土壤铅污染的治理方法范文

导语：如何才能写好一篇土壤铅污染的治理方法，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：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：

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关键词：新乡市；蔬菜；重金属污染；检测

中图分类号 S63 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）13-0123-02

近年来，蔬菜的安全性问题日益受到各方关注，蔬菜中的有毒物不仅仅是农药一种，铅、镉等重金属也污染蔬菜，进而危害到人体健康。蔬菜是人们生活不可缺少的副食品，目前关于蔬菜中铅、镉、汞等重金属污染和防治的报道很多，但是针对新乡地区种植的蔬菜研究仍很少。为此，笔者于2015―2016年对新乡市所辖8个县（市、区）的8个品种64份蔬菜样品进行了检测分析。

1 仪器与方法

1.1 检测仪器 原子吸收光谱仪（石墨炉）。

1.2 检测方法 依据食品国家标准GB 5009.12-2010和GB 5009.15-2014方法检测。

1.3 判定标准 GB2762-2012。

1.4 检测环境 室内温度5～35℃，相对湿度≤80%。

1.5 检测条件 见表1、表2。

1.6 样品预处理及标准曲线的绘制 将样品蔬菜去除杂质，打成匀浆，取0.5g样品，加入7mL硝酸和1mL过氧化氢进行微波消解，消解完成后，自然冷却（或水冷）至室温，打开密闭消解罐，将反应液转移至50mL锥形瓶，用水少量多次洗涤消解罐，洗液合并于锥形瓶中，置于电热板150℃蒸至近干，用去离子水转移至25mL容量瓶中定容。Pb标准曲线的绘制：用1%HNO3配置0ng/mL、2ng/mL、4ng/mL、8ng/mL标准液，测其吸光度，绘制标准曲线。Cd标准曲线的绘制：用1%HNO3配置0ng/mL、2ng/mL、4ng/mL、8ng/mL标准液，测其吸光度，绘制标准曲线。

2 结果与分析

根据国家标准（GB2762-2012）《食品安全国家标准 食品中污染物限量》，蔬菜中重金属含量标准见表3，本研究中样品蔬菜重金属含量测定值见表4。

检测结果表明，8个县（市、区）的8个品种共64份蔬菜样品中，有4个样品存在重金属铅、镉超标，超标样品集中在牧野区，但超标程度较轻。

3 讨论与结论

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[关键词]高锰酸钾；土壤；重金属；场地环境调查；健康风险评估

伴随国内化工产业的快速发展，工业化进程的不断更迭，产业结构的快速调整和持续推进，大量工艺落后工业企业关停、破产或者搬迁，遗留大量疑似污染地块。由于历史原因，大部分地块生产时期环境保护管理措施相对落后，造成地块内土壤存在一定程度污染的情况[1]。这些地块内往往遗留有构建筑物、生产设施设备、零散原材料、废渣、废水等，由于长期无人监管且未得到有效的处置，经过风吹雨淋，对周边居民身体健康及生态环境造成严重的破坏和影响，同时也影响了地块后续的再开发利用。高锰酸钾是一种黑紫色、细长的棱形结晶或颗粒，带金属光泽，溶于水和碱液，较为稳定但接触易燃材料可能引起火灾。高锰酸钾主要为无机物强氧化剂，在医学上，高锰酸钾用于消毒，在工业上，高锰酸钾用作消毒剂和漂白剂等。从20世纪50年代开始，国内高锰酸钾主要生产企业分布在重庆、云南、北京、广东、湖南和山东等地[2]。因氧化工序的工艺技术不同，高锰酸钾生产工艺主要分为固相法和液相法[3]，生产主要原辅料为氢氧化钾和锰粉。因锰矿石伴生重金属元素较多，有砷、镉、铅等[4]，因此在高锰酸钾生产过程中，可能存在一定程度的锰、镉、铅、砷等重金属污染。在城镇土地资源日益紧张的情况下，采用基于风险控制的工业污染场地管理策略，对于保护场地周边人群健康、评估污染场地再开发合理性和开展污染场地治理及管理等工作意义重大。本研究区以湖南省某高锰酸钾生产企业遗留地块为对象，开展土壤污染调查与采集分析，通过危害识别确定场地主要污染物及污染成因，进一步暴露评估、毒性评估并定量表征场地健康风险；同时，基于风险控制值、相关标准限值等，提出污染场地的修复目标值，为工业污染场地特别是高锰酸钾生产企业重金属污染地块的管理与防控提供借鉴。

1研究区概况与研究方法

1.1研究区概况

选取湖南省某高锰酸钾生产企业遗留地块为研究对象，该地块占地面积约16500m2，于2008年停产关闭，未来规划为工业用地。在生产时期，其主要产品为高锰酸钾，厂区内短暂生产硫酸锌、镉红、镉黄产品。其高锰酸钾年生产能力为1500吨，生产过程以氢氧化钾、锰粉、煤等为原辅料，采用固相法生产工艺。厂区内遗留有破损厂房、车间，调查阶段均未拆除。生产区域内遗留有少量废渣和废水。本地块高锰酸钾生产工艺为固相法，生产工艺如下：氧化焙烧软锰矿经粉碎机，管磨机粉碎，与氢氧化钾溶液混合成悬浮浆，用压缩空气将物料喷入焙烧转炉加热，除去水分，使二氧化锰转化成锰酸钾和亚锰酸钾，此产物进入第二个焙烧转炉，温度稍低，使锰酸钾进一步氧化完全浸溶，电解氧化锰酸钾焙烧物在溶解槽用稀碱液回收洗涤水溶解，然后经沉淀分离器除去不溶杂质，残渣经过滤、洗涤后去除。净化后的锰酸钾溶液连续进入多级电解槽。电解槽采用镍阳极和软钢阴极，相互串联连接。电解液流经电解槽，使其氧化成高锰酸钾溶液[5]。

1.2采样布点

现场取样采用网格布点法，网格密度为20×20m，采样点位基本位于网格中心，兼顾厂区平面布置情况，部分土壤采样点位根据实际情况稍做调整。共布设土壤采样点45个，共取得土壤样品392个。厂区平面布置及采样点位分布见下图1。

1.3检测方法

所取得土壤样品检测指标为镉、铅和砷。镉和铅检测采用火焰原子吸收分光光度法，砷检测采用原子荧光法。

1.4土壤环境质量评价方法

土壤重金属污染程度高、空间差异性较强[6]。土壤质量评价标准选用《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准》(试行)(GB36600-2018)中二类用地风险筛选值标准[7]。根据本地块土壤污染情况，采用内梅罗指数法进行综合污染程度评价[8]，其计算方法如公式(1)。

1.5健康风险评估方法

根据地块样品检测结果，将土壤重金属超过筛选值的污染因子作为关注污染物，风险评估方法采用《建设用地土壤污染风险评估技术导则》(HJ25.3)[9]及ALM模型[10]进行评估。

2结果与讨论

2.1土壤污染状况及空间分布特征

根据土壤检测数据结果，该地块内土壤镉、砷和铅均有不同程度的超标现象，各类土壤类型中的重金属含量变化范围也比较大。砷含量在4.91-~113mg/kg，超标样品数量为29个，占土壤总样品7.4%；镉含量在0.08~366mg/kg，有4个样品超过镉含量的筛选值，超标率为1.0%；铅含量为21~3250mg/kg，超标样品数量5个，占总样品数量的1.3%。由超标总数情况看，砷污染是主要污染因子，其次是铅；其余污染因子占比重较小。土壤重金属检测结果统计见下表2。采用内梅罗指数法进行综合污染程度评价，直观的表示场地内每一层主要重金属污综合染物程度的空间分布，依据土壤详细调查点位、不同深度样品检出污染物含量采用ArcGIS软件，对场内超标重金属元素采用插值法得到场地重金属综合污染空间分布图。由综合污染分布图可以判断，地块内重金属污染主要分布在0~0.5m层，主要集中于原生产车间及原材料堆存区。

