现Pb和Cd的单项污染指数分别是1.25和1.64，属于轻度污染。其他三种重金属平均单项污染指数均小于0.7，未受污染。

4 讨论

在宁波工业高度发到的地区，尤其是像鄞州创投工业园区，随着经济的发展，环境污染成为无法避免的事实，特别是土壤污染，给人类的生活造成非常大的危害。从1983年和2005年宁波市土壤背景值来看，Pb含量显著增加，造成轻微污染，可能是伴随人们生活水平的提高汽车的使用量增加，导致铅排放增多，引起轻微污染。2005 年汞平均值为 0.257 mg/kg，与1983年汞的背景值持平，全国背景值的 0.065 mg/kg，宁波市1983年背景值要高国家背景值 2.92 倍。说明早期鄞州区土壤已被汞污染，主要来源除火力发电厂、冶炼厂、砖瓦厂等燃煤引起汞沉降的工业污染源以外，还与稻田施用西力生、赛力散等含汞农药有关。后来虽然分布在各乡镇的砖瓦厂已关闭，禁止使用这些农药，但由于汞在土壤中高的残留性，致使仍保留较高水平，进一步说明土壤污染的不可逆性[4]。

有研究发现，宁波市土壤重金属中Cd污染比较突出，人类活动对土壤重金属污染影响较大[5]。本检测表明，在鄞州创投工业园区内造成土壤污染的重金属是Pb和Cd，属于轻度污染。这与宁波市土壤污染的结果相一致。在宁波市饮水[6]、农业用地都发现Cd污染比较突出，这可能是在生产电池、染料或橡胶稳定剂时随着废气、废水、废渣进入环境，造成污染。造成宁波鄞州创投工业园区铅污染主要来源于汽油燃烧产生的废气、含铅涂料采矿、冶炼、铸造等工业生产活动等。铅及其化合物是一种不可降解的环境污染物，其性质稳定，可通过废水、废气、废渣大量流入环境，产生污染，人体健康造成危害[7]。

总体来看，该区土壤环境质量良好，对宁波市市民健康风险较低，适合从事工业生产和制造。但土壤重金属污染有隐蔽性、长期性和不可逆性这样的特点。同时，人们缺乏对土壤重金属污染给人体健康带来的潜在危害的认识。因此，应加强宣传，提高环保意识，尤其是工业生产者，使其充分认识到环境污染造成的严重性。要加强企业对工业“三废”的排放管理，严格按照排放标准执行。对于已经污染的土壤，根据其污染程度做相应的修复技术，最大程度降低土壤重金属的污染，保证人们生活安全。

参考文献：

[1]中国环境监测总站.中国土壤元素背景值[M].北京：中国环境科学出版社，1990：330～369.

[2]国家环保局.土壤环境质量标准：GB 15618―1995[S].北京：中国标准出版社，1995.

[3]王 佳，田素凤，冯雨顺. 天津市国家级蔬菜基地土壤重金属调查及评价[J]. 环境科学与技术，2006，29 （5）：72～74.

[4]陈怀满. 环境土壤学[M]. 北京： 科学出版社，2005：216～255.

[5]周金波，汪 峰，楼一鼎，等. 宁波市农田土壤重金属污染状况调查 [J]. 浙江农业科学，2016，57 （8）： 1301～1303.

[6]王 斌. 宁波市鄞州区农业土壤重金属含量变化及评价[J]. 农业环境与发展 2010（5）：85～87.

[7]滕丽华. 宁波市饮用水中重金属污染物镉健康风U评价[J]. 广东微量元素科学，2007，14（9）：44～46.

Analysis on Heavy Metal Pollution in Soil of Yinzhou Venture

Capital Industrial Park in Ningbo

Lu Jin， Fang Chen， Wang Yangfang， Li Cheng， Zhang Yin

（Ningbo College of Health Sciences， Ningbo， Zhenjiang 315100，China）

篇2

x[摘 要]我国涉重金属产业多呈流域集中分布，导致重金属污染防治已成为流域水污染治理的“短板”。虽然现有法律体系框架已初具规模，但流域重金属的污染防治仍存在专门性立法空白、专项治理的法律长效机制缺乏和常规执法机制不足等问题，在分析原因的基础上，亟需我们健全法律体系，完善法律原则和规范法律机制。

[关键词]重金属污染；流域；法律应对

人类文明发祥于流域，也成就了流域文明。然而不同流域的生产力布局或者经济发展模式，导致了流域不同的污染特征。就涉重金属产业而言，国外方面，日本四大公害病中的三大事件与重金属污染有关，其中发生于流域范围内就有两件，即富山县神通川流域镉污染事件和新潟县阿贺野川流域的甲基汞污染事件。国内方面，湖南以传统产业为代表的各种矿区或资源型城市依湘江而建，导致了湘江流域成为全国重金属污染的重灾区，并爆发了辰溪砷中毒、双峰铬污染、浏阳镉污染等多起重特大重金属污染事件；①珠三角、长三角等以高新产业为代表的it产业多呈流域分布，因大量生产印刷线路板的企业不能稳定达标排放，给当地河流、土壤和近海造成了严重重金属污染。②不难看出，涉重金属产业多呈流域集中分布，加之发展方式粗放、环保历史欠账，导致重金属污染防治已成为流域水污染治理的“短板”，有关水污染防治的法律研究亟需应对重金属污染问题。

一、流域重金属污染的法律监管现状

虽然国家层面有《水污染防治法》及其实施细则，地方有水污染防治条例，也出台了《地表水环境质量标准》、《污水综合排放标准》等与重金属污染防治有关的环境标准，这似乎表明流域重金属污染的法律体系框架已初步建立，但现状不容乐观。

（一）专门性立法空白

这集中体现在分散立法、附属立法，专门性立法空白等方面，导致了流域重金属污染防治工作难以对症下药，现实中诸多问题的解决无法可依。以现有法律尚未明确涉重金属项目的审批权为例，因流域涉重金属产业的投资额一般比较大，一些地方领导往往只注重项目的引进和扶持企业生产的发展，而忽视重金属环境污染的监管及治理，导致污染事故屡次发生，已成为重金属污染防治的最大软肋。

（二）专项治理的法律长效机制缺乏

近年来，特别是《重金属污染综合防治“十二五”规划》、《湘江流域重金属污染治理实施方案》等重金属污染专项治理工作的深入，重金属汞、铬、镉、铅和类金属砷的污染物第一次被纳入总量控制目标。不难看出，重金属污染的治理耗资巨大，监管和资金投入将成为前述总量控制目标实现的最大障碍。这种“行政监管+拨款”的治理模式，难以体现法律的长效机制。以我国流域重金属污染防治史上重大进步的《湘江流域重金属污染治理实施方案》为例，湖南省设置了以省长为组长的重金属污染和湘江流域水污染综合防治委员会，但其调整的时间只有五至十年，调整范围涉及到湖南省内湘江流域90%的范围，尚有仅10%的流域范围因在湖南省辖区之外而鞭长莫及。以淮河流域和太湖流域污染治理的沉重教训为例，投入巨大的专项执法往往总体收效甚微，这迫使我们探讨综合考虑经济、社会和环保因素的长效法律设计问题。[1]值得注意的是，当前环境健康事件高发，并不是由于现在的环境事故大量增加，而是随着经济的发展，环境污染及由此带来的破坏性后果开始显现；重金属污染可能需要经过几年、十几年甚至是几十年的积累和迁移转化才能最终显现危害后果，当前的问题是30年发展所形成的污染负荷不断增长和积累的结果，一些因污染导致的疾病到了集中高发时期。[2]所以，流域重金属污染防治的专项治理如何避免淮河流域和太湖流域的前车之鉴，遵循重金属污染的客观规律，其中建立健全法律调整的长效机制乃关键所在。

（三）常规执法机制不足

三十多年来，我国已建立起比较完善的环境法律体系，但学界对其“无大错也无大用”颇有微词，就流域重金属污染的常规监管而言，主要表现为：

一是沟通协调机制不足。众所周知，沟通偏重于信息交流，协调则偏重于行为上的同步与和谐。以流域重金属污染防治密切相关的环境健康为例，按照《国家环境与健康行动计划》的规定，卫生部、原国家环保总局（现环保部）作为国家环境与健康工作的牵头部门，虽然联合制定了《卫生部国家环保总局环境与健康工作协作机制》，但多为原则、抽象的规定，缺乏有效的沟通与协调。其应对突发环境事件的管理只是在地方各级政府设置临时机构，这种临时性的方式也只能是一时的权益之计。③

