導語：如何才能寫好一篇重金屬污染的修復方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：重金屬；污染；土壤；修復技術

近幾年，土壤污染問題得到社會的關注，社會提高了對重金屬污染土壤的重視度，全面調(diào)金屬在土壤中的污染問題，以免影響人類的健康。重金屬對土壤的污染，采取修復技術進行處理，控制重金屬對土壤的污染，保障土壤的清潔性。土壤重金屬污染中，落實監(jiān)測修復技術，全方位優(yōu)化土壤環(huán)境。

一、重金屬污染土壤的修復技術

重金屬土壤污染中，修復技術主要分為3類，分別是化學修復、物理修復和生物修復，對其做如下分析。

1、化學修復

化學淋洗，通過清水、化學試劑的方法，將重金屬污染物在土壤中淋洗出來，或者采用氣體淋洗?；瘜W淋洗方法中，利用沉淀、吸附的方法，把土壤中的重金屬，轉換成液相狀態(tài)，進一步處理重金屬，淋洗液是可以重復使用的，所以重點向土壤重金屬污染的區(qū)域注入化學劑，提高重金屬在土壤中的溶解度[1]?；瘜W淋洗方法中，常用的淋洗劑有表面活性劑、螯合劑以及無機淋洗劑，無機酸類型的物質，對土壤中的重金屬污染有很明顯的作用，例如：土壤中的重金屬污染砒，其可采用磷酸清洗，大約清洗6個小時，就可以達到99.9%的去除率。

化學固定，在重金屬土壤污染中，加入化學試劑、化學材料，促使重金屬之間對土壤的有效性降低，避免重金屬遷移到土壤介質內(nèi)，修復被污染的土壤?；瘜W固定的核心是固定重金屬在土壤中的狀態(tài)，改良土壤狀態(tài)，研究化學固定在土壤重金屬污染中的作用，逐步修復土壤，采取研究試驗的方法，在土壤修復中落實化學固定方法?；瘜W固定方法常用在低重金屬污染的土壤修復中，重金屬很容易根據(jù)外界的環(huán)境變化而發(fā)生變動，所以要靈活的選擇修復劑，在改變土壤結構的同時，修復土壤中的重金屬污染。

電動修復，此類化學修復方法，是一類新型的手段，其在重金屬污染土壤的兩側，增加電壓，形成具有電場梯度的電場，重金屬污染物會在電遷移、電滲流的作用下，分散到兩極處理室內(nèi)，進而修復土壤結構。電動修復常用于低滲透的土壤內(nèi)，成本相對比較低，不會對土壤造成任何破壞，體現(xiàn)了電動修復在土壤中的作用[2]。電動修復技術在重金屬土壤污染中，最大程度的保護土壤環(huán)境，在處理效率方面稍微偏低。

玻璃化技術，利用1400～2000℃的高溫環(huán)境，熔化土壤中的重金屬污染元素，熔化的過程中，重金屬有機物會逐漸分解，經(jīng)熱解后，尾氣處理系統(tǒng)會收集熱解的產(chǎn)物。玻璃熔化物在冷卻的過程中，能夠包裹重金屬污染物，限制重金屬遷移，玻璃體的強度比混凝土高10倍，異位玻璃化處理時，配置多種熱能，選擇直接加熱、燃料燃燒的方法，同時配合電漿、電弧的方式，完成導熱的過程，原位處理后，將電擊棒插入到重金屬污染區(qū)域，解決重金屬污染的問題。玻璃化技術在處理土壤重金屬方面的效果非?？?，需要大量的能量，增加了重金屬污染處理的成本。

2、物理修復

換土法，是物理修復的典型代表，利用清潔土壤，替換有重金屬污染的土壤，以便稀釋重金屬污染的濃度，適當?shù)脑黾油寥赖沫h(huán)境容量，進而達到土壤修復的標準[3]。換土法又可以劃分為：換土、客土、翻土等，分析如：（1）換土需要更換有重金屬污染的土壤，置換成新土，此類方法可以置換小面積的土壤污染，保護好被替換的土壤，避免出現(xiàn)二次污染；（2）客土，此類方法需要向重金屬污染土壤中增加清潔的土壤，覆蓋或者混入到污染土壤內(nèi)，提高土壤自我修復的能力。（3）翻土是針對深層次的土壤進行替換，促使重金屬污染物可以分散到深層次，稀釋重金屬在土壤中的濃度，體現(xiàn)出自然修復的作用。換土法需要將有重金屬污染的土壤，與生態(tài)系統(tǒng)隔離，避免造成更大的土壤污染。

熱脫附法，利用了重金屬的物理揮發(fā)特性，通過微波、紅外線輻射、蒸汽的介質，加熱重金屬的污染土壤，促使土壤的污染物能夠揮發(fā)，配置真空負壓的方式，收集土壤中揮發(fā)出的重金屬物質，完成土壤修復。土壤熱脫附的過程中，運用不同的溫度，如：90～320℃、320～560℃，落實熱處理技術，采取預處理、旋轉爐熱處理、出口氣體的三個階段，實現(xiàn)土壤的修復。

3、生物修復

植物修復，借助植物的吸收、固定、清除等功能，修復土壤，去除土壤中的重金屬污染。植物能夠降低土壤中重金屬的含量，降低重金屬在土壤中的毒性。植物修復方面，分為植物穩(wěn)定、植物提取、植物揮發(fā)的方式。例如：植物穩(wěn)定修復，植物的根部可以吸收、還原土壤中的重金屬污染物，植物根部能夠減緩重金屬的移動能力，提高植物根部的利用效率，避免重金屬參與到生態(tài)食物鏈內(nèi)。植物修復不僅能處理土壤中的重金屬，還能保障土壤的穩(wěn)定與穩(wěn)固。

微生物修復，其在重金屬土壤污染中，雖然不會降解、破壞重金屬元素，但是可以改變重金屬的性質，避免其在土壤中發(fā)生轉化、遷移。微生物修復的核心是，利用微生物沉淀、氧化等反應，清除土壤內(nèi)的重金屬污染物。例如：微生物菌根，連接著土壤和重金屬，其可改變植物對重金屬的吸收，促使植物可以快速將土壤中的重金屬轉移。

動物修復，土壤中的一些動物，如：蚯蚓，可以吸收重金屬污染物。重金屬土壤污染區(qū)域，可以采取人工干預的方式，向污染區(qū)域中投放高富集的動物，促進重金屬的吸收，降低重金屬在土壤中的毒性[4]。動物修復的研究歷史很長，為重金屬污染提供了較好的處理條件，根據(jù)重金屬在土壤中的污染濃度，規(guī)劃動物修復。動物修復已經(jīng)可以應用到工業(yè)污染土壤處理上，專門處理工業(yè)造成的重金屬土壤污染，提高土壤的質量水平。

二、重金屬污染土壤修復技術建議

針對重金屬污染土壤修復技術的應用，提出幾點建議，用于提高土壤的修復能力。首先重金屬污染土壤修復方面，根據(jù)污染的狀態(tài)，篩選并培育出油量的植物，如：超富集植物，促使植物能夠滿足重金屬污染土壤修復的需求，在重金屬污染土壤修復方面，研究超富集植物，要更為高效的采取篩選并培育修復生物，提高土壤修復的經(jīng)濟效益；然后是微生物對土壤修復的建議，菌類對重金屬處理的能力很強，培育出富集重金屬能力強的菌株，處理好土壤中的重金屬元素；第三是研究重金屬土壤污染的技術性修復方法，如納米材料中的納米磷石灰、零價鐵，以此來提高土壤的pH值，改變土壤內(nèi)重金屬的價態(tài)表現(xiàn)，逐步降低重金屬在土壤中的活性，抑制土壤修復重金屬，最大程度的保護土壤環(huán)境。土壤重金屬污染方面，還要注重修復技術的研究，優(yōu)化土壤的環(huán)境。

結束語：

重金屬在土壤環(huán)境中，屬于比較明顯的一類污染源，根據(jù)重金屬污染土壤的狀態(tài)，落實土壤修復技術，保護好土壤環(huán)境，消除土壤中的重金屬污染源。土壤環(huán)境中，要按照重金屬污染的分析，采用修復技術，不能破壞土壤的結構，還要發(fā)揮修復技術的作用，恢復土壤的能力。

參考文獻：

[1]羅戰(zhàn)祥，揭春生，毛旭東.重金屬污染土壤修復技術應用[J].江西化工，2010，02：100-103.

[2]秦樊鑫，魏朝富，李紅梅.重金屬污染土壤修復技術綜述與展望[J].環(huán)境科學與技術，2015，S2：199-208.

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土壤污染物大致可分為重金屬等化學污染物、物理污染物、生物污染物和放射性污染物。在這幾類污染物中，重金屬會造成土壤環(huán)境質量嚴重下降。重金屬在土壤中累積超過一定數(shù)量，就會污染生長于其中的植物，進而影響人類健康，引發(fā)嚴重疾病。但是，由于土壤污染有著不同于其他污染的一些特點，在相當長一段時間內(nèi)并沒有引起足夠的重視，我國對于土壤污染的預防和修復也還處于探索和研究的初級階段，很多防治措施還不能起到有效作用，因此土壤重金屬污染有愈演愈烈的趨勢。針對土壤重金屬的污染問題，我們采訪了我國著名環(huán)境生態(tài)專家、南開大學環(huán)境科學與工程學院院長周啟星教授。

“隱形殺手” 浮出水面

周啟星，主要研究方向包括復合污染生態(tài)學、污染環(huán)境修復、生態(tài)毒理與環(huán)境基準等，在環(huán)境污染特征、毒理效應、土壤環(huán)境基準以及修復等方面進行了大量相關研究，尤其在土壤重金屬污染防治與修復研究領域有很深的造詣。

在很多人的印象中，“土壤污染”似乎是個新名詞，人們對它是陌生的。其實，這些在土壤中潛伏了多年的“隱形殺手”，正悄無聲息地浮出水面，不斷產(chǎn)生可怕的危害。一段時間來，各地土壤重金屬污染事件頻發(fā)，才漸漸引起了普通百姓對土壤污染的關注。

在采訪中，周啟星介紹說，土壤重金屬污染來源眾多。這些重金屬進入土體，被生長在其中的作物吸收和積累，人食用了這些被重金屬污染的糧食和蔬菜后，將重金屬吸收到體內(nèi)，健康受到很大危害，出現(xiàn)嚴重的“污染病”。20世紀60年代，日本發(fā)生的“痛痛病”和“水俁病”，就是因為鎘和汞對環(huán)境的污染所致。目前，我國重金屬污染也開始呈現(xiàn)快速上升的趨勢，2011年1至8月份短短半年多時間，就出現(xiàn)了11起重金屬污染事件，土壤重金屬污染問題進入人們的視線，對土壤重金屬污染的治理與修復變得刻不容緩。

原本被大家忽視的土壤污染一下集中爆發(fā)出來，造成的消極影響直線上升，在之前相當長的一段時間內(nèi)卻似乎并沒有太多這方面的報道，這是什么原因呢？從周啟星教授介紹的土壤重金屬污染的特征中，我們可以找到原因。周啟星教授介紹了土壤重金屬污染的主要特點：污染的長期積累性、隱蔽性、形成原因的復雜性以及治理的困難性。

土壤重金屬污染的積累性，是指土壤重金屬污染不像水污染那樣因為河道被排入污水就可以馬上被發(fā)現(xiàn)，也并不像工廠的廢氣排入空氣中后人們即刻就能看到。土壤污染是一個逐漸累積的過程，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及城市垃圾等固體廢棄物的堆放，使重金屬有機會滲入土壤；水和大氣中的污染物最終也會進入土壤，對土壤造成次生污染。土壤是“最后的垃圾桶”，積累于土壤中的各種重金屬，將會逐漸得以釋放，對地下水和植物造成緩慢的污染，最終對人體健康構成威脅。學界有一種形象的說法，將其稱為“生物定時炸彈”。所以，重金屬的中毒發(fā)生，是一個緩慢的過程，到出現(xiàn)問題時，一般都已經(jīng)產(chǎn)生了比較嚴重的后果。

