導(dǎo)語：如何才能寫好一篇土壤重金屬污染與治理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：重金屬土壤 生態(tài)治理 示范

1 概述

土壤是國家最重要的自然資源之一，是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。近年來，隨著工礦業(yè)的迅速發(fā)展，土壤重金屬污染已日益嚴重，危及人類健康，已成為不可忽視的環(huán)境問題。

目前我國土壤污染的總體形勢相當嚴峻。一是土壤污染程度加劇。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全國受污染的耕地約有1.5億畝，污水灌溉污染耕地3250萬畝，固體廢棄物堆存占地和毀田200萬畝，合計約占耕地總面積的1/10以上。二是土壤污染危害巨大。據(jù)估算，全國每年遭重金屬污染的糧食達1200萬噸，造成的直接經(jīng)濟損失超過200億元。土壤污染造成有害物質(zhì)在農(nóng)作物中積累，并通過食物鏈進入人體，引發(fā)各種疾病，最終危害人體健康。土壤污染直接影響土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，最終將對生態(tài)安全構(gòu)成威脅。三是土壤污染防治基礎(chǔ)薄弱，土壤污染尤其是重金屬污染治理成本高且很難徹底根除。

廣西是經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)，特別是山區(qū)，人多地少，土地資源非常珍貴，礦區(qū)的土壤被污染后給當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來了嚴重影響，要解決歷史遺留的土壤重金屬污染問題，需要大量的資金，地方政府和農(nóng)民都難以承受。因此以生物修復(fù)技術(shù)為理論基礎(chǔ)，研究對廣西重金屬污染土壤進行安全高效的生態(tài)治理模式，創(chuàng)建適合于廣西經(jīng)濟和環(huán)境條件的生態(tài)治理示范基地，為“十二五”廣西重金屬污染防控提供有力的技術(shù)支撐十分必要的。

2 系統(tǒng)分析與設(shè)計

廣西西南部土壤屬于赤紅壤，呈酸性至強酸性。在酸性條件下重金屬的生物有效性比堿性條件下高，且土壤酸性也不利于植物生長。如何讓土壤中的重金屬最快最多的遷移至植物地上部分，是植物修復(fù)生態(tài)處理技術(shù)的核心和關(guān)鍵，其中涉及土壤，土壤微生物和植物三者的相互作用。土壤的重金屬污染種類和程度，土壤的酸堿度，土壤的養(yǎng)分等基本理化性質(zhì)，包括土壤中的微生物種類等，均對植物吸收和積累重金屬產(chǎn)生直接的影響。對植物來說，植物生長速度和地上部生物量，植物地上部對重金屬的積累機制等直接決定了植物修復(fù)的效果。針對廣西典型酸性土壤特征，本研究提出開發(fā)一套符合廣西地理氣候特點和經(jīng)濟發(fā)展水平的重金屬污染土壤生態(tài)處理技術(shù)，并建立示范工程。

主要研究內(nèi)容包括：示范點的土壤改良措施研究、植物的選定、大田試驗及土壤改良。

總體技術(shù)路線如下：

■

3 項目實施

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，確定項目實施地點定于大新縣鉛鋅礦場區(qū)附近某一水稻田。試驗田面積約280m2。將示范地點的土壤采回，通過盆栽和小區(qū)試驗，選定重金屬超積累植物、低積累植物主栽品種及套種方式；篩選出合適的土壤改良措施。

大田試驗：在添加土壤改良劑石灰，泥炭，海泡石的基礎(chǔ)上種植東南景天，紅蛋和玉米，研究不同套種方式和不同改良劑對修復(fù)效果的影響。

在添加泥炭，有機肥，硫酸銨，尿素等不同N肥的基礎(chǔ)上種植東南景天，玉米和紅麻，研究不同套種方式和不同施肥方式對修復(fù)效果的影響。

3.1 土壤重金屬的去除效果：采用收獲植物地上部所帶走的重

金屬質(zhì)量占40cm表層土壤重金屬質(zhì)量之比來計算生態(tài)系統(tǒng)的清除率。2009年，通過石灰＋泥炭處理土壤，種植東南景天和玉米，該植物生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)對Zn和Cd的清除率分別為1.4%和7.6%。2010年通過石灰＋泥炭處理土壤，種植東南景天和玉米，該植物生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)對Zn和Cd的清除率分別達到2.4%和5.2%。通過兩年兩次實驗，植物生態(tài)系統(tǒng)對該示范點的土壤Zn和Cd清除率可達3%以上。

在無進一步污染情況下，通過本項目的實施，預(yù)計將土壤Zn降低至農(nóng)田土壤安全標準需要25-30年，將土壤Cd降低至農(nóng)田土壤安全標準需要10-15年。

3.2 對生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)效果：本項目的示范點原先是當?shù)剞r(nóng)民

種水稻的水田。由于重金屬污染嚴重，由國家補貼已不讓繼續(xù)種植水稻。在春季雨水多發(fā)時節(jié)，土地表面有一些雜草生長。到夏季至秋冬季，雨水偏少，當?shù)責o其他灌溉措施，土壤干旱時雜草不生，土壤嚴重，對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成很大影響。通過本項目的實施，使植物全部覆蓋的土壤，減少水土流失，防止土壤粉塵進入空氣中，凈化當?shù)乜諝?，美化環(huán)境，保持生態(tài)平衡，提高當?shù)鼐用竦纳鷳B(tài)環(huán)境質(zhì)

量。

3.3 增加農(nóng)民的經(jīng)濟收入：由于耕地荒置造成當?shù)剞r(nóng)民的經(jīng)濟收入減少。本項目通過套種紅麻和東南景天，可以在一定程度上增加一些經(jīng)濟收入。收獲的東南景天可用于提取次生產(chǎn)物－紅麻由于不是食用作物，其纖維中的重金屬積累量較低，不會造成食品安全危害。

4 結(jié)論與討論

通過本項目的實施，最終形成了一套適用于廣西酸性土壤特點和廣西經(jīng)濟發(fā)展條件的生態(tài)治理模式。

該模式包括以下三個方面：

一是土壤改良措施：受重金屬污染的土壤往往酸性強，土壤嚴重板結(jié)，營養(yǎng)成份低，因此在種植植物前必須對土壤進行改良。根據(jù)土壤的pH、板結(jié)情況及營養(yǎng)成分，添加以石灰、泥炭及有機肥按一定比例混合形成的土壤改良劑，從而改善土壤狀況，提高植物的存活率。將土壤改良劑施到土地上再通過機器深翻，把土壤改良劑與土壤顆粒充分混勻，再適當灌水平衡。

二是植物吸收技術(shù)：在土壤改良的基礎(chǔ)上，以東南景天為吸收和積累重金屬的關(guān)鍵植物，輔以低積累玉米或紅麻等經(jīng)濟作物與東南景天間套種，在實現(xiàn)修復(fù)功能的同時保證農(nóng)戶一定的經(jīng)濟收入。其中東南景天種植密度為15×15cm，玉米種植密度為40×50cm。玉米采用穴播，每穴2粒種子，一年兩季（根據(jù)各地實際情況而定）。種植的第一年，屬于東南景天養(yǎng)護期，僅收獲2次（10月及次年3月），第二年起每年可收獲東南景天3次（每年6月和10月及次年3月）。如果東南景天套種玉米，每年玉米可收獲2次（6月及10月），如果東南景天套種紅麻，每年紅麻收獲1次（10月）。生長期間，每次施適當有機肥作為基肥，在生長1-2個月后可追施N肥或復(fù)合肥20公斤/畝。

三是收獲及處理方案：東南景天的收獲方式為離地面10公分以上割斷地上部分，曬干，交由相關(guān)部門處理。玉米需要做重金屬檢測，達標部分可用于飼料或相關(guān)用途；若重金屬含量超出飼料衛(wèi)生標準，只能用作生產(chǎn)生物燃料。紅麻若檢測達標可用于麻類纖維等相關(guān)用途，若重金屬含量超標則需交由相關(guān)部門處理。

綜上所述，本項目以廣西典型酸性土壤為研究對象，篩選出最佳的土壤改良措施和植物主栽品種及套種方式，利用土壤－微生物－植物自然生態(tài)系統(tǒng)自身的凈化和清除能力，開發(fā)一種全生態(tài)型治理土壤重金屬污染技術(shù)，并進行了大田試驗。通過兩年大田試驗結(jié)果證明，該技術(shù)可將土壤中Zn和Cd降低3％以上，達到考核指標的要求。

參考文獻：

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關(guān)鍵詞：國內(nèi) 土壤 重金屬污染 治理措施

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（b）-0114-01

我國土壤重金屬污染日益嚴重，開展土壤重金屬污染防治措施是必要的，以此來保證生態(tài)環(huán)境和食品安全。在1983年我國對土壤環(huán)境容量做了初步研究，并提出了相關(guān)理論，如土壤重金屬的生態(tài)效應(yīng)等。我國目前圍繞重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)的基本原理提出了土壤重金屬污染治理措施，如工程措施、物理修復(fù)、化學修復(fù)、生物修復(fù)和農(nóng)業(yè)治理措施。

1 工程措施

工程措施是土壤重金屬污染治理措施中的經(jīng)典，工程措施主要就是指客土、換土和深耕翻土這些治理措施。針對土壤重污染區(qū)一般會采用客土和換土的方式，而對于土壤輕污染區(qū)一般則選擇深耕翻土這種方式。工程措施具有獨特的優(yōu)勢，如徹底性和穩(wěn)定性。但是在實際治理過程中，工程措施工程量大，需要巨大資金投入，并且土體結(jié)構(gòu)也會因這種措施而遭到破壞，進而導(dǎo)致土壤肥力越來越低。除此之外，采用工程措施換出的污土，還需要再次處理，工序較為復(fù)雜。

2 物理修復(fù)