二是执法手段单一。目前仍以控制——命令型执法方式为主，具有“从上而下”改造公众的行政色彩，往往忽略行政相对人的积极参与，较少考虑环保经济的市场因素，容易导致矛盾的激化。虽然有关部门对此有所认识，也采取了一些补救措施，但终因缺乏为公众、企业等利益相关者提供参与、交流和博弈的机会，而表现为执法与民众的疏离。

三是损害救济难。因流域地域广阔、涉重金属产业密集，大多情况下甚至连污染的责任主体都难明确。面对重大重金属环境污染案件时，一般只对污染企业进行关停并转，而对民众利益的维护难以考虑周全。就受害者的损害救济而言，往往因地方保护主义、司法救济不力、社会化救济不完善，甚至会导致“企业污染——百姓受害——政府买单”等恶性循环。虽然暂时控制了“事端”、平息了“事态”，但“事未了”。[3]

二、原因分析

从某种意义而言，流域重金属污染与其他环境污染问题在一定范围内存在历史必然性，甚至“合理性”。在工业化道路不可避免和全球化已经普遍延伸的情形下，后发国家要想做到独立、自主发展而完全不受环境问题困扰几乎是不可能的。没有一定程度的发展（常常以一定程度的环境问题为代价）积累经济、技术条件，环境法治也无从开展。[4]这种基于“代价经济”、“代价社会”的发展模式，[5]同样导致了我国对流域重金属污染的法律监管起步晚、预防手段相对薄弱、救济手段明显不足、且带有强烈的应急特点，现仍处于初始与探索阶段，故缺乏整体应对性。

从宏观角度分析，“环境上的利益只是国家所应追求利益中的一环”，[6]任何环境思考都应结合国情，顾及社会经济条件、科学技术水平等基本问题，这也是“我国经济增长与环境质量还远未实现‘解耦’、环保压力仍然存在重大挑战”的原因。[7]如果我们对此不认识，不及时总结经验和教训，稳妥地终结这种过度牺牲国家、社会和公民生存和发展的模式，势必导致社会利益冲突加剧，我国环境和经济社会的可持续将难以为继。

从微观角度分析，流域重金属污染问题还是政府、企业、公众等多方利益相关者间互动与博弈的过程。其中政府充当管制者兼被监督者，企业既是被管制者又是被监督者，公众等则为监督者。但这些角色扮演需要得到法律和制度的保障才能持久。在政府对污染企业的管制中，我国“监管者监管之法”相对完备，问题症结在于执法不力。而执法不力的重要原因之一在于有关部门没有受到有力的社会监督。而社会监督不力的重要原因在于“监管监管者之法”缺失。[8]所以，公众等利益相关者不管是对

企业监督，还是对政府监督都面临法律保障不足的困境，其知情权、参与权、表达权和监督权难以充分、有效地行使。因此，在某种程度上，我国流域重金属污染之法律应对不足，其根源还在于监管失灵、企业行为失范和公众参与失权。

三、建议与对策

（一）健全法律体系的对策

根据重金属污染防治的法律现状，立法部门亟需综合评估现有法律、法规的实施效能，针对当前流域重金属污染所暴露出来的突出矛盾，集思广益提出完善经济与社会、环境与健康等相关法律法规的总体方案，制定重金属污染防治的行政法规；或者在制定和修改流域管理（保护）条例、水污染防治条例中完善重金属污染防治的内容，突出保障人体健康的可行性举措。相对于法律的制定程序而言，行政法规的制定程序相对简易、周期短，可以通过行政法规来对一些有争议、欠成熟的监管体制机制、管理基本制度进行尝试，待积累经验后再制定法律。与此同时，针对现有环境标准与保障人体健康的目标不匹配、不衔接等特点，地方省级人民政府需要充分利用地方标准制定权，因地制宜建立地方环境标准体系，为地方流域性重金属污染等环境问题寻求解决办法。

（二）完善流域重金属污染的法律原则

首先，采取统一管理。水污染防治应当尊重流域特性、采取统一立法的模式，进一步完善统一的流域综合控制体制和法律制度，是世界多国的成功经验，也是我国在经历了淮河流域、太湖流域污染之痛后应当吸取的教训。[9]流域重金属污染控制属于水污染控制的特殊形式，也需要统一管理。这既是对流域自然属性的认识与尊重，体现了监管中生态观念的提升，又能提高监管效率和促进信息充分交流，有利于重金属污染的流域监管决策效果内部化，使各种监管工具易于合理掌握与调度。

其次，坚持风险预防。在环境损害的不确定性被解决之前，可采取行动能以较小的经济代价取得较高的环境效益。鉴于流域重金属污染监管特点，政府、企业应当树立风险意识，广泛动员公众参与，群防群控，从源头上杜绝安全隐患的发生，从“各炒一盘菜”，走向“共办一桌席”。此外，风险预防原则还应贯穿于重金属污染的流域监管全过程，以确保环境污染和破坏能控制在维持生态平衡、保护人体健康、积累社会物质财富以及保障经济社会可持续发展的限度之内。

第三，解决问题要循序渐进。重金属污染后几乎不易降解，要长期解决重金属污染的健康风险，必须对污染的河流和土地进行治理，而修复被污染土地被证明在任何地方都非常困难。④对此，我们既要持之以恒地开展流域重金属的防治工作，又要避免出现另一个极端，即提高流域涉重金属产业的环境准入和市场运行门槛，采用硬着陆的形式彻底调整经济结构和转变发展模式，甚至推行零污染排放标准，短期内势必会造成国内失业问题和政府财政保障产生严重的影响，也不利于我国经济的持续、稳定增长和社会的相对和谐、稳定。所以，流域重金属的防治工作需要循序渐进，切忌急功近利。

（三）规范法律机制的对策

首先，完善政府法律责任追究机制。政府对环境质量负责，既决定了政府的环保义务，又赋予了政府管理、决策、协调和改善环境质量的权力。现实中因一些地方政府履行环保责任不到位，甚至不履行环保责任也是环境质量恶化的根源。建议因地方环境质量不达标或者环境监管部门没有实际履行自己的职责而造成流域重金属污染的，可以“暂停该环境监管部门的某项监管职权”，直到环境质量达标为止；因本辖区环境质量不达标，并经“污染转移”而造成邻近辖区流域重金属污染的，应当承担“赔付补偿责任”等。⑤

其次，规范企业经营机制。企业追求经济效益的同时，也为社会积累了物质利益财富，但因行为失范也会导致流域重金属污染。所以，建立环境友好型和资源节约型社会，更需要有效规制企业的经营行为。一方面，建议完善企业环境法律责任。例如，企业有未经批准擅自拆除、闲置重金属污染物处理设备，拒报或者谎报重金属排放申报事项等违法行为的，应依法加大处罚力度，以提高政府环境监管效率。另一方面，“徒法不足以自行”，还需培育企业的社会责任。这不但需要企业树立良好的环保意识，主动公开重金属污染物排放情况等环境信息，而且更需要政府、公众与企业之间结成一种互动与制衡的关系。

再次，完善公众参与机制。直到本世纪初期，随着公众环保意识日益提高，我们才认识到社会团体、行业组织、ngo、npo等多主体参与推动环境政策的重要性。针对公众参与“失权”的问题症结，完善公众参与机制的关键在于从实体与程序上进行法律赋权。

最后，完善损害救济机制。根据环境侵害理论以及流域重金属污染事件的特点，国家应当建立诉讼机制和非诉讼机制在内的多元化的环境纠纷解决机制，着力解决环境侵权诉讼“立案难”、“执行难”等司法顽症。鼓励当事人通过调解、协调或者仲裁等非诉讼途径解决流域重金属污染侵害纠纷。此外，政府部门还应采取有效措施积极引导和支持非政府力量参与，创建环境责任保险、环境赔偿公共基金和环保公积金制度，以满足建立健全环境侵害社会风险共担机制的需求。

[注释]

①参见史卫燕等：《湘江受重金属污染触目惊心 锰渣随时可能入长江》，载《经济参考报》：2012-08-29。

②参见自然之友等：《2010年it品牌供应链重金属污染调研》，见杨东平主编：《中国环境发展报告（2011）》，第213-219，北京：社会科学文献出版社，2011。

③参见吕忠梅：《环境健康题难何解》，载《中国改革》，2010（6）。

④参见杨传敏：《中国重金属健康风险亟待寻找解决方案》，见杨东平主编：《中国环境发展报告（2011）》，第112页，北京：社会科学文献出版社，2011。

⑤参见吴志红：《行政公产视野下的政府环境法律责任初论》，载《河海大学学报（哲学社会科学版）》，2008（9）。

[参考文献]

[1]常纪文.环境法前沿问题——历史梳理与发展探究[m].北京：中国政法大学出版社，2011：10。转载于李艳.太湖治污16年功败垂成关停排污企业收效甚微[n].新京报，2007-6-11.