周啟星教授說：“由于土壤本身就具有凈化功能，它的污染及其危害也就具有潛在性，用肉眼是很難觀察到的，只有用專業(yè)的檢測設備才能夠檢驗土壤是否被污染，以及污染的程度究竟有多嚴重?！蓖寥乐亟饘傥廴镜碾[蔽性，造成土壤污染狀況容易被忽視。因此，要到有嚴重的污染事件出現(xiàn)時人們才會察覺到土壤污染的存在，這也就是為什么最近一段時間內(nèi)各地的重金屬中毒事件頻頻發(fā)生，人們才意識到這一污染的嚴重性。

因為進入土壤中的重金屬在大多數(shù)情況下不止一種，所以土壤的重金屬污染具有復雜性。周啟星教授解釋說，土壤的重金屬污染除了一些主要的有毒重金屬污染之外，還有一種情況，那就是有一些毒性小的重金屬，如錫、碘等，它們在有機污染物的交互作用下，毒性會變得比較復雜，對動植物和微生物均會造成更大的危害。

由于上面提到的這些特點，導致土壤重金屬污染的治理變成一件棘手的事情，紛繁復雜、千頭萬緒的原因和污染狀況讓土壤重金屬污染的治理只是停留在初級探索的階段，很難找到切實有效的方式來進行治理，這也就涉及到了土壤污染治理所面臨的極大困難。

防治征程困難重重

當土壤污染的問題不斷發(fā)生并開始被重視之后，相應的預防、治理和修復也就應該開始進行，并盡量使其提早發(fā)揮作用。然而，目前我國土壤重金屬污染的預防和治理工作進行得并不是很順利，原因是多方面的。

周啟星教授特別提到了我國土壤環(huán)境質量標準制定與修訂工作過于落后的現(xiàn)狀，對我國土壤重金屬污染防治工作產(chǎn)生了嚴重影響。周啟星教授介紹說，目前我國使用的《土壤環(huán)境質量標準》是1995年制定的，到現(xiàn)在將近20年都沒有進行過修訂和補充。在此期間，土壤污染又有很多新情況和新問題出現(xiàn)。由于實施的標準十分陳舊和落后，導致無法解決一些現(xiàn)實新問題。

周啟星教授指出，1995年頒布的《土壤環(huán)境質量標準》，已經(jīng)不再對我國土壤重金屬污染防治工作產(chǎn)生積極影響。他強調(diào)，這一標準中存在的最大問題是，該標準的適用范圍只限于農(nóng)田、蔬菜地、茶園、果園、牧場、林地以及自然保護區(qū)等地的土壤，而關于商業(yè)用地和住宅用地，卻并沒有明確標準，而且標準中所收錄的重金屬并不全面，很多對人體健康有嚴重危害的土壤有機污染物并沒有被列入其中。該標準明顯是在土壤環(huán)境管理工作的初級階段制定的，很多方面都已經(jīng)不符合現(xiàn)在的要求。因此，該標準在如今的土壤重金屬污染的檢測和判斷中，已經(jīng)不能發(fā)揮應有的作用，這就迫切需要從國家層面上開展環(huán)境基準的系統(tǒng)研究，為《土壤環(huán)境質量標準》的修訂和完善奠定堅實的基礎。

周啟星教授非常重視土壤環(huán)境標準修訂和完善這項工作，他認為只有有了嚴格和符合實際的標準，解決“是不是應該修復？”、“在什么水平上修復？”、“修復之后希望達到怎樣的水平？”等一系列問題，土壤重金屬污染的檢測和修復工作才能順利開展。但是，他也非常遺憾地提到，目前我們國家很少有人在進行新標準方面的研究和探索。目前，只有他和他的研究團隊一起，進行了一些相關的研究工作。

周啟星教授還提到，目前污染土壤修復技術有待提高，也是土壤污染防治中一個比較突出的問題。土壤重金屬污染的修復技術不夠發(fā)達，沒有有效的修復技術來處理和凈化被重金屬污染過的土壤，使得對土壤重金屬污染的修復還停留在初級階段。目前普遍使用的污染土壤修復方法主要有兩種：物理修復法、化學修復法。其中，物理方法的缺點是費時費工，且成本較高；使用化學修復方法則容易引起其他問題，出現(xiàn)二次污染，因此在使用的時候應該考慮可能會造成的后果，慎重使用。因此，國內(nèi)很多相關專家都在對有效的污染土壤修復的方式進行探索和研究，目前生物修復技術因為其成本低廉、治理的本位性和永久性等優(yōu)點，是人們很看好的一種修復技術，但由于研究和開發(fā)剛剛起步，在應用上還并不成熟，有待相關專家進行深入的研究。

此外，周啟星教授提到的修復資金、實現(xiàn)商業(yè)化的體制問題以及管理方面，還存在著諸多問題。因此，土壤重金屬污染的預防和修復，是一項任重道遠的工作，其中還存在著很多的問題需要探討和解決。

任重道遠前景樂觀

周啟星教授說，土壤也像人一樣，會出現(xiàn)健康問題。土壤的健康出了問題之后，就如人生病之后，需要及時“治療”，否則繼續(xù)惡化下去就會出現(xiàn)更嚴重的問題。據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國土壤目前已經(jīng)處于亞健康狀態(tài)，需要及時采取“診斷”和“治療”措施，來抑制土壤的健康情況繼續(xù)惡化。

周啟星教授說：“我國的土壤污染問題比國外復雜得多，一是我國的人口多，另外在工業(yè)方面，國際上一些污染比較嚴重的企業(yè)都將工廠都搬到了我國。在這個大環(huán)境下解決土壤污染問題，確實存在比較大的困難。”他認為，在土壤污染的修復方面，應堅持“兩手抓”，一手抓機理的研究，一手抓應用推廣 ，加強與政府部門的合作來推動實際應用。他提出，應當將物理修復、化學修復、生物修復、綜合修復這幾種修復方式按照情況選擇使用，讓污染土壤修復的效果達到最好；另一方面，政府在相關政策的制定和管理上應繼續(xù)加強。多個方面共同努力，污染土壤的修復才能真正達到理想的效果。

尋求土壤污染的解決之道，應該從問題的根源做起。目前，我國的經(jīng)濟發(fā)展還是粗放式的，環(huán)保意識仍然淡薄、片面追求經(jīng)濟效益、盲目開發(fā)資源、開采方式不當?shù)葐栴}普遍存在，這些做法也都給土壤重金屬污染提供了方便的條件。因此，要在土壤重金屬防治方面取得真正的成績，就要在源頭上盡量控制重金屬污染的產(chǎn)生和擴散，在極易出現(xiàn)重金屬污染的相關工廠 ，應當進行相關的宣傳，提高大家保護土壤環(huán)境的意識，在重金屬污染的源頭上進行控制和預防，才能達到真正的治理污染的目的。

完善相關的法律法規(guī)，也是非常重要的一項措施。有明確的相關規(guī)定，是完成土壤污染預防和治理修復非常重要的一步。據(jù)了解，目前相關部門正在進行相關法律法規(guī)的制定，相信在這些法律法規(guī)出臺了之后，污染土壤的防治和修復就會有法可循，防治工作就能更加順利一些。

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關鍵詞：土壤污染 重金屬 危害 修復方法

土壤是人類賴以生存的主要自然資源之一，也是人類生態(tài)環(huán)境的重要組成部分[1-2]。隨著近年來經(jīng)濟發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不斷擴大，所產(chǎn)生的廢水和廢渣也不斷增多，不但破壞地表植被，而且其中有毒有害重金屬還隨廢水的排放及廢渣堆的風化和淋濾進入周邊土壤環(huán)境[3-6]。目前我國受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染耕地面積近2，000萬公頃，約占總耕地面積的1/5，其中工業(yè)“三廢”污染耕地1，000萬公頃，污水灌溉的農(nóng)田面積已達330多萬公頃。

1. 土壤重金屬污染的定義

在自然界，重金屬以各種形態(tài)存在，常見的金屬元素有銅、鉛、鋅、鐵、鈷、鎳、錳、鎘、汞、鉬、金、銀等；其中既有對生命活動所需要的微量元素，如錳、銅、鋅等；但大多數(shù)重金屬元素在環(huán)境中對環(huán)境都會有一定的污染作用，主要包括汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷等對生物體具有顯著毒害作用的元素[7]。重金屬的密度一般在4.0以上，約60種元素。但是由于不同的重金屬在土壤中的毒性差別很大，所以在環(huán)境科學中人們通常關注鋅、銅、鈷、鎳、錫、釩、汞、鎘、鉛、鉻、鈷等。砷、硒是非金屬，但是它的毒性及某些性質與重金屬相似，所以將砷、硒列入重金屬污染物范圍內(nèi)。由于土壤中鐵和錳含量較高，因而一般不太注意它們的污染問題，但在強還原條件下，鐵和錳所引起的毒害亦應引起足夠的重視。

土壤重金屬污染是指由于人類在生產(chǎn)活動中將重金屬帶入到土壤中，致使土壤中重金屬累積到一定程度，含量明顯高于背景，并可造成土壤質量的退化、生態(tài)與環(huán)境的惡化現(xiàn)象[8]。土壤本身含有一定量的重金屬元素，如植物生長所必需的Mn、Cu、Zn等。因此，只有當疊加進入土壤的重金屬元素累積的濃度超過了作物需要和忍受程度，作物才表現(xiàn)出受毒害癥狀，或作物生長并未受害但產(chǎn)品中某種金屬的含量超過標準，造成對人畜的危害時，才能認為土壤已被重金屬污染[9]。如土壤環(huán)境質量標準值（GB15618-1995）[10]。

2. 土壤中重金屬的來源、種類

土壤重金屬污染主要是由工業(yè)產(chǎn)生的“三廢”以及污水灌溉、農(nóng)藥和化肥的不合理施用等農(nóng)業(yè)措施引起的。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，重金屬對土壤和農(nóng)作物的污染問題越來越突出，部分地區(qū)土壤重金屬污染現(xiàn)象十分嚴重?？傮w來講，土壤重金屬污染源較廣泛，即有自然來源，又有包括人類活動帶入土壤的部分，目前主要來源為人為因素。主要包括大氣塵降、污水灌溉、工業(yè)廢棄物得不當堆放、采礦及冶煉活動、農(nóng)藥和化肥的過多施用等[11-12]。

2.1 污水灌溉

污水灌溉通常指的是使用經(jīng)過一定處理的城市污水灌溉農(nóng)田、森林和草地。中國水資源較為緊缺，部分灌區(qū)常把污水作為灌溉水源來利用。污水的種類按其來源可分為城市生活污水、石油化工污水、工業(yè)礦山污水和城市混合污水等。城市生活污水中重金屬含量雖然不多，但由于我國工業(yè)發(fā)展迅速，許多工礦企業(yè)污水未經(jīng)分流處理而排入下水道與生活污水混合排放，從而造成污灌區(qū)土壤Hg、As、Cr、Pb、Cd、Zn等重金屬含量逐年累積[15-16]。在分布上，往往是靠近污染源頭和城市工業(yè)區(qū)土壤污染嚴重，遠離污染源頭和城市工業(yè)區(qū)，土壤幾乎不受污水中的重金屬污染。