物理修復(fù)是土壤重金屬污染治理措施中最早的一個治理方法，其比較適用于污染面積小的土壤。物理修復(fù)是一種治本的治理措施，但是如果發(fā)生二次污染，那么這種措施很容易破壞土壤結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致土壤肥力降低。物理修復(fù)主要包括改土法、熱解析法、玻璃化技術(shù)、電動修復(fù)。（1）改土法。這種方法所包含的方法與工程措施相類似，即客土法、換土法和深耕翻土法。這種方法在20世紀90年代之前應(yīng)用較為普遍，其徹底性和穩(wěn)定性占據(jù)優(yōu)勢。但是隨之新興技術(shù)的開發(fā)，這種方法逐漸被取代。（2）熱解析法。這種方式適用于一般容易揮發(fā)的重金屬污染區(qū)，通過加熱的方式，將這些重金屬污染物從土壤中揮發(fā)出來，這種方法對治理由于汞而引起的污染非常奏效，并且可以將汞進行回收。但是這種方式很容易破壞土壤中的有機物質(zhì)和結(jié)構(gòu)水，并且如果沒有將汞及時徹底回收，很容易造成大氣二次污染。因此，這種方法應(yīng)用較少。（3）玻璃化技術(shù)。采用這種方法之前需要在被污染的土壤里面埋下導(dǎo)電材料，通過電極使土壤融化，冷卻后形成玻璃態(tài)物質(zhì)。這種方法應(yīng)用較為復(fù)雜，而且成本較高。但是，玻璃化技術(shù)非常適用于放射性廢物的治理。（4）電動修復(fù)。電動修復(fù)就是指在污染土壤中通電流，金屬離子等向電極運輸，經(jīng)工程化的收集系統(tǒng)集中收集處理。電動修復(fù)不需要攪動土層，是一種經(jīng)濟可行的方式。該技術(shù)最先是由美國所提出，目前在我國也應(yīng)用較為廣泛，其已經(jīng)進入商業(yè)化階段。

3 化學修復(fù)

化學修復(fù)就是向污染的土壤中加入一般化學物質(zhì)，如改良劑等，改變理化性質(zhì)，使土壤發(fā)生化學反應(yīng)，降低重金屬的生物有效性?；瘜W修復(fù)成本較低，但是其很容易“反復(fù)發(fā)作”?；瘜W修復(fù)主要包括化學固化法和化學淋洗法。

（1）化學固化法?；瘜W固化法就是在污染土壤中加入化學試劑，讓其與土壤中的重金屬發(fā)生反應(yīng)，降低土壤中重金屬生物的有效性。目前，我國在土壤重金屬污染治理中已經(jīng)應(yīng)用過多種金屬氧化物、生物材料、有機質(zhì)高分子聚合材料，通過這些物質(zhì)，改變土壤介質(zhì)的酸度。

（2）化學淋洗法?；瘜W淋洗法就是在污染土壤中加入淋洗液進行淋洗，將土壤固相中的重金屬轉(zhuǎn)化到土壤液相中，最后將液相回收處理。我國通常運用的淋洗液有無機酸、表面活性劑、EDTA等。這種方式對于污染較輕的土壤比較適用，雖然對于重度污染的土壤也能發(fā)揮較好的作用，但是需要較大的成本。加之，淋洗液如果沒有使用得當，很容易造成地下水污染、土壤變性。

4 生物修復(fù)

生物修復(fù)是指在一定條件下，利用微生物、植物的代謝來治理污染物。利用修復(fù)可以削弱土壤重金屬污染物的毒性。與上述治理措施相比，生物修復(fù)在達到治理目的的同時，降低成本，不會產(chǎn)生二次污染。生物修復(fù)包括植物修復(fù)技術(shù)、微生物修復(fù)技術(shù)以及生態(tài)修復(fù)技術(shù)。

（1）植物修復(fù)技術(shù)。植物修復(fù)就是以植物忍耐和超積累某種重金屬的理論為基礎(chǔ)，利用自然生長的植物，對土壤重金屬污染進行清除。植物修復(fù)主要包括植物提取、植物揮發(fā)和植物穩(wěn)定。1）植物提取利用重金屬積累植物將污染土壤中的重金屬吸取出來，將其轉(zhuǎn)移到地上，進行集中處理，達到治理污染土壤的目的。目前常用的植物有油菜、薺菜等，主要除去由鉛、鎘等重金屬造成的土壤污染。1999年在我國發(fā)現(xiàn)了世界上第一種砷的超富集植物――蜈蚣草。從1999年至今有很多專家對蜈蚣草清除土壤重金屬的污染進行研究，如謝景千、雷梅、陳同斌、李曉燕、顧明華、劉曉海在《蜈蚣草對污染土壤中As、Pb、Zn、Cu的原位去除效果》一文中驗證了蜈蚣草對土壤污染具有很大的修復(fù)潛力。2）植物揮發(fā)主要是利用植物的根系，通過根系吸收重金屬，并將其轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)的氣態(tài)物質(zhì)，從而達到治理土壤污染的目的。植物揮發(fā)主要是對Hg、Se等重金屬的清除。目前常用的植物主要有卷心菜、胡蘿卜、水稻、海藻等。3）植物穩(wěn)定利用一些植物促進重金屬的轉(zhuǎn)變，將其轉(zhuǎn)變?yōu)槎拘缘偷男螒B(tài)。植物穩(wěn)定不會改變土壤的重金屬含量，只是改變其形態(tài)。這種方式適用于土壤有機質(zhì)含量高的污染土壤防治。

（2）微生物修復(fù)技術(shù)。微生物修復(fù)技術(shù)主要是通過降低土壤中重金屬的毒性、提高植物對重金屬的吸收以及吸附積累重金屬的方式來實現(xiàn)清除污染的功能。如利用變形桿菌將汞離子轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，最后將會有四分之三的汞元素揮發(fā)掉，進而達到降低汞的毒性。

（3）生態(tài)修復(fù)技術(shù)。生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要是通過蚯蚓-植物-微生物對重金屬污染的土壤進行治理。蚯蚓是一種能提高土壤自凈能力的一種動物，目前我國很多學者對蚯蚓防治土壤重金屬污染方面做出很多研究，如馮鳳玲、成杰民、王德霞在《蚯蚓在植物修復(fù)重金屬污染土壤中的應(yīng)用前景》一文中對通過蚯蚓、植物、微生物構(gòu)建的生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)的應(yīng)用，闡述了生態(tài)修復(fù)技術(shù)在防治土壤重金屬污染中的可行性和發(fā)展方向。

5 農(nóng)業(yè)治理措施

農(nóng)業(yè)治理就是通過改變農(nóng)業(yè)管理制度來減輕土壤中重金屬的污染，如控制土壤水分、選擇化肥、選擇農(nóng)作物的方式，成本低，周期長。

6 結(jié)語

綜上所述，土壤重金屬污染防治采用工程措施、物理修復(fù)、化學修復(fù)，具有一定的局限性，并且成本較高，容易造成二次污染；采用農(nóng)業(yè)治理措施雖然成本低，但是周期長；而采用生物修復(fù)不僅效果好，而且成本低，不容易發(fā)生二次污染，其具有不可替代的優(yōu)勢。由此可見，生物修復(fù)勢必成為我國土壤重金屬污染治理的主要措施，也是相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜医窈笱芯康闹攸c。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：土壤污染；重金屬；蔬菜基地

收稿日期：2011-05-20

基金項目：國家自然科學基金項目（編號：40963001）資助

作者簡介：金聯(lián)平（1985―），男,安徽潁上人,碩士研究生,主要從事熱帶海島地表過程與環(huán)境評價的學習與研究。

中圖分類號：X852

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2011）06-0001-02

1 引言

重金屬是指密度4.0以上的約60種元素或密度在5.0以上的45 種元素。As 和Se是非金屬,但是它們的毒性及某些性質(zhì)與重金屬相似,所以將砷和硒列入重金屬污染物范圍內(nèi)［1］。重金屬污染已成為全世界人們極為關(guān)注的焦點之一。隨著全球經(jīng)濟化的迅速發(fā)展,重金屬的污染物通過各種途徑進入土壤,造成土壤嚴重污染。重金屬在土壤中的高富集直接影響農(nóng)作物的產(chǎn)量并使其品質(zhì)下降［2］，并可通過食物鏈危害人類的健康; 也可導(dǎo)致大氣和水環(huán)境質(zhì)量的進一步惡化; 即使重金屬富集程度不高,亦可能阻礙土壤中微生物群體的多樣性和活力,從而嚴重影響作為營養(yǎng)循環(huán)和持續(xù)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)的土壤的生物量和肥力［3］。蔬菜基地的健康發(fā)展關(guān)系著人們的飲食安全和我國蔬菜的正常出口,因此治理蔬菜基地土壤重金屬污染具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。

2 蔬菜基地土壤重金屬污染物來源

土壤中重金屬元素的來源主要有兩種方式：自然因素來源,主要受成土母質(zhì)和成土過程對土壤重金屬含量的影響；受人為因素的影響,在各種人為因素中,則主要包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通等來源引起的土壤重金屬污染。

2.1 大氣降塵污染

大氣中的有害氣體主要是由工廠排出的有毒廢氣,因其成分復(fù)雜,遷移擴散污染面大,長期對土壤造成嚴重污染。工業(yè)廢氣的污染大致分為兩類，氣體污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氫化合物等; 氣溶膠污染,如工業(yè)粉塵、煙塵等固體粒子及煙霧、霧氣等液體粒子,它們通過沉降或降水進入土壤,造成污染［4］。公路、鐵路兩側(cè)農(nóng)田土壤中的重金屬污染主要是以Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu 的污染為主,它們來自于含鉛汽油的燃燒,汽車輪胎磨損產(chǎn)生的含Zn 粉塵等,汽油中添加的抗暴劑烷基鉛會隨著汽車尾氣污染公路兩側(cè)100m范圍內(nèi)的土壤［5］。

2.2 農(nóng)藥、化肥等農(nóng)用物資的不合理使用

農(nóng)藥能防治病、蟲、草害,如果使用得當,可保證作物的增產(chǎn),但它是一類危害性很大的土壤污染物,施用不當,會引起土壤污染。施用化肥是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的重要措施,但不合理的使用,也會引起土壤污染［6］。長期大量使用氮肥,會破壞土壤結(jié)構(gòu),造成土壤板結(jié),生物學性質(zhì)惡化,影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。

2.3 固體廢物對土壤的污染

工業(yè)廢物和城市垃圾是土壤的固體污染物。例如,各種農(nóng)用塑料薄膜作為大棚、地膜覆蓋物被廣泛使用,如果管理、回收不善,大量殘膜碎片散落田間,會造成蔬菜基地“白色污染”。還有一些固體廢棄物被直接或通過加工作為肥料施入農(nóng)田,造成土壤重金屬污染,如磷鋼渣作為磷源施入農(nóng)田時,土壤中發(fā)現(xiàn)有Cr 的累積［7］。