[2]郄建荣.环境与健康事件频发震惊社会[a].中国环境发展报告（ 2010）[r].北京：社会科学文献出版社.2010：57.

[3]吕忠梅.环境法学研究的转身——以环境与健康法律问题调查为例[j].中国地质大学学报（社会科学版），2010（7）.

[4]巩固：环境伦理学的法学批判——对中国环境法学研究路径的思考[d].青岛：中国海洋大学，2008：265.

[5]常纪文：环境法前沿问题——历史梳理与发展探究[m].北京：中国政法大学出版社，2011：前言。

[6]叶俊荣.环境政策与法律[m].北京：中国政法大学出版社，2003：19.

[7]温宗国.当代中国的环境政策：形成、特点与趋势[m].北京：中国环境科学出版社，2010：43.

[8]吕忠梅.监管环境监管者：立法缺失及制度构建[m].法商研究，2009（5）.

[9]吕忠梅，《水污染的流域控制立法研究》，法商研究，2005（5 ）.

篇3

【关键词】农田；重金属污染；生物修复

0 前言

近年来，我国食品安全形式非常严峻，有一部分原因就是农田遭到污染，尤其是重金属污染。据报道，目前我国受砷、铬、铅等重金属污染的耕地而积近2000万平方千米，约占总耕地而积的20%；其中工业“三废”污染耕地1000万平方千米，污水灌溉达330多万平方千米。重金属不能被土壤微生物所分解，易在土壤中蓄积或转化为毒性更大的化合物。土壤重金属污染的特点为长期累积效应、隐蔽性、不可逆性和一定的交互作用。土壤受重金属污染后，影响农作物并通过食物链等影响人体健康，造成中毒危害。另据国土资源部的最新调查显示：每年我国约有1200万吨粮食被重金属所污染，这些粮食足够养活4000万左右的人口，并且这种污染问题日益严重。因此，对农田重金属污染的治理显得尤为迫切。当前，土壤重金属污染的治理方法主要有工程措施、物理化学方法、化学修复方法、以及生物修复方法。本文将重点介绍生物修复法在农田重金属污染治理中的研究进展，同时对生物修复法治理农田重金属污染的研究前景进行展望。

1 简介

生物修复法是指利用生物的生命代谢活动降低环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害，从而使污染的土壤局部地或完全地恢复到原始状态。其优点有：成本低、不破坏土壤生态环境、可以回收再利用贵金属、造成二次污染机会较少。缺点有：周期长、一种植物一般只能提取一种或者几种重金属、而植物固定只是将重金属暂时固定，如果土壤环境发生变化，重金属的毒性作用还有可能再次出现[1]。

2 生物修复法的分类

生物修复作用治理农田重金属污染方法可以分为动物修复法、植物修复法以及微生物修复法。它们有着不同的优缺点。因此，在利用生物技术处理重金属污染时，要结合当地实际，因地制宜，才能达到预期效果。

2.1 动物修复

动物修复是指土壤动物群通过直接的吸收、转化和分解或间接的改善土壤理化性质，提高土壤肥力，促进植物和微生物的生长等作用而修复土壤污染的过程。有关动物修复的研究报道较少，主要集中在有机物和农药污染土壤的修复（如利用蚯蚓等修复）和富营养化水体的修复（如利用滤食性贝类、棘皮动物、河蟹等修复），对重金属污染土壤的动物修复机理仍处于探索阶段[2]。

2.2 微生物修复

利用土壤微生物的蓄积和降解作用来治理土壤重金属污染是一种高效的途径。国内外许多研究己证明，菌根在修复遭受重金属污染的土壤方面发挥着特殊的作用，他们减轻了植物在重金属污染的土壤中的受害程度[3]。

土壤重金属污染的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[4]。利用微生物（藻类、细菌和酵母等）来减轻或消除重金属污染，虽然微生物不能降解和破坏重金属，但是可以通过改变它们的物理或化学特性而影响金属在环境中的迁移和转化。其修复机理包括表面生物大分子吸收转运、细胞代谢、空泡吞饮、生物吸附和氧化还原反应等。微生物对上壤中重金属活性的影响主要体现在以下几个方面：①溶解和沉淀作用；②生物吸附和富集作用；③氧化还原作用。微生物修复技术种类繁多，可进行异位修复、原位修复以及原位/异位联合修复。其中，原位修复操作简单，对原有的土壤环境破坏程度低。微生物修复受各种环境因素的影响较大，氧气、pH、温度、水分等均可影响微生物活性进而影响修复效果，其田间试验效果不是非常理想。因此，为降解菌提供适宜条件以促进其生长繁殖至关重要，这也是今后研究的重点。

2.3 植物修复

植物修复技术是指通过植物自身及共存微生物体系，修复和消除由无机废弃物和有机毒物造成的土壤环境污染的一种技术。

我国野生植物资源丰富，生长在天然的污染环境中的耐重金属植物和野生超积累植物数不胜数。因此开发与利用这些野生植物资源对植物修复的意义十分重大。有关资料表明，大量植物对重金属Cr，Cd，Co，Pb，Ni，Cu，Zn等有很强的吸收积累能力。比如国内有人利用白菜修复重金属污染土壤，如丛孚奇等将白菜用于钥矿区重金属污染土壤的修复研究，结果表明磷酸氢二钠一柠檬酸缓冲溶液能显著提高白菜的地上部富集土壤中重金属元素的能力。李玉双[5]等以沈阳张士灌区重金属污染上壤为修复对象，采用盆栽试验，研究了乙二胺四乙酸（EDTA）对白菜富集重金属及其生长状况的影响。结果表明，EDTA能够提高白菜对上壤中Cu，Cd，Pd 和Zn的植物提取效率。

但是，由于超富集植物一般只能积累某些重金属元素，植物物种的选取受到不同地理气候条件的限制，同时富集植物和超富集植物生物量一般较少，生长速度慢，积累效率低。所以，利用野生抗性植物进行重金属污染土壤的治理还未取得理想结果。这就需要相关科研人员做进一步深入的研究，以求早日获得生长周期短，能吸附多种重金属，积累效率高的重金属富集吸收植物。

2.4 综合修复技术

由于每个地区的污染物来源不同造成各地污染情况有很大的差异。只用一种修复技术往很难达到目标。因此，开发复合修复方法成为土壤重金属污染修复的主要研究方向[6]。现今开始投入应用的复合修复技术的主要类型有动物/植物联合修复、化学/物化一生物联合修复以及植物/微生物联合修复。

3 展望

生物修复技术治理重金属污染土壤以其低成本、高效率、适用范围广和无二次污染等优点已成为重金属污染农田土壤治理中的一个全新研究领域和国内外有关学者研究的热点之一。但是由于其起步晚，难度大，其大部分研究还处于实验室阶段，尚不能有效地应用于重金属农田污染的治理中去，但随着不同学科（遗传学、土壤学、生态学、化学、生理学、环境保护学和生物工程）的相互配合。我们相信该技术会日趋成熟，并且为重金属污染农田的治理贡献出巨大的力量。

【参考文献】

[1]肖鹏飞，等.土壤重金属污染及其植物修复研究[J].辽宁大学学报：自然科学版，2004，31（3）：279-283.