污灌在北方比較嚴重，因為我國北方比較干旱，水資源短缺嚴重，并且許多大城市都是重工業(yè)大城市，所以農(nóng)業(yè)用水更加緊張，污水灌溉在這些地區(qū)較為普遍。據(jù)統(tǒng)計，我國北方旱作地區(qū)污灌面積約占全國90%以上。南方地區(qū)相對較小，僅占6%，其余則在西北地區(qū)。污灌不僅導致土壤中重金屬元素含量的增加，而且還會在人體內(nèi)富集。研究顯示我國沈陽、溫州和遂昌等地由于污水灌溉引發(fā)了人體鎘中毒；鞍山宋三污灌區(qū)土壤中Hg、Cd的累積顯著，污染嚴重；用處理過的污水灌溉是解決干旱地區(qū)作物需水問題的一條可行途徑。但由此導致的土壤污染特別是重金屬污染必須引起重視。

2.2 農(nóng)藥和化肥污染

農(nóng)藥和化肥是重要的農(nóng)用物資，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展起到重要的推動作用，但如果不合理施用，則可導致土壤中重金屬污染。部分農(nóng)藥在其組成中含有Hg、As、Cu、Zn等重金屬元素，過量或不合理使用將會造成土壤重金屬污染。肥料中含有大量的重金屬元素，其中氮、鉀肥料含量相對較低，而磷肥中則含有較多的有害重金屬，另外復合肥的重金屬含量也相對較高。施用含有重金屬元素的農(nóng)藥和化肥，都可能導致土壤中重金屬的污染。

2.3 礦山開采和冶煉加工

我國重金屬礦產(chǎn)相對豐富，在金屬礦山的開采、冶煉過程中，會產(chǎn)生大量廢渣及廢水，而這些廢渣和廢水隨著礦山排水和降雨進入土壤環(huán)境中，便可直接地造成土壤重金屬污染，這在我國南方地區(qū)表現(xiàn)得尤為突出。

3. 重金屬污染的特點及危害

3.1 重金屬元素污染土壤的主要特點

在土壤環(huán)境中重金屬污染特點可以分為兩部分：一是土壤環(huán)境中重金屬自身的特點，二是重金屬元素在不同介質中所表現(xiàn)的特點。具體特點如下：（1）形態(tài)變換較為復雜，重金屬多為過渡元素，有著較多的價態(tài)變化，且隨環(huán)境Eh，pH配位體的不同呈現(xiàn)不同的價態(tài)、化合態(tài)和結合態(tài)。重金屬形態(tài)不同則其毒性也不同；（2）有機態(tài)比無機態(tài)的毒性大；（3）毒性與價態(tài)和化合物的種類有關；（4）環(huán)境中的遷移轉化形式多樣化；（5）生物毒性效應的濃度較低；（6）在生物體內(nèi)積累和富集；（7）在土壤環(huán)境中不易被察覺；（8）在環(huán)境中不會降解和消除；（9）在人體內(nèi)呈慢性毒性過程。（10）土壤環(huán)境分布呈區(qū)域性；

過量的重金屬會引起動植物生理功能紊亂、營養(yǎng)失調(diào)、發(fā)生病變，重金屬不易被土壤微生物降解，可在土壤中累積，也可通過食物鏈在人體內(nèi)積累，危害人體健康。土壤一旦遭受重金屬污染，就很難徹底消除，污染物還會向地下水和地表水中遷移，從而擴大其污染。因此重金屬對土壤的污染是一類后果非常嚴重的環(huán)境問題。

3.2人類因土壤重金屬污染而遭受的危害[25]

（1）土壤污染使本來就緊張的耕地資源更加短缺；（2）土壤污染給農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來很大的不利影響；（3）土壤污染中的污染物具有遷移性和滯留性，有可能繼續(xù)造成新的土地污染；（4）土壤污染嚴重危及后代人的利益，不利于可持續(xù)發(fā)展；（5）土壤污染造成嚴重的經(jīng)濟損失；（6）土壤污染給人民的身體健康帶來極大的威脅；（7）土壤污染也是造成其他污染的重要原因。

4. 對重金屬污染的防治及修復

4.1 對土壤污染的預防

目前，仍未找到可廣泛應用且行之有效的重金屬污染治理方法，但控制污染源，是防止土壤污染的根本措施之一，同時利用土壤的自凈作用對污染物凈化具有一定的預防作用?？刂仆寥乐亟饘傥廴驹?，即控制進入土壤中的重金屬污染物的數(shù)量和速度，通過土體自身的凈化作用，降低污染。

（1）控制和消除工業(yè)“三廢”

盡量利用循環(huán)無毒工藝，減少和消除重金屬污染物的排放，對工業(yè)“三廢”進行回收改善，使其化害為利，并嚴格控制工業(yè)生產(chǎn)中污染物排放量和濃度，使之符合排放標準。

（2）土壤污灌區(qū)的監(jiān)測和管理

在污灌區(qū)對灌溉污水的重金屬元素進行控制，監(jiān)測水中重金屬污染物質的成分、含量及其變化，避免引起土壤污染。

（3）合理施用化肥和農(nóng)藥

對于農(nóng)藥和化肥的施用，應以環(huán)保無毒為準則，禁止或限制使用高殘留農(nóng)藥，大力發(fā)展高效、低毒、低殘留農(nóng)藥，發(fā)展生物防治措施。為保證農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)，合理施用化學肥料和農(nóng)藥是必需的，但需控制好施用量，否則會造成土壤或地下水的污染。

（4）土壤容量和土壤凈化能力的提高

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，施用有機肥，改良松散型沙土，改善土壤膠體的種類和數(shù)量，增加土壤對有害重金屬的吸附能力和吸附量，從而減少重金屬在土壤中的生物有效性。利用微生物品降解土壤中的重金屬，提高土壤凈化能力。

4.2 土壤中重金屬污染的修復方法

（1）工程措施

工程治理措施是指在土壤環(huán)境中，用物理或物理化學的原理來減少重金屬污染物的措施。主要包括客土，換土，翻土，淋洗液熱處理以及電解等方法。以上方法措施的治理效果相對徹底，但實工過程復雜、所需治理費用較高且比較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夠在土壤中生存的生物的某些習性來抑制和改良土壤重金屬污染。Nanda Kumar P B A等發(fā)現(xiàn)某些特殊植物對土壤中的重金屬元素具有富集作用。寇冬梅等研究認為食用菌對重金屬具有吸附作用。所用方法有動物治理，微生物治理，植物治理等。生物措施的優(yōu)點是實施較為簡便易行、投資較少且對環(huán)境破壞小，而缺點是在短期內(nèi)不易得到治理效果。

（3）化學措施

化學治理方法是利用化學物質和天然礦物對重金屬污染進行的原位修復技術，目前，在許多區(qū)域得到應用?；瘜W治理措施主要包括利用土壤改良劑、抑制劑，增加土壤有機質、陽離子代換量和粘粒的含量，改變pH、Eh和電導等理化性質，使土壤重金屬發(fā)生氧化、還原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用，以降低重金屬的生物有效性。化學治理措施優(yōu)點是治理效果相對較明顯，而缺點是容易再度活化。

（4）農(nóng)業(yè)措施

農(nóng)業(yè)治理措施是通過改變耕作方式和管理制度來達到降低土壤重金屬危害的方法。M.Puschenreiter等探討了利用農(nóng)業(yè)耕作措施治理土壤重金屬的方法，得出在不同污染地區(qū)種植不同的農(nóng)作物可有效降低重金屬的污染。治理方法主要包括控制土壤水分，選擇合適的農(nóng)藥、化肥，增施有機肥，選擇農(nóng)作物品種等。農(nóng)業(yè)治理措施的優(yōu)點在于操作簡單、費用不高，而缺點是需要較長治理周期卻治理效果不顯著。

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篇4

湖北省大冶市土壤重金屬污染整體水平較高，特別是鎳、銅、砷等的污染，超標范圍較大，污染程度較高，且污染主要集中在冶煉及開采活動較多的區(qū)域。在箕鋪鎮(zhèn)東角山村、金牛鎮(zhèn)下邊村選取具有代表性的兩塊修復示范用地，對解決大冶市重金屬污染問題，探索經(jīng)濟、合理、綠色的修復技術和方法有重要意義。

本研究針對大冶市存在的大范圍重金屬污染農(nóng)田，選取位于大箕鋪鎮(zhèn)東角山村、金牛鎮(zhèn)下邊村兩塊具有代表意義的農(nóng)田共400畝，進行修復示范工程，擬找到一條適合當?shù)厣鐣?jīng)濟水平的修復重金屬污染農(nóng)田技術。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大箕鋪鎮(zhèn)東角山村重金屬污染地塊中銅、鎳的含量超出土壤環(huán)境質量三級標準（GB15618-1995），分別為589.00mg/kg、204.30 mg/kg，金牛鎮(zhèn)下邊村重金屬污染地塊中砷、鎳的含量超出土壤環(huán)境質量三級標準（GB15618-1995），分別為36.93mg/kg、259.00 mg/kg。

本示范工程擬采取植物-化學聯(lián)合修復方法，重點對大箕鋪鎮(zhèn)東角山村地塊的銅、鎳和金牛鎮(zhèn)下邊村地塊的砷、鎳進行修復，土壤修復深度為0.5m。

1、工程示范目標

將被重金屬污染的區(qū)域恢復農(nóng)田功能，土壤重金屬的濃度修復到標準限值，保證農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)；通過此修復示范工程，探索得到一種適合當?shù)厣鐣?jīng)濟水平及實際狀況的并可用于大面積重金屬污染土壤修復的理念和方法。

綜合考慮各目標污染物國家標準、風險計算結果和土壤背景值之間的差異及我國目前土壤修復技術和經(jīng)濟的發(fā)展水平現(xiàn)狀，本項目的農(nóng)田土壤修復的標準建議采用土壤環(huán)境質量三級標準（GB15618-1995），鎳、砷、銅的修復標準分別為200mg/kg、30mg/kg、400mg/kg。

1.1 示范目標

被重金屬污染的農(nóng)用地通過連續(xù)種植超富集植物對重金屬提取，將其修復到土壤環(huán)境質量三級標準（GB15618-1995）的水平。在最短的時間內(nèi)最大程度地去除土壤中的重金屬（銅，砷和鎳），對于修復過程中田地上是否能夠產(chǎn)出經(jīng)濟作物以及經(jīng)濟作物的用途則作為第二優(yōu)先級考慮。

1.2修復措施

選擇和種植各種適合當?shù)厣L的重金屬超富集植物，將土壤中的重金屬富集到植物內(nèi)。然后通過植物的收割，將重金屬從土壤中去除。收割的生物質進入后續(xù)處理過程。輔助措施包括改良土壤的營養(yǎng)結構、pH、氧化還原電位等，通過在土壤中加入溫和的螯合化學添加劑等方法，來促進重金屬超富集植物對土壤中重金屬的吸收。

1.3 種植計劃

種植面積：400畝；

主要針對提取重金屬：砷、鎳、銅；

超富集植物：甘薯高山薯Ipooea douarrei；

種植方式：單種，塊莖繁殖；

種植密度：2000株/畝；

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

收獲方式：人工+機械收割。

1.4修復目標：土壤環(huán)境質量三級標準（GB15618-1995）

1.5目標可達性分析

目前有效的土壤重金屬污染修復主要有兩種途徑。一種是使重金屬在土壤中產(chǎn)生沉淀、吸附等一系列反應，改變重金屬在土壤中的存在狀態(tài)，降低其生物有效性，使其鈍化，脫離食物鏈，減小其毒性；另一種是找尋重金屬超累積植物，利用植物吸收，降低土壤中重金屬含量并輔以一些物理化學手段，例如添加浸提劑將土壤中大部分重金屬提取出來再進行集中處理，從而達到修復土壤重金屬污染的目的。重金屬污染土壤的植物修復技術是一種新興的綠色生物技術，其在一定意義上是污水生物凈化和土地處理工程技術的延伸，代表了重金屬污染土壤修復技術創(chuàng)新方向。

