重金屬污染的治理措施范文

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關鍵詞：國內 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，以此來保證生態環境和食品安全。在1983年我國對土壤環境容量做了初步研究，并提出了相關理論，如土壤重金屬的生態效應等。我國目前圍繞重金屬污染土壤修復技術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、化學修復、生物修復和農業治理措施。

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。針對土壤重污染區一般會采用客土和換土的方式，而對于土壤輕污染區一般則選擇深耕翻土這種方式。工程措施具有獨特的優勢，如徹底性和穩定性。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，并且土體結構也會因這種措施而遭到破壞，進而導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，工序較為復雜。

2 物理修復

物理修復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。物理修復是一種治本的治理措施，但是如果發生二次污染，那么這種措施很容易破壞土壤結構，導致土壤肥力降低。物理修復主要包括改土法、熱解析法、玻璃化技術、電動修復。（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年代之前應用較為普遍，其徹底性和穩定性占據優勢。但是隨之新興技術的開發，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的重金屬污染區，通過加熱的方式，將這些重金屬污染物從土壤中揮發出來，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和結構水，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，這種方法應用較少。（3）玻璃化技術。采用這種方法之前需要在被污染的土壤里面埋下導電材料，通過電極使土壤融化，冷卻后形成玻璃態物質。這種方法應用較為復雜，而且成本較高。但是，玻璃化技術非常適用于放射性廢物的治理。（4）電動修復。電動修復就是指在污染土壤中通電流，金屬離子等向電極運輸，經工程化的收集系統集中收集處理。電動修復不需要攪動土層，是一種經濟可行的方式。該技術最先是由美國所提出，目前在我國也應用較為廣泛，其已經進入商業化階段。

3 化學修復

化學修復就是向污染的土壤中加入一般化學物質，如改良劑等，改變理化性質，使土壤發生化學反應，降低重金屬的生物有效性?；瘜W修復成本較低，但是其很容易“反復發作”?；瘜W修復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生反應，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應用過多種金屬氧化物、生物材料、有機質高分子聚合材料，通過這些物質，改變土壤介質的酸度。

（2）化學淋洗法。化學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

生物修復是指在一定條件下，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，生物修復在達到治理目的的同時，降低成本，不會產生二次污染。生物修復包括植物修復技術、微生物修復技術以及生態修復技術。

（1）植物修復技術。植物修復就是以植物忍耐和超積累某種重金屬的理論為基礎，利用自然生長的植物，對土壤重金屬污染進行清除。植物修復主要包括植物提取、植物揮發和植物穩定。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年在我國發現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潛力。2）植物揮發主要是利用植物的根系，通過根系吸收重金屬，并將其轉化為易揮發的氣態物質，從而達到治理土壤污染的目的。植物揮發主要是對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）植物穩定利用一些植物促進重金屬的轉變，將其轉變為毒性低的形態。植物穩定不會改變土壤的重金屬含量，只是改變其形態。這種方式適用于土壤有機質含量高的污染土壤防治。

（2）微生物修復技術。微生物修復技術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清除污染的功能。如利用變形桿菌將汞離子轉變為汞元素，最后將會有四分之三的汞元素揮發掉，進而達到降低汞的毒性。

（3）生態修復技術。生態修復技術主要是通過蚯蚓-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《蚯蚓在植物修復重金屬污染土壤中的應用前景》一文中對通過蚯蚓、植物、微生物構建的生態修復系統的應用，闡述了生態修復技術在防治土壤重金屬污染中的可行性和發展方向。

5 農業治理措施

農業治理就是通過改變農業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、選擇農作物的方式，成本低，周期長。

6 結語

綜上所述，土壤重金屬污染防治采用工程措施、物理修復、化學修復，具有一定的局限性，并且成本較高，容易造成二次污染；采用農業治理措施雖然成本低，但是周期長；而采用生物修復不僅效果好，而且成本低，不容易發生二次污染，其具有不可替代的優勢。由此可見，生物修復勢必成為我國土壤重金屬污染治理的主要措施，也是相關領域專家今后研究的重點。