[2]李宇飞.土壤重金属污染的生物修复技术[J].环境科学与技术，2001.34（12H）：148-151.

[3]王真辉.农田土壤重金属污染及其生物修复技术[J].海南大学学报：自然科学版，2002，12：386-387.

[4]阎晓明，何金柱.重金属污染上壤的微生物修复机理及研究进展[J].安徽农业科学，2002，30（6）：877-879，883.

篇4

【关键词】土壤污染；重金属；治理方法

土壤，为人类提供生存所需的自然环境，为农业生产提供必要的资源。我们所面临的许多问题，诸如环境问题、粮食问题、资源问题等等，都和土壤息息相关。自上世纪20年代以来，工业发展，导致金属产量急剧增加，进而导致重金属环境污染问题。含有重金属的污染物通过多种方式进入土壤，导致土壤重金属污染问题。现在，很多发展中甚至发达国家，都面临着土壤污染问题。这一问题的日益严重，也引起了人们的广泛关注。因此，本文将围绕土壤重金属污染的现状、治理方法等方面展开。

1.我国土壤重金属污染的现状

目前，我国大陆受到重金属污染的耕地面积约为2000万公顷，大约占耕地总面积的1/5。其中，受矿区污染的耕地面积约200万公顷，受石油污染的耕地面积约500万公顷，受固体废弃物堆放污染的耕地面积约5万公顷，受“工业三废”污染的耕地面积约1000万公顷，受污水灌溉的耕地面积约330万公顷。由于土壤污染，我国农业粮食产量每年减少约1300万吨，更为严重的是，因为受到污染，土壤的多种功能，如营养功能、净化功能、缓冲功能、有机体的支持功能等功能正在逐渐丧失。

2.土壤重金属污染的后果

第一、土壤污染导致耕地资源短缺。

第二、土壤污染威胁人、畜的身体健康。

第三、土壤污染阻碍农业生产的发展。

第四、土壤污染会导致其他的环境污染问题。

第五、土壤污染危及子孙后代的利益，阻碍农村经济的健康、持续发展，不利于国家经济的可持续发展。

3.土壤重金属污染的治理

3.1物理防治

物理防治主要采取排土、换土、去表土、客土和深耕翻土等措施。不同地区应采取不同的措施：

（1）污染严重的地区，适合采取排土、换土、去表土、客土等措施。这些措施可以从根本上去除土壤中的重金属污染物。具体方法：将重金属重污染地区的土壤放到高温、高压的条件下，使之变成的玻璃态物质，然后将重金属固定在玻璃态物质中，进而达到去除重金属污染物的目的。这种方法可以在根本上去除土壤中的重金属污染物，而且见效迅速，但这种方法工作量大、费用高。因此，这种方法常被用在重金属重污染地区的抢救性修复工作中。

（2）污染较轻的地区，适合使用深耕翻土这种方法。这一方法可以降低土壤表层的重金属含量。

3.2化学防治

化学防治的方法很多，如：

3.2.1添加重金属改良剂

在土壤中添加一些处理重金属污染时的常用到的改良剂改良剂，诸如磷酸盐、石灰以及硅酸盐等。它们可以和土壤中的重金属污染物发生化学反应，进而生成难溶化合物，从而减少土壤和植被对重金属污染物的吸收。

3.2.2施加重金属螯合剂

土壤中的重金属大都吸附于土壤固体表层，因而土壤溶液中的重金属含量相对较少，所以，我们可以在土壤中施加重金属螯合剂。这样做可以提高土壤中重金属的有效态，更易于流动、吸收。

3.2.3施用重金属拮抗剂

在土壤中，重金属元素之间有拮抗作用。我们可以利用一些对人体没危害甚至是有益的金属元素的拮抗作用，减少土壤中重金属的有效态。所以，在轻度污染的土壤中、施加少量的有拮抗性的金属元素，将能起到很好的防治作用。

3.3生物防治

生物防治，可以采取以下措施：

3.3.1植物吸收

可以通过植物的吸收作用来减少土壤中的重金属污染物含量。这类植物很多，如羊蕨属植物、笕科植物等，这些植物对土壤中的重金属的吸收率可达到100%。

3.3.2微生物降解

使用清洗剂将土壤表层附着的重金属解吸到土壤溶液中，然后随着清洗液一起流入预定的水体中，并和微生物发生作用，从而实现消除土壤中重金属的目的。

3.3.3生物防治很多优点，如效果好、没有二次污染、费用低、易管理、易操作等，因此受到人们的普遍重视

3.4农业生态防治

农业生态防治，可以采取以下措施：

3.4.1控制土壤的氧化―还原条件

在浸水的土壤中，重金属常常以难溶态的硫化物的形式存在。所以，控制土壤中的水分和氧化―还原电位，在作物壮籽期间，保证土壤处于一个相对稳定的水淹期，就可以减少植物吸入的重金属含量，进而减少果实和籽中的重金属含量。

3.4.2改变作物品种

改变作物品种，也可以在一定程度上降低土壤中的重金属含量。如：在受污染较严重的地区，种植花卉和经济林目等；而在受污染较轻的地区，种植耐重金属性较强强的作物，如改旱地为水田，或者旱地、水田进行轮作，以调整PH、EH，从而降低土壤中重金属的有效性。

目前，以上列举的治理土壤重金属污染问题的技术还不能被广泛地应用，其原因有成本过高、实地应用的经验不足、处理效果不稳定等。随着科学技术的发展，开发、研究工作的深入与完善，这些治理方法一定可以日趋完善，并被广泛运用。

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关键词：指数法 因子分析 重金属污染 高斯扩散改进模型

中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（a）-0-02

1 问题分析

针对海量数据，应从整体上对污染程度进行评价。而内梅罗综合污染指数法评价土壤的综合污染，以突出最高一项污染指数的作用。在土壤中有很多重金属元素有相似的存在形式和传播途径，并且有相同的污染源，因此在进行通过数据分析，说明重金属污染的主要原因时，基于统计原理建立起来正态模型，不同的重金属有不同的传播方式，其大体分为大气传播、水体传播、固体传播，因金属元素在土壤中大部分以稳定形态存在，故忽略重金属元素在固体土壤中的传播。根据收集的信息和题目中的有关资料对重金属污染物的传播特征的分析，可将8种重金属污染物分为两类。一类是在大气中传播，而大气传播的污染物最终经空气沉降进入土壤；一类是在土壤中传播。对于在大气中传播的重金属污染物，文章建立重金属污染物在气体中扩散模型，根据所在的空间任意位置土壤表面的重金属污染物浓度的多少来确立污染源的位置，函数的最大值即为污染源的位置；同理建立了重金属污染物在土壤中的传播模型。

2 模型建立及求解

2.1 土壤的环境质量评价与分级

2.1.1 单因子指数法

2.1.3 评价分级标准

该文采用GB15618-1995《土壤环境质量标准》。土壤环境质量综合评价指数分级参考了《绿色食品产地环境质量现状评价纲要》中规定进行分级，等级划分为1等级属清洁水平适合发展有机食品；2级属尚清洁水平适合发展无公害食品生产；3级以后属于污染水平，不适宜无公害农产品的生产。

计算得到综合污染评价指标后，通过分析比较得出该城区的各个功能区重金属的污染程度由高至低排序为：工业区主干道区生活区公园绿地区山区。

2.2 重金属污染的原因分析

（2）计算标准化数据的相关系数阵，求出相关系数矩阵的特征值和特征向量。

（3）进行正交变换，使用方差最大法。得到5个主因子提供了源资料的87.756%的信息，满足因子分析的原则，而且从上表可以看出旋转前后总的累计贡献率没有发生变化，即总的信息量没有损失，采用此标准下的分析结果。