2.4 污水灌溉和污泥施肥

污水中的重金屬隨著污水灌溉進入農(nóng)田后以不同的方式被土壤截留固定從而引起污染。污泥中含有大量的有機質(zhì)和N、P、K等營養(yǎng)元素,但同時也含有大量的重金屬,隨著大量的污泥進入農(nóng)田,農(nóng)田中的重金屬的含量在不斷增高,導(dǎo)致農(nóng)作物中的重金屬殘留過多,如施用污泥和污水是造成蔬菜重金屬殘留的一個主要原因［8］。

3 蔬菜基地土壤重金屬污染的特點

3.1 潛伏性和滯后性

重金屬在土壤中不易隨水淋溶,不能被微生物分解,具有明顯的生物富集作用,重金屬主要通過對作物的產(chǎn)量和品質(zhì)的影響來表現(xiàn)其危害。因此,土壤污染具有較長潛伏期。由于土壤、污染物及地域的復(fù)雜性,土壤一旦受到污染,其治理不僅見效慢、費用高,而且受到多種因素的制約［9］。

3.2 單向性和難治理性

進入土壤中的重金屬不能被微生物降解,易積累,所以一旦土壤被重金屬污染,很難恢復(fù)。某些被重金屬污染的土壤可能要100～200年時間才能夠恢復(fù),因此土壤的重金屬污染一旦發(fā)生通常很難治理,而且其治理成本較高、治理周期較長。

3.3 間接性和綜合性

土壤重金屬對人的危害主要是通過食物鏈或者滲濾進入地下水體實現(xiàn)的。在生態(tài)環(huán)境中,往往是多種重金屬污染同時發(fā)生,形成復(fù)合污染,且污染強度顯示出放大性［10］。

4 蔬菜基地土壤重金屬污染的危害

4.1 直接危害農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量,造成經(jīng)濟損失

土壤重金屬污染物直接危害農(nóng)作物的正常生長和發(fā)育,導(dǎo)致產(chǎn)量下降,品質(zhì)降低［11］,造成經(jīng)濟損失。中國每年因重金屬污染導(dǎo)致的糧食減產(chǎn)超過1 000萬t,被重金屬污染的糧食多達1 200萬t,合計經(jīng)濟損失至少200億元［12］。加入WTO之后,農(nóng)產(chǎn)品的重金屬超標問題對我國農(nóng)業(yè)沖擊更大。

4.2 威脅生態(tài)環(huán)境安全與人類的生存健康

土壤一旦被重金屬污染后,其危害性遠遠大于大氣和水體的污染。有研究表明,重金屬污染能明顯影響土壤微生物群落,降低土壤微生物量和活性細菌量,對土壤重金屬綜合污染指數(shù)的相關(guān)分析表明,在土壤綜合污染較輕的情況下,土壤微生物多樣性較高,隨著重金屬綜合污染指數(shù)的增加,微生物多樣性呈指數(shù)式迅速下降［13］。土壤重金屬污染使污染物在植物、蔬菜、水果等食物中Cd、Pb、Cr 、As 等重金屬含量超標或接近臨界值,從而使重金屬通過食物鏈富集到動物和人體,最終危害人類健康［14］。

5 蔬菜基地土壤重金屬污染的治理

由于農(nóng)田土壤重金屬污染的特點,其治理應(yīng)立足于“防重于治”的基本方針［15］,堅持“預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理”。對未被污染的土壤采取預(yù)防措施,要控制或消除污染源；對已經(jīng)污染的土壤則要采取積極治理措施,將污染控制在最低限度。目前,大多數(shù)治理方法尚處于探索階段,治理方法各有利弊［16］。

5.1 控制污染源,減少污染的排放

控制污染源,即控制進入農(nóng)田土壤中的污染物的數(shù)量和速度,使其在土體中緩慢地自然降解,而不致迅速而大量地進入農(nóng)田,超過土壤的承受能力,引起土壤污染［17，18］。嚴格做好蔬菜基地的規(guī)劃,做到土壤的合理安全有效利用,按規(guī)劃的目標實施,防患于未然。合理使用化肥、農(nóng)藥,重視開發(fā)高效低毒低殘留的化肥、農(nóng)藥。

5.2 修復(fù)被重金屬污染的蔬菜基地土壤

修復(fù)措施主要包括客土、換土和深耕翻土等。通過客土、換土和深耕翻土與污土混合,可以降低土壤中重金屬的含量,減少重金屬對土壤植物系統(tǒng)產(chǎn)生的毒害,從而使農(nóng)產(chǎn)品達到食品衛(wèi)生標準［19］。對土壤重金屬污染嚴重的地段,依靠切斷污染源的方法則往往很難恢復(fù),有時要靠深耕客土、淋洗土壤等方法才能解決問題。另外開展植物修復(fù)技術(shù)的研究及培養(yǎng)抗性微生物等。其他治理技術(shù)見效較慢、成本較高、治理周期較長。

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篇4

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(zhì)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(yù)防和修復(fù)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(fù)合污染生態(tài)學、污染環(huán)境修復(fù)、生態(tài)毒理與環(huán)境基準等，在環(huán)境污染特征、毒理效應(yīng)、土壤環(huán)境基準以及修復(fù)等方面進行了大量相關(guān)研究，尤其在土壤重金屬污染防治與修復(fù)研究領(lǐng)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(guān)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(fù)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(fù)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(gòu)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(shè)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(fù)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(fù)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(dǎo)致土壤重金屬污染的治理變成一件棘手的事情，紛繁復(fù)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(yīng)的預(yù)防、治理和修復(fù)也就應(yīng)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(yù)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(zhì)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(zhì)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(dǎo)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(zhì)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(guān)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(yīng)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(zhì)量標準》的修訂和完善奠定堅實的基礎(chǔ)。

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(yīng)該修復(fù)？”、“在什么水平上修復(fù)？”、“修復(fù)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(fù)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(guān)的研究工作。

周啟星教授還提到，目前污染土壤修復(fù)技術(shù)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(fù)技術(shù)不夠發(fā)達，沒有有效的修復(fù)技術(shù)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(fù)還停留在初級階段。目前普遍使用的污染土壤修復(fù)方法主要有兩種：物理修復(fù)法、化學修復(fù)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(fù)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(yīng)該考慮可能會造成的后果，慎重使用。因此，國內(nèi)很多相關(guān)專家都在對有效的污染土壤修復(fù)的方式進行探索和研究，目前生物修復(fù)技術(shù)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(fù)技術(shù)，但由于研究和開發(fā)剛剛起步，在應(yīng)用上還并不成熟，有待相關(guān)專家進行深入的研究。

此外，周啟星教授提到的修復(fù)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(yù)防和修復(fù)，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(guān)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(fù)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(fù)方面，應(yīng)堅持“兩手抓”，一手抓機理的研究，一手抓應(yīng)用推廣 ，加強與政府部門的合作來推動實際應(yīng)用。他提出，應(yīng)當將物理修復(fù)、化學修復(fù)、生物修復(fù)、綜合修復(fù)這幾種修復(fù)方式按照情況選擇使用，讓污染土壤修復(fù)的效果達到最好；另一方面，政府在相關(guān)政策的制定和管理上應(yīng)繼續(xù)加強。多個方面共同努力，污染土壤的修復(fù)才能真正達到理想的效果。

尋求土壤污染的解決之道，應(yīng)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(guān)工廠 ，應(yīng)當進行相關(guān)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(yù)防，才能達到真正的治理污染的目的。

完善相關(guān)的法律法規(guī)，也是非常重要的一項措施。有明確的相關(guān)規(guī)定，是完成土壤污染預(yù)防和治理修復(fù)非常重要的一步。據(jù)了解，目前相關(guān)部門正在進行相關(guān)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(fù)就會有法可循，防治工作就能更加順利一些。

篇5

關(guān)鍵詞：礦山 重金屬 生物修復(fù)

礦產(chǎn)資源是人類生產(chǎn)和生活的基本源泉之一，是社會經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)，我國目前95%的能源和80%的原材料是依靠開發(fā)礦產(chǎn)資源來提供的，因此我國經(jīng)濟的發(fā)展離不開礦業(yè)，但是礦業(yè)又是個污染相當大的行業(yè)。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，礦山的開采不斷加大，礦山的開采伴隨著很多環(huán)境問題的產(chǎn)生，破壞了自然生態(tài)環(huán)境，其中礦業(yè)廢水中含有大量的重金屬，對環(huán)境污染嚴重，污染水源，對人體健康構(gòu)成威脅。因此必須有效地處理礦山固廢以及廢水。

1、礦山重金屬的來源

金屬礦山開發(fā)的開采、選洗、冶煉都會向環(huán)境中排放重金屬元素，原生硫化物礦床在開采利用過程中，廢棄的硫化物經(jīng)過長期的自然氧化、雨水淋濾而導(dǎo)致重金屬元素大量進入礦區(qū)。硫化礦物的氧化反應(yīng)速率除與反應(yīng)時間、溫度、硫化礦物的含量、種類有關(guān)外，還與外界環(huán)境如氧氣、水、生物活動特別是氧化鐵桿菌等有關(guān)。固體廢物的風化可以導(dǎo)致重金屬元素的淋濾釋放，特別是鉛鋅礦、汞鉈礦在開采利用過程中，尾礦廢石中的鉛、鋅、砷、鉈以及伴生組分如鎘、鉻、銅在地表水的沖洗和雨水的淋濾下進入土壤并累積起來。

土壤中重金屬元素的遷移分布行為受到土壤pH值、有機質(zhì)、礦物組成、陽離子代換量等性質(zhì)的制約，如鉈在土壤中的含量與有機質(zhì)含量有明顯的正相關(guān)性，而與土壤中的粘土礦物含量呈負相關(guān)性。通常情況下，表層土壤中含鉈量較高，深層土壤與土壤下伏的基巖中含鉈量低，錳礦物對重金屬元素有著強烈的固定作用，這使得重金屬元素在土壤中的含量明顯高于河流沉積物。