植物提取利用植物根系對目標污染重金屬元素的吸收，并經(jīng)過植物體內(nèi)一系列復雜的生理生化過程，將重金屬元素從根部轉運至植物地上部分，再進行收割處理，從而把重金屬從污染土壤中去除。該技術適用于大面積推廣修復重金屬污染場地，而且具有成本低廉，不造成二次污染和美化環(huán)境的多重效益。

2、示范工程內(nèi)容

2. 1 植物修復工程前期工程建設

（1）土地平整和覆土

對土壤進行整平和覆土。覆土所用土壤包括心土和表土，心土直接采集于周邊山地，表土則來源于水源地被剝離的上層土壤。

（2）修復示范工程種植區(qū)的水土保持和邊坡處理

對于不能覆蓋植被的基礎設施，如田埂路，需要人工壓實，以防降雨沖刷，對于不同種植分區(qū)之間的主干路和支干路不能覆蓋植被，可考慮使用壓實機對其進行壓實硬化，并在其表面鋪設碎沙石。對于地勢較低且不遠處有地勢較高尾礦庫的修復區(qū)域 ，因此需要對修復區(qū)域周邊進行邊坡圍墻處理。

（3）修復示范工程種植區(qū)的排灌系統(tǒng)

對于地勢較低，且周邊水塘存在污染隱患，優(yōu)先考慮噴灌技術。項目示范用地附近沒有高位水源的自然落差，噴灌用水需要經(jīng)水泵增壓，需要考慮配套的設備包括：動力機、水泵、輸水管道和噴頭等。

（4）修復示范工程種植區(qū)的建筑和附屬設施

擬采用向當?shù)剞r(nóng)民租用的方式租賃辦公、居住類房屋，科研等活動轉移至金湖示范區(qū)進行。并購置科研、辦公和實驗設備，配套的附屬機械設備和設施以租用為主，專用型農(nóng)用機械如收割機以購置為主。

（5）供電系統(tǒng)

供電電源用附近村莊的變電站或工廠引線接電，電纜長度、位置及配電設備需要根據(jù)實際情況確定，由當?shù)毓╇姴块T實施接入。

2.2 植物修復

針對此示范區(qū)域耕地及其污染特點，對面積為400畝的示范區(qū)主要種植超富集植物，配合化學藥劑，使土壤中重金屬盡快釋放，并被超富集植物提取出來，達到修復目標。

3、工程效益分析

3.1 環(huán)境效益

通過對土壤修復示范區(qū)內(nèi)重金屬污染土壤的修復，可清除土壤中的重金屬污染，大箕鋪鎮(zhèn)東角山村土壤中鎳、銅消減量為4.30mg/kg和189mg/kg，金牛鎮(zhèn)下邊村土壤中鎳、砷的消減量為59mg/kg和6.93mg/kg。同時可阻斷土壤重金屬對周邊環(huán)境的影響，如地下水、地表水、大氣環(huán)境污染等，使整個示范區(qū)環(huán)境質量改善。本次修復過程采用綠色修復的原則，保持全過程的環(huán)境友好，減少修復過程的二次污染，且節(jié)能、安全、可循環(huán)和具有可持續(xù)性。修復中確定的超富集植物適合大冶當?shù)氐臍夂颦h(huán)境，不會對當?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)環(huán)境造成負面影響。植物修復過程也能夠增加土壤中有機質含量和土壤肥力，增加農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質。

3.2 經(jīng)濟效益

通過項目建設，修復區(qū)可以改善農(nóng)田面積400畝，土壤質量達到土壤環(huán)境質量三級標準（GB15618-1995）。修復前的農(nóng)田撂為荒地，修復后可正常種植農(nóng)作物，畝效益和糧食效應的增加率為100%，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值增加42萬斤，每斤按國家規(guī)定的最低收購價0.95元計算，每年純收入增加到39.9萬元。另外，在工程修復期間田地上生長的超富集植物可賣給當?shù)靥釤拸S提煉金屬，按每畝2000公斤，每斤0.05元計算，每年400畝地純收入增加8.00萬元。植物產(chǎn)品也可提供給當?shù)氐纳锬茉雌髽I(yè)提煉生物柴油或生物乙醇用作清潔能源，每年純收入至少增加2萬元。玉米、高粱等經(jīng)濟作物雖然是低累積作物，總體上也能吸收一部分目標重金屬，其秸稈可以收集碾碎后產(chǎn)生燃氣或用于秸稈發(fā)電，減少當?shù)仉姾膲毫?。工程進行的過程中采取邊修復邊生產(chǎn)相結合的方式，保證當?shù)剞r(nóng)民具有一定的經(jīng)濟收入。

篇5

關鍵詞：重金屬；污染；土壤；植物修復

中圖分類號：X24文獻標識碼：A文章編號：1674-9944（2015）12-0226-03

2土壤重金屬污染現(xiàn)狀

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，越來越多的工礦企業(yè)被建立。資源的緊張也導致越來越多的污水被灌溉到農(nóng)田中。污灌區(qū)的污水是經(jīng)過簡單處理的日常用水以及工業(yè)廢水，其中大部分是來自于附近廠區(qū)的工業(yè)用水。隨著我國城鎮(zhèn)建設的不斷增強，各個大中小城市對污水的處理也得到了進一步的改善。但是其中潛在的污染風險也一直是人們研究的對象，尤其是近年來糧食安全問題層出不窮，長期累計的土壤問題開始顯露，并呈現(xiàn)不斷加強的趨勢。

近年來，在全國土壤調(diào)查的基礎上我國研究學者對部分地區(qū)農(nóng)用地土壤展開了調(diào)查研究。其中天津、沈陽、保定、蘭州等工業(yè)城市的污灌區(qū)表層土壤呈現(xiàn)不同程度的重金屬污染[6～10]。張麗紅等[11]以國家土壤環(huán)境質量標準為標準，采樣調(diào)查分析了100個河北省清苑縣及清苑縣附近的農(nóng)田土壤樣品，結果顯示：土壤中Cd污染最為嚴重，超標率65%，達中度污染水平；Pb、Zn、Cu超標率分別為37%、44%和33%，達到輕度污染水平，足以引起各位學者關注。茹淑華等[12]對河北石家莊典型污灌區(qū)進行取樣調(diào)查，結果顯示：污灌區(qū)Cu 、Zn 、Pb 、Cd 和Cr存在不同程度的富集現(xiàn)象，而清灌區(qū)仍處于清潔水平。雖然污灌區(qū)土壤重金屬含量總體上均未超過我國農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境質量標準，但土壤樣品仍有個別樣點的Cd出現(xiàn)超標現(xiàn)象。因此，對污灌區(qū)土壤重金屬修復迫在眉睫。

3土壤中重金屬污染的植物修復措施

針對環(huán)境污染，越來越多的污染修復方式被人類利用。其中植物修復是以清除污染，修復或治理為目的利用綠色植物從環(huán)境中轉移容納或轉化污染物的環(huán)境污染治理技術[13～15]。其根據(jù)修復植物的特點和功能用于重金屬污染土壤等接種的植物修復技術主要有4種類型：植物揮發(fā)、提取、過濾以及穩(wěn)定或固化[16]。

3.1普通植物對土壤重金屬的修復

近年來，我國對植物修復重金屬污染土壤作出了很多研究。陳同斌等[17]試驗小組分別發(fā)現(xiàn)在我國湖南、廣西南方等地存在大面積的蜈蚣草等蕨類植物，并指出其具有超富集砷能力，且其植物體內(nèi)氮磷養(yǎng)分的含量遠遠低于其葉片含砷量。劉金林等[18]對一年蓬進行實驗研究發(fā)現(xiàn)，該原產(chǎn)自北美的一年蓬對土壤中重金屬的富集能力較強。同時lin等[19]以汞污染的稻田為實驗材料，研究了改作苧麻對土壤中重金屬的凈化作用，研究顯示改作苧麻能凈化汞污染的稻田，其中年凈化率達41%，并連種稻田土壤的自凈時間縮短了8.5倍。黃會一等[20]也發(fā)現(xiàn)楊樹對汞和鎘有很好的耐性和凈化功能。

3.2花卉植物對土壤重金屬的修復

隨著經(jīng)濟和社會的不斷發(fā)展，越來越多的研究學者也將目光轉向花卉植物?；ɑ苤参锞哂幸欢ǖ挠^賞性，而且種類繁多。同時花卉植物對重金屬有一定能力的積累轉移作用。周霞等[21]對鴨腳木、小葉黃楊等8中花卉植物進行研究發(fā)現(xiàn)：花卉植物對重金屬的轉移能力大小順序為Zn>Cd>Cu>CrPb 。對重金屬的積累能力大小順序為Cr>Zn>Cu>Cd>Pb。其中，亮葉忍冬、小葉黃楊、金葉假連翹對土壤中Cd的修復效果較為理想；鴨腳木、亮葉忍冬、小葉黃楊對土壤中Zn的修復效果較好；鴨腳木、金光變?nèi)~木、細葉雞爪槭、胡椒木、等花卉植物對土壤中Cr的富集能力均較高，且根部積累系數(shù)都大于1，這說明對土壤中Cr的修復效果較好。

3.3草本能源植物對土壤重金屬的修復

草本能源植物作為生物生長和人類發(fā)展的生物能源基礎在社會發(fā)展及人類生存過程中占有重要地位[22，23]。同時在倡導低碳經(jīng)濟的當今社會，草本能源植物作為草本植物的一種，其同樣具有非常高的應用生態(tài)價值及經(jīng)濟價值[24～27]。最重要的是，部分草本能源植物具有較強的生態(tài)適應能力使其在污染土地的治理中具有一定的應用潛力。侯新村等[28]對柳枝稷、荻、蘆竹、雜交狼尾草、四種草本能源植物的規(guī)模化種植并對其積累重金屬作用進行研究，研究結果表明：草本能源植物對砷汞銅鉻鉛鎘等重金屬的絕對富集量較為可觀。對于砷銅鉛鎘均以雜交狼尾草的絕對富集量最高，柳枝稷、荻、蘆竹次之；雜交狼尾草對污染土壤中污染物汞的絕對富集能力最高；蘆竹對鉻的絕對富集能力最高，最高達1 333.37 g/hm2，這說明草本能源植物可以作為重金屬污染植物修復的一類修復植物，其具有一定的修復潛力。

4結語

土壤的重金屬污染危及糧食生產(chǎn)、食物質量、生態(tài)安全、人體健康以及區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。以預防為主[29]，預防、控制和修復相結合的土壤保護政策迫在眉睫。我國雖然在植物修復上起步較晚，但是仍然發(fā)展迅速。植物修復是利用具有修復性能的植物的生命活動對重金屬污染土壤進行積累修復的一項新技術。與此同時，我國很多的研究學者也就此問題展開過多種研究且證明植物修復是一種極具有潛力的土壤重金屬修復方式。因此接下來仍需要在找到具有較強積累能力的植物之后對其生長發(fā)育規(guī)律及發(fā)育調(diào)控措施進行研究從而不斷提高植物修復的效率以加快對土壤重金屬污染的修復進程。

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關鍵詞：土壤污染；物理修復；化學修復；生物修復

土壤是植物生長過程中不可或缺的生態(tài)環(huán)境，也是人類生存發(fā)展必不可少的重要資源。但是，隨著人類進入工業(yè)時代以來，各類工廠如雨后春筍般層出不迭，給自然環(huán)境帶來了許多危害。土壤也受到污染，重金屬、有機磷等化學物質的堆積嚴重改變了土壤的原生態(tài)質，危害到植物的生L。并且通過自然界存在的食物鏈關系，污染物進入到人體，損害人類的身體健康。本文以此為前提，簡要介紹并分析了幾種土壤修復技術，以期在土壤污染治理上起到一點幫助。