（4）确定因子个数，计算因子得分，进行统计分析。

2.2.2 金属元素污染原因

根据该市空间立体分布图和各功能区的分布图，结合各个功能区的分布特点，由重金属元素空间分布图分析可知：（1）主因子1体现出的三个主要变量因子为Ni、Cu Cr三种重金属元素。Ni元素广泛的分布在该城市各个功能区。分析可能是易于传播的污染介质造成的，如煤的燃烧产生的粉尘、颗粒，以及含有Ni元素的岩石的风化等；Cu元素及Cr元素分布在城市的西南方，分布着工业区、生活区、公园绿地区、主干道区。Cu、Cr两种金属元素是工业生产中所形成的废气、废水和固体排放物中均大量存在的污染物。（2）主因子2体现出两个主要变量因子为Pb、Cd，其在来源上关联较密切，两种重金属元素的最大值均出现在工业区。其在空间上近似可认为是一个带状的污染源，这主要因为Pb主要来自市中心交通汽车尾气的排放，而且在研究取得西北部有两个明显的富集中心，形成一个高值区。该市表层土壤中的Cd含量市中心地带比西北城区高，东南城区又比市中心地带高，恰好与当地的主风向相一致，表明大气中含Cd污染物的干湿沉降也是造成土壤Cd污染的一个重要原因。（3）主因子3体现出一个主要变量因子Hg。该金属元素在生活区分布含量偏高，污染较为严重，其主要的污染原因可为人类活动造成水体汞污染，来自氯碱、塑料、电池、电子等工业排放的废水。（4）主因子4体现出一个主要变量因子As，该金属元素在各个功能区的分布较平均，这是因为的污染源多样。大气含砷污染除岩石风化、火山爆发等自然原因外，主要来自工业生产及含砷农药的使用、煤的燃烧。含砷废水、农药及烟尘都会污染土壤。（5）主因子5体现出一个主要变量因子，的分布具有明显的特点，在城市的西部富集，产生一高值区，该部靠近工业区，工业上的三废是其富集的主要原因。

2.3 重金属污染物传播模型

3 大气―平均风速的廓线模式

大气扩散主要是风的作用，平均风速的廓线模式是随高度变化的。在大气扩散模型中平均风速的廓线模式定义为风速随高度变化的曲线。风速的线性数学表达方式成为风速廓线模式。根据我国《指定地方天气污染物排放标准的技术原则和方法》（GB/T 3840-1991）所制定的方法，采用米函数风速廓线模式。

幂函数分素廓线模式是在近地层、中性层、平坦下垫面的条件下推到出来的。该模式应用高度较高，可达到300m或更高的高度，且随应用高度增加，精度下降。

4 水体

6 模型评价及推广

6.1 模型评价

6.1.1 优点：运用主成分分析方法将多维因子纳入同一系统进行定量化研究、理论成熟的多元统计分析方法。通过分析变量之间的相关性，使得所反映信息重叠的变量被某一主成分替代，减少了变量数目，减少了变量数目，从而降低了系统评价的复杂性。再以方差贡献率作为每个主成分的权重，由每个主成分的得分加权即可完成对水质的综合评价。

6.1.2 缺点：题目所给数据有限且单一，所建模型不足以全面反映该市土壤环境污染特征。.对于模型三，仅考虑了金属元素传播的部分途径，具有局限性。

7 模型推广

模型一可推广用于投资风险评价；模型二可用于研究放射性物质的污染；模型三还可推广到研究病菌在空气中的传播；模型四可以推广到研究灰尘在空气中的扩散规律。

参考文献

[1] 王建波.西北典型工业城市土壤中重金属的形态分析[D].兰州大学，2011.

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贵州科技学校 贵州省贵阳市 550001

【摘　要】中药材制品在保证人类健康方面表现出重要意义。而中药材中重金属的限量针对药材是否可以进入国际草药市场发挥着至关重要的作用。本文主要针对中药材重金属污染的相关影响因素进行分析，并且针对当前污染现状研究有效措施进行必要的干预，最终有效确保中药材产业的快速发展。

关键词 中药材；重金属污染；现状统计

我国中草药资源非常丰富，其针对推动经济社会的快速发展具有重要的意义。因为农业污水灌溉以及工业废水排放等因素的影响，导致一系列耕地土壤重金属出现了严重污染的情况，最终导致诸多中药材产品出现了重金属含量超标的现象。对此，当前针对中药材重金属污染情况较为严重，我国在中药出口方面也逐渐表现出一系列问题，为了能够有效确保中药材产业的顺利发展，本文主要针对中药材重金属污染现状予以综述。

1 污染现状

伴随着中药事业的快速发展，中药以及相关制剂因为能够发挥疾病预防的效果以及疾病治疗效果被给予高度关注。当前重金属污染的情况较为普遍，针对重金属污染已成为国内外研究的重点。只有有效达到科学中药质量标准，最终才能够将中药质量可控性有效提高。在研究有效方法将制剂内在质量进行提高的过程中，不但需要针对相关的有效成分的质量进行认真要求，针对制剂中含有的有毒物质以及有害成分，需要进行必要的了解并给予限制。当前对人体表现出有害作用常见的微量元素主要包括铅元素、镉元素、汞元素、砷元素以及铋元素等[1]。对于此类有害元素在食品以及药品中均做出了明确的限制。除此之外，诸多国家在设定重金属限量管理过程中，锌元素、铜元素、锡元素、铬元素以及铝元素也被列入。我国中药材中重金属均表现出程度有所不同的污染，属于长时间并且较为复杂的一项难题，同中药材产地、中药材品种以及药材生长环境等诸多因素均表现出密切的关系，对此需要引起社会的广泛关注。

2 不同类别污染情况

2.1 植物药污染情况

在中药材中，植物药属于至关重要的组成部分，也是当前研究重金属较多的一种药材。因为植物药受到产地、药物品种以及对患者用药部位等诸多因素的影响，从而导致在重金属量方面表现出一定的差别。对于全草类、叶类以及地上部位的中药材，表现出的重金属污染现象较多，分析同全草类药材需要长时间暴露于空气中最终表现出污染现象存在诸多的关系。而对于种子类、花类以及果实类中药材，表现出的重金属污染现象较多，分析同其生长周期相对较短以及重金属于体内只能够进行短时间富集表现出一定的关系[2]。对于根类以及根茎类中药材，表现出的重金属污染水平相对居中，分析导致出现污染的原因为重金属对中药材灌溉用水以及土壤造成污染导致。对于植物药而言，入药部位的不同，表现出的重金属污染情况有所不同，分析除因为中药材同外界环境长时间接触之外，同不同部位针对重金属表现出的富集能力等均存在一定的关联。

2.2 动物药污染情况

动物药主要指的是动物整体以及动物某一部分等供药用的中药。其因为受到生长环境以及相关因素的影响，导致重金属污染的现象逐渐严重。因为动物药来源主要为动物，而对于任何一种动物其生活环境以及生态系统较为恒定，对此无法利用植物药重金属限量标准对动物药进行衡量。所以需要针对动物药中重金属污染情况进行认真分析，能够确定有效的评价标准，为后期动物药使用的安全性做出充分的保障。

2.3 矿物药污染情况

矿物药于我国的应用历史较为长久，诸多中药复方制剂中均含有矿物药成分。但是因为矿物药中重金属的含量问题，导致诸多含有矿物的中成药在市场上出现了排斥问题。因为重金属的问题导致中药产业的发展受到了严重阻碍。对于不同矿物药中，在重金属含量方面表现出一定的差异。针对矿物药中含有的重金属问题需要进行认真研究，确定有效方法对重金属污染问题进行评价，最终有效确保临床用药的安全性[3]。

3 干预措施

伴随着工业化进程的快速推进，中药材中重金属污染的现象日益严重，针对当前重金属污染的情况，提出以下几点干预措施：（1）对中药材GAP 法规体系进行不断完善。将GAP 基地覆盖面积以及中药材种植品种进行有效扩大，在进行中药材种植以及中药材栽培过程中，需要对生长环境进行密切检测，最终保证中药材繁育基地的生态环境良好。（2）研究中药材快速检测方法。有效研究中药材快速检测方法对中药材重金属进行测定，能够做到实地检测以及实时检测。从而针对中药材中包括的重金属进行认真的监督管理，确保患者临床用药的安全性。（3）针对遭受污染的中药材产地实施修复。选择对应的措施对污染产地实施修复。例如选择物理修复的方法、微生物修复的方法以及植物修复方法等。最终能够获得理想的修复效果。（4）对中药材重金属限定标准进行完善。有效创建合理以及科学的重金属限量标准对中药材用药进行准确衡量，能够针对重金属风险进行仔细评估，最终有效确保中药材的用药安全。

4 总结

总而言之，针对中药材重金属安全进行认真评价，对中药材安全用量进行认真分析，最终有效促进中药材产业的快速发展。

参考文献

[1] 韩小丽. 土壤重金属污染及其化学修复对中药材生长及质量的影响[D]. 河南大学,2013,59-60.