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土壤重金屬污染研究進展

重金屬有多種不同的定義。在環境化學領域中，重金屬是指比重大于4或5的金屬。重金屬污染物不但包括生物毒性顯著的汞、鎘、鉛、鉻和類金屬砷，還包括毒性較弱的重金屬鋅、銅、鈷、鎳、錫、釩等重金屬元素。土壤重金屬污染隱蔽性強、毒性大、難降解且能沿食物鏈富集，是人們優先考慮去除的污染物。

1污染來源

土壤重金屬污染來源大體可以分為工業來源、農業來源、交通來源。

1.1工業來源。煤和石油等化石燃料燃燒釋放大量含有重金屬的有害氣體和粉塵，工廠排放的煙氣、粉塵等氣體污染物經大氣環流擴散，以干、濕的沉降方式進入到水體與土壤中，造成土壤重金屬污染。工業生產過程如采礦、選礦、礦物加工等排放的廢水、廢氣、廢渣是土壤中汞、鉛、鎘、砷等重金屬污染的主要來源。

1.2農業來源。主要來源于農田污水灌溉、污泥利用，化肥、有機肥、農藥和殺蟲劑的濫用以及塑料薄膜的大量使用等。農用物資施用和農業污灌是農田土壤中汞、鉻、砷、銅、鋅等重金屬污染的重要來源。

1.3城市交通來源。主要來源于汽車排放的尾氣及輪胎磨損產生的粉塵。汽油、油的燃燒和發動機及其他鍍金部件磨損可釋放出鉛、鎘、銅、鋅等重金屬粉塵。

2污染危害

重金屬一旦進入土壤，就很難被微生物降解或者從土壤中去除，因此重金屬對土壤的理化性質、生物特性和微生物群落結構都產生重大危害。受到重金屬污染的土壤，其物理結構和化學性質都會發生變化，危害極大。

2.1導致經濟損失。土壤的重金屬污染會造成耕地面積持續減少、土壤質量下降和生物毒害增多，導致農作物大幅度減產，從而影響到糧食供給、農業可持續發展和區域經濟增長。

2.2危害人體健康。酸雨、土壤添加劑等外界環境條件的變化，提高了土壤中重金屬的活性和生物有效性，使得重金屬較易被植物吸收利用，重金屬污染物難以降解，直接或間接地危害到處于食物鏈頂端的人類的身體健康，引發骨痛病、兒童血鉛、高血壓、心腦血管，癌癥等疾病。

2.3導致其他污染。土壤受到污染后，含重金屬濃度較高的污染表土容易在水力和風力的作用下分別進入到水體和大氣中，導致水污染、大氣污染和其他衍生環境問題。

3治理途徑

重金屬污染土壤的治理途徑主要有兩種：一種是將重金屬污染物清除，削減土壤重金屬總量；另一種是固化土壤重金屬，降低其遷移性和生物可利用性，削減有效態重金屬含量。具體來講包括工程措施，化學措施，農業措施和生態措施。

3.1工程措施。工程措施包括排土、客土和淋洗等方法。排土法剝離表層受污染的土壤，客土法是在被污染的土壤上覆蓋未被污染的土壤，淋洗法是通過清水灌溉稀釋或洗去重金屬離子。工程措施效果較為徹底，能使耕作層土壤中重金屬的濃度降至臨界濃度以下，或減少重金屬污染物與植物根系的接觸來控制危害。

3.2化學措施。第一，通過添加表面活性劑、有機螯合劑等一系列調控措施，改良土壤的理化性狀，提高土壤重金屬的生物有效性，使其易于被其他植物吸收，以達到修復土壤的目的。第二，通過添加固化材料，降低重金屬的遷移性和生物有效性。

3.3農業措施。農業措施是因地制宜的修正和完善耕作管理制度來減輕重金屬的危害，或者在受污染土壤上種植不進入食物鏈的植物。農業措施適合治理中、輕度受污染土壤。

3.4生物措施。生物措施：一是通過生物作用改變重金屬在土壤中的化學形態，使重金屬固定或解毒，降低其在土壤環境中的移動性和生物可利用性；二是通過生物吸收、代謝達到對重金屬的削減、凈化與固定作用。通過一些特殊的微生物與植物、動物去除或者轉化土壤中的重金屬，降低重金屬的毒性。