2.2风险评估

2.2.1污染识别根据地块生产历史、产品生产工艺过程及原辅料等相关情况，通过对以上信息进行分析，识别潜在的地块污染物包括：高锰酸钾生产过程主要原料锰矿粉，矿石伴生铅、镉、砷等元素；硫酸锌生产主要原料氧化锌，其含多种杂质如铜、铅、锰等；在镉黄和镉红生产主要原料镉盐(碳酸镉)。因此本地块重点关注的潜在污染物包括铅、锰、镉、砷等金属元素。重点关注污染区域包括：原料区、生产区、固废区等。2.2.2暴露评估根据当地用地规划，该地块未来规划为工业用地，因此本地块按二类用地进行风险评估。二类用地方式下，本地块主要污染受体为企业生产工作人员及周围的居民，在地块建设阶段地块内的施工工人将是主要的污染受体。在第二类用地情景下，土壤和地下水中主要污染物为重金属，本地块内地下水不直接接触和直接饮用。地块所在区域周边为居民区和农田，因此本项目地块考虑地块土壤作为污染源时对原场和离场敏感受体(人体)产生的风险和危害。地块未来作为工业用地，地块内的污染物为重金属不具有挥发性，因此0~1m表层暴露途径为经口摄入、土壤皮肤接触、吸入颗粒物三种类型；如果地块未来开挖1m以下层，则有可能扰动的下层暴露途径为经口摄入、土壤皮肤接触、吸入颗粒物三种类型。暴露因子是计算污染物进入人体暴露量的重要参数，主要包括体重、皮肤面积、平均寿命、暴露时间、土壤摄入速率、和呼吸量等。受体暴露参数主要采用《建设用地土壤污染风险评估技术导则》(HJ25.3-2019)所推荐的第二类用地建议值和《建设用地土壤污染风险评估技术导则》编制说明建议值。地块特征参数指标容重、含水率、渗透系数等主要采用该地块实测数据，其他指标采用HJ25.3建议值。2.2.3毒性评估毒性评估包括致癌效应及非致癌效应，是分析关注污染物对人体健康的危害效应。本次评估涉及到的污染指标为镉和砷。污染物毒理学参数见下表3。2.2.险表征风险表征是在暴露评估和毒性评估的基础上，采用风险评估模型计算土壤和地下水中单一污染物经单一途径的致癌风险和危害商，计算单一污染物的总致癌风险和危害指数，进行不确定性分析。本次风险评估过程中，将致癌性可接受风险水平设置为1.0×10-6，非致癌性危害熵设置为1，以评估相关污染物的健康风险是否超标。在二类用地情境下，土壤污染物浓度最大值风险表征结果显示，砷致癌风险和危害商均不可接受，镉致癌风险和危害商均不可接受。2.2.5铅人体健康风险评价由于铅对儿童认知能力和神经系统的强烈毒性，通常认为不存在允许铅暴露量最低限值的安全水平，因此美国EPA建议采用血铅浓度来表征儿童暴露于环境中铅产生的危害，一般认为儿童血铅含量超过10µg/dL将对智力发育及神经系统造成不可接受的损害。目前我国尚未制定血铅评估方法，铅对人体健康最显著的危害是降低儿童的认知能力，敏感人群主要为发育中的胎儿以及婴幼儿[11]。其主要通过土壤、食物、饮水和空气进入人体。本次评估采用ALM模型评估非敏感用地情景下怀孕妇女暴露于铅污染土壤导致的胎儿的血铅浓度水平[12]，并反算土壤中铅的控制水平。ALM模型参数及取值见下表4。基于调查数据，评价结果表明，对二类用地中的最大值进行成人血铅超标评估，土壤铅引起成人中孕妇胎儿血铅水平超过10µg/dL水平的概率为6.8%，超过临界水平风险概率5%。因此需要对土壤铅进行治理修复。

3结论

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一、农村主要污染物的调查

1.空气环境污染

主要环境污染物：SO2、CO2、NOx、CO、粉尘、H2S、HCl、Cl2、甲醛等有机物，铅、砷、铬等重金属。

主要来源：火力发电厂、炼钢厂、小型锅炉、水泥厂、石灰窑、生活燃煤不完全排放的气体和烟尘，化工类工厂的企业废气。

2.水污染

主要污染源：工业废水，日常生活废水，农田排水。

3.土壤环境污染

主要污染源：农药、化肥的大量使用，工业生活废水灌溉，固体废物污染。

二、具体危害分析

1.空气污染

空气污染物主要通过呼吸道进入人体内，不经过肝脏的解毒作用，直接由血液运输到全身。所以，大气中的化学性污染物对人体健康的危害很大。这种危害可以分为慢性中毒、急性中毒、致癌作用和致畸作用四种。

慢性中毒――大气中化学性污染物的浓度一般比较低，对人体主要产生慢性毒害作用。如镉能引起骨质疏松软化，出现严重的腰背酸痛、关节痛及全身刺痛。铅主要损害神经系统、造血器官和肾脏，同时出现口腔金属味齿银铅线、胃肠道疾病、神经衰弱及肌肉酸痛、贫血等症。

急性中毒――在工厂大量排放有害气体，如二氧化硫、氯气、氯化氢等，并且在无风、多雾时，大气中的化学污染物不易散开，就会使人急性中毒。

致癌作用――大气化学性污染物中含有部分具有致癌作用的物质。

致畸作用――当长期生存在被化学污染的环境中时，某些化学元素（砷）经呼吸、水、食物作用于妊娠母体，干扰胚胎的正常发育，导致新生儿或幼小哺乳动物先天性畸形。

2.水染污

水体的pH值等于7，当小于65或大于85时，都会使水生和陆生生物受到不良影响，严重时造成动植物死亡。一些化工、冶金等工业废水还含有重金属，如汞、铅等，进入水体后不能被微生物降解，经食物链的富集作用，最终进入人体，从而导致某些疾病的发生。

3.土壤污染

化肥、农药的施用成为提高土地产出水平的重要途径。但农田所施用的任何化肥都不可能全部被植物吸收利用，流失的化肥会随土壤水向下渗透，造成土壤污染，而目前农药污染主要是含有机氯、磷、氮的农药。这些农药会在土壤中残留，更会残存在动植物体内和表面，长期食用有致癌、致畸作用。

利用工业生活污水灌溉可节约农业用水，充分利用污水中的营养元素，是一种经济的、节省能源的污水处理方法。但是，工业废水中含有汞、铅、砷、酚、三氯乙醛、苯并芘等有害污染物，有些污染物不能降解，而且污水大多显酸性，长期灌溉能破坏土壤的酸碱性，使土壤环境恶化等。

固体废弃物是指人类在生产和生活中丢弃的固体物质，如采矿业的废石、工业的废渣、废弃的塑料制品以及生活垃圾。随着生产的发展和消费的增加，堆放固体废弃物占用了大量土地，这些废弃物不仅占用土地、损伤地表，而且会污染土壤、水体、大气。固体废弃物经日晒雨淋，它们的渗出液中所含有毒物质渗入土壤后，会改变土壤结构，妨碍植物生长或在植物体内积累。如果不及时处理，长期堆放，越积越多，就会严重污染生态环境，对人体健康造成危害。而且垃圾堆放地往往也是蚊、绳孳生地和老鼠猖狂活动地区，这与很多传染病的发生有很大的关系。

三、对污染防治的几点建议

1.加大宣传力度，增强公民的环境意识，自觉维护农村生态环境，尽量减少人为造成的环境污染。例如，在日常生活中我们应基本做到：生活垃圾进行分类处理，做到合理回收利用；减少农药、化肥的使用；坚决不用六六六、DDT等高毒性、高残留的有机氯农药；不使用未处理的污水灌溉；选用不含磷洗涤剂取代含磷洗涤剂；减少使用易产生白色污染的塑料制品等。