目前，在全世界范圍內(nèi)，已有的土壤修復技術大致可以歸納為三種，一是物理修復技術，二是化學修復技術，三是生物修復技術。

1 物理修復技術

1.1 換土法

換土法顧名思義是用新鮮無污染的土壤全部或部分替換掉已污染土壤，它的技術原理是通過增加干凈土壤來降低污染物濃度，以此達到修復目的。換土法可分為換土、去表土、客土以及翻土。換土法適用于小范圍具有放射性污染源或難降解污染物的土壤，操作方法簡單，即直接用新鮮無污染土壤替換掉已污染土壤。但是在處理污染土壤時要注意，以免造成二次污染。去表土適用于污染淺的土壤，直接將已污染的表層土壤移走就可得到干凈土壤?？屯吝m用于不易直接進行處理的土壤，在其表面撒上厚厚一層干凈土壤，使植物在扎根時能直接接觸到干凈土壤，以此降低污染程度。翻土法適用于較厚土層的污染情況，這種方法是通過將表層受污染土壤翻到最底層，類似于農(nóng)活中的“翻新”，以達到稀釋污染物濃度的目的，從而降低污染程度。

1.2 熱修復法

熱修復法主要針對含有易揮發(fā)污染物的土壤，此方法可以通過蒸汽、射頻、紅外輻射等加熱方法對污染土壤進行加熱，對揮發(fā)出來的污染氣體進行統(tǒng)一收集、處理，效果良好、可操作性強，屬于物理修復的一種。熱修復法可以根除土壤中的易揮發(fā)污染物質，并且氣體由專業(yè)設備進行收集，可以防止造成二次污染。但是目前該方法的適用范圍比較局限，對于常見重金屬污染土壤并不適用，除此以外，其能量消耗與操作成本都相對較高，可操作性一般。該技術還需進行進一步發(fā)展與研究。

1.3 玻璃化技術

該方法適用于受重金屬污染嚴重的土壤。重金屬難降解、危害大，一般物理方法很難根除，并且通過食物鏈傳到人體體內(nèi)的重金屬甚至可以給人造成致命性傷害，所以對重金屬污染土壤的治理顯得尤為重要。而玻璃化技術是對重金屬污染土壤進行高溫高壓處理，以使重金屬凝固在玻璃態(tài)土壤中，并根除二次污染。該方法效率高，并且可以根除重金屬污染，但是工序復雜，成本較高，所以適用范圍比較局限。

1.4 電修復法

該方法和玻璃化法的適用范圍一樣，都是針對重金屬污染土壤。該方法是利用金屬良好的導電性，在污染土壤中通入低壓直流電，使金屬中電子定向遷移，從而達到修復目的。這種方法不僅可以治理土壤污染，還可以對重金屬進行收集和再次利用。除此之外，該方法成效快、工藝簡單，并且價錢低廉，所以應用范圍較廣泛。另外，電修復法還可用于對有機物污染土壤的治理上。

2 化學修復法

2.1 淋洗法

淋洗法是指用淋洗液來沖洗土壤空隙介質中的污染物，操作簡單并且安全。適用淋洗法之前要了解到需要修復土壤的土質特性。對粘性差的砂質一般只能進行初步淋洗，因為這種土質特性沒辦法對污染物進行有效吸附。當然對于粘性效果好的土壤就要進行二次修復過程了。二次修復選擇的淋洗液一般是根據(jù)土質特性進行專一修復的無機溶液或有機溶液。第一次進行淋洗時，通常選擇清水作為淋洗液，以免造成二次污染。對特殊土壤的處理也有用到無機溶液和有機溶液的，具體選擇哪一種要根據(jù)土壤類型判斷。

2.2 提取法

該方法與物理修復法搭配起來用，成效很好。該法就是借助于化學反應，使土壤中很難直接分離出的污染物變成易分離的溶解性絡合物。之后從提取液中用物理或化學方法進行分離。提取液中富含豐富的可利用的離子，形成循環(huán)利用。該方法同樣適用于重金屬污染土壤的修復與治理，然而我國目前對這一塊兒的技術研究還不夠成熟，理論基礎尚未完善，這一條路仍舊任重道遠。

3 生物修復法

3.1 生物通氣法

該方法適用受到易降解有機物污染的土壤，借助氣體處理裝置往污染土壤中通入氧氣或空氣，并抽走易揮發(fā)有機物，以利于微生物的繁殖，加快降解速度。在使用該方法之前，先在污染土壤里打三四口井（視具體污染面積而定），并在通入空氣之前先通入適量的氮氣（不可通入過多，以免抑制微生物的繁殖），以此作為進行降解的氮源。

3.2 植物修復法

該方法可用于修復重金屬污染土壤和低濃度有機物污染土壤。其作用原理是用植物或者植物根系含有的特異微生物和多種酶來吸收土壤中的重金屬，通過萃取或絡合反應將重金屬提取出來，以此達到修復效果。此方法的優(yōu)點是用植物酶降低了重金屬的活性，防止其通過擴散作用污染到地下水。國外植物修復技術發(fā)展已成熟，但是國內(nèi)相關技術的發(fā)展還處于初級階段，應用最多的是借助植物根系微生物作用修復被低濃度有機物污染的土壤。

4 結束語

污染土壤修復技術是環(huán)保工程重點研究的課題之一，由于要考慮到土壤的土質類型、所處的生態(tài)環(huán)境以及周邊環(huán)境等因素的影響，土壤修復工作變得困難起來。雖然我國在這方面已經(jīng)取得了一些成效，但是仍舊有很多內(nèi)容亟待進行開發(fā)與研究。除此之外，缺乏統(tǒng)一的評價污染土壤修復技術的標準規(guī)則也對修復技術的進一步深入帶來不良影響。所以相關部門要盡早建立針對大部分污染土壤類型都適用的評價標準規(guī)則，并且要定期檢驗修復效果，以實現(xiàn)污染土壤修復工作的準確性、實用性以及科學性。

參考文獻

[1]向桂花.探討我國土壤污染問題及防治措施[J].農(nóng)業(yè)與技術，2015（6）.

[2]魏樣，韓霽昌，張揚，等.我國土壤污染現(xiàn)狀與防治對策[J].農(nóng)業(yè)技術與裝備，2015（2）.

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關鍵詞：固廢拆解；土壤污染；污染修復

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.100

0 引言

本文是以固廢拆解對土壤所造成的污染及采取的治理方法為研究對象。首先我們以臺州市路橋區(qū)固廢拆解集中區(qū)域作為我們的實驗基地，對該區(qū)域進行了長時間的調(diào)查研究，了解了固廢拆解的現(xiàn)狀，并對土壤進行了監(jiān)測，了解了固廢拆解對土壤所造成的主要污染物及污染程度，然后提出治理方案，并通過分析比較確定了土壤污染的修復目標、修復方法，隨后進行了土壤修復實驗，達到預期效果。最后針對治理過程中存在的問題提出改進建議。

1 土壤污染狀況監(jiān)測情況

1.1 布點設置

我們對已污染的選定區(qū)域表層土壤進行了調(diào)查篩選，通過網(wǎng)格法均勻布點取樣檢測，確定重點區(qū)塊，并重新根據(jù)污染源調(diào)查情況，采取污染源為中心的放射狀布點，對每個重點區(qū)塊進行布點采樣分析。

1.2 現(xiàn)狀監(jiān)測結果

根據(jù)監(jiān)測分析結果，路橋區(qū)表層耕地土壤鎘超標率最高，超標率達到41.7%；其次為銅，超標率達到32.3%；鉛和鋅的超標率分別達到20.5%和15.0%。在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道中，超標情況最為嚴重的是峰江街道，其次為新橋鎮(zhèn)，再次為主城區(qū)（包括路橋、路北、路南三個街道）。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道及重點區(qū)域土壤重金屬濃度如下：

2 污染土壤修復

2.1 修復方法

污染土壤的修復，不同污染類型的污染土壤具有不同的修復方法。針對有機污染土壤，國內(nèi)外采用較多的方法有化學淋洗技術、熱脫附技術、生物堆制技術、原位生物修復技術、熱解焚燒技術等；針對重金屬污染土壤，采用較多的技術有淋洗/浸提技術、生物修復技術、固化/穩(wěn)定化技術等[2]。

本實驗對選定區(qū)域土壤修復采用原位生物修復（動物、植物強化復合工藝）工藝為主，生物處理（化學淋洗）為輔的工藝技術。高濃度的地塊預先采用化學淋洗的措施，達到中度或輕度污染濃度后再采用動物修復；修復動物為“大平二號”蚯蚓；中度和輕度污染采取作物試種，選擇的植物修復品種為超積累植物芥菜。

2.2 修復實施效果

土壤污染修復后重金屬濃度見下表3。

根據(jù)上表：第一階段修復后植物修復區(qū)和動物修復區(qū)土壤中重金屬鉻、銅、鉛的濃度均低于第一階段修復目標值，達到了第一階段預期目標；動物修復區(qū)，動物修復后蚓體中的重金屬鉻、銅、鉛的濃度含量較高，修復后土壤中重金屬鉻、銅、鉛的濃度明顯降低，說明“大平二號”蚯蚓對重金屬的吸附效果比較明顯，在中度污染的地塊采用動物修復技術是比較成功的。

3 結論

本研究通過對臺州市路橋區(qū)固廢拆解業(yè)的調(diào)查與了解，選定了主要拆解基地作為試驗基地，對他們的土壤進行了監(jiān)測，在全面了解臺州市路橋區(qū)固廢拆解業(yè)對土壤造成的污染現(xiàn)狀的前提下，我們提出了生態(tài)修復方法，目前均取得了一定的成效。

參考文獻：

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關鍵詞：土壤污染；修復技術；探討

中圖分類號：X5 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170432224

工業(yè)化和城市化建設使城市甚至郊區(qū)大規(guī)模興建，經(jīng)濟得到發(fā)展，也帶來不少城市問題，土壤污染就是其中一項。注重發(fā)展質量，促進人與環(huán)境的和諧發(fā)展，已經(jīng)是社會的共識，但是在一些地方，城市建設帶來的土壤污染問題依然非常嚴峻，造成了土壤資源的嚴重浪費。針對城市土地利用中的土壤和修復問題，總的思路就是要轉變城市發(fā)展思路，提高土地的利用效率，促進城市環(huán)境的和諧發(fā)展。

1 城市土壤污染的含義

城市土壤是指經(jīng)過人類長期利用發(fā)育起來的土壤，與其他土壤類型相比，城市土壤本身具備土壤的基本特征，但是由于其成土環(huán)境的特殊性，容易受到城市建設帶來的各種有害物質的污染造成土壤污染，并且由于城市用地的差異性，城市土壤污染本身還具備一定的地域性。

2 城市土地利用中土壤污染的現(xiàn)狀、特點及危害

城市土壤污染結構復雜，重金屬污染比重大。粗放式的工業(yè)生產(chǎn)在我國持續(xù)了很多年，由此帶來的土壤問題也是非常嚴峻的，有關研究報告顯示，在中國城市土壤污染中，重金屬污染物的含量遠高于鄉(xiāng)村地區(qū)。這是因為在大建設年代，城市發(fā)展依賴于大型工廠，所以不少礦產(chǎn)加工以及塑料加工等工廠選址都會選在離城市較近的地方，甚至不少就選在了城市里面，在當時的時代背景下，工業(yè)生產(chǎn)的廢料就直接留在了土壤中，進而形成了土壤污染的早期狀態(tài)。燃煤的不完全燃燒形成了大量的煤渣，這也是重金屬污染產(chǎn)生的重要原因。汽車尾氣排放以及日益增加的汽車數(shù)量都會以各種形式進入到土壤系統(tǒng)中，造成不可逆的污染[1]。