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重金属污染粮食实际上是一个粮食安全问题，但这个问题却被有意无意地忽视了。因为，无论是在管理者还是专业人员抑或公众的眼中，耕地抛荒、粮食短缺才是最大的粮食安全问题。世界银行最近公布的数据显示，2010年10月至2011年1月，全球食品价格上涨15％，贫困人口增加4400万人。联合国粮农组织的统计显示，今年1月粮食价格指数比上年12月上涨3.4％，达到1994年以来的最高水平。造成粮价上涨的原因有很多，如极端天气事件、美国超宽松货币政策、国际农产品市场金融化、发展生物燃料争夺粮食资源等，这些都影响全球粮食主产区收成。但是，唯一没有提到的就是粮食污染。

这一问题在中国也存在。中国的西南地区是土地遭受重金属严重污染的地方，例如广东连南、广西南丹、湖南常宁、湖南常德、湖南郴州等地，都存在着大量砷渣废弃，导致矿区周围农作物含砷量超过国家标准。水田土壤中的砷、锌的含量高于菜地，因为水对重金属的吸附能力更强，水稻等水田农作物的重金属含量会更高。但是，当研究人员把粮食主产区受到严重污染的监测报告送到当地官员的手中后，官员的表态是：“我们目前无力治理，所以请不要告诉任何人我看过这份报告。”(《中国新闻周刊》2月22日)另一方面，对粮食负有监管责任的部门也不会检测粮食中的重金属，这就使得重金属污染粮食的情况未受到人们的重视。

在重金属污染粮食呈现出的信息不对称中，不知情的是广大消费者。世界卫生组织在近期过一个信息，该组织的统计表明，每年由于粮食和水污染引发的疾病导致发展中国家220万人死亡。尽管并不清楚世界卫生组织的这个统计是否包括中国的情况，以及粮食污染中由重金属造成的占多大比例和有多严重，但其的信息已充分说明，重金属污染粮食对人们的伤害已毋庸置疑。

粮食受重金属污染的信息不对称还会造成另一种伤害，即心理危机。尽管公众并不知道中国的重金属污染粮食有多严重，但在信息时代，专业人员的研究结果毕竟会透露出来。因此，公众可能对这样的信息是一知半解的，获知的信息也是不充分的。这也为各种流言的传播提供了土壤和空间，其结果是，人人自危。谁都担心自己会吃到被重金属或其他毒物污染的粮食，在提心吊胆中过目了，稍有风吹草动，就信以为真。

篇8

关键词：重金属；内梅罗综合污染指数；环境质量；国道；稻田土壤；信阳市

中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）24-6003-04

随着中国社会经济的发展和人们生活水平的提高，各种车辆急剧增加，带来土壤和环境的污染，主要污染源有汽车尾气、轮胎磨擦碎屑、发动机泄漏的机油、公路沥青等，部分污染物随路面径流进入公路两侧土壤[1]，污染物中的重金属主要包括Pb、 Ni、Cd、As、Hg、Cu、Zn等[2-5]。这些污染物进入土壤中自然净化过程十分漫长，具有隐蔽性和不可逆性，难以被微生物降解，迁移性小而发生污染累积，并经水、植物等介质进入人体，最终影响到人类的健康，因而土壤重金属污染及其修复日益受到关注[6]。

中国学者们对京沪高速[7]、沪宁高速[8]、成渝高速[9]、沈大高速[10]、312国道[11]、107国道[12]等路段两侧土壤中重金属污染做了详细的研究，发现高速公路两侧土壤中重金属元素含量超出背景值，受重金属污染明显。本研究对312国道和107国道河南省信阳市境内路段两侧稻田土壤重金属污染现状展开调查和评价，了解信阳市境内国道两边稻田土壤环境质量状况，对于减少和预防农田受重金属污染的危害、保障粮食安全生产具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 样品采集与处理

土样主要采集自河南省信阳市107国道和312国道边的主要水稻栽培区。信阳市主要为丘陵地带，农田面积不大，但每块农田比较平坦，所以采用棋盘式布点法，每块农田分别取10个耕层0～20 cm土样，四分法组成一个混合土样（1.0 kg），共26份土壤样品。土壤样品在风干室风干磨碎，用四分法分为两份，一份研磨过孔径20目尼龙筛，用于测定土壤pH，另一份研磨过孔径100目筛，用于测定土壤重金属（Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As、Hg、Ni）含量[13]。

1.2 土壤样品分析测定

pH采用酸度计法[14]测定，土壤重金属全量采用HCl-HNO3-HClO4-HF消解法[14]。Cd、Ni采用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-AES Thermo iCAP6000系列）测定，Pb、Cr采用德国耶拿石墨炉型原子吸收分光光度计（ZEEnit600型）测定，Cu、Zn采用上海天美火焰型原子吸收分光光度计（AA6000型）测定，As、Hg采用北京吉天原子荧光光度计（AFS-930型）测定。样品测定采用20%样品平行样，并加入国家标准土壤样品（GSS-4和GSS-8）作为质量控制样品，质控样品相对误差小于10%。

1.3 土壤重金属含量评价方法

2.1 研究区土壤重金属含量的分布特征

信阳市312国道和107国道沿线主要水稻产区的稻田土壤重金属含量分布见图1。由图1可知，不同地点稻田土壤中重金属Pb、Cd、Cr、As、Hg、Ni、Cu、Zn含量均呈不同程度的波状曲线，说明312国道与107国道沿线各路段稻田重金属污染存在一定的差异，这与钱鹏等[11]、王学锋等[12]的研究结果一致。Pb的最高含量为20.706 mg/kg，含量最高值出现在游河；Cd的最高含量为0.608 mg/kg，含量最高值出现在十三里桥；Cr的最高含量为61.091 mg/kg，含量最高值出现在胡族铺；As的最高含量为10.095 mg/kg，含量最高值出现在吴家店；Hg的最高含量为0.618 mg/kg，含量最高值出现在龙山；Ni的最高含量为9.783 mg/kg，含量最高值出现在附店；Cu的最高含量为48.583 mg/kg，含量最高值出现在寨河；Zn的最高含量为99.978 mg/kg，含量最高值出现在游河。

2.2 研究区土壤重金属污染评价

内梅罗综合污染指数法是人们在评价土壤重金属污染时运用最为广泛的综合指数法，可以全面反映各重金属对土壤的不同作用，突出高浓度重金属对环境质量的影响，避免由于平均作用削弱污染重金属权值现象的发生[15]。本研究采用内梅罗综合污染指数法进行重金属污染评价。以国家土壤质量二级标准[16]和土壤环境检测技术规范[13]为标准，不同地区不同重金属元素含量、重金属元素的单项污染指数、内梅罗综合污染指数以及土壤污染物分担率分别见表2、表3、表4。结果显示，不同地区稻田土壤的重金属Pb、Cd、Cr、As、Hg、Ni、Cu、Zn的单项污染指数大部分小于1，从单项污染指数的角度评价，信阳市稻田重金属含量尚处于比较安全的水平，土壤质量对环境和植物基本上不会造成危害和污染。以内梅罗综合污染指数为评价等级时，东双河、十三里桥、双井、龙山内梅罗综合污染指数均高于0.7，低于1.0，说明这4个地区土壤重金属污染虽尚轻，但已达到警戒限，其他7个地区内梅罗综合污染指数均低于0.7，处于安全范围，总体上信阳市稻田土壤质量适合农业生产，并能维护人体健康。

由表2和表3可知，在信阳市13个水稻主产区土壤重金属单项污染指数除双井、龙山、附店和胡族铺Hg最高外，其他地区均为Cd最高，各地区不同重金属污染物分担率由大到小依次为Cd、Hg、Zn、Cu、As、Cr、Ni、Pb，说明Cd在不同地区的稻田土壤中污染强度最大，Hg、Zn次之。