2.加强《环境保护法》、《水污染防治法》等法律法规的监督机制，制订环境质量评价标准，督促企业引进并运用各种防治污染的技术。

常见工业污染气体的处理方法：SO2、NOx、H2S、Cl2、HCl用NaOH或浓氨水吸收。CO用燃烧的方法除去。

铅、砷、铬及甲醛等有机物：利用污染处理设备回收利用或转变为无毒物质。

3.运用政策及经济方式调整能源结构，减少煤、石油产品的使用，鼓励更多的利用可再生洁净能源。如太阳能、地热能、风能、电能、沼气等。

4.固体废弃物的再利用。固体废弃物只是在某一过程或某一方面没有使用价值，实际上往往可以作为另一生产过程的原料被利用。因此，有人称固体废弃物为“放在错误地点的原料”，如能及时进行回收利用，既保护了环境又能节约大量能源。

5.政府加强对污染严重的中小企业治理。如石膏粉厂、小化工厂、小灰窑、小造纸厂、小电镀厂、小冶炼厂等，污染尤为严重且治理不当的应进行关停。

6.合理规划城镇工业发展和人口密集区的布局。如污染型工厂与生活居民区尽量分开；工厂不宜过分集中，以减少一个地区内污染物的排放量。另外，还应把有原料供应关系的化工厂放在一起，通过对废气的综合利用，减少废气排放量。

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土壤重金属污染研究进展

重金属有多种不同的定义。在环境化学领域中，重金属是指比重大于4或5的金属。重金属污染物不但包括生物毒性显著的汞、镉、铅、铬和类金属砷，还包括毒性较弱的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等重金属元素。土壤重金属污染隐蔽性强、毒性大、难降解且能沿食物链富集，是人们优先考虑去除的污染物。

1污染来源

土壤重金属污染来源大体可以分为工业来源、农业来源、交通来源。

1.1工业来源。煤和石油等化石燃料燃烧释放大量含有重金属的有害气体和粉尘，工厂排放的烟气、粉尘等气体污染物经大气环流扩散，以干、湿的沉降方式进入到水体与土壤中，造成土壤重金属污染。工业生产过程如采矿、选矿、矿物加工等排放的废水、废气、废渣是土壤中汞、铅、镉、砷等重金属污染的主要来源。

1.2农业来源。主要来源于农田污水灌溉、污泥利用，化肥、有机肥、农药和杀虫剂的滥用以及塑料薄膜的大量使用等。农用物资施用和农业污灌是农田土壤中汞、铬、砷、铜、锌等重金属污染的重要来源。

1.3城市交通来源。主要来源于汽车排放的尾气及轮胎磨损产生的粉尘。汽油、油的燃烧和发动机及其他镀金部件磨损可释放出铅、镉、铜、锌等重金属粉尘。

2污染危害

重金属一旦进入土壤，就很难被微生物降解或者从土壤中去除，因此重金属对土壤的理化性质、生物特性和微生物群落结构都产生重大危害。受到重金属污染的土壤，其物理结构和化学性质都会发生变化，危害极大。

2.1导致经济损失。土壤的重金属污染会造成耕地面积持续减少、土壤质量下降和生物毒害增多，导致农作物大幅度减产，从而影响到粮食供给、农业可持续发展和区域经济增长。

2.2危害人体健康。酸雨、土壤添加剂等外界环境条件的变化，提高了土壤中重金属的活性和生物有效性，使得重金属较易被植物吸收利用，重金属污染物难以降解，直接或间接地危害到处于食物链顶端的人类的身体健康，引发骨痛病、儿童血铅、高血压、心脑血管，癌症等疾病。

2.3导致其他污染。土壤受到污染后，含重金属浓度较高的污染表土容易在水力和风力的作用下分别进入到水体和大气中，导致水污染、大气污染和其他衍生环境问题。

3治理途径

重金属污染土壤的治理途径主要有两种：一种是将重金属污染物清除，削减土壤重金属总量；另一种是固化土壤重金属，降低其迁移性和生物可利用性，削减有效态重金属含量。具体来讲包括工程措施，化学措施，农业措施和生态措施。

3.1工程措施。工程措施包括排土、客土和淋洗等方法。排土法剥离表层受污染的土壤，客土法是在被污染的土壤上覆盖未被污染的土壤，淋洗法是通过清水灌溉稀释或洗去重金属离子。工程措施效果较为彻底，能使耕作层土壤中重金属的浓度降至临界浓度以下，或减少重金属污染物与植物根系的接触来控制危害。

3.2化学措施。第一，通过添加表面活性剂、有机螯合剂等一系列调控措施，改良土壤的理化性状，提高土壤重金属的生物有效性，使其易于被其他植物吸收，以达到修复土壤的目的。第二，通过添加固化材料，降低重金属的迁移性和生物有效性。

3.3农业措施。农业措施是因地制宜的修正和完善耕作管理制度来减轻重金属的危害，或者在受污染土壤上种植不进入食物链的植物。农业措施适合治理中、轻度受污染土壤。

3.4生物措施。生物措施：一是通过生物作用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；二是通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。通过一些特殊的微生物与植物、动物去除或者转化土壤中的重金属，降低重金属的毒性。

3.4.1微生物修复。微生物修复技术主要有两种：原位修复技术和异位修复技术。受到重金属污染的土壤，往往富集多种耐重金属的真菌和细菌，微生物可通过多种作用方式降低土壤中重金属的毒性。

3.4.2植物修复。植物修复是利用植物吸收、富集、降解或固定土壤中重金属离子或其他污染物，以降低或消除污染程度，修复土壤。

3.4.3动物修复。动物修复是利用土壤中的某些鼠类等低等动物吸收土壤中的重金属。例如在受重金属污染的土壤中放养蛆虫，待其富集重金属后，采用电激、灌水等方法驱出蛆虫集中处理。

4展望

土壤重金属污染来源趋于多样化、综合性，对人类的危害也日趋严重。在未来很长时间内重金属污染仍将是我国所面临的重大环境问题之一，迫切需要解决。但对于不同种类、不同性质的重金属污染事件，应将物理、化学、生物等修复手段综合应用以便更好地治理土壤重金属污染，同时研制复合材料，已解决土壤重金属复合污染的问题。

参考文献：

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关键词 土壤;重金属污染状况;评价;防治对策

中图分类号X53 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)24-0050-02

0 引言

为了摸清淮安市土壤环境质量状况,为政府农业规划、合理布局、综合开发和指导农业生产提供科学依据,淮安市环境监测中心站于2008年开展了主要蔬菜基地和自然生态保护区等典型地块中土壤重金属含量监测,确定土壤环境安全等级,为开展土壤污染防治工作提供技术支持。

本文重点分析蔬菜基地、大型交通干线两侧、重污染企业附近土壤中重金属含量,结合土地利用类型,开展土壤环境风险评价,确定环境安全等级,提出土壤污染防治对策。

1 监测点位及分析项目

对不同的典型污染场地进行土壤监测,在全市范围内布设土壤测点62个,其中城郊蔬菜基地20个,交通干线两侧20个,重污染企业及周边地区10个,油田及周边地区12个。监测项目为镉、汞、砷、铅、铬、铜、锌、镍、硒、钒和锰等11项重金属。

2 土壤监测成果及分析

蔬菜基地监测点分布在楚州区、盱眙县和金湖县。汞、铅和锌一次监测值均有超标现象,其超标率分别为25%、5%和5%,其监测均值均达标。

大型交通干线两侧监测点分布在盱眙县和金湖县。土壤中各金属元素含量都比较低,一次监测值无超标现象。

重污染企业及周边地区监测点主要在盱眙县。铬、铜和镍一次监测值有超标现象,其超标率分别为10%、20%和10%,其监测均值均达标。

油田及周边地区监测点主要在盱眙县。砷、汞、铅和铜一次监测值有超标现象,砷、汞和铜超标率均为8%,铅超标率为25%,其监测均值均达标。

监测结果表明,淮安市各种类型的土壤中汞、铅、铜、铬、镍和砷的一次监测值有超标现象,其监测均值均不超标。蔬菜基地中汞含量明显高于其它典型地块,重污染企业及周边地区中镍含量明显高于其它典型地块,其它项目基本持平。