城市土壤污染特點有別于其他污染，治理難度大。城市土地污染的成因決定了其治理難度與策略差異，在相當長的一段時期內(nèi)，人們對于城市建設的熱度大于對環(huán)境的綜合治理，這就意味著土壤中的污染物在此地域中存在了相當長的時間，其治理難度是非常大的。并且在有些快速城市化的地區(qū)，在原有廠礦基礎上新建起來的城市設施往往不會對土壤質量進行詳細檢測，一些建造Y構極大地破壞了土壤的自凈能力，并且其本身的建筑攜帶的有害物質也會加重此區(qū)域的土壤污染，這種惡性循環(huán)的情況在目前某些城市都是存在的，所以治理難度相當大。

3 對土壤進行修復的技術探討

技術修復的種類。鑒于城市土壤污染結構的復雜程度，相應的技術修復也是根據(jù)污染物進行的?，F(xiàn)階段主要修復技術有以下幾類。

植物修復。即利用植物自身特點來吸收土壤中的重金屬污染物。固定。即通過把主要污染物固定在某種介質中，使其化學狀態(tài)保持穩(wěn)定，從而減少其擴散，這是一種快速控制污染的方法。抽出氣體。針對點源污染，可以把空氣通過裝置強制性地灌入土壤中，并隨污染物一并抽出。土壤淋濕。即通過水來沖洗污染物，并對水進行回收，此種方法雖然在一定程度上能夠防止工作人員與污染物直接接觸，但是水進入時也有可能與土壤其他成分產(chǎn)生化學反應，引起二次污染。玻璃化。即把受到重金屬污染的土壤放在高溫環(huán)境中，使其變成玻璃物質，并且將重金屬污染物固定其中，能夠消除重金屬的影響。但是這種方式最明顯的缺陷就是造價太高，不利于普遍推廣。

城市土壤污染修復的建議：完善土壤修復的技術標準。目前，我國在土壤污染治理方面雖然出臺多部法律法規(guī)，但是涉及到技術修復方面的標準卻非常少，所以在實際操作中，就會出現(xiàn)無法可依的情況。在一些大氣等污染防治法中，對于技術修復的規(guī)定也比較分散，實際操作起來也有難度；定期進行土壤數(shù)據(jù)監(jiān)測，加大監(jiān)管力度。在廣大鄉(xiāng)村地區(qū)，由于耕地的原因，土壤質量監(jiān)測已經(jīng)形成了一定的流程，但是在城市土壤監(jiān)測中，卻存在很多誤區(qū)，甚至還出現(xiàn)意識的錯誤。在不少重工業(yè)地區(qū)的城市化建設中，往往忽略了對土壤質量的監(jiān)測，所以長期以來缺乏相關數(shù)據(jù)作為支撐，導致后期土壤技術修復無法順利進行，監(jiān)測監(jiān)督不力或者地區(qū)利益，使得修復成為一句口號，所以加強數(shù)據(jù)監(jiān)測，加大監(jiān)管力度，是很有必要的[2]。

加大對技術修復設備的研發(fā)和投入。土壤污染是一個社會問題，也是一個技術問題，修復技術設備的落后以及高昂的成本限制了修復技術的推廣。特別是對于一些混合污染物，快速的檢測設備對于土壤防治都能起到關鍵性的作用。所以建立土壤監(jiān)測的專業(yè)場所和研發(fā)便攜式監(jiān)測工具能夠大大提升修復的效率。

參考文獻

[1]王加華，張峰，馬烈.重金屬污染土壤穩(wěn)定化修復藥劑研究進展[J].中國資源綜合利用，2016（02）.

[2]趙李寧.污染土壤生態(tài)修復技術研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保，

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（江西省蠶桑茶葉研究所，南昌330203）

摘要：重金屬污染修復已成為當前國際環(huán)境科學研究的熱點問題，利用桑樹修復土壤重金屬污染也是一種有效的植物修復技術。筆者簡單介紹了土壤重金屬與植物修復技術的概念，并闡述了桑樹的生長特性，桑樹生長與土壤中鎘、鉛、鋅、砷等重金屬元素的關系，并結合江西省土壤重金屬污染的形勢，探討了桑樹作為江西省土壤重金屬污染修復樹種的潛力。

關鍵詞 ：桑樹；土壤重金屬；污染；植物修復；江西

中圖分類號：X-1 文獻標志碼：A 論文編號：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

江西省擁有全國最好的生態(tài)環(huán)境，具備大力發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)的潛力，但礦山開發(fā)、資源消耗、農(nóng)用化學品投入等給江西留下較大的重金屬污染區(qū)域，成為江西綠色崛起進程中繞不過的坎。江西作為綠色資源大省，在生態(tài)環(huán)境良好的條件下，堅持以人為本，在經(jīng)濟發(fā)展的同時，將重金屬污染治理作為民生工程的一件大事來抓，并積極探索重金屬污染區(qū)域環(huán)境修復新路，切實保護好江西的一草一木，讓全省人民都能享受到一流的生態(tài)環(huán)境，讓青山綠水永存。筆者以近年來桑樹用于修復土壤重金屬領域的研究報道為基礎，系統(tǒng)總結了重金屬元素鎘、鉛、鋅、砷與桑樹生長關系的研究現(xiàn)狀，并分析了利用桑樹進行土壤重金屬污染修復的潛力以及可行性，以期為未來該領域的研究提供參考。

1 土壤重金屬污染與植物修復

土壤重金屬污染是指由于人類活動，導致土壤中的重金屬含量過高，通常是密度大于5 g/m3，并對生態(tài)環(huán)境質量產(chǎn)生不良的影響[1-2]。常見對土壤造成污染的重金屬包括鉛、鋅、鎳、銅、鉻、鎘、汞等元素[3-6]。重金屬污染具有隱蔽性、不可逆性、長期性和后果嚴重性的特點。植物修復技術是指通過超富集植物的根系部分吸收固定重金屬元素，并轉移到地面部分，然后采用收割植物的方式去除土壤中重金屬元素[7-8]。植物修復技術是一種環(huán)境親和性修復技術，以其有效、非破壞、經(jīng)濟等特點，正成為土壤重金屬污染修復的主要手段之一[9]。

2 桑樹的特性

桑，?？粕伲淙~喬木或灌木，屬速生木本植物。桑樹的生命力極其旺盛，適應性很強，分布范圍廣泛。桑樹能在-35~40℃的溫度范圍內(nèi)存活。桑樹喜歡深厚、疏松、肥沃的土壤，同時也能適應土層瘠薄、養(yǎng)分貧乏的土地[10-11]。桑樹在pH 4.5~8.5、土壤含鹽量0.2%的條件下都能正常生長[10,12]，可以看出桑樹對土壤酸堿度的適應性較強。

桑樹生長迅速，生物產(chǎn)量高，有固碳放氧，凈化大氣的功效。桑林1年吸收固定CO2的量為4929117 kg/hm2，折合成純碳為1346717 kg/hm2，1 年釋放的O2 為3628814 kg/hm2[11]。桑樹還可以對有害氣體如硫化物、氟化氫等進行部分吸收，對粉塵也有阻擋、過濾和吸附作用[13-15]。

桑樹的根系極其發(fā)達，桑樹的根垂直分布可達4 m以上，根系水平分布達7m2，其地下根系分布的面積通常為樹冠投影面積的4~5 倍，有的甚至高達10 倍以上，桑樹根系分布近地面部分是水平根，深土層是垂直根，水平根和垂直根構成一個貯水功能極強的立體交叉的吸水貯水網(wǎng)絡，具有強大的吸水固土能力[12]，可以改變土壤的理化性狀和土壤結構，提高土壤肥力和保持水土，減少土壤侵蝕，有極強的抗干旱、遏制風沙能力。

桑樹極其發(fā)達的根系利于吸收土壤的營養(yǎng)成分，同時在一定程度上也能促進土壤中重金屬元素的吸收。桑樹對鎘、鉛、鉛、鋅、砷等有一定的耐受性，桑樹吸收的重金屬離子會有一定的量被運輸并積累于莖干和葉片中，而后通過伐條可以移除，起到去除土壤重金屬的作用。

3 土壤重金屬污染與桑樹生長關系

3.1 土壤鎘污染與桑樹生長

鎘是一種有毒的重金屬，也是自然界的一種主要污染源，鎘脅迫嚴重影響植物的生長發(fā)育，降低作物的產(chǎn)量和質量[16]。鎘元素對桑樹的影響已有比較深入的研究，桑樹對鎘有比較強的耐性和富集轉運能力[16-21]。陳朝明[17,20]對桑樹Cd 耐受性的試驗研究表明，當土壤Cd 濃度小于22.3 mg/kg 時，桑葉產(chǎn)量、可溶性糖和含氯化合物含量都高于或接近對照處理；當土壤Cd濃度大于22.3 mg/kg 時，Cd對桑葉產(chǎn)量、營養(yǎng)物質含量、生理生化作用的影響明顯，并表現(xiàn)其毒害作用，當濃度高于145 mg/kg 時，分支較少而纖細，葉黃而小，接近死亡狀態(tài)；而桑樹根部當Cd 濃度達到75 mg/kg 時，才出現(xiàn)大小不等的瘤狀結節(jié)和菌絲狀絨毛，根表皮皺裂，根尖分叉，并有明顯的木質。土壤Cd 濃度為8.49~75.8 mg/kg 時，桑樹各器官對土壤Cd 均有富集作用，各器官Cd 含量大小順序為：須根>主根>主莖>葉片>分支。桑樹根部對鎘有較高的富集能力，約40%的鎘富集在根部，須根的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（除須根外）Cd含量的1.41~49.7 倍。轉到桑樹主莖和分枝的量約占總累積量的41%，而運轉到葉片的鎘量相對較少，約占總累積量的16%，這對利用鎘污染土壤栽桑養(yǎng)蠶具有實際意義。萬飛[21]認為桑樹是具有一定耐Cd 性的經(jīng)濟作物之一，在一定的Cd濃度下不會影響家蠶的生長發(fā)育和蠶繭的質量。當土壤Cd含量為8.48 mg/kg 時，不會影響桑樹的生長發(fā)育和桑葉的產(chǎn)量，反而會有一定的刺激作用，當土壤含Cd 量在20~50 mg/kg 之間時，桑葉的產(chǎn)出量降低10%~30%；當土壤含Cd量超過140 mg/kg 時，桑樹的生長發(fā)育受到不良影響，葉片小黃，養(yǎng)分和水分的吸收受到阻礙，1~2 年后整株桑樹死亡；另外，Cd含量主要集中在桑樹的根系部分，其次是莖桿部分，最后進入葉片的Cd 含量很少，當土壤中的含Cd量達到145 mg/kg時，即桑樹致死濃度，桑葉中的含Cd量并沒有超過2.5 mg/kg。

3.2 土壤鉛污染與桑樹生長

近年來，由于工業(yè)“三廢”的亂排和大量機動車輛的使用，使用污水灌溉農(nóng)田以及濫用農(nóng)藥、除草劑和化肥，已嚴重地污染了土壤、水體和大氣的質量，導致環(huán)境中Pb的含量明顯增加[22]。任立研等[23]研究了土壤不同濃度鉛污染對桑樹生長及桑葉品質的影響，結果表明在50~600 mg/kg 試驗范圍內(nèi)，低濃度鉛[<200 mg/(kg·干土)]處理使桑樹的株高呈現(xiàn)上升趨勢，中、高濃度鉛[>300 mg/(kg·干土)]處理使桑樹的株高呈現(xiàn)下降趨勢；而桑葉中葉綠素總量、可溶性糖含量、淀粉含量均隨著外加鉛濃度梯度的增加呈先上升后下降的趨勢，轉折點為200 mg/(kg·干土)（土壤一級標準）。土壤中的鉛濃度超過200 mg/(kg·干土)后，桑樹生長及桑葉品質開始受到明顯脅迫。在含Pb 50、125、250、500 mg/kg 的土壤中生長的桑樹植株生長緩慢、葉柄下垂、葉片失綠，有的葉片上出現(xiàn)褐色斑，這些情況隨著土壤中金屬含量的增加而趨于嚴重[24]。桑葉的葉綠素含量和單位面積重量與土壤中Pb 的含量呈顯著負相關，在高Pb含量土壤，桑葉Pb含量隨土壤Pb濃度的增大而顯著增大，在低Pb 含量土壤中嫩桑葉吸收Pb 優(yōu)于老桑葉。覃勇榮等[25]研究表明，在相同的重金屬Pb2 +脅迫背景下，加入0.55 mmol/L EDTA 的桑樹對Pb2+的吸收量比不添加EDTA的對照組明顯增高。桑樹具有較強的重金屬Pb 耐性，可作為修復植物應用于重金屬污染地區(qū)。