2.3 研究区土壤重金属元素的相关性分析

重金属元素之间的相关性在一定程度上反映了这些元素污染程度的相似性或污染元素有相似的来源[17，18]。目前有不少学者用相关性来评价和研究污染元素的来源及其累积的原因，提出相应的降低或减少污染的措施与方法[17，19-21]。对不同地区国道两边稻田土壤重金属元素之间进行了相关性检验，所有变量间Pearson相关系数如表5所示。Cd与Pb、Cr呈显著正相关；Pb与Zn呈极显著正相关；Cr与Ni呈极显著正相关，As与Pb、Zn呈显著负相关。

3 讨论

钱鹏等[11]、王学锋等[12]对312国道和107国道沿线重金属元素含量进行了调查和评价，土壤中重金属Pb、Cd、Cr、As、Hg、Ni、Cu、Zn均存在一定的污染。本研究中信阳市国道两边稻田土壤的质量状况尚比较好。通过内梅罗综合污染指数评价表明，龙山的内梅罗综合污染指数最高，为0.910 2，处于重金属污染警戒限，这可能是因为龙山处于交通枢纽位置，是312国道、40国道、219省道汇集区，同时有宁西铁路通过，车流量比较大，造成一定的污染。东双河、十三里桥以及双井内梅罗综合污染指数分别为0.730 4、0.754 7、0.792 0，比龙山低，但也达到重金属污染警戒限，这可能有2个原因，一是这些地区离市区比较近，车流量比较大。双井位于京九、宁西铁路汇集区和40国道、107国道、312国道汇集区；东双河有339省道、107国道和京九铁路通过。二是信阳市位于季风气候区，十三里桥位于信阳市西南部，东北季风造成这些地区大气的沉降较多[22]，同时十三里桥离市区比较近，车流量和人流量都比较大。这些区域的土壤质量应引起人们的重视，采取一定的措施保护土壤环境质量。甘岸、长台、明港、吴家店、游河、五里店、附店、寨河、胡族铺的内梅罗综合污染指数均小于0.7，属于清洁无污染的地区。

Nicholson等[23]通过收集重金属在土壤中的累积和工农业重金属的排放信息，调查分析了英格兰和威尔士农田土壤中重金属的来源，发现Cd更多地来源于无机肥料。据估计，在人类活动对土壤Cd的贡献中，磷肥施用率占54%～58%[24]。本研究中，调查的信阳市13个水稻主产区有9个地区土壤中Cd的单项污染指数和污染物分担率均为最大，可能是因为土壤中重金属Cd的来源除了公路交通外，施肥也是其中一个重要来源。

4 结论

信阳市境内国道两边水稻田土壤重金属调查结果表明，水稻田土壤中重金属元素Pb、Cd、Cr、As、Hg、Ni、Cu、Zn的平均含量均未超过国家二级标准值，单项污染指数平均值均小于1，东双河、十三里桥、双井和龙山的内梅罗综合污染指数分别为0.730 4、0.754 7、0.792 0、0.910 2，为Ⅱ级污染，污染等级为“警戒限”级。甘岸、长台、明港、吴家店、游河、五里店、附店、寨河、胡族铺内梅罗综合污染指数分别为0.540 4、0.520 2、0.529 3、0.596 9、0.628 8、0.577 0、0.673 5、0.504 5、0.623 7，污染等级均为Ⅰ级，处于清洁区。结果表明车流量较高的公路交汇点两边污染指数比较高，说明交通对土壤环境质量有一定的影响。Pearson相关性检验表明，Cd与Pb、Cr之间、Pb与Zn之间、Cr与Ni之间均存在显著或极显著正相关，说明Cd、Pb、Cr、Zn、Ni可能为同源污染物；As与Pb、Zn之间呈显著负相关，说明As、Pb、Zn可能为异源污染物[17，18]。

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篇9

关键词： 环境污染 因子分析法 SPSS13.0软件 Matlab软件

1.问题重述及分析

随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，人类活动对城市环境质量的影响日益突出，土壤重金属污染所带来的环境问题受到人们越来越多的关注。我们对某城市土壤地质环境进行了调查，将所考察的区域划分为间距1公里左右的网格子区域，按照每平方公里1个采样点取表层土进行编号，并用GPS记录采样点的位置。应用专门仪器测试分析，获得每个样本所含的多种化学元素的浓度数据。另一方面，按两公里的间距在那些远离人群及工业活动的自然区取样，将其作为该城区表层土壤中元素的背景值。结合所给数据，给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布，并分析该城区内不同区域重金属的污染程度是本模型的主要任务。

2.基本假设

假设一：采样点的数据充分反映了该城市土壤表层的重金属污染状况。

假设二：引用的数据，均真实可靠，无误差。

假设三：忽略海拔对浓度分布的影响。

3.符号说明

：n个指标构成的样本空间；X′：X经过标准化后的数据；X：第i个样本的第j个指标值；X：j指标的均值；δ：j指标的标准差；RI：总潜在生态危害指数；E：单因子潜在生态危害指数；C：某一重金属元素i的污染系数；C：表层土壤中元素i的实测含量；C：土壤元素的背景值；T：单个污染物的毒性系数。

4.模型的建立与求解

4.1数据分析及处理

针对该区域采样点的表层土壤重金属元素的含量数据，应用统计数手段及SPSS处理软件采用因子分析法对样本整体区域进行分析，结合分析结果进行Matlab制图，得出各元素在该区域内的空间分布。

研究采用多元统计数学方法之一的因子分析，它根据多个实测变量之间的相互关系，运用数学变换将多个变量转换为少数几个线性不相关的综合指标，从而简化数据处理，其目的在于对大量观测数据用较少的代表性的因子来说明众多变量所提取的主要信息，提出多个变量间的因果关系。因子分析在成因、来源问题研究上是一种非常有效的数学方法，可以用它解决很多环境问题。

4.2模型建立

因子分析过程步骤如下。

（1）原始数据的标准化，标准化的公式为X′=(X-X)/δ，其中X为第i个样本的第j个指标值，而X和δ分别为j指标的均值和标准差。标准化的目的在于消除不同变量的量纲的影响，而且标准化转化不会改变变量的相关系数。

（2）计算标准化数据的相关系数阵，求出相关系数矩阵的特征值和特征向量。

（3）进行正交变换，使用方差最大法。其目的是使因子载荷两极分化，而且旋转后的因子仍然正交。

（4）确定因子个数，计算因子得分，进行统计分析。

4.3模型求解

对该城区土壤地质环境重金属元素含量的数据标准化处理后，经SPSS13.0统计软件进行因子分析，可得出以下结果：Cr和Ni的相关性最好，相关系数最大，为0.716，其次为Pb和Cd，相关系数为0.660，以下依次是Cr和Cu，Pd和Cu的相关性较好，相关系数分别为0.532和0.520，Ni和Cu的相关系数为0.495，Pb和Zn相关系数为0.494，其他元素之间的相关系数相对较低。从成因上来分析，相关性较好的元素可能在成因和来源上有一定的关联。

因子分析的关键就是利用相关系数矩阵求出相应的因子的特征值和累计贡献率，用SPSS13.0统计软件计算可得出。

特征值和累计贡献率

在累积方差为93.156％（＞90％）的前提下，分析得到6个主因子，可以看到6个主因子提供了源资料的93.156％的信息，满足因子分析的原则，而且从上表可以看出旋转前后总的累计贡献率没有发生变化，即总的信息量没有损失。

为了更好地进行分析、评价，利用因子分析所得到的6个因子经过方差极大正交旋转后的城市表层土壤单点样样本在六个主因子上的得分可作出各个因子在空间分布的等值线图，能更直观地说明各个元素在空间平面上的分布特征。

4.4潜在生态危害评价

潜在生态危害评价是瑞典学者Hakanson建立的一套应用沉积学原理评价重金属污染及生态危害的方法。该方法不仅能够反映多种环境污染物的综合影响（用总潜在生态危害指数RI表示），而且能反映某一污染物的影响（用单因子潜在生态危害指数表示），并量化其潜在危害程度。根据RI和结合参考值，计算出8种重金属元素的毒性系数分别是：As=10，Cd=30，Cr=2，Cu=5，Hg=40，Ni=10，Pb=5，Zn=1。