3 评价

3.1 土壤污染累积性评价

根据土壤污染累积性评价,蔬菜基地汞、铅和铜为轻度污染物积累,其它指标均为无污染积累;交通干线两侧各类污染物均为无污染积累。

油田周围污染物评价铅为中度污染物积累,汞、砷和铜为轻度污染物积累,其它项目均为无污染物积累。重污染企业周边污染物评价铬和镍为中度污染物积累,铜为轻度污染物积累,其它指标均为无污染物积累。

3.2 土壤环境质量适宜性评价

用内梅罗指数法统计分析可见,在4种典型地块中蔬菜基地的指数最高,蔬菜基地土壤受到污染相对较重,对照内梅罗指数评价标准,4种典型地块的内梅罗指数PN值均小于0.7,土壤满足现在土壤利用类型的要求。

3.3 土壤污染风险等级划分

依据重点区域土壤污染风险评估分级标准进行评估,各单项污染物均为无风险等级。根据土壤等监测结果和其它因素综合考核,淮安市土壤状况风险等级划分详见表1。

淮安市土壤污染效应风险级别选项有2项警戒级,其它为安全级。符合区域土壤环境安全性划分第二个等级,土壤环境属低风险区。

4 小结

综合主要类型场地土壤的监测与评价,污染指数大于2小于5的项目有铅、铬和镍,影响淮安市典型污染场地土壤质量污染因子为铅、铬和镍,主要出现在油田周围和重污染企业周边。通过生态风险评估,均为无风险等级,综合评价为安全级,符合区域土壤环境安全性划分第二个等级,土壤环境属低风险区。

5 防治对策

5.1 结合城市和农业发展规划,因地制宜,合理利用土地

城市化和经济的快速发展已对我市土壤重金属富集和污染造成了潜在威胁,并将直接影响人们的食品健康和安全。结合城市和农业发展规划,改变部分受重金属污染或富集较重的郊区或厂矿区土(壤)地利用方向,避免污染物进人食物链。

5.2 积极开展清洁生产和循环经济,推动工业可持续发展

用循环经济理念指导区域发展、产业转型,抓好资源的节约和综合利用,全面推广清洁生产,积极发展环保产业,研究开发节能降耗、清洁生产、污染治理等环保产品和生产工艺。

5.3 发展生态农业,促进健康安全食品的生产

加强对农业土壤重金属污染监测力度,严格控制工业“三废”排放,禁止工业废水及有毒固体废弃物农用;大力推广无公害蔬菜生产技术,合理使用化肥和农药;合理安排农业生产布局,提高农产品质量。

5.4 完善我国土壤环境质量标准体系建设

我国地域辽阔,各地土壤性质差异较大,现有标准缺乏适用性。我国1995年颁布的土壤环境质量标准,仅有8种重金属,且标准过宽。迫切需要对现有标准进行修订,建议国家和地方依据不同的应用目的制定不同标准,增加重金属监控种类及制定地方标准等。

5.5 制定土壤重金属污染防治法和管理体系

目前,我国尚无一部行之有效的土壤重金属污染防治法。因此,需尽快制定土壤重金属污染防治法,加强对土壤重金属污染防治的管理力度,严格控制污染物超标排放,有效防治土壤重金属污染。

5.6 加强宣传教育,增强公众的环境意识

土壤污染具有隐蔽性、持久性和间接有害性,目前人们对土壤重金属的危害认识不足,因此必须进行广泛宣传教育,提高全民对土壤重金属污染危害的认识,使防治土壤重金属污染成为一种自觉行为。

参考文献

[1]国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会 编.水和废水监测分析方法[M].4版.北京:中国环境科学出版社, 2002:286-398.

[2]中国绿色食品发展中心.绿色食品产地环境质量现状评价 技术导则,2001:17-19.

[3]中华人民共和国农业部.绿色食品 产地环境技术条件, 2000.

[4]国家环境保护总局.全国土壤污染状况调查文件汇编, 2006.

篇7

[关键词]重金属；危害性；农产品；检测技术

中图分类号：TS207.51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0323-02

引言

在化学方面上，人们根据金属的密度把金属分为了重金属和轻金属两大类别。并且，人们常把密度大于4.5克每立方厘米的金属称为重金属。如金、银、铜、铅、锌等45种金属元素。在环境方面上，重金属是指汞、铅、镉等生物毒性显著的金属元素。重金属的环境污染来源于大自然中的水、大气、固废等等。据了解，重金属有着传播范围广、时间长、隐藏性高、难以降解的特点。由于重金属的这些特点，使得生物的难以降解，并且长期累积在了食物链的最顶层。逐渐的被人类使用，也成为了伤害人类的杀手。

一、重金属的危害

1.1、重金属所表现出来的生物毒性特征

物质性质和物质含量，以及存在的物质形态这三大方面是重金属所表现出来生物毒性特征强与弱的表现。就像六价铬的毒性十分强劲，而三价铬又是人类自身不可或缺的一个重要元素一样。并且，这些生物的毒性特征隐藏性极高，不容易被人们发现。而这些危害及其污染因素，所表现的生物毒性特征主要是变态发育、畸形、中毒等等不足之处。

1.2、重金属对环境的危害持续性永久性

重金属的污染威力极大，是人们不可避免的，但是却是人们可以提前预防或者及时进行防护措施的。因为，在人类生活的环境中，重金属一旦污染了人们所在的环境，不仅不能过降解，还会随着时间的增长，变换着重金属危害、污染的浓度，并且重金属污染、危害随着时间的持续性永久性，还会扩大重金属的危害、污染的范围，甚至，重金属危害、污染的范围也会随着时间的增长越扩越大。

1.3、大部分的重金属的污染、危害具有不可降解性

大部分的重金属在环境和人体，以及生物的食物链中都具有着不可降解性。这样的重金属的不可降解性，即使是随着时间的推移，也很难被生物降解掉。反而，这些重金属随着时间的积累，重金属的污染物危害性会一直蓄积累积在环境中、甚至人体自身中和生物的食物链顶层中。久而久之，随着时间的变化，在生物的食物链顶层当中，重金属因为难以被生物所分解掉，所以会一级一级向下流向食物链。这个时候，食物链的营养价值越高，人体蓄积积累的重金属就会越来越多。而在人类身体的器官内，不可避免的，也会积累着重金属。而伴随着的，自然就是重金属给人体带来的伤害，只会是越来越多，而不会减少，这就是重金属的不可降解性。

1.4 重金属给农产品中农作物所带来的危害

重金属在农产品中农作物的土壤迁移内会给农产品中的农作物带来污染，危害的影响。而农产品中，土壤和农作物的关系其实就是，首先是有污水灌溉了农田，然后再由重金属进入土壤，最后再由农产品中农作物的根系从土壤中吸收重金属。而在这一环节中，重金属所带来的危害和污染也直接损害、影响了农产品中农作物的自身条件，并且影响了农产品中农作物的发育，也危害、污染了农产品中农作物的生长环境。

二、重金属的检测技术概述

2.1、原子吸收法

根据专业人士的研究表明，被人们普遍认可的重金属的检测技术分析方法分别是原子吸收法、电感耦合等离子体法、紫外可分光光度法、原子荧光法、X荧光光谱、电感耦合等离子质谱法等等。而且，针对重金属的检测技术而言，国外国家，比如日本和欧盟国家采用了电感耦合等离子质谱法进行重金属分析。但对我国国内用户而言，这种重金属的检测技术分析法仪器成本较高。当然也有的国家采用了X荧光光谱分析，这个重金属的检测技术法的优点就是无损害检测，这个重金属的检测分析法能够直接的分析成品，但是所检测出来的重复性和精度法都不如光谱法。据了解，现在国内比较多的人们仍旧采用着的是重金属检查技术方法的两种，其中一种是电感耦合等离子体法，而另一种则是原子吸收法。

例如，上文所提的原子吸收法。如今，由于计算机技术和化学技术的发展和多种新型元器件的出现，使得重金属的检测技术中的原子吸收光谱仪的精密度和准确度以及自动化程度都大大的提升。而原子吸收法的优点则是简化了操作程序，节约了分析时间，从而方便了人们的检测技术。