2、重金屬的危害分析

重金屬在土壤一植物系統(tǒng)中遷移直接影響到植物的生理生化和生長發(fā)育，從而影響作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。當土壤被重金屬污染后，重金屬在土壤中累積，當達到一定程度便會對作物產(chǎn)生不良影響，不僅影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，而且通過食物鏈最終影響人類健康。如鉛能傷害人的神經(jīng)系統(tǒng)，特別對幼兒的智力發(fā)育有極其不良的影響；鎘的毒性很大，在人體內(nèi)蓄積會引起泌尿系統(tǒng)功能變化，還會影響骨骼發(fā)育，如1955年發(fā)生在日本神通川地區(qū)的“痛痛病”，就是因為該地區(qū)的土壤一植物系統(tǒng)受到鎘的污染；1953年日本水俁氮肥廠的乙酸乙醛反應(yīng)管排出含有氯化甲基汞的汞渣流入水體，有毒物質(zhì)被魚、蝦、貝類食人后，由食物鏈進人人體，導(dǎo)致了“水俁事件”的發(fā)生。在中國，隨著污灌面積不斷擴大，土壤重金屬的污染問題日趨嚴重，如沈陽、蘭州、桂林、萍鄉(xiāng)等地重金屬污染均較明顯；湖南株洲的冶煉廠和化工廠附近地區(qū)的重金屬汞、鎘、鉛的含量均超標，對人和家禽健康危害很大。土壤重金屬污染對人類健康造成的威脅已引起世界各國科學工作者的普遍關(guān)注，對其治理成為目前研究的難點和熱點。

3、礦山重金屬污染的生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)，指一切以利用生物為主體的環(huán)境污染的治理技術(shù)。它包括利用植物、動物和微生物吸收、降解、轉(zhuǎn)化土壤中的污染物，使污染物的濃度降低到可接受的水平，或?qū)⒂卸居泻Φ奈廴疚镛D(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，也包括將污染物穩(wěn)定化，以減少其向周邊環(huán)境的擴散。這是一種利用各種天然生物過程而發(fā)展起來的現(xiàn)場處理各種環(huán)境污染的技術(shù)，生物修復(fù)的處理費用比較低，而且對環(huán)境的影響也比較小、生物處理的效率相對也比較高。

3.1植物修復(fù)

植物修復(fù)技術(shù)是利用植物提取、吸收、分解、轉(zhuǎn)化或固定土壤、沉積物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物技術(shù)的總稱，也就是將某種特定的植物種植在重金屬污染的土壤上，而該種植物對土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，將植物收獲并進行妥善處理后即可將該種重金屬移出土體，達到污染治理與生態(tài)修復(fù)的目的。植物提取是目前研究最多并且最有前景的方法。目前發(fā)現(xiàn)的具有超累積能力的植物約400多種。植物提取技術(shù)首先要篩選出超累積植物，植物提取利用植物從土壤中吸收金屬污染物，并在植物地上部分富集對植物體收獲后進行處理，從而降低了土壤中重金屬的含量。

植物修復(fù)技術(shù)目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于對土壤重金屬污染的治理，但是在運用的過程中產(chǎn)生了很多的問題，比如植物修復(fù)技術(shù)并不能從根本上消除重金屬污染的問題，而是將重金屬從土壤中吸收或吸附到植物體內(nèi)或根部.然而如何防止富集在植物中的重金屬重新流入到環(huán)境和食物鏈中，怎樣有效的處理植物中的重金屬以及防止產(chǎn)生二次污染等。

3.2微生物修復(fù)

除了植物修復(fù)技術(shù)外，重金屬污染的處理措施還包括有微生物技術(shù)。土壤重金屬污染的微生物修復(fù)是利用微生物的生物活性對重金屬的親和吸附或轉(zhuǎn)化為低毒產(chǎn)物，從而降低重金屬的污染程度。在長期受某種重金屬污染的土壤上，生存著數(shù)量眾多的、能適應(yīng)重金屬污染的環(huán)境并能氧化或還原重金屬的微生物類群。對于某些重金屬污染的土壤，可以利用微生物對重金屬進行固定、移動或轉(zhuǎn)化，改變它們在環(huán)境中的遷移特性和形態(tài)，從而進行生物修復(fù)。微生物主要通過生物吸附和富集作用、溶解和沉淀作用、氧化還原作用和菌根真菌與土壤重金屬的生物有效性關(guān)系對土壤中重金屬活性產(chǎn)生影響。

3.3動物修復(fù)

土壤中的某些低等動物（如蚯蚓和鼠類）能吸收土壤中的重金屬，因而能一定程度地降低污染土壤中重金屬的含量。隨著生物技術(shù)和基因工程技術(shù)的發(fā)展，土壤生物修復(fù)技術(shù)研究與應(yīng)用將不斷深入并走向成熟，特別是微生物修復(fù)技術(shù)、植物生物修復(fù)技術(shù)的綜合運用將為有毒、難降解、有機物污染土壤的修復(fù)帶來希望。

4、結(jié)論

酸性礦山廢水和尾礦是造成礦山重金屬污染的主要原因，因此，在以后的礦山重金屬污染研究中，測定礦區(qū)有毒、有害重金屬元素的總量及其在不同環(huán)境介質(zhì)中的賦存相態(tài)，區(qū)分重金屬元素的來源及其在礦區(qū)的運移途徑；綜合利用重金屬元素污染的評價方法，從環(huán)境地球化學工程學的原理和方法出發(fā)，加大礦山重金屬元素的污染治理和生態(tài)修復(fù)工作等方面還有很大的發(fā)展空間。

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篇6

關(guān)鍵詞：礦區(qū) 重金屬污染 物理修復(fù) 化學修復(fù) 生物修復(fù)

The research progress of remediation methods on heavy metal contaminated mining lands

ZHANG Zhi-Ming, HUANG Zhan-Bin, SHAN Rui-Juan, SUN Peng-Cheng

School of Chemical and Environmental Engineering, China University of Mining and Technology, Beijing, 100083, China

Abstract：The problem of heavy metal pollution in processing of mineral resource development becomes serious, and the remediation method is a very important topic. This paper analyzed the methods of physical remediation, chemical remediation and biological emediation for heavy metal remediation in mining lands, and points out the characteristics of each method. By analyzing, the article proposed that joint remediation, phytoremediation, and chemical modified materials remediation are important directions of heavy metal contaminated soil remediation.

Key words: mining land; heavy metal pollution; physical remediation; chemical remediation; biological remediation

1. 引言

我國礦產(chǎn)資源豐富，為國家經(jīng)濟建設(shè)做出了巨大的貢獻，是工業(yè)經(jīng)濟的重要支柱，促進了社會進步，但在礦產(chǎn)開采和冶煉過程中也存在一系列嚴重的環(huán)境問題。

首先，礦產(chǎn)開采會占用大片土地，并可能造成地質(zhì)災(zāi)害。在采礦的過程中產(chǎn)生大量的礦渣，包括選礦渣、尾礦渣及生活垃圾等。據(jù)統(tǒng)計，中國鐵礦石開采經(jīng)選礦后68%以上為尾礦，黃金礦開采選礦后幾乎100%為尾礦[1]。超過90%的礦區(qū)廢棄物采取堆放處理，占用了大片的土地。我國礦山多為地下開采，常常導(dǎo)致地表裂縫與塌陷，嚴重危及到地表的人類活動。

其次，礦山開采過程破壞生態(tài)環(huán)境，造成環(huán)境污染。礦區(qū)大片植被遭到破壞，表土剝離，加劇了水土流失，引起了土壤退化，導(dǎo)致生態(tài)失衡。礦產(chǎn)開采中產(chǎn)生的廢棄物成分復(fù)雜，含有大量的酸性、堿性或有毒的物質(zhì)，這些物質(zhì)能對周邊地區(qū)造成嚴重的影響。

許多礦物有重金屬伴生，礦物開采過程中常產(chǎn)生重金屬污染。重金屬具有長期性，穩(wěn)定性和隱蔽性的特征，同時重金屬元素會在植物體內(nèi)積累，并通過食物鏈富集到動物和人體中，誘發(fā)癌變或其他疾病[2]，危害人類健康。如鉛中毒會影響人的神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)和消化系統(tǒng)等，鎘中毒則會引起骨痛病。礦區(qū)土壤重金屬污染已不容忽視，到了亟待解決的地步。

礦區(qū)固體廢棄物和礦山酸性廢水是礦區(qū)土壤中重金屬的主要來源。尤其是在Pb/Zn礦、Fe/S礦的開采過程中, 尾礦廢石中的Pb、Cd、Zn、Cr、Cu、As等在地表水的沖洗和雨水的淋濾下進入土壤并累積起來。而酸性廢水則使礦區(qū)中的重金屬元素活化，以離子形態(tài)遷移到礦區(qū)周邊的農(nóng)田土壤或河流中，導(dǎo)致土壤和河流中重金屬含量遠遠超過背景值[3]，影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和飲水健康。另外，在礦石采礦、運輸及排土過程中，塵埃污染也是礦區(qū)周邊土壤中重金屬的一個來源。

在發(fā)達國家和地區(qū)，礦區(qū)廢棄地治理已達50%以上[4]，而我國還不到10%。近年來，我國開始重視礦區(qū)重金屬污染的治理，如中國污染場地修復(fù)科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇中來自全國各地的重金屬污染場地修復(fù)專家一起商議湖南重金屬污染礦區(qū)的治理措施，并對各方法的實用性做了分析。土壤重金屬的各個修復(fù)方法可以降低重金屬的濃度或生物可利用度，降低對生態(tài)環(huán)境及人類健康的危害。

重金屬污染土壤的修復(fù)中，方法的選擇至關(guān)重要。本文在闡述了重金屬污染土壤的基本修復(fù)原理后，著重分析了土壤重金屬污染的物理修復(fù)法、化學修復(fù)法和生物修復(fù)法，為土壤中重金屬的去除、固化及鈍化提供了理論依據(jù)。

2. 重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)

國內(nèi)外用來修復(fù)土壤污染的方法較多，在具體的應(yīng)用過程中多為交叉使用，一般分為三大類，即物理修復(fù)方法、化學修復(fù)方法和生物修復(fù)方法[5]。其修復(fù)原理如下：

（1）加入化學改良劑轉(zhuǎn)化重金屬在土壤中的存在化學價態(tài)和存在形態(tài)，使其固化或鈍化?；蛘卟捎梦锢硇迯?fù)等方法，使重金屬在土壤中穩(wěn)定化，降低其對植物和人體的毒性；

（2）利用重金屬累積植物、動物、微生物吸收土壤中的重金屬，然后處理該生物或者回收重金屬；

（3）將重金屬變?yōu)榭扇軕B(tài)、游離態(tài)，然后進行淋洗并收集淋洗液中的重金屬，達到降低土壤中重金屬含量的目的[5]。

3. 物理修復(fù)法

物理修復(fù)法是基于機械物理的工程方法，它主要包括客土、換土和翻土法、電動修復(fù)法和熱處理法三種。

3.1 客土、換土和翻土

客土法是指向被重金屬污染的土壤中加入大量干凈土壤，覆蓋在土壤表層或混勻，使重金屬濃度降低至低于臨界危害濃度，從而達到減輕污染的目的[6]。對移動性較差的重金屬污染物（如鉛）采用客土法時，相對較少的客土量也能滿足要求，可減少工程量。