3.4.1微生物修復。微生物修復技術主要有兩種：原位修復技術和異位修復技術。受到重金屬污染的土壤，往往富集多種耐重金屬的真菌和細菌，微生物可通過多種作用方式降低土壤中重金屬的毒性。

3.4.2植物修復。植物修復是利用植物吸收、富集、降解或固定土壤中重金屬離子或其他污染物，以降低或消除污染程度，修復土壤。

3.4.3動物修復。動物修復是利用土壤中的某些鼠類等低等動物吸收土壤中的重金屬。例如在受重金屬污染的土壤中放養蛆蟲，待其富集重金屬后，采用電激、灌水等方法驅出蛆蟲集中處理。

4展望

土壤重金屬污染來源趨于多樣化、綜合性，對人類的危害也日趨嚴重。在未來很長時間內重金屬污染仍將是我國所面臨的重大環境問題之一，迫切需要解決。但對于不同種類、不同性質的重金屬污染事件，應將物理、化學、生物等修復手段綜合應用以便更好地治理土壤重金屬污染，同時研制復合材料，已解決土壤重金屬復合污染的問題。

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【關鍵詞】 高速公路；重金屬污染；防治措施

隨著我國經濟和社會的快速發展，交通在國民生活中日趨顯示出它的重要性，高速公路的建設也勢在必行。大規模地修建高速公路，有效地促進了國家經濟快速發展，方便了人民生活；然而，與此同時，在高速公路建設及營運過程中也給我們帶來了嚴重的生態破壞與環境污染問題。土壤是大氣、水體及固體廢棄物中污染物在環境中遷移、滯留和沉積的目標，是長期環境污染的承受者。隨著社會經濟的飛速發展和人口的不斷增加，土壤作為人類賴以生息的資源，越來越暴露出不堪重負的跡象。因此，研究高速公路建設所帶來的土壤污染問題及其防治對策就顯得尤為重要，對于保護環境、促進我國高速公路的建設與發展具有重要的指導意義，同時也可為我國高速公路建設環境治理和管理提供科學依據。

1. 高速公路建設對環境的影響

高速公路作為人類生存和發展所必需的開發建設活動，會對周圍的環境產生直接或間接的影響，這些影響一般可分為兩大類：一類是對自然環境的破壞，如水土流失、植被破壞等，嚴重時引起生態平衡失調、氣候異常；另一類是環境污染，如噪聲、廢水、廢氣和塵埃等。總的說來，主要有以下幾個方面的影響。

1.1對社會、經濟的影響。高速公路建成后，會對沿線的社會結構、經濟發展、文化環境等產生影響：首先，公路建成后會增大沿線地區的交通量，增加該地區的交通事故，在一定程度上干擾附近居民的出行，割裂了村莊間的原有聯系；其次，公路建成后，使沿線各地區的土地功能發生變化，將單一的農業用地、開發用地或商業用地轉變為多行業提供服務的特殊用地，同時也促進了沿線土地資源的開發。公路建設會造成一定數量居民的拆遷，使沿線居民人口結構及需求發生變化，改變了原有居民的聯系及交往方式；對沿線兩側居民交往產生阻隔，影響區域經濟布局和產業結構；高速公路的修建，會破壞一些原有的歷史文化遺址、名勝風景及保護區，產生視覺污染。高速公路建設在對沿線區域環境產生上述影響的同時，也提供了良好的交通條件，加速農產品、礦產、林業產品的輸送，信息交流及勞動人口流動，提高了區域的工業產值，推動城鄉的商品交換、文化交流及農業的綜合開發，使城鄉逐漸一體化[1]。

1.2對環境的污染

1.2.1廢氣污染。

（1）以汽油、柴油為燃料的汽車在發動和行駛過程中會排放大量廢氣和固體微粒，廢氣中含有水蒸氣、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物、硫化物、甲烷、乙烯、醛和鉛顆粒等污染物[2]，這些污染物排放到大氣中，滲透到水、土壤中，并逐漸積累，會對沿線的人類和動植物產生不良影響，使其生活環境進一步惡化，甚至會造成全球氣候異常，這種污染的程度隨著公路運營時間的增長及交通量的增加而不斷加重。

（2）隨著運輸市場的放開，汽車產量和擁有量的增加，汽車排放物對大氣的污染已成為主要公害，汽車排放物危害人體健康、污染環境、破壞生態平衡，已引起世界各國的普遍重視。