2.2、电感耦合等离子体质谱法

质谱法给人们留下了极大深刻的印象，其溶液的检出限大部份为ppt级，然而实际上的检出限不可能优于实验室的清洁条件。必须指出，而质谱法的ppt级检出限是针对溶液中溶解物质很少的单纯溶液而言的，如果涉及固体中浓度的检出限，由于质谱法的耐盐量较差的质谱法的检出限的优点会变差多达50倍，一些普通的重金属轻元素在质谱法中有严重的干扰，也将恶化其检出限。然而，还有有专业人士又将治理重金属污染的方法归结成两种检测方法。这两种检测技术都是化学方法，在此，将列举两种方法进行论述。

以上的重金属的两种检测技术的化学方法均能够对农产品中农作物产生影响，保护农产品中农作物的生长环境，减少重金属给农产品中农作物带来的危害，减少甚至清除由重金属所带来的生物毒性。如果人们能够利用以上两种重金属检测技术的化学方法，达到了净化土壤这一农产品中农作物的生长载体所产生的危害性和污染性。在现如今，人们对于土壤污染的防治与修复，使得了生物修复检测的技术得到大家广泛的推崇和使用。据了解，日本有家公司研制出了利用生物技术迅速净化土壤复合污染的技木，即在污染的土壤中混入肥料和微量的无害酸，即可改善污染，从而使受到污染而失去活性的土壤恢复固有的呼吸作用。然后通过迅速消耗土壤中的氧而形？？利用生物方法净化土壤这一农作物的生长载体中的复合污染，在现如今对于土壤污染防治与修复，生物修复技术得到广泛的推崇。日本往原公司研制出利用生物技术迅速净化土壤复合污染的技木，即在污染的土壤中混入肥料和微量的无害酸，从而使受到污染而失去活性的土壤恢复固有的呼吸作用。然后通过迅速消耗土壤中的氧而形成强烈的还原效应，达到治理污染修复农产品中农作物生长环境的目的。也由此产生了强烈的还原效应，达到了人们治理污染修复农产品中农作物的生长环境的目的。

三、农产品中铅和镉的快速检测技术

农产品中的铅和镉的测定方法较多，上文中提到的方法均适用于这两种元素的检测，下面本文提出一种的检测方法，即溶出伏安法，并通过实验对该方法在农产品中铅和镉的连续检测进行论述。

3.1、实验材料与仪器

3.1.1材料。本次实验中使用的主要材料为大米、小麦、玉米和大豆，分别编号为1，2，3，4号样品。

3.1.2试剂。本次实验中使用的主要试剂有以下几种：过氧化氢、氢氧化钾、氯化钙、硝酸镁、浓硝酸、氧化镁、硫酸铜等，上述试剂均为分析纯，缓冲溶液采用的是国外进口试剂，铅和镉的标准储备液全部由中国标物中心提供。

3.1.3仪器。本次实验中使用的主要仪器有以下几类：分析天平、电热鼓风干燥箱、电子万用炉、箱式电阻炉、电炉温度控制器、超声波清洗器、可调移液器、重金属测定仪等。

3.2、实验设计

3.2.1绘制标准曲线。先向50ml的空白溶液当中加入不同浓度的标准溶液，通过仪器检测到的电流值可获得不同重金属标准溶液与电流大小的关系，再以回归分析法确定出被检测试样中重金属的含量。

3.2.2精密度设计。分别取铅和镉标准溶液放于坩埚当中，将浓度调整为50ng/ml和30ng/ml，然后对溶液当中重金属的浓度进行测定，为保证测定结果的精确度，可平行测定10次。

3.3、实验方法

3.3.1试样制备与前处理。将四种实验材料全部粉碎之后，过80目筛子，以此来获得所需的实验样品。然后称取5g样品放于100ml坩埚当中，分别加入7ml的过氧化氢和2ml的浓硝酸，浸泡10min左右，主要目的是让样品与溶液充分接触、氧化；把浸泡好的试样放于电炉上并以小火缓慢加热，至无黄烟冒出后，加大火力使其碳化；将5g硝酸镁溶于1-2ml蒸馏水当中，并将其加入到已经碳化的试样中，加盖以小火蒸发水分，至硝酸镁呈熔融状态时，可加大火力，待样品灰化基本完全后，将坩埚放入马弗炉，以550摄氏度的温度碳化1h，直至灰化完全。

3.3.2确定测定条件。本次实验采用富集时间为60s进行重金属含量测定。

3.3.3样品检测。分别对原料当中的铅和镉的含量进行测定，具体步骤如下：将预先处理好的样品用50ml水溶解于特定的检测烧杯当中，然后加入适量的缓冲试剂；将烧杯置于超声波清洗器当中进行振荡，约10min左右，过滤；再以氢氧化钾溶液和盐酸对液进行调整，使其pH值约等于2；最后选择合适的富集时间按照检测键对样品进行检测。

3.4、实验结果分析

样品中铅和镉检测标准曲线的绘制。铅和镉的检测标准线性实验结果如表1和表2所示。

由表1和表2中的数据结果可以清楚的看出，仪器经过校准之后，对不同测定值的检测结果稳定性良好。

结束语

一直以来，重金属作为工厂生产、企业生产的重要原料。随着我国经济迅速发展和生活水平的逐渐提高，重金属内部所含有的用量和种类也越来越多了。而这样的改变，给人们带来了不可避免的影响和污染。其实单从重金属而言，重金属是没有过错的。重金属的污染和危害主要来源于人们盲目的追求经济的发展，这才让重金属逐渐走上了人类生活中无形杀手的道路。而如今，重金属的污染日益剧增，人类都应该成为环境污染和危害中最主要的反思者，特别是工厂、企业这样的管理人员，更应该反思自己的排污作为是否合理，甚至思考自己是否应该改善过去自己的作风。而人类也只有明确重金属的所具有的污染、危害的根源，才能够从根本上的改变人类每天所处的的生长环境，改变重金属带来的严重危害性、污染性，改变农产品中农作物的成长环境，改变重金属所带来的生物毒性特征。

参考文献

[1] 陈冠宁，宋志峰，魏春雁，重金属检测技术研究进展及其在农产品检测中的应用[J]；吉林农业科学，2012-12-25.

[2] 李群，食品中的重金属检测技术及其发展探讨[J]；科技风，2010-08-25.

篇8

    重金属污染对我们来说已经不是一个陌生的话题。那么究竟什么是重金属污染?它对我们的健康到底有多大的危害呢?它有是怎样跑到我们的体内去的呢?下面将一一介绍。

    重金属指比重大于4或5的金属,约有45种,如铜、铅、锌、铁、钴、镍、钒、铌、钽、钛、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素,但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须,而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。体内重金属的正常含量及超标的症状如下:

    铅:人体内正常的铅含量应该在0.1毫克/升,如果含量超标,容易引起贫血,损害神经系统。而幼儿大脑受铅的损害要比成人敏感得多。

    砷:俗称“砒霜”,如果24小时内尿液中的砷含量大于100微克/升就使中枢神经系统发生紊乱,并有致癌的可能,而且如果孕妇体内砷超标还会诱发畸胎。

    镉:正常人血液中的镉浓度小于5微克/升,尿中小于1微克/升。如果长期摄入微量镉容易引起骨痛病。

    汞:正常人血液中的汞小于5-10微克/升,尿液中的汞浓度小于20微克/升。如果急性汞中毒,会诱发肝炎和血尿。

    重金属进入人体的途径主要有三种,分别是吃的食物、水和大气。

    据中科院陈同斌博士透露,北京有部分古老的城市公园里表层土壤的重金属含量较高。这是因为,那些古老公园里亭台楼阁相对多,雕梁画栋更是比比皆是,由于早些年的油漆为了增强防腐性,其中的铅、砷等重金属含量超标。这些油漆内的重金属跑到了土壤里,就造成了公园土壤重金属超标。由于北京起风比较平常,这些细小的尘土携带着人们根本察觉不到的重金属,通过人的呼吸作用就会进入人体。除北京外,国内其他比较古老的城市公园也有这中情况出现。