換土法是指把受重金屬污染的土壤取走，代之以干凈的土壤。該方法適用于小面積嚴重污染的地區(qū)，以迅速地解決問題，并防止污染擴大化。此方法要求對換出的受污染土壤進行妥善處理，以防止二次污染[7]。

翻土法是指深翻土壤，使表層的重金屬污染物分散到更深的土層，達到減少表層土壤污染物的目的。

在礦區(qū)重金屬治理的過程中，換土法治理較為徹底，而客土法和翻土法并未根除土壤中的重金屬污染物，相反把重金屬繼續(xù)留在土壤中，因此這兩種方法只適用于移動性差的重金屬污染物，以免土壤中重金屬污染物對地下水造成污染。

3.2 電動修復(fù)

電動修復(fù)法是由美國路易斯安那州立大學研究出的一種治理土壤污染的原位修復(fù)方法，該方法近年來在一些歐美發(fā)達國家發(fā)展很快。它適合修復(fù)低滲透粘土和淤泥土，可以控制污染物流向[8]。

在電動修復(fù)過程中，利用天然導(dǎo)電性土壤加載電流形成的電場梯度使土壤中的重金屬離子（如鉛、鎘、鋅、鎳、鉬、銅、鈾等）以電遷移和電透滲的方式向電極移動，然后在電極部位進行集中處理。鄭喜坤等[9]在沙土上的實驗表明，土壤中Pb2+、Cr3+等重金屬離子的除去率可達90%以上。該方法不攪動土層，且修復(fù)時間較短[10]，是一種可行的修復(fù)技術(shù)。

3.3 熱處理

熱處理法是利用高頻電壓釋放電磁波產(chǎn)生的熱能對土壤進行加熱，使一些易揮發(fā)性有毒重金屬從土壤顆粒內(nèi)解吸并分離，從而達到修復(fù)的目的[11]。該技術(shù)可以修復(fù)被Hg和As等重金屬污染的土壤。

雖然物理修復(fù)方法取得了一定的成果，但其還存在局限性?？屯?、換土和翻土法操作起來花費具大，破壞土壤結(jié)構(gòu)，使土壤肥力下降，同時還依然需要對換土進行堆放或處理；電動修復(fù)法在實際運用中受其他多種因素影響，可控性差；熱處理法對氣體汞不易回收。

4. 化學修復(fù)法

4.1 化學改良劑

該方法是指向重金屬污染土壤中添加化學改良劑，通過對重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀作用，改變其在土壤中的存在形態(tài)，使其鈍化后減少向土壤深層和地下水遷移，從而降低其生物有效性。

常用的化學改良劑有石灰、碳酸鈣、沸石、硅酸鹽、磷酸鹽等，不同改良劑對重金屬的作用機理不同。

如施用石灰或碳酸鈣主要是提高土壤pH值，促使土壤中鎘、銅、汞、鋅等元素形成氫氧化物或碳酸鹽等結(jié)合態(tài)鹽類沉淀。

如當土壤pH>6.5時，Hg就能形成氫氧化物或碳酸鹽沉淀[12]。沸石是一種堿土金屬礦物，通過吸附、離子交換等降低土壤中的重金屬生物有效性。黃占斌等指出對于鉛、鎘復(fù)合污染土壤，環(huán)境材料腐殖酸對鉛有顯著固定作用，而高分子材料SAP及材料組合（腐殖酸、高分子材料SAP和沸石）對鎘起到明顯固定作用。A.Chlopecka等發(fā)現(xiàn)沸石、磷石灰等能降低重金屬Pb、Cd的移動性，且能夠減少玉米和大麥對重金屬Pb、Cd的吸收量。

4.2 化學淋洗

化學淋洗修復(fù)法是指在重力或外壓下向污染土壤中加入化學溶劑，使重金屬溶解在溶劑中，從固相轉(zhuǎn)移至液相，然后再把溶解有重金屬的溶液從土層中抽提出來，進行溶液中重金屬的處理過程[15]。利用此方法開展修復(fù)工作時，既可以在原位進行，也可采用異位修復(fù)[16]。

原位化學淋洗修復(fù)法要在污染地進行全部過程，包括清洗液投加、土壤淋出液收集和淋出液處理等。

由于原位化學淋洗過程形成了可遷移態(tài)污染物，因此要把處理區(qū)域封閉起來避免污染擴大化；異位化學淋洗修復(fù)法則要把重金屬污染土壤挖掘出來，用化學試劑清洗，以去除重金屬，再處理含有重金屬的廢液，最后清潔后的土壤可以回填或作其他用途。

化學淋洗法的關(guān)鍵在于試劑的選擇，可用來淋洗土壤重金屬的試劑主要有鹽酸、硝酸、磷酸、硫酸、草酸、氫氧化鈉、EDTA等?，F(xiàn)已證明EDTA是針對重金屬污染最有效的提取劑，但其價格昂貴，且對EDTA的回收還存在技術(shù)問題[17]。

5. 生物修復(fù)法

生物修復(fù)法是通過植物、微生物或者動物的代謝活動，降低土壤中重金屬含量方法。它主要包括植物修復(fù)法、微生物修復(fù)法、動物修復(fù)法和菌根修復(fù)法四種。

5.1 植物修復(fù)

植物修復(fù)是將對重金屬有超累積能力的植物種植在污染土壤上，待植物成熟后收獲并進行妥善處理（如灰分回收）。

通過該種植物可將重金屬移出土壤，達到治理污染的目的。對于修復(fù)重金屬污染土壤，植物修復(fù)法主要有植物鈍化、植物提取和植物揮發(fā)三種。

植物鈍化是指利用植物根系分泌物降低重金屬的活性，從而減少重金屬的生物毒性和有效性，并防止其進入地下水和食物鏈，減少對人類健康的威脅。

如植物分泌的磷酸鹽與土壤中的鉛結(jié)合成難溶的磷酸鉛，使鉛得到固化。除直接與重金屬發(fā)生作用外，根系分泌物導(dǎo)致的根際環(huán)境pH值和Eh值的變化也可轉(zhuǎn)變重金屬的化學形態(tài)，使重金屬固化在土壤中。

但是這種方法并未將重金屬去除，因此環(huán)境條件的改變?nèi)杂锌赡芑罨亟饘佟?/p>

植物提取是指利用重金屬超累積植物從污染土壤中吸收重金屬，并將其轉(zhuǎn)移、儲存在植物地上部分（莖或葉），隨后收割地上部分并集中處理其中的重金屬，從而達到降低土壤重金屬含量的目的。蔣先軍等發(fā)現(xiàn)，印度芥菜對銅、鋅、鉛污染的土壤有良好修復(fù)效果。夏星輝[22]指出蕨類植物對鎘的富集能力很強，楊柳科能大量富集鎘，十字花科的蕓苔能富集鉛，芥子草能富集鉛、錫、鋅、銅等。在英國和澳大利亞等國家，一些對重金屬有高耐受性的植物的培育已經(jīng)商業(yè)化。

植物揮發(fā)是指植物將其吸收的重金屬轉(zhuǎn)化為可揮發(fā)態(tài)，并揮發(fā)出植物的過程。如植物可以吸收土壤中的Hg2+，然后使之轉(zhuǎn)化成氣態(tài)HgO后，通過蒸騰作用從葉片蒸發(fā)出來。這種方法只適用于具有揮發(fā)性的重金屬污染物，應(yīng)用范圍較小。同時，該方法將污染物轉(zhuǎn)移到大氣中，對大氣環(huán)境造成一定影響。

5.2 微生物修復(fù)

微生物修復(fù)法是利用微生物對重金屬的親和吸附作用將其轉(zhuǎn)化為低毒產(chǎn)物，從而降低污染程度。

雖然微生物不能直接降解重金屬，但其可改變重金屬的物理或化學特性，進而影響重金屬的遷移與轉(zhuǎn)化。微生物修復(fù)重金屬污染土壤的機理包括生物吸附、生物轉(zhuǎn)化、胞外沉淀、生物累積等。通過這些過程，微生物便可降低土壤中重金屬的生物毒性[23]。

由于細胞表面帶有電荷，土壤中的微生物可吸附重金屬離子或通過攝取將重金屬離子富集在細胞內(nèi)部。微生物與重金屬離子的氧化還原反應(yīng)也可降低重金屬的生物毒性，如在好氣或厭氣的條件下，異養(yǎng)微生物可將Cr6+還原為Cr3+，降低其毒性。杜立棟等[24]從鉛污染礦區(qū)土壤中篩選出一株青霉菌，對人工培養(yǎng)基中有效鉛的去除率達96.54%，且富集效果比較穩(wěn)定，可應(yīng)用于鉛污染礦區(qū)土壤的生物修復(fù)。

5.3 動物修復(fù)

土壤重金屬污染的動物修復(fù)是指利用土壤動物在自然條件或人工控制下，在污染土壤中生長、繁殖等活動過程中對污染物進行富集和鈍化等作用，從而使污染物降低或消除的一種修復(fù)技術(shù)。

在評價污染物的生態(tài)學危害研究中，科研工作者對土壤動物并未給予足夠的重視，所以與微生物修復(fù)相比，國內(nèi)外的相關(guān)報道還不多。而在眾多土壤動物中，普遍認為蚯蚓是改良土壤的能手，并且對土壤污染具有指示作用，具有巨大的修復(fù)污染土壤潛力。

朱永恒等[25]研究得出蚯蚓對重金屬的富集量隨著污染濃度的增加而增加，蚯蚓體內(nèi)的Pb、Cd和As的含量和土壤中這三項元素的含量具有良好的相關(guān)性。且蚯蚓體內(nèi)的金屬硫蛋白和溶酶體機制可以解毒重金屬。除蚯蚓外，腐生波豆蟲及梅氏扁豆蟲等動物對重金屬也有明顯的富集作用[27]。土壤動物不僅直接富集重金屬，還和微生物、植物協(xié)同富集重金屬，改變重金屬的形態(tài)，使重金屬鈍化而失去毒性。

5.4 菌根修復(fù)