参照重金属污染潜在生态危害指标与分级关系表可得各重金属在各城区内的危害程度。

从因子分析中，得出因子1和因子2可能为该市土壤重金属污染的最重要的污染源，可能对该市重金属污染的影响最大，因子3也对该市重金属污染有重要影响。结合潜在生态危害评价模型中关于E值和的RI的比较，得出Hg对整个市区的污染为最重要的。

由潜在生态评价模型可以看出因子2（Pb和Cd）对整个城市的污染程度仅次于Hg，而由各个因子在空间分布的等值线图中可以看到因子2呈带状分布污染比较严重，而最高污染程度主要分布在生活区。因子2污染的主要原因生活区居民生活的垃圾排放及废弃物等，其周围伴随有的工业区，说明工业的三废处理是因子2污染的主要原因。

其他重金属Cu Zn Ni Cr As均集中在工业区这表明由于工业排放导致工业区土壤重金属污染较为严重。

5.总结及建议

在城市的重金属污染物中Hg对环境的污染最为严重，且出现在交通区。因此，交通区附近可能有燃煤的电厂、电镀Hg的工厂或者是有色金属工业等工厂。所以，我们必须寻找处理工厂Hg污染问题的解决方法，可以通过用化学方法制出沉淀剂，然后建立实时监测点来检测Hg的浓度，一旦发现Hg的浓度超标时，就使用沉淀剂使Hg沉淀，并进行回收利用；也可以通过罚款、停产整改等制度对一些重污染企业进行惩治。其次，在生活中，破碎的灯管、劣质化妆品和煤中都含有Hg。所以，应该注意对生活垃圾的分类处理避免随意倾倒垃圾造成重金属污染，居民应该尽可能地使用清洁能源，减少煤的燃烧。

参考文献：

［1］Hakanson L An ecobgical risk index for aquatic pollution corrtrol a sedinen to logical approach［J］.Water Research 1980.14（8）：975-1001.

［2］US Environ ental Protection Agency.Exposure Factors Handbook［S］.EPA/600/P-95/002，1997：104-126.

篇10

关键字：铜矿；重金属污染；现状；治理；研究

中图分类号： J526 文献标识码： A 文章编号：

一、引言

重金属的污染在环境污染中属于重度污染，主要表现在矿山开展过程中，所以铜矿占了很大的比例，对于金属矿山的开采是重金属污染的主要原因之一。随着现在生活水平不断的提高，人们的活动范围也在不断的加大，对于空气的要求也越来越高，所以重金属的污染必须引起人们的重视。重金属污染包括现在大量的农药的使用，汽车尾气排放等等都造成了不同程度的空气污染，而很多这样的污染中都包括了重金属，人们长期在这样的环境下成长是有害的。所以，重金属污染的控制和治理已经受到人们的关注和重视。

经过科学家的研究，在所有的重金属污染程度上，铜矿重金属的污染是最为严重的，对人们身体的伤害也是最大的。所以，铜矿矿山的开采一定要受到重视，对于大规模的非法开采一定要严格阻止，不科学的方式会直接导致很多植物植被的死亡，还有很多废弃矿山遗留下来的一些污染物，这样都对人们的生活造成相应的威胁，相关部门应该重视重金属污染，保护当地的生态平衡和人们的生活环境，所以对于矿区的生态环境保护是个需要解决的问题。

二、重金属的污染

铜在化学当中被称之为重金属类的元素之一，属于污染元素。在大自然中存在很多铜元素，特别是在矿石和岩石中，铜元素的含量非常高，而且一般集中在一个地方，所以在开采铜矿的时候，只要一个地方有，一般来说这个地方就是铜矿的密集区，在开采过程中存在一些污染，会对周边的环境造成影响，特别是对土壤的污染，所以铜矿的开采时容易带来污染，会给人们的生活带来影响，一旦开采，一定要对周边的环境进行保护，否则会引起土壤污染和其他一系列的问题，所以环境污染问题应该被重视起来。

铜的污染主要来自两个方面，一个是来自于大自然的开采，在一个就是来自于人为的破坏。自然中有很多的矿物质存在大自然中，很多都是经过自然条件的处理的，而人为的破坏主要是肆意的开采以及企业在生产过程中固废、废气和废水的排放，农用的污水排放和灌溉也是铜元素污染的主要来源，通过土壤渗透给人们的生活带来非常大的威胁。另外铜矿的非法开采也是一个主要原因之一，采矿产生的大量废弃物和废水等经排出，会使矿区附近的农田土壤、作物和水流都有了不同程度的污染。

三、铜矿开采污染的治理

（1）有效处理矿山开采的废弃物

对于矿山的废弃物主要包括了开采之后产生的废渣和弃土，这些都会对周边环境造成重大影响。这些废弃物的随意丢弃对周边的农田和植被都会造成严重的影响。而且，受到阳光等作用的长期影响，会对空气造成一定的污染，所以有效处理这些废弃物显得非常有必要。可以合理的通过矿坑回填的方式进行合理利用开采后废弃物，这样既减少了资金的浪费，同时也对废弃物进行了有效处理。

（2）预防矿山地质灾害的发生

矿山的开采同时引发了另外一个问题，那就是地质灾害的发生，很容易造成地质塌陷等问题，后果不堪设想，所以预防地质灾害的发生是非常重要的。按照矿山地质灾害发生的时间快慢可将其分为两大类，一类为突变性地质灾害，如地震、泥石流、崩塌、滑坡、水土流失等。另一类为缓变性地质灾害，如沙漠化、荒漠化、地面沉降等。由于矿山开采对于矿山周边水资源的污染会影响植被的生长，造成矿山地质出现松散，为滑坡、崩塌、泥石流的发生创造了条件。在矿山开采过程中，地下岩石的应力发生改变，以前的岩石应力均衡被破坏，以及矿石废渣的乱堆乱放，易造成边坡的不稳固，在外力诱发下，极易产生滑坡、崩塌及泥石流灾害。所以应该用人为的方法，种植一些易生长、易成活，能适应恶劣生存环境的植被。比如说榆树，可以起到护坡、绿化的作用，同时有效的防止了水土流失。

（3）企业适当投入资金，培养相关环保人才

对于相关企业可以适当的投入一些资金，这些资金主要用于环境保护和污染治理等方面，加强企业自身管理，培养环保人才。从源头去解决污染问题是最合适不过的，如果企业能够适当的对污染进行管理，那么治理起来就不会那么头疼了。资金的投入对于企业来说并不是特别困难，可以征求政府进行适当的支持和帮助，毕竟对老百姓来说是在做好事，所以在资金方面企业并不是一己之力，有了资金的保证，对于环境的污染治理可以说成功了一半了。帮助人们摆脱污染，也能够帮助企业提高自己的知名度，一举两得。所以，企业的投入是非常重要的。

（4）国家应该扶持相关企业进行环保设施建设和技术更新

归根结底，污染的源头是来自于矿产的开采，如果能解决回收问题，那么问题就迎刃而解了。国家应该大力扶持相关开采企业对铜矿开采相关技术的更新，如何对开采之后的剩余矿产和垃圾进行处理是目前必须要解决的问题，要研究出一系列的现代化技术，国家应该大力推广环保设施的建设，对相关企业应该要大力扶持，固废回收系统等相关环保设施的建设能够有效的保障环境，能够使得附近环境不受到开采的影响，这样既可以对矿山进行开采，也不会影响到附近环境和土壤的污染，所以，加强技术能力的更新和环保设施的建立是非常有必要的。

综上所述，铜矿开采过程中的污染治理是摆在大家眼前迫在眉睫的任务了，大家务必要提高认识，及时的控制住重金属的污染，不仅仅是放在铜矿的污染上，对于其他的重金属矿污染也要重视起来，只有这样，才能给大家一个美好的环境和家园。

参考文献

[2] 于瑞莲，胡恭任. 采矿区土壤重金属污染生态修复研究进展[J]. 中国矿业. 2008(02)