    水的污染通常都是由当地工厂废水排放造成的,这种现象在京城各大区县几乎都有。通州就是其中一个比较明显的地方,虽然这些年通州在现代化建设方面做得比较好,但是那里是污水灌溉时间比较长的地区,过去的污水中重金属含量往往较高,浇灌土壤后容易产生污染。这些含有超标重金属的废水一旦排到干净下游,就会污染大片水源。由于这种受重金属污染的水在颜色、气味等方面与正常水没有差别,农民根本看不出来,一旦用这些水来灌溉,必然会让土壤及农作物成为重金属污染对象。蔬菜是最易“吸收”重金属元素的农作物,因此土壤被环境重金属污染后生长的蔬菜与其它作物相比,蔬菜对多种重金属富集量要大得多,经证明,在被污染的土壤里生产出的蔬菜的有毒物质含量可达土壤中有害物质含量的3-6倍。(按:人畜食用了被重金属污染的蔬菜后,在体内浓缩积累会带来严重的后果,如被列为世界公害典型之一的日本富山县的骨痛病,就是由重金属镉污染引起的;我国广西一些被镉污染的地区,人体的镉含量高出正常人的7倍,经X光检验,人体骨骼也已显着病变。)人吃了在重金属污染的土壤上种出来的农作物,很容易受到重金属的毒害。

    蔬菜水果是我们日常生活中最重要的部分。既然重金属污染危害这么大,那么那些受到重金属污染的蔬菜水果我们能不能通过多浸泡、多清洗或多煮来去除重金属呢?陈同斌博士表示,这些效果都不大,因为重金属污染是从植物根系中上来的,它存在于植物的体内,不像农药那样大部分都喷洒在农作物外表,多洗就可以清除干净。

    有一种比较可行的办法就是注意选购一些蔬菜品种,比如生菜、莴苣容易富集镉,可以尽量少食。另外,叶类菜是所有蔬菜中最容易受重金属污染的,最好也要少食用。但这只是治标不治本,最根本的解决方法还是要防治土壤的重金属污染。土壤重金属污染与有机物的污染不同,它不能被分解消失,即使人为的控制土壤环境条件使重金属的有害作用暂时减弱,它也能在适当的时候恢复。因此如果蔬菜的生长环境一旦遭到重金属污染,要想恢复和治理就非常的困难。目前土壤重金属污染的控制方法 主要有以下几种方法:

    1)利用不同植物种类对污染物吸收差异的特性,合理安排蔬菜轮作茬口,使具有一定程度污染土壤生产的蔬菜达到或接近食品卫生标准,以降低重金属进入食物链的量,如有的蔬菜不易“吸收”镉,那么如果菜田土壤的镉含量多点种植该蔬菜就不会造成多大的危害。该方法不需投资,方法简便,效果也比较好,但必须在有关的专家指导下进行。

    2)控制土壤环境条件,降低重金属污染物对植物的有效性。如可以施用石灰、胡敏酸、钙镁磷肥等土壤改良剂对土壤进行处理,使易被蔬菜吸收的重金属元素在这些改良剂的作用下通过化学反应转换为蔬菜不吸收的有机结合态。这种方法有一缺点,由于土壤中的重金属元素的这种化学反应是可逆的,有一定条件下又会从有机结合态回转成易被蔬菜吸收的形态。比如说随着酸性污水的浸染,土壤中已经被固定的重金属元素又会被活化为可被蔬菜吸收的交换态。

    3)对重金属污染土壤最彻底的改良方法是铲除其表土,这就是农业工程客土法,所谓客土,就是用外来的土壤换掉已被污染了的菜田土。这种方法在日本土壤污染地区应用很广,可以彻底清除已污染的土壤,根本断绝植物生长的污染基质,在无外来污染浸入的前提下,可保证蔬菜的正常生长和残留达标,但这种方法工程量大,耗资也巨。

    4)严格控制灌溉水中重金属元素的浓度,杜绝用未经处理的工业废水和城市污水直接灌溉菜田。一旦菜田受重金属灌溉水的污染,所有改良成果都会毁于一旦。

    总之,重金属污染虽然是个严峻的问题,但是只要我们明白并高度重视它人体健康的危害,相信用我们人类的智慧和决心一定能够战胜它。

    参考文献:

    (1)陈同斌,石培华,李锐 《拯救走向荒芜的土地》商务印书馆  2001-9

    (2)魏振枢 《环境水化学》  化学工业出版社

    (3)张辉 《土壤环境学》  化学工业出版社  2006-1-1

    (3)叶振国

篇9

【关键词】 高速公路；重金属污染；防治措施

随着我国经济和社会的快速发展，交通在国民生活中日趋显示出它的重要性，高速公路的建设也势在必行。大规模地修建高速公路，有效地促进了国家经济快速发展，方便了人民生活；然而，与此同时，在高速公路建设及营运过程中也给我们带来了严重的生态破坏与环境污染问题。土壤是大气、水体及固体废弃物中污染物在环境中迁移、滞留和沉积的目标，是长期环境污染的承受者。随着社会经济的飞速发展和人口的不断增加，土壤作为人类赖以生息的资源，越来越暴露出不堪重负的迹象。因此，研究高速公路建设所带来的土壤污染问题及其防治对策就显得尤为重要，对于保护环境、促进我国高速公路的建设与发展具有重要的指导意义，同时也可为我国高速公路建设环境治理和管理提供科学依据。

1. 高速公路建设对环境的影响

高速公路作为人类生存和发展所必需的开发建设活动，会对周围的环境产生直接或间接的影响，这些影响一般可分为两大类：一类是对自然环境的破坏，如水土流失、植被破坏等，严重时引起生态平衡失调、气候异常；另一类是环境污染，如噪声、废水、废气和尘埃等。总的说来，主要有以下几个方面的影响。

1.1对社会、经济的影响。高速公路建成后，会对沿线的社会结构、经济发展、文化环境等产生影响：首先，公路建成后会增大沿线地区的交通量，增加该地区的交通事故，在一定程度上干扰附近居民的出行，割裂了村庄间的原有联系；其次，公路建成后，使沿线各地区的土地功能发生变化，将单一的农业用地、开发用地或商业用地转变为多行业提供服务的特殊用地，同时也促进了沿线土地资源的开发。公路建设会造成一定数量居民的拆迁，使沿线居民人口结构及需求发生变化，改变了原有居民的联系及交往方式；对沿线两侧居民交往产生阻隔，影响区域经济布局和产业结构；高速公路的修建，会破坏一些原有的历史文化遗址、名胜风景及保护区，产生视觉污染。高速公路建设在对沿线区域环境产生上述影响的同时，也提供了良好的交通条件，加速农产品、矿产、林业产品的输送，信息交流及劳动人口流动，提高了区域的工业产值，推动城乡的商品交换、文化交流及农业的综合开发，使城乡逐渐一体化[1]。

1.2对环境的污染

1.2.1废气污染。

（1）以汽油、柴油为燃料的汽车在发动和行驶过程中会排放大量废气和固体微粒，废气中含有水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物、硫化物、甲烷、乙烯、醛和铅颗粒等污染物[2]，这些污染物排放到大气中，渗透到水、土壤中，并逐渐积累，会对沿线的人类和动植物产生不良影响，使其生活环境进一步恶化，甚至会造成全球气候异常，这种污染的程度随着公路运营时间的增长及交通量的增加而不断加重。

（2）随着运输市场的放开，汽车产量和拥有量的增加，汽车排放物对大气的污染已成为主要公害，汽车排放物危害人体健康、污染环境、破坏生态平衡，已引起世界各国的普遍重视。