菌根是指土壤中真菌菌絲與植物根系形成的聯(lián)合體。成熟的菌根是一個復(fù)雜的群體，包括真菌、固氮菌和放線菌，這些菌類有一定的修復(fù)重金屬污染的能力。

菌根真菌可通過分泌特殊的分泌物改變植物根際環(huán)境，從而使重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒或低毒的形態(tài)，降低其毒性，起到促進重金屬的植物鈍化作用。申鴻等[28]通過對菌根的研究發(fā)現(xiàn)，菌根玉米地上部銅濃度降低24.3%，根系銅濃度降低24.1%，表明菌根植物對銅污染土壤具有一定的生物修復(fù)作用。黃藝等[29]采用根墊法和連續(xù)形態(tài)分析技術(shù)，分析了生長在重金屬污染土壤中有菌根小麥和無菌根小麥根際銅、鋅、鉛、鎘的形態(tài)分布和變化趨勢，發(fā)現(xiàn)菌根可調(diào)節(jié)根際中土壤重金屬形態(tài)降低重金屬的生物有效性。

此外，菌根還能使菌根植物體中重金屬積累量增加，強化植物提取的效果。

6. 結(jié)論與展望

國外關(guān)于土壤污染物重金屬的研究，澳大利亞、美國、德國等國家比較深入，尤其是澳大利亞。其研究主要集中在利用沸石等物質(zhì)降低重金屬在土壤中的遷移性或者利用超富集植物對土壤中的重金屬元素進行吸收以降低重金屬的濃度。

國內(nèi)關(guān)于土壤重金屬的污染治理也具有此趨勢，但對于動物修復(fù)的機理還不是很明確。

由于礦區(qū)污染土壤中重金屬種類多樣且濃度較高，單一修復(fù)手段難以取得滿意的修復(fù)效果。因此在實際修復(fù)過程中應(yīng)根據(jù)污染物性質(zhì)、污染程度、土壤條件等因素，綜合利用物理、化學和生物等修復(fù)方法，因地制宜地開展重金屬污染土壤聯(lián)合修復(fù)。在礦區(qū)重金屬污染治理方法中，化學與生物聯(lián)合修復(fù)方法具有廣闊的應(yīng)用前景。該方法將化學修復(fù)法與植物修復(fù)、微生物修復(fù)等生物修復(fù)法聯(lián)合，在添加鈍化劑、表面活性劑等之后植物對復(fù)合重金屬污染土壤的修復(fù)有顯著的效果。該方法相對于其他修復(fù)方法（如物理法中的電動修復(fù)法），具有成本低廉、操作簡便和效果顯著的優(yōu)點，適合大規(guī)模的污染土壤修復(fù)。

雖然重金屬污染土壤的修復(fù)取得了一定的成果，但局限性仍然存在，如用于植物修復(fù)的超積累植物大部分植株矮小、生長緩慢且生長周期長，因而修復(fù)時間較長，且植物揮發(fā)作用使可揮發(fā)性重金屬易對大氣和人類造成傷害，故需要進一步加強機理研究以避免二次污染。澳大利亞等國家雖已經(jīng)篩選出有效吸收重金屬的植物，并部分商業(yè)化，但大面積普及難度較高。植物的鈍化作用與投加化學改良劑法并沒有將土壤中的重金屬離子去除，只是暫時的固定，當環(huán)境條件發(fā)生改變時，重金屬有可能再度活化而危害地下水及植物。

針對這些問題，我們應(yīng)利用基因工程等手段開展重金屬積累植物或菌根的篩選，以提高重金屬的積累量，達到去除或簡化重金屬污染的目的。

同時，一種單一的化學改良劑很難有效地處理多種重金屬污染土壤，故針對礦區(qū)土壤中重金屬的多樣性及各種重金屬間的相互作用，應(yīng)將各種改良劑配施并開發(fā)復(fù)合穩(wěn)定劑，并利用工程手段或技術(shù)避免已鈍化重金屬的再度活化，降低重金屬對人類威脅程度。此外，還可以通過化學方法和生物方法在時間和空間上的合理組合，結(jié)合應(yīng)用中的配套措施（如作物的輪作和間作），與土壤化學固化和植物修復(fù)搭配，使一定時期內(nèi)重金屬污染土壤得到改良和修復(fù)，取得生產(chǎn)安全和環(huán)境安全的效果。

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篇7

關(guān)鍵詞：重金屬污染；河道疏浚；污染危害

中圖分類號：X324 文獻標識碼：A

1前言

隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我們國家的科技水平越來越高，工業(yè)和制造業(yè)的發(fā)展也越來越快，但是工業(yè)和制造業(yè)的發(fā)展而帶來的環(huán)境污染也越來越嚴重，其中就有重金屬污染。重金屬污染不僅破壞自然環(huán)境、危害生命，還使河道淤堵，給航運帶來不良影響。而且重金屬很難降解，難以降解的重金屬，還會加深重金屬的污染程度，從而使重金屬的污染不斷加劇。重金屬可以通過水和土壤、大氣，進入生命體，使生命體的一些蛋白質(zhì)失去活性，讓生命體中毒，從而導(dǎo)致生命體的病變甚至死亡[1]。同時重金屬還會對河道產(chǎn)生嚴重的不良影響，使河道的疏浚工作難以展開，因此，無論從哪一方面講，重金屬污染的治理都十分重要。

2治理水體中重金屬污染的方法

由于本文的主題是討論重金屬污染對河道的影響，所以文章著重分析水體中的重金屬污染的治理方法。

從總體上看，治理水體中重金屬污染的方法，通常有三個基本思路：一是，徹底清除水體中的重金屬，讓水體完全沒有重金屬或者只含有極少量的重金屬，但這種思路的實施通常需要在一定條件下進行，即不是任何水體都能夠采取這種思路進行重金屬污染的治理；二是，盡量降低水體中的重金屬含量，或者降低水體中重金屬的擴散能力，這種治理思路，實施時受到的條件限制相對較少，所以其可行性相對較高；三是，研究高效的重金屬降解技術(shù)，通過植物、動物、細菌的正常生物活動，對重金屬進行環(huán)保的降解，讓重金屬的含量大幅降低，這種治理思路，是最具環(huán)保性的，因此也最被推崇。根據(jù)這三種思路，可以研究出具體的治理方法，而通常采用的具體治理方法就主要有以下兩種。

2.1綜合化學和物理的治理方法

對水體中的重金屬的治理可以通過物理方法和化學方法來實現(xiàn)。用來治理水體重金屬的物理和化學方法通常就有：離子交換法、明礬沉降發(fā)、化學沉淀法、電解法、分子篩選法、萃取法等。這些方法各具優(yōu)點，都可以將大部分重金屬從水體中清除，是十分高效的治理重金屬污染的方法，而且在具體實施時，技術(shù)難度較小，條件限制較少，通用性較強。但是由于這些方法普遍能耗較高，在具體實施時成本過高，需要的工作人員和設(shè)備較多，最關(guān)鍵的是這種治理方法容易對水體產(chǎn)生二次污染，比如化學沉淀法，因此物理、化學方法，不是最理想的重金屬治理方法。

2.2生物治理方法

利用生物技術(shù)對重金屬進行治理，是一種最新的治理重金屬污染的方法。該種方法利用植物、動物、細菌的正常生物活動，吸收、轉(zhuǎn)化水體中的重金屬[2]。由于生物材料造價較低而且來源廣泛，因此生物治理方法在具體實施時沒有較大困難，得到業(yè)界廣泛支持，也具有比較成熟的技術(shù)；同時由于其完全采用生物材料進行重金屬污染的治理，對環(huán)境完全無污染，更不會產(chǎn)生二次污染，所以這種治理方法受到業(yè)界青睞，水體重金屬污染治理領(lǐng)域擁有極大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3河道的疏浚方法及應(yīng)用

由于要維持河流的生態(tài)平衡，和河道的正常運行，也需要保持一定厚度的泥沙，所以河水中的泥沙較多。同時，由于重金屬污染，河水中的重金屬經(jīng)過一系列化學、物理作用，就會吸附魚類尸體、營養(yǎng)物，形成淤泥；同時這些淤泥成為河流的內(nèi)污染源，進一步吸附河道中的泥沙，使河道形成較多的淤泥，讓河道無法暢通，不僅影響河道的航運和沿河兩岸的漁業(yè)，還會使河流的生態(tài)環(huán)境遭受嚴重破壞[3]。因此，在治理河道的重金屬基礎(chǔ)上，還要對河道進行疏浚，采取有效措施，保障河流的生態(tài)平衡。

因此研究河道疏浚的具體方法就十分重要，在實際疏浚中通常采用以下疏浚方法。

3.1挖河疏浚法及應(yīng)用

這種方法，不需要抽干河道中的流水，而主要通過挖泥船挖出河道的淤泥，來疏浚河道，使河道暢通。使用這種疏浚方法，挖出的淤泥含水量較大，淤泥的清除不夠徹底，從而作業(yè)精度較低；而且，無法準確找到污染源頭，所以這種疏浚方法的效率較低；同時，目前疏浚作業(yè)普遍使用的挖泥船，還容易對河道造成二次污染，即治理河道污染的同時又污染了河道，形成一定的惡性循環(huán)；因此挖河疏浚的可行性較低。同時，挖泥船的疏浚成本很低，幾乎任何單位都有能力配備，而且挖泥船不受環(huán)境限制，可以隨時開展疏浚工作，所以挖河疏浚更適合于經(jīng)濟實力較弱并且河道不能停流的地方。比如為了有效改善黃河潼關(guān)淤積抬升問題，降低由于潼關(guān)高程的抬升對渭河下游防洪與黃河小北干流造成的一些不利影響，充分發(fā)揮其三門峽水庫綜合效益，在1996年和1997年的時候，在三門峽庫區(qū)潼關(guān)河段實施了挖河疏浚方法，并取得了一定的效果，但是由于其清淤規(guī)模比較小，作業(yè)河段比較有限，同時其所采用的沖淤清淤機械不是很完善，不能將將河道中的淤泥清除干凈[4]。

隨著科技的迅速發(fā)展，如今挖泥船已逐漸有一定技術(shù)改良，在挖泥船上配備了先進儀器、設(shè)備，使挖泥船的作業(yè)精度有一定提高；對其挖掘部件也做了較大改進，使挖泥過程淤泥的擴散得到有效控制，減少了挖泥船的二次污染。