3.3 土壤砷污染與桑樹生長

砷雖不屬于重金屬，但因其來源以及危害都與重金屬相似，故通常列入重金屬。被As污染的農(nóng)田土壤生態(tài)系統(tǒng)，不僅作物產(chǎn)量降低，質量變差，而且會通過食物鏈危害人體健康。吳浩東等[26]運用盆栽試驗和實驗分析的方法，研究了土壤砷污染對桑樹品質的影響，結果表明，在一定的含量范圍內(nèi)(≤300 mg/kg)，隨著砷質量濃度增加，桑葉葉綠素含量先降后升，影響不明顯，而可溶性糖含量先上升后下降，砷含量＞160 mg/kg時桑樹可溶性糖含量顯著下降。

3.4 土壤重金屬復合污染與桑樹生長

桑樹對土壤重金屬復合污染金屬也有很強的耐性。譚勇壁[27]調(diào)查了廣西環(huán)江受尾礦污染的桑園情況，明顯看出，桑樹在Pb、Zn、As 含量分別高達734、1194、53 mg/kg 的污染土壤上仍然可以正常生長發(fā)育，并且在外觀上沒有表現(xiàn)出明顯的受脅迫現(xiàn)象[28]。桑葉Zn、As的積累量隨桑葉生長周期的延長而增加。張興等[29]在湖南瀏陽七寶山礦區(qū)污染土壤上Cu(593.56mg/kg)、Pb(825.41 mg/kg)、Cd(8.11 mg/kg)、Zn(705.41mg/kg)，以‘湖桑一號’為試驗材料，分別測定植物各部分和土壤中Cu、Pb、Cd、Zn 4 種重金屬元素的含量。結果表明：桑樹總體生長情況為第3 季（5 個月）>第2季（3 個月）>第1 季（1 個月）。桑樹各部位單位重量中Cu 的含量的趨勢為根(33.13 mg/kg)> 葉(13.38 mg/kg)>皮(7.51 mg/kg)> 骨(4.93 mg/kg)，Pb 的含量的趨勢為根(33.13mg/kg)> 葉(10.32 mg/kg)> 皮(3.35 mg/kg)> 骨(1.73 mg/kg)，Cd 的含量的趨勢為根(4.53 mg/kg)> 葉(1.90 mg/kg)> 皮(1.57 mg/kg)> 骨(1.03 mg/kg)，Zn 的含量的趨勢為根(317.72 mg/kg)> 葉(186.53 mg/kg)>皮(105.07 mg/kg)> 骨(89.16 mg/kg)。每平方米耕作層土壤上桑樹對Cu 的修復年限為2.01 年，遷移總量為12116.1 mg，對Pb 的修復年限為15.45 年，遷移總量為7409.83 mg，對Cd 的修復年限為1.26 年，遷移總量為2056.4 mg，對Zn 的修復年限為0.39 年，遷移總量為254532.8 mg。唐翠明等[30]對廣東韶關市大寶山礦區(qū)周邊重金屬污染農(nóng)田桑園進行了調(diào)查，調(diào)查結果表明，土壤中鉛、鋅、銅、鎘及砷的含量遠遠超過了土壤環(huán)境二級標準值，但是桑樹的生長不受影響，桑葉產(chǎn)量也能達到正常水平。

4 桑樹應用于土壤重金屬污染修復的潛力

重金屬污染土壤植物修復技術的關鍵是修復植物的選擇。已知的重金屬超積累植物絕大多數(shù)為野生型稀有植物，分布具有較強的區(qū)域性，且生物量小，生長緩慢，根圈范圍有限，只能對淺層土壤起到修復作用，修復速率較緩慢；超富集植物往往只能富集某種重金屬，而土壤重金屬污染大多是復合污染，修復周期較長，很難實際應用[31-32]。桑樹耐重金屬復合污染，而且栽培技術成熟，對土壤和環(huán)境適應性強、生長快、根系發(fā)達、生物量大、耐剪伐，相對于目前使用的修復植物具有明顯優(yōu)勢。

江西省具有豐富的礦產(chǎn)資源，如贛南鎢礦、稀土礦、贛西北銅金礦、贛東北銅業(yè)及多金屬開發(fā)區(qū)，以及煤礦、瓷土礦等，礦山的開發(fā)給社會經(jīng)濟發(fā)展做出了巨大貢獻，但同時帶來的礦產(chǎn)廢棄物造成礦區(qū)周圍土壤Cu、Cd、Pb、Zn、As等重金屬富集污染，大片田地荒蕪，生態(tài)環(huán)境惡劣，而且隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，重金屬污染有加重的趨勢，防治土壤重金屬污染的形勢十分嚴峻。以重金屬污染嚴重的贛州市大余縣為例，其土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、As 分別超過污染起始值的3.78、3.04、2.95、1.16 和8.66 倍[33]，桑樹在這些土壤重金屬毒性劑量范圍之內(nèi)，可以正常生長，而且桑樹適應性強，在礦區(qū)土壤修復上有其獨特的優(yōu)勢。栽植桑樹能在保持水土、防風固沙、綠化荒山、凈化空氣、美化環(huán)境等方面起到良好的作用，對構建生態(tài)景觀、改善生活環(huán)境具有較高的實用價值[34]。王凱榮等[35]也表示種桑養(yǎng)蠶是治理鎘污染農(nóng)田的一種成功的經(jīng)濟生態(tài)模式。因此，將桑樹應用于重金屬污染土壤的修復具有廣闊的前景。

5 展望

重金屬污染土壤修復方法的選擇需要考慮到土壤現(xiàn)狀、修復成本，以及修復技術成熟可靠等因素，需要對不同類型的土壤進行實驗，確定處置工藝和參數(shù)，以達到污染土壤修復到目標值。從目前的研究成果來看，桑樹作為修復樹種，相對于目前所使用的修復植物，具有明顯的優(yōu)勢，但是也存在一些問題，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：（1）采用桑樹修復中度污染土壤3~5年可達到復耕標準或稍微超標，所需費用大致在1 萬元每畝左右，需要時間較長，經(jīng)濟負擔較大。（2）由于受勞動力緊缺和蠶桑產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展趨勢影響，栽桑不一定會用于養(yǎng)蠶，桑樹經(jīng)濟效益得不到有效實現(xiàn)。（3）桑樹本身對土壤重金屬并沒有修復去除的功能，積累重金屬的桑樹如果處理不當會造成“二次污染”，目前也沒有簡便有效的處理技術，應當尋求一種高效的植物產(chǎn)后處理技術，在污染桑樹剪伐后，以及采用栽桑養(yǎng)蠶方法治理重金屬污染土壤時，合理處理養(yǎng)蠶過程中含重金屬的蠶沙及蠶蛹，真正將污染物永久去除，真正實現(xiàn)“變廢為寶”的目的。（4）目前關于桑樹修復重金屬土壤研究大都停留在試驗階段，在野外示范時受氣候地理環(huán)境以及外界持續(xù)的污染源等因素影響，修復效果與實驗室試驗研究結果會有較大差距。（5）在栽植桑樹方面，要充分考慮當?shù)氐牡孛布巴寥捞卣鳎M量推廣種植適生型桑樹品種，以提高桑樹的成活率，并以植被恢復、修復土壤為主要任務，合理選擇桑樹品種，在今后的育種工作中，對桑樹品種進行篩選，篩選生物量大、生長效率快、生長周期短、抗性強并能對某一種或幾種重金屬污染物具有超級吸附潛力的桑樹，以更大地實現(xiàn)桑樹的生態(tài)價值。

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篇10

關鍵詞：重金屬；土壤污染現(xiàn)狀；分析方法

1 引言

重金屬污染已成為全球性環(huán)境問題，尤其是重金屬對土壤的污染，因其隱蔽性、不可逆性和長期性的特點，不但能直接影響生態(tài)環(huán)境，還能通過皮膚接觸、呼吸吸入和通過食物鏈影響人體或動物的健康，所以造成的后果是非常嚴重的。土壤重金屬污染具有污染物在土壤中移動性差、滯留時間長、毒性大等特點，并可經(jīng)水、植物等介質最終影響人類健康。在我國通常被優(yōu)先關注和控制排放的重金屬有鎘（Cd），鉻（Cr）、砷（As）、鉛（Pb）和汞（Hg）。

根據(jù)我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，“國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要”（2011～2015年）已將預防和控制重金屬污染作為一個重要的目標，2011年國務院批復了《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》，由于“重金屬”范圍包括大量的金屬和準金屬，所以對重金屬污染很難有一個全面的認識。因此，筆者對我國五個優(yōu)先控制重金屬的來源、毒性、污染現(xiàn)狀進行了闡述。提出了一些防治策略及未來發(fā)展和管理的方向。

2 重金屬的來源

在自然因素中，成土母質和成土過程對土壤重金屬含量的影響很大[1]。自然來源包括火山、降解礦物、森林火災、土壤和水的表面蒸發(fā)。每年火山噴發(fā)的As量是1.72×107 kg，地殼含As量大約是4.01×1016 kg，海底火山噴發(fā)4.87×106 kg[2]。在我國的一些地區(qū)，由于特殊的地質環(huán)境，地殼中的重金屬含量本身就高，如山西省和As含量，這對該地區(qū)相關的重金屬高濃度有直接貢獻。

與自然來源相比，人為來源被認為是環(huán)境中重金屬污染的主要原因：①重金屬雜質的釋放，采礦和其他冶金活動，如火力發(fā)電和熱生產(chǎn)是大氣汞排放的最大來源；②有意提取重金屬和使用過程中的釋放，如重金屬礦開采，制革，電鍍生產(chǎn)，和含重金屬產(chǎn)品品制造；③垃圾焚燒與填埋過程中釋放。Wu Y，Streets D G等[3]認為，2003年我國汞的總排放量達695.6 t，其中大部分是來自于有色金屬冶煉、煤炭消費。1970年聯(lián)合國的調(diào)查表明，18050 t的鉛被釋放到大氣中，大多數(shù)都是由石油消費，粉塵排放和汽油添加劑使用釋放的。

3 重金屬污染現(xiàn)狀

我國的重金屬污染狀況嚴重，如在城市土壤、河口和沿海環(huán)境中[4]，食用重金屬污染的食物或飲用未經(jīng)凈化的地下水可能會導致重金屬中毒的高風險，許多事故是由于金屬非法或不安全的開采、冶煉和使用造成的。

3.1 鎘

我國近年來鎘污染事件時有發(fā)生，唐貞等[5]對湘潭工業(yè)園區(qū)水稻土鎘污染及其潛在風險做了調(diào)查，結果表明，土壤中鎘的濃度1.27～4.22 mg/kg，表明這些土壤遭受嚴重鎘污染。鄭袁明等[6]人研究了北京不同地區(qū)的土樣的鎘濃度，包括菜地、水田、果園、綠地、玉米田，土壤和自然土壤595個土壤樣品，與背景濃度相比，鎘在蔬菜、稻田和果園積累顯著，這表明工業(yè)活動、交通和垃圾填埋場可以影響土壤中鎘的濃度。