1.2.2噪声污染。

（1）高速公路的噪声源主要包括两个方面：一是在施工过程中，由于挖掘机、推土机、平地机、搅拌机以及各种运输车辆的使用而产生的噪声污染，这些噪声较强，对当地居民和施工人员影响严重，造成区域声学环境质量短期内恶化；二是在运营过程中，汽车车体振动、发动机运转、轮胎与路面摩擦、鸣喇叭以及公路沿线提供各种服务的设施、设备均会产生噪声，在公路沿线形成一条噪声带，这些噪声会对附近的人群产生心理和生理上的影响，降低人们的工作效率，尤其对公路两侧人口密度较大的敏感区域（学校、住宅区、商业区、医院等）干扰较为突出，而野外区域的干扰则相对较小[3]。

（2）随着高速公路建设速度的加快，交通噪声污染问题日趋严重，人们对于道路两侧环境的改善也越来越迫切。

1.3对生态环境的影响。高速公路建设对生态环境的影响可分为两个阶段：一是施工期间对自然环境造成的非污染性破坏，因施工机械的使用及大量的开挖取土破坏了土体原有的自然结构和水的循环路径，相应地改变了生物的生存环境，影响其生长、活动的规律，阻碍生态系统漫延[4]；二是公路建成运营后，路体分割了生物的生存空间，使公路附近的动物容易被汽车撞伤、压死；而且，由于汽车废气、噪声、有害物质的产生，会使生物栖息的生态环境（空气、水、土壤）逐渐恶化，引起生物发育不良、繁殖机能减退、疾病增多、抗病能力下降，从而造成种群数量减少（特别是珍稀物种），有时可能会影响整个生物群落。

1.4对工程地质、水文地质条件的影响。

1.4.1对工程地质条件的影响。高速公路施工时，由于填方和挖方对地表扰动较大，并改变了原有的地形、地貌，尤其是隧道的进出口及仰面坡的开挖，对局部山体稳定不利，可能会引发塌方滑坡、软土层滑移等不良地质病害；又因土表、土质松软，增加了水土冲刷量，造成河流、沟渠淤积，积水淹漫农田。此外，临时施工用地在机械碾压、人员踩踏下土壤结构发生了变化，一定时期内土壤的肥沃程度难以恢复。

1.4.2对水环境的影响。高速公路对水环境的影响主要包括施工、生活服务区污水和洗车等对公路沿线自然水系的影响。高速公路定距离设置加油站、收费站及洗车等配套设施，生活服务区污水和洗车废水都会对高速公路沿线自然水系产生影响[5]。由于公路建设阻隔原有水系的循环，影响地表水和地下水的流通路径，汽车尾气的排放和生活服务区的废物进入河道也会对水源造成污染；化学危险品运输中的泄露或交通事故的发生，则可对环境水质造成灾难性的破坏。另外，由于桥梁的修建减小了河床的过水断面，造成桥前局部堵水，水流速度减慢，泥砂下沉淤积、阻塞河道，从而容易引发洪涝灾害。

2. 高速公路两侧的土壤重金属污染

土壤是人类生态环境的重要组成部分，是人类赖以生存的基础。由于重金属在土壤中易蓄积，残留时间长，因而已成为土壤的主要污染。

2.1土壤重金属污染的特点及来源。

2.1.1土壤重金属污染的特点。

2.1.1.1持久性：重金属污染物进入土壤后，通过土壤对悬浮污染物的物理机械吸收、阻留、胶体的物理化学吸附、化学沉淀、生物吸收等过程，不断在土壤中积累。当达到一定数量时，便引起土壤成分、结构、性质和功能的变化，造成土壤污染。土壤污染以后很难消除，其净化过程需要相当长的时间，而且重金属污染是不可逆的持久积累过程。

2.1.1.2间接伤害性：首先，重金属污染物通过食物链危害动物和人体健康；其次，土壤污染物还能危害自然环境，污染地下水、地表水和大气，成为水和大气的污染源。

2.1.1.3高速公路重金属污染以公路为中心在其两侧呈带状顺公路延伸，污染程度自公路向其两侧逐渐减弱[6]，且主要分布在公路两侧50m范围内。

2.1.2高速公路土壤重金属污染的来源及影响因素。

2.1.2.1土壤重金属污染的来源：目前公认的高速公路土壤重金属污染的主要来源是交通工具使用的油料燃烧所排放的尾气以及油料的挥发、泄漏等。事实上，油料中除了含有铅和锡外，尚含多种微量重金属元素，公路旁重金属污染以Pb、Cd污染为主。这些重金属污染物不但不易被自然净化，而且可通过食物链得以富集而对人体、家畜、农业生态及自然生态产生严重的潜在影响和危害。

2.1.2.2影响因素：影响土壤重金属污染的因素很多，也比较复杂。土壤受重金属污染的程度主要取决于交通量、土壤类型、植被、降雨、风力、风向以及公路两侧是否有影响重金属颗粒运动的障碍物，如树木、建筑物等。

2.2土壤重金属污染的危害。重金属污染物进入土壤后不能为土壤微生物所降解，易被作物吸收、在土壤中积累，甚至在土壤中可能转化为毒性更大的甲基化合物，影响农作物的产量和质量，也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。重金属污染物的长期积累、富集会使生物地球化学平衡遭到破坏，随食物链富集，也会对人体健康产生潜在危害。据报道，我国每年因土壤重金属污染而减产粮食1000多万t，另外被重金属污染的粮食每年也多达1200万t，合计经济损失至少200亿元人民币。

3. 重金属污染的预防及治理措施

由于重金属在土壤中不被微生物降解，且迁移性小，重金属污染具有长期性、潜伏性、累计性和不可逆转性[7]。一旦土壤中重金属含量超过环境容量，要清除污染则相当困难，故对重金属引起的土壤污染需要采取预防和治理相结合的措施。

3.1高速公路土壤重金属污染的预防措施。

3.1.1通过国家立法，健全有关环境保护的法律、标准和制度，制定相关的高速公路汽车尾气排放标准，加强汽车尾气排放管理，控制汽车尾气排放必须有法可依，有标准可据。

3.1.2管理部门要加强监管力度，减少交通事故的发生。加强对有害物资的运输管理，制定此类突发事件预案，防止有害物质泄漏事故的发生。加强防范措施，控制事态的发展，将损害减少到最小。

3.1.3完善汽车的自身结构，改进发动机，采用电子控制燃油喷射；研制和推广废气减毒装置，完善汽车保养和修理制度，推广节油装置。

3.1.4优先使用无铅汽油，推广应用气体燃料，使用符合规定的剂或燃油添加剂。

3.1.5公路设计部门在设计时应充分考虑汽车尾气排放对环境的影响，在普通路段加强绿化设计，隧道路段增加部分通风设备。

3.2重金属污染土壤的治理方法。污染土壤的治理是根据污染物和土壤的物理、化学性质及存在状态，进行有效分离或其它处理，使土壤特性得以恢复和利用，减轻或消除污染物对生态环境的不良影响。

3.2.1重金属以其在土壤中难降解、毒性强、具有积累效应等特征受到科学家们的广泛关注，已成为多学科研究的活跃领域。重金属污染的治理途径主要有两种：一是改变重金属形态，使其由活化态转变为稳定态；二是从土壤中去除重金属，使其存留浓度接近或达到背景值。现有的重金属污染土壤修复技术主要包括换土法、化学修复、生物修复、电修复和热修复等。常用的物理及物理化学方法有热解法、电化学法和提取法等[8]。

3.2.2化学治理就是向污染土壤中投入改良剂、抑制剂，增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量，改变土壤的物理化学性质，使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制等作用，以降低重金属的生物有效性。化学治理措施的优点是治理效果和费用适中，缺点是容易再度活化。

3.2.3生物措施是利用某些特定的动、植物和微生物，较快的吸收或降解土壤中的重金属污染物，从而达到净化土壤的目的。生物修复的途径主要有两条：（1）植物修复技术：利用金属超累积植物，通过植物自身具有的特定的吸收、挥发、根滤、稳定等作用，对重金属加以吸收、富集或与重金属结合成不具有生物活性的化合物，来清除或降低土壤中的重金属元素，从而达到净化土壤的目的。但其重金属生物载体可能产生二次污染，至今也未能找到有效的解决途径。（2）利用微生物沉积、氧化和还原等作用，降低或消除重金属对土壤的污染，该研究是目前环境科学研究中比较活跃的领域之一。