3.2抽水疏浚法及應(yīng)用

這種方法，主要是利用抽水機將河道的水抽干，再用挖土機、刮泥機等疏浚設(shè)備清除河道的淤泥，使河道暢通。抽水疏浚法在清除河道淤泥時，可以一次性清除河底的淤泥和河道兩旁的淤泥，而且，能找到重金屬污染的源頭，斷絕所有的污染源，從而達到“一勞永逸”的效果。

這種疏浚方法，可以準確挖出淤泥，挖出的淤泥濃度較高，因此作業(yè)精度極高。但是這種疏浚方法的成本極高，使得疏浚工作開銷極大；同時，抽水疏浚法在實際使用時，由于這種方法需要將河道的水抽干，即河道必須停流，所以實施時有明顯限制。

4重金屬污染對河道疏浚的影響

通過對大多數(shù)受重金屬污染的河道進行化學、物理分析時發(fā)現(xiàn)，大部分河道的重金屬污染程度，遠比沿河兩岸的土壤受到的污染程度低，相對來說，河道的重金屬污染不很嚴重。而且大部分受污染河道的各種重金屬含量，均低于用于農(nóng)田施肥污泥重金屬含量的最低標準。因此，就可以將河道疏浚的淤泥，用于農(nóng)田施肥，不僅將重金屬污染物清除，還將重金屬污染的不良影響變?yōu)橛袃r值的農(nóng)田肥料。

但是，也有一小部分河道受到嚴重的重金屬污染，這一部分河道的重金屬含量均高于用于農(nóng)田施肥污泥重金屬含量的最高標準。因此，不僅不能將其河道疏浚的淤泥用于農(nóng)田施肥，而且還要特別注意將河道疏浚的淤泥環(huán)保處理，使其不能破壞淤泥處理地的生態(tài)環(huán)境，降低其不良影響。

比如蘇州河作為黃浦江的主要支流，在引排水、灌溉以及通航等方面有著非常重要的作用，蘇州河是一種典型的平原河流，由于其河道蜿蜒曲折，其水流不是很暢，同時其流速也較為緩慢，再加上河道與支流沿岸的人口比較多，其工農(nóng)業(yè)比較發(fā)達，所排放的各種污染物隨著河流懸浮物沉積于河道底部，長期下來成為了污染底泥，在這些污染物中，由于重金屬污染物不能降解，同時在一定條件下經(jīng)過螯合、吸附以及絡(luò)合等方式溶于水中，如果被生物體吸收以后，就可能隨著食物鏈逐漸地累積，其產(chǎn)生的危害將會非常大[5]。

通過大量的資料顯示，在蘇州和市郊段底，重金屬在不同河段的分布差異也比較大，但是其各元素的分布趨勢大致一樣。從蘇州河市郊段河道的底泥和沿岸的土壤比較情況來看，該河段總體上的重金屬污染還不是很嚴重，各重金屬不管是平均含量還是其峰值含量均比1984年原城鄉(xiāng)所頒布的關(guān)于《農(nóng)用污泥中污染物控制標準》中農(nóng)田施用污泥最高的容許含量規(guī)定要低。同時由于該地區(qū)的土壤屬于偏堿性，且含有相應(yīng)的石灰性物質(zhì)，在這種土壤環(huán)境下，可降低重金屬活動性，對此，該河段疏浚出的這些底泥基本上均可就近用于農(nóng)田肥料。[6]此外，由于該河段底泥的重金屬分布不是很均勻，有些河段的重金屬含量遠比沿岸土壤的背景值大，再加上該河段市郊的農(nóng)田是蔬菜地，其地下水位比較高，因此必須要特別注意金屬對于地下水源的影響以及對人體的危害等，針對這一問題，對于重金屬含量很高的河段，所疏浚出的底泥不能作為農(nóng)田的肥料，但可作為花卉用土或者進行垃圾場的埋填。

5結(jié)束語

綜上所述，文章通過介紹重金屬污染的嚴重性，提出了關(guān)于治理水體重金屬的各種方式，并基于此提出了河道疏浚的的多種方式以及其具體的應(yīng)用。在實際河道疏浚過程中，可結(jié)合重金屬污染的具體情況，采取相應(yīng)的治理措施。隨著科學技術(shù)的進步，在今后河道疏浚過程中，應(yīng)該加大對新技術(shù)和新方法的研究，對其技術(shù)進行不斷地創(chuàng)新，同時還要加大環(huán)境保護重要性的宣傳，提高人們的環(huán)保意識，這樣才能有效防止對河道的污染，推動城市生態(tài)化的可持續(xù)發(fā)展。

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土壤微生物重金屬污染

0引言

所謂土壤重金屬污染是指由于人類活動，使重金屬含量明顯高于原有含量，并造成環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。面對土壤重金屬污染的加劇，迫切需要監(jiān)測和防治重金屬污染的有效措施。近幾年興起的微生物修復(fù)，引起人們越來越多的關(guān)注。

1重金屬對土壤微生物生物量的影響

土壤微生物生物量在一定程度上能代表參與調(diào)控土壤中能量和養(yǎng)分循環(huán)以及有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的對應(yīng)微生物的數(shù)量。Dar研究指出砂壤土、壤土和粘土中施用0.75%的污泥，土壤微生物生物量碳增加7%-18%左右，砂壤土中增加較明顯，壤土和粘土中則較少。Khan等試驗研究了鎘和鉛對紅壤中微生物的影響，當其濃度分別為30 ng/g和150 ag/g時導(dǎo)致生物量顯著下降。

2重金屬對微生物活性的影響

2.1重金屬污染對土壤基礎(chǔ)呼吸的影響

土壤呼吸是土壤與大氣交換CO2的過程，是土壤碳素同化和異化平衡的結(jié)果。Fliebbach等報道在土壤中施人含低濃度重金屬和高濃度重金屬的淤泥時，其土壤呼吸強度會隨著重金屬濃度的增加而上升。Chander等研究認為，含高濃度重金屬的土壤中微生物利用有機碳更多地作為能量代謝，以CO2的形式釋放，而低濃度重金屬的土壤中微生物能更有效地利用有機碳轉(zhuǎn)化為生物量碳。

2.2重金屬污染對土壤酶的影響

酶是一種生物催化劑，土壤中進行的各種生物化學過程，都是在酶的參與下實現(xiàn)的。Marzador等研究指出，在Pb污染土壤中脫氫酶活性的大小明顯地受土壤水分含量的影響，但土壤水分變化對磷酸酶活性的影響不十分明顯。因此，磷酸酶活性被認為是評價Pb污染土壤的一種較為合適的指標。

2.3重金屬污染對土壤生化作用過程的影響

通常把土壤生化作用強度作為土壤微生物活性的綜合指標之一。Wilke研究了幾種重金屬和非重金屬污染物（如Cd、Cr、Pb）如對氮素轉(zhuǎn)化的長期影響，發(fā)現(xiàn)除Se和Sn外，其它污染物均能抑制有機氮素的礦化作用。重金屬污染引起微生物體內(nèi)代謝過程的紊亂，也影響微生物的代謝功能，而微生物生理生化反應(yīng)必然影響到土壤的生化過程，改變了土壤的質(zhì)量狀況。

3土壤重金屬污染的微生物修復(fù)

微生物本身及其產(chǎn)物都能吸附和轉(zhuǎn)化重金屬。微生物還可以通過直接、間接的代謝活動溶解重金屬離子。代謝產(chǎn)生的有機酸和氨基酸可溶解重金屬及含重金屬的礦物，也可以加速重金屬元素從風化殼中的釋放。

鑒于土壤微生物本身對重金屬的吸附和轉(zhuǎn)化，國內(nèi)外已經(jīng)開展了對微生物的金屬抗性和生物修復(fù)的可行性研究，并將此技術(shù)應(yīng)用于實踐。這必將緩解土壤重金屬污染的嚴重局面，帶來健康的環(huán)境。充分利用微生物在土壤修復(fù)方面的特性，加強微生物修復(fù)的綜合技術(shù)的研究，是治理不同重金屬污染土壤的有效措施。

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盡快建立中藥中重金屬及有害元素的檢測方法與合理的限量標準， 是保證中藥質(zhì)量與安全， 促進中藥現(xiàn)代化的必經(jīng)階段。文章對中藥材中重金屬的來源、危害以及防治措施作了簡單的概述，并對今后重金屬的研究方向進行了展望。

【關(guān)鍵詞】 中藥材 重金屬 污染途徑 防治措施

中醫(yī)藥是中華民族的瑰寶，是我國人民對人類健康的巨大貢獻。中藥材質(zhì)量的好壞，直接影響到患者的安全和療效。重金屬是中藥的重要污染物之一， 重金屬含量超標是制約中藥企業(yè)向國際市場邁進的一大重要因素，由于中藥重金屬含量的超標，致使中藥出口受到嚴重阻礙，這一問題已經(jīng)越來越受到人們的關(guān)注和重視。目前世界各國對中藥材和中成藥中的重金屬的含量都提出了嚴格的要求，2005年版《中國藥典》亦增加了中藥材中鉛(Pb)、鎘(Cd)、砷(As)、汞(Hg)、銅(Cu) 5種有害元素的測定方法及限量標準，這對于提高中藥材質(zhì)量， 維護傳統(tǒng)藥物在國際上的聲譽， 使中藥走向世界， 造福人類具有重要的意義［1］。

1 重金屬的來源與危害

1.1 主要污染途徑中藥重金屬的來源一方面與其生長的環(huán)境條件有關(guān)，如土壤、大氣、水、化肥、農(nóng)藥的施用，以及工業(yè)“三廢”對中藥材的直接污染和間接污染，另一方面與植物本身的遺傳特性，主動吸收功能和對重金屬元素的富集能力有關(guān)［2］。另外，中藥材在采集、運輸、加工成飲片以及制劑過程中的污染也是重金屬污染的一個重要途徑。

1.2 重金屬的危害重金屬是指相對原子量較大，密度大于5.0 g/cm3的金屬，約有45種，如銅、鉛、鋅、鐵、鎳、錳、鎘、汞等。砷雖不屬于重金屬，但因其來源以及危害都與重金屬相似，故通常列入重金屬類進行研究、討論。