3.2 鉻

我國是鉻渣產(chǎn)生最多的國家，對周圍環(huán)境和人類健康構成高風險。Cr（Ⅵ）的土壤淋溶液的濃度與鉻渣距離成反比關系，而垃圾能影響下風側約350 m處。除了遷移到周邊地區(qū)，Cr（Ⅵ）會污染地下水。陳璐璐，周北海等[7]分析了太湖水中的鉻含量和相關的生態(tài)風險評估，結果表明，在所有水樣品中都可以檢測到鉻，濃度31.76～75.50 ng/mL，平均濃度為40.04 ng/mL。鉻已對太湖水生生物造成一定的生態(tài)風險。王玉強等[8]研究了渭河Cr（Ⅵ）的分布及其遷移特征，結果表明沿河流方向Cr（Ⅵ）濃度呈先上升后下降，Cr（Ⅵ）濃度可能受排污口的影響，沉積物對Cr濃度的降低起到了重要的作用。

3.3 砷

過去的幾十年里經(jīng)常報道地方性慢性砷中毒，尤其是在新疆維吾爾自治區(qū)、、寧夏回族自治區(qū)和山西省。地下水受影響最嚴重的省份，砷濃度在220～2000 ng/mL，而最高濃度可達4440 ng/mL[9]。慢性砷中毒是新型的公共衛(wèi)生問題，我國約有300萬高風險人口來源于飲用水暴露，而他們中的大多數(shù)是集中在農(nóng)村地區(qū)。

目前我國已成為世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費國，能源消費構成中煤炭占75%。東北煤礦、我國東部和北部主要煤礦中砷的濃度為55.7～156.7 mg/kg[10]。當?shù)鼐用衿毡槭褂锰康拿骰鹨约伴_放式爐灶進行烹調(diào)和取暖，這會污染室內(nèi)空氣和增加食物中砷的濃度。廚房的空氣，干燥的玉米和辣椒中砷的濃度分別為160～760 μg/m3，1.52～11.3 mg/kg，52.5～1090 mg/kg。

3.4 鉛

最近幾年由于無鉛汽油的使用城市大氣中鉛的濃度在下降，但是大氣中鉛含量（100～180 ng-3）仍于高水平。由于交通排放、污水灌溉，公路兩側土壤和農(nóng)田易受鉛污染，如果土壤和公路之間距離小于50 m則可能受到鉛的危害，而距離超過150 m，鉛的濃度水平一樣[11]。除了土壤自身性質，交通流、地形，綠化帶和天氣條件也影響路邊土壤鉛的分布。

一般來說，在路邊土壤鉛濃度要顯著高于公園，而工業(yè)區(qū)的鉛水平比住宅區(qū)和風景名勝區(qū)高得多。研究表明，污水灌區(qū)農(nóng)田下層土壤鉛濃度顯著升高[12]，約是背景環(huán)境中的4.53倍。戚其平等[13]人研究了生活在城市地區(qū)6502名兒童（3～5歲）血液中鉛水平，結果表明，與美國疾病控制和預防咨詢委員會中心規(guī)定的兒童血液平均鉛安全濃度88.3 mg/L高了29.9%，超過100 mg/L。

3.5 汞

2013年我國人為排放汞的總量約占全球排放量的40%，向大氣中排放的汞約占全球大氣汞排放的1/3。在我國貴州、廣東、山西和遼寧省的一些地方是汞污染最嚴重地區(qū)。貴州省是世界上最大的汞生產(chǎn)區(qū)域，貴州朱砂礦儲量中金屬汞儲量達到80000 t，占汞總量80%，地表水汞濃度高達10580 ng/L，在采空區(qū)的河岸土壤總汞和甲基汞的濃度范圍分別是5.1～790 mg/kg和0.13～15 ng/g[14]。水稻籽粒中汞總濃度可達到569 ng/g，其中145 ng/g是甲基汞。這表明，攝入汞污染的大米是人類甲基汞暴露的一個重要來源。

貴州省一些地方氣態(tài)汞濃度為1.70～146.75 ng/m3，平均濃度為7.39 ng/m3，顯著高于世界水平的1.5～2.0 ng/m3。季節(jié)和天氣明顯影響汞在大氣中的含量。一般來說，由于煤燃燒氣態(tài)汞總量冬季比夏季高得多。

土壤是汞的重要的源和匯，土壤中的汞主要來自土壤母質、大氣沉降、化肥和農(nóng)藥的使用、污水灌溉及含汞廢物。1990年我國國家環(huán)境監(jiān)測中心進行了一項調(diào)查，在我國表層土壤汞平均濃度為0.065 mg/kg。因為對水環(huán)境沒有系統(tǒng)的調(diào)查，且汞在水中時空分布不斷變化，很難在水系統(tǒng)中的汞濃度作總體評價，但大型河流中的汞濃度普遍高[15]，而汞儲量相對影響較小。

3.6 錫

目前，我國海水和淡水環(huán)境中有機錫的污染比較嚴重，尤以近岸水域、港口以及內(nèi)河碼頭污染最為嚴重。我國大陸水樣中三丁基錫（TBT）的濃度最高達到977ng（Sn）/L。由于減少了輸入、水流量和稀釋，丁基錫的濃度（BTS）隨海岸距離的增加降低。相對高含量的二丁基錫（DBT）和技術性貿(mào)易壁壘在渤海灣沿海水域出現(xiàn)，東南沿海的三個港口（廈門，汕頭，和惠陽）的積累量為0.3～174.7ng/g[16]。

4 重金屬污染的監(jiān)測分析方法

4.1 重金屬的總濃度

在環(huán)境和生物樣品中開發(fā)和應用的重金屬測定方法很多，如火焰原子吸收光譜法，石墨爐原子吸收光譜法，原子熒光光譜法等。由于其能多元素同時檢測、分析時間短、高通量和樣品用量少的優(yōu)點，電感耦合等離子體質譜和電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法被越來越多地應用在這一領域，特別是ICP-MS（電感耦合等離子體質譜儀）具有更多的優(yōu)點，如靈敏度高，線性范圍寬、抗干擾能力強。

4.2 重金屬形態(tài)

重金屬的毒性取決于其化學形式，由于其不同的性質和毒性，有必要區(qū)分重金屬種類。研究表明，有機汞化合物尤其是甲基汞比無機汞的毒性更強，相反，有機砷化合物比無機砷毒性低。有機錫化合物的毒性取決于性質和烷基側鏈數(shù)的長度。重金屬形態(tài)可以用電分析、光譜分析、儀器中子活化分析、色譜分析聯(lián)用技術。聯(lián)用技術已被廣泛應用于汞、鉻、砷、錫的形態(tài)分析，以及其他環(huán)境樣品中的重金屬形態(tài)分析，具有廣闊發(fā)展前景。

4.3 重金屬生物監(jiān)測

生物監(jiān)測是監(jiān)測環(huán)境和生物圈中重金屬污染和毒性的一N有效方法。環(huán)境矩陣化學分析是揭示重金屬污染狀況的最直接方法，雖然對生物和生態(tài)系統(tǒng)的綜合影響和可能毒性提供證據(jù)不足?；趥€體生物組織和液體抽樣分析的生物監(jiān)測是化學分析的有效補充。通過與國際衛(wèi)生組織（WHO）規(guī)定暫定每周可耐受攝入量重金屬量比較，認為長期食用當?shù)卮竺卓赡軙斐蓪θ梭w重金屬高危害風險。血液、尿液、唾液、指甲和頭發(fā)通常是化驗重金屬對人體健康潛在風險評估的生物材料。

5 毒性

重金屬易通過食物鏈而生物富集產(chǎn)生生物放大作用，構成對生物和人體健康的嚴重威脅，主要通過空氣、水、食物和直接接觸體表進入人體，這些方面的重金屬暴露是人類中毒的主要途徑，對人類健康產(chǎn)生各種威脅。根據(jù)靶器官重金屬毒性可分為以下幾類。

5.1 胃腸道（消化系統(tǒng)）的影響

重金屬攝入能刺激消化系統(tǒng)，伴隨癥狀如惡心、嘔吐、腹瀉、腹痛等。鉛可能通過抑制胃腸功能紊亂胰腺、唾液腺和胃腺體分泌，甚至引起頑固性便秘。

5.2 腎功能的影響

腎臟是積累重金屬的重要器官，高水平鉛暴露可損傷腎近端小管和腎小球，腎小管重吸收障礙，甚至引起鉛中毒性腎病，如腎性高血壓。元素汞可在人體組織中的氧化為無機二價的形式，腎臟積累更多的二價汞比其他組織，高水平汞暴露可能導致腎小球腎炎蛋白尿、腎病綜合征，最早發(fā)現(xiàn)低水平汞暴露對腎小管的影響，增加低分子蛋白的排泄。

5.3 神經(jīng)系統(tǒng)的影響

有研究報道，無論是偶然的或長期暴露于高濃度的汞蒸氣中可顯著影響人類的感官、認知、個性和運動功能。一般來說，去除暴露后這些癥狀消退。通過各種人類和動物的研究表明，甲基汞的毒性比無機汞更高，其作用于尚未出生的胎兒和新生兒的神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育。這種影響可以發(fā)生在汞暴露保持健康的母親（通過她們的孩子受到Hg）或與汞暴露有輕微癥狀的母親。一項關于父母接觸甲基汞，主要來自食用領航鯨肉的法羅群島約900個兒童的研究表明，產(chǎn)前甲基汞暴露會導致7歲兒童神經(jīng)心理障礙。注意力、記憶力和語言似乎是影響較大的大腦功能，而視覺功能和執(zhí)行力受汞增加的暴露影響較小。

5.4 癌癥

大量的研究集中在高風險人群甲基汞水俁病的死亡原因。肝癌和食道癌的風險增加，慢性肝病和肝硬化導致的超額死亡率是報道率最高的事件。在長期遭受慢性砷暴露地區(qū)皮膚癌、肺癌和膀胱癌的患病機率會增加。

5.5 其他影響

暴露的高濃度的重金屬可引起呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)的功能障礙。尤其是小孩，攝入鉛可能通過抑制血紅蛋白的生成導致貧血。對那些長期接觸鉻（Ⅵ）的人群來說，患口腔炎，牙齦炎的風險，鼻中隔穿孔，皮膚潰瘍的風險比其他人高多了。有關調(diào)查表明，鉻電鍍車間的工人從事電鍍操作的一半受到了嚴重的鉻鼻病[17]。從事鍍鉻作業(yè)的電鍍廠工人長期接觸到鉻酸霧，容易發(fā)生職業(yè)性鉻鼻病。

6 結論與展望

除了自然來源，有意和無意的人為排放是重金屬的重要來源，過量重金屬暴露可能通過影響消化系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)，增加人類的健康風險，或增加患癌癥的風險。

為了充分了解重金屬污染現(xiàn)狀，我國應綜合調(diào)金屬問題，將重金屬潛在風險作為詳細的流行病學進行研究。相比其他污染控制，更理想的策略是使重金屬污染的最小化和消除。這些目標可以通過減少含重金屬物品的使用來實現(xiàn)，或回收對環(huán)境污染的排放物，同時，各種管末處理技術可以減少煤燃燒、垃圾填埋場和其他人為來源的重金屬排放，雖然在實際應用中有很多優(yōu)點，但生物修復，特別是植物修復和微生物修復，由于其效率高、成本低應該受到更多的關注。重金屬原位鈍化修復方法可改變重金屬在土壤中的賦存狀態(tài)，降低土壤中重金屬的有效濃度、遷移性和生物有效性，并且因其成本較低、操作簡單、見效快且適合大面積推廣，在重金屬污染土壤修復中有著不可替代的作用。2015年，隨著《凹晶材料對重金屬污染土壤治理與修復的集成技術研究》項目通過甘肅省科技廳鑒定，并在白銀試驗成功，一項新的凹凸棒吸附技術將會逐漸推廣。

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Research Progressand Analyzing Methods of Heavy Metal Pollution

Gong Jianjun

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