3.2.4在西方发达国家，为了降低污染土壤修复的成本并提高修复的效率，对原位微生物修复更为重视。目前，主要的技术包括：（1）生物啜食法，它主要采用本地微生物或实验室培养的具有特异功能的菌株降解污染物，采用把污染的地下水抽出加人营养物质和氧气（通常是过氧化氢或过氧化氢化合物）后再回灌到污染土壤中，或经垂直井的慢速渗漏，加人营养物质和氧气到污染土壤中，以优化降解生态条件，特别是加入表面活性物质等一些化学物质，以降低污染物的毒性来达到提高污染物的生物降解能力；（2）生物通气法，它结合了蒸汽浸取技术的优点，采用真空梯度井等方法把空气注人污染土壤中，以达到氧气的再补给，可溶性营养物质和水则经垂直井或表面渗入的方法予以补充。这两种方法结合了微生物修复和化学修复的内涵和优点，符合生态化学修复的原理和发展方向。更确切地说，这两种方法更趋于向生态化学修复领域迈进。

4. 结论与建议

长期以来，人类对土地资源的不合理开发、利用已造成比较严重的土壤污染，直接或间接地危及人类健康，因此，探讨合理的、有效的土壤重金属污染预防和治理措施显得尤为迫切。对于高速公路两侧土壤的重金属污染问题，要采取防与治相结合的处理措施：首先，应加强高速公路汽车尾气排放管理，严格控制尾气排放标准；其次，对于已经受到重金属污染的土壤，则应采取相应的治理措施进行治理。

开展高速公路旁土壤中重金属污染、富集程度的监测和评价，研究土壤重金属污染的预防和治理措施，对于保护生态环境、促进我国高速公路的建设和发展都具有重要的指导意义。

参考文献

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[3]齐荣. 高速公路建设对环境的影响及保护措施. 山西交通科技， 2003， 1： 39～41

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[5]丁觉亮， 倪卫东. 高速公路对环境的影响力. 现代高速， 9： 21～23

[6]兰天水， 林健， 陈建安， 等. 公路旁土壤中重金属污染分布及潜在生态危害的研究. 海峡预防医学杂志， 2003， 1（9）： 4～6

篇10

[关键词]湿法消解原子吸收光谱法 土壤样品 铜锌铅镉

[中图分类号] P632+.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-11-246-2

0引言

被重金属污染过的土壤，不仅不利于农作物的生长，人类吃了在这种土壤上长大的农作物后还会对身体健康造成严重影响。这些被污染的土壤又影响其周边水源，水源也被污染了。水源被污染后，蒸发的水蒸气进入空气中又造成大气污染。对重金属污染的预防与治理已经充分引起了国家的重视，在我党出台的第一个十二五规划中，就有防治重金属污染这一条，这一政策的推出，对保护农作物的质量和保护环境无疑是有很大益处的。实践中我们比较常用的土壤重金属分析方法包括原子荧光法、紫外可见分光光度法、原子吸收法、电感耦合等离子体法等等，由于地级市在农业环境投入上资金相对紧张，所以大部分地方会使用比较节省资金的前三种方法来对土壤重金属进行分析。在对土壤中重金属进行分离之前，还需对土壤样品进行预处理，实践中常用的预处理措施包括电热板加热消解法、微波消解法等等，这些消解方法各有利弊。在国家法中，对铜锌铅镉四种金属的预处理方法有很多种，但是大多都是费时费力的。笔者经过多年实验研究，探讨出湿法消解原子吸收光谱法运用到土壤中四种重金属测定上，以期能够将其普遍推广到国家的各个地方，为土壤重金属污染的防治工作提供一些技术支持。

1实验材料及实验方法

1.1使用的试剂及仪器

实验使用的试剂有很多种，包括硝酸、氢氟酸、盐酸、磷酸氢二铵、高氯酸，硝酸镧。这些元素都按照国家标准配备，且实验之前都使用消毒液消毒。实验中用水必须是超纯水。

实验使用的仪器有氩气、乙炔，其纯度≥99.99%原子吸收分光光度计，电热板、分析天平。此外，还需准备四种金属的所有证标准，以及标记好编号的四个样品土壤。

1.2设备工作的条件

原子吸收分光光度计火焰测量的条件有七个。对于铜金属来说，其条件分别是，波长324.7nm，灯电流2.00mA，狭缝0.4nm，负高压180V，燃烧器高度为6cm，乙炔流量为0.05mP，空气流量为0.30MP，对于锌金属来说，其条件分别是，波长213.7nm，灯电流2.00mA，狭缝0.4nm，负高压391V，燃烧器高度为6cm，乙炔流量为0.05mP，空气流量为0.30MP。原子吸收分光度计石墨炉测量条件有十一个，对于铅金属来说其测量因素分别是波长283.3nm，灯电流1.80mA，狭缝0.4nm，背景校正为D2，干燥程度为95/12，灰化为230/15，原子化为2000/3，清除为2100/2，氩气为0.3mP，冷却水为L8，进样量为20.0uL。镉金属的测量因素是波长228.nm，灯电流1.80mA，狭缝0.4nm，背景校正为D2，干燥程度为100/12，灰化为400/15，原子化为2100/3，为2200/2，氩气为0.3mP，冷却水为L8，进样量为20.0uL。

1.3实验方法

称取适量土壤样品置于五十毫升聚四氟乙烯坩埚里，先加入少量的水，待其完全润湿后再加入八毫升的盐酸。然后将混合物放到电热板上加热，温度保持在一百四十摄氏度，样品受热后开始了初步分解，当混合物数量减少到三毫升时，将其取下来进行冷却，冷却后加入十毫升的硝酸，一毫升的高氯酸以及五毫升的三氧化铝。坩埚加盖。再次进行加热，温度为220摄氏度，除去里面的Si，然后不间断的摇晃容器，当容器上出现白烟时，再次加盖，加热混合物直至其变成粘糊状，取下混合物待其冷却，将溶液取出后加水以一毫升磷酸氢二铵溶液，摇匀后待测定。吸取10毫升待测液放置在50毫升的容器中，加入五毫升硝酸镧，然后运用石墨护炉法测量铅和镉的含量，用火焰法测量铜和锌的含量，同时采取国标中测量方法测量四种金属的含量。

2实验结果与讨论

2.1检出限的区别

本实验对空白溶液连续进行十二次测量，以3倍标准偏差作为该方法的检出限。通过本次实验，对10毫升的待测液运用不同的检测方式得出的检出限不同，其结果如表1所示

2.2准确性和重现性区别

采用本实验方法和国标法中的方法对铜锌铅镉进行比较后，所得出的结果有很大区别，具体如表2所示

从图中可以看出，在平均值上国标法测量的结果有八个测定值高于本实验方法所测结果，有七个低于本实验方法测定结果，一个相同测定值。且国标法的测定值变化范围明显偏大，从相对性原理来看，本实验的结果都比国际法测出的结果小，因而其重现性比国标法测量标准更高。实验中，不论使用何种方法对镉进行测量，都会出现较大的标准偏差，这主要的由于土壤样品中镉是含量相对较少，因此在测定时会造成更大的难度，标准偏差也因此而增大。

总而言之，采用本实验方法能够精确的测量出重金属的含量，且实验结果也表明本实验方法测量得出的结果都在国标法测量结果范围之内，因此，本实验的准确程度比国标法高。

3结论

综合全文可知，运用国标法标准来测定土壤中铜锌铅镉的含量具有预处理复杂繁琐，且每个元素要分开溶解，需耗费大量的人力物力，对原料的需求也更大，其弊端十分明显，采用本实验方法不仅能够保证试验结果的准确性和重现性，还可以降低成本投入，测量的结果也稳步控制在国际法证书规定的标准范围内，这足以证明本实验方法是实用性和可靠性。

参考文献

[1]李海峰，王庆仁，朱永官.土壤重金属测定两种前处理方法的比较[J].环境化学，2006，25（1）：108-109.