微量的重金屬污染，可以通過生物鏈作用而產(chǎn)生富集。當人因為飲用或食用受重金屬污染的藥物，體內(nèi)重金屬含量過高時，便會導(dǎo)致各種疾病［3］。如鎘中毒將造成肝、腎和骨的病變，導(dǎo)致貧血或神經(jīng)痛，早年日本流行的骨痛病，就是長期食用“鎘米”造成的。它可抑制肝細胞線粒體氧化磷酸化過程，使組織代謝發(fā)生障礙，對人有致畸、致癌、致突變作用；鉛是對人體危害極大的一種重金屬，它對神經(jīng)系統(tǒng)、骨骼造血功能、消化系統(tǒng)、男性生殖系統(tǒng)等均有危害。特別是大腦處于神經(jīng)系統(tǒng)敏感期的兒童，對鉛有特殊的敏感性。研究表明兒童的智力低下發(fā)病率隨鉛污染程度的加大而升高；As和Hg也必須在食物及藥品中進行控制，砷對細胞中的巰基有很大親和力，與人體內(nèi)含巰基的酶結(jié)合，從而使酶失活，引起廣泛的神經(jīng)系統(tǒng)病變等；金屬汞中毒常以汞蒸氣的形式引起。由于汞蒸氣具有高度的擴散性和較大的脂溶性，通過呼吸道進入肺泡，經(jīng)血液循環(huán)運至全身。血液中的金屬汞進入腦組織后，被氧化成汞離子，逐漸在腦組織中積累，達到一定的量，就會對腦組織造成損害。另外一部分汞離子則轉(zhuǎn)移到腎臟。另外，一些對人體必需的微量元素，如銅、鐵、鋅等，它們在體內(nèi)蓄積到一定量或價態(tài)改變時也具有很強的毒性，如較高濃度的銅具有溶血作用，能引起肝、腎良性壞死。

2 中藥重金屬污染的防治措施

2.1 合理選擇種植基地在選擇中藥材規(guī)范化種植基地時應(yīng)尊重中藥材產(chǎn)區(qū)形成的歷史，在此基礎(chǔ)上對種植基地的土壤環(huán)境、水質(zhì)進行監(jiān)測和分析，土壤應(yīng)符合國家二級以上標準的要求。大氣、水質(zhì)檢測結(jié)果應(yīng)符合“大氣環(huán)境質(zhì)量標準”“農(nóng)田灌溉用水質(zhì)量標準”等［4］。盡量使用道地產(chǎn)區(qū)作為某中藥材的特定區(qū)，并積極面對可能存在的道地產(chǎn)區(qū)重金屬元素超標問題。

2.2 開展有關(guān)中藥材特性方面的研究通過對中藥材及其生長環(huán)境的有關(guān)生物學和酶學研究可以更好地了解不同中藥材的特性，為科學管理中藥材基地土壤環(huán)境和生產(chǎn)質(zhì)量控制提供依據(jù)。

2.3 治理土壤中的重金屬污染土壤為植物的生長提供礦質(zhì)營養(yǎng)和有機營養(yǎng)。土壤中的礦質(zhì)營養(yǎng)是巖石經(jīng)過長時間的風化形成的，加上數(shù)百萬年的地殼運動、火山爆發(fā)逐漸沉積地面，并不斷地隨自然環(huán)境遷移運動［5］。土壤重金屬污染是由于污泥的施用及污水灌溉所含有害物質(zhì)超標造成的。土壤中的重金屬污染物由于無機及有機膠體對陽離子的吸附、交換、絡(luò)合及生物作用的結(jié)果，大部分被固定在耕作層中，一般很少遷移至40 cm 以下［6］。

植物在滿足自身所需元素的同時，對土壤中的富集元素也會有非選擇性吸收，這種吸收取決于土壤中某一元素的含量和物理化學性質(zhì)，以及相應(yīng)的土壤、溫度等自然因素，從而造成中藥中可能含有不同的重金屬。

中藥材生產(chǎn)最基本的因素是土壤，土壤不受污染是保證中藥材產(chǎn)量和質(zhì)量的重要途徑。目前，治理土壤重金屬污染的途徑主要有兩種：一是改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)，使其相對穩(wěn)定，降低其在環(huán)境中的遷移性和生物可利用性；二是從土壤中去除重金屬。圍繞這兩種治理途徑，科學家們提出了物理、化學、生物等各種方法，但大多數(shù)還只是停留在實驗室階段，適用于較小面積的污染治理，而且需要花費大量的人力、物力和財力，對大面積的中藥材種植基地而言實用性不大。

2.3.1 施用改良劑［7］使用改良劑以降低重金屬的活性，或降低其水溶性、擴散性和生物有效性，從而降低重金屬進入生物體的能力。如在受污染的土壤中加入某些酸、堿、還原性物質(zhì)，使重金屬生成沉淀，或利用拮抗作用的原理降低植物對某種污染物的吸收，從而保證中藥材的生產(chǎn)質(zhì)量。

2.3.2 生物修復(fù)技術(shù)［8］生物修復(fù)技術(shù)是利用某些特定的動植物和微生物具有能夠較快地吸走或降解土壤中的重金屬污染物的能力而達到凈化土壤的目的。它包括微生物修復(fù)技術(shù)，植物修復(fù)技術(shù)和基因工程技術(shù)，這些技術(shù)在中藥材規(guī)范化種植研究上有很大的應(yīng)用發(fā)展空間。

2.4 建立科學的栽培、采收及加工方法，對中藥材實施規(guī)范化種植在GAP實施過程中，應(yīng)對育種、栽培方式、化肥農(nóng)藥施用及采收加工等各環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的重金屬污染進行防治，同時應(yīng)結(jié)合SOP的建立，使各項工作規(guī)范化［9］。

2.4.1 育種研究選育抗御對重金屬吸收的藥材株系和變異品種，進行推廣。研究發(fā)現(xiàn)， 在同一地塊中生長出的藥材， 其重金屬含量在植株間有差異，預(yù)示了小環(huán)境的差異或者植株遺傳上的個體差異可能改變藥材重金屬的含量，從而可從中選育抗御對重金屬吸收的藥材株系，培育抗重金屬的優(yōu)良品種。

2.4.2 栽培技術(shù)用先進的栽培措施， 如客土育苗、分段栽培、生長激素調(diào)控、加快生長速度等， 在種植前期減少重金屬的吸收［10］。

2.4.3 控制和減少農(nóng)藥及化肥的使用科學合理施用農(nóng)藥，應(yīng)盡量施用生物農(nóng)藥，或采用生物防治、農(nóng)業(yè)綜合防治等技術(shù)防治藥用植物病蟲害，選擇相鄰作物病蟲害較輕的區(qū)域種植中藥材。中藥材施肥原則應(yīng)以農(nóng)家肥為主，盡量減少化肥的施用，同時加強中藥材專用肥的研究及推廣應(yīng)用，控制因施肥造成的重金屬元素的富集，尤其要注重出口創(chuàng)匯藥材施肥技術(shù)的改進［11］。

2.4.4 采收加工對于中藥材的加工、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)， 要嚴格重金屬含量控制， 及早監(jiān)測控制質(zhì)量。對于根莖類藥材，在采收加工時應(yīng)注意其泥沙的去除。另外還要注意，在炮制過程中減少器具、輔料等的污染，也能有效防止藥材中重金屬的污染［12］。

2.5 改善中藥材倉貯條件禁止使用重金屬制品倉貯熏蒸劑，改革中藥材加工、炮制技術(shù)，改進傳統(tǒng)包裝，在精加工的基礎(chǔ)上采用新型的包裝方法和技術(shù)，最大限度的控制重金屬污染的發(fā)生。

轉(zhuǎn)貼于

2.6 改變制劑工藝運用中藥材凈化技術(shù)，在制劑中采用超聲波、膜分離、大孔吸附樹脂等新工藝，可大大降低提取物中的重金屬含量［13］；或選擇澄清劑沉淀中藥水提液中的金屬元素，如殼聚糖具有絮凝作用，可用于精制中藥水提液，程紅霞等［14］研究了殼聚糖在不同條件下對中藥水提液中的銅、鎘、鉛等主要重金屬殘留的吸附特性，用于去除中藥水提液中重金屬殘留，效果很好，為今后大規(guī)模的工業(yè)利用奠定了一定的理論和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。也有學者［15］利用超臨界流體萃取技術(shù)，消除重金屬的污染、除去重金屬雜質(zhì)以及用于重金屬的含量檢測。張暉芬等根據(jù)“以二乙基二硫代氨基甲酸鈉為絡(luò)合劑，利用超臨界CO2，從濾紙或沉積物等中萃取金屬離子”的技術(shù)提示，利用超臨界CO2 萃取技術(shù)凈化藥材中重金屬，獲得了重金屬低含量的中藥材，而藥材中的有效成分的相對含量變化不顯著，具有較高的開發(fā)價值；張華等［16］用聚苯乙烯基螯合纖維與石墨爐原子吸收分光光度測定法結(jié)合，亦成功應(yīng)用于去除和檢測中藥中重金屬離子。

3 展望

隨著中藥現(xiàn)代化進程的加速，迫切需要解決涉及中藥質(zhì)量的一系列問題，開展中藥材重金屬研究更是適應(yīng)國際國內(nèi)形勢的需要和中醫(yī)藥發(fā)展的要求。全面推行GAP并實施認證， 是生產(chǎn)綠色中藥材的關(guān)鍵。建立綠色中藥材生產(chǎn)基地產(chǎn)地應(yīng)選擇空氣清新、水質(zhì)純凈、土壤未受污染， 具有良好農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的地區(qū)， 盡量避開繁華都市、工業(yè)區(qū)和交通要道， 多選擇在邊遠省區(qū)、農(nóng)村等。最好選擇生地， 以避免土壤經(jīng)多年種植中遺留的農(nóng)藥， 影響所種植藥材的質(zhì)量［17］。

另外，針對當前中藥材重金屬研究缺乏系統(tǒng)性，研究深度不夠，指導(dǎo)價值小的問題，我們認為應(yīng)從以下幾個方面予以改進:加強對重金屬在中藥材中存在狀態(tài)的研究，弄清重金屬在藥材中的存在形式及其含量，為防止重金屬超標提供依據(jù)［18］；對道地藥材、商品藥材及其炮制品，以及藥材不同產(chǎn)地、不同藥用部位的重金屬含量進行分析研究，為制定控制措施提供科學依據(jù)；研究重金屬含量及其存在狀態(tài)與藥材有效成分含量、藥物功效的相關(guān)性，弄清重金屬在治療疾病中的作用，為科學評價重金屬提供理論依據(jù)；加強中藥材重金屬安全評價研究。提出中藥材達到多大用量才可能導(dǎo)致重金屬對人體產(chǎn)生毒副作用的科學數(shù)據(jù)，是中藥材出口、中醫(yī)藥走向世界的必然要求。

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