1.2.2噪聲污染。

（1）高速公路的噪聲源主要包括兩個方面：一是在施工過程中，由于挖掘機、推土機、平地機、攪拌機以及各種運輸車輛的使用而產生的噪聲污染，這些噪聲較強，對當地居民和施工人員影響嚴重，造成區域聲學環境質量短期內惡化；二是在運營過程中，汽車車體振動、發動機運轉、輪胎與路面摩擦、鳴喇叭以及公路沿線提供各種服務的設施、設備均會產生噪聲，在公路沿線形成一條噪聲帶，這些噪聲會對附近的人群產生心理和生理上的影響，降低人們的工作效率，尤其對公路兩側人口密度較大的敏感區域（學校、住宅區、商業區、醫院等）干擾較為突出，而野外區域的干擾則相對較小[3]。

（2）隨著高速公路建設速度的加快，交通噪聲污染問題日趨嚴重，人們對于道路兩側環境的改善也越來越迫切。

1.3對生態環境的影響。高速公路建設對生態環境的影響可分為兩個階段：一是施工期間對自然環境造成的非污染性破壞，因施工機械的使用及大量的開挖取土破壞了土體原有的自然結構和水的循環路徑，相應地改變了生物的生存環境，影響其生長、活動的規律，阻礙生態系統漫延[4]；二是公路建成運營后，路體分割了生物的生存空間，使公路附近的動物容易被汽車撞傷、壓死；而且，由于汽車廢氣、噪聲、有害物質的產生，會使生物棲息的生態環境（空氣、水、土壤）逐漸惡化，引起生物發育不良、繁殖機能減退、疾病增多、抗病能力下降，從而造成種群數量減少（特別是珍稀物種），有時可能會影響整個生物群落。

1.4對工程地質、水文地質條件的影響。

1.4.1對工程地質條件的影響。高速公路施工時，由于填方和挖方對地表擾動較大，并改變了原有的地形、地貌，尤其是隧道的進出口及仰面坡的開挖，對局部山體穩定不利，可能會引發塌方滑坡、軟土層滑移等不良地質病害；又因土表、土質松軟，增加了水土沖刷量，造成河流、溝渠淤積，積水淹漫農田。此外，臨時施工用地在機械碾壓、人員踩踏下土壤結構發生了變化，一定時期內土壤的肥沃程度難以恢復。

1.4.2對水環境的影響。高速公路對水環境的影響主要包括施工、生活服務區污水和洗車等對公路沿線自然水系的影響。高速公路定距離設置加油站、收費站及洗車等配套設施，生活服務區污水和洗車廢水都會對高速公路沿線自然水系產生影響[5]。由于公路建設阻隔原有水系的循環，影響地表水和地下水的流通路徑，汽車尾氣的排放和生活服務區的廢物進入河道也會對水源造成污染；化學危險品運輸中的泄露或交通事故的發生，則可對環境水質造成災難性的破壞。另外，由于橋梁的修建減小了河床的過水斷面，造成橋前局部堵水，水流速度減慢，泥砂下沉淤積、阻塞河道，從而容易引發洪澇災害。

2. 高速公路兩側的土壤重金屬污染

土壤是人類生態環境的重要組成部分，是人類賴以生存的基礎。由于重金屬在土壤中易蓄積，殘留時間長，因而已成為土壤的主要污染。

2.1土壤重金屬污染的特點及來源。

2.1.1土壤重金屬污染的特點。

2.1.1.1持久性：重金屬污染物進入土壤后，通過土壤對懸浮污染物的物理機械吸收、阻留、膠體的物理化學吸附、化學沉淀、生物吸收等過程，不斷在土壤中積累。當達到一定數量時，便引起土壤成分、結構、性質和功能的變化，造成土壤污染。土壤污染以后很難消除，其凈化過程需要相當長的時間，而且重金屬污染是不可逆的持久積累過程。

2.1.1.2間接傷害性：首先，重金屬污染物通過食物鏈危害動物和人體健康；其次，土壤污染物還能危害自然環境，污染地下水、地表水和大氣，成為水和大氣的污染源。

2.1.1.3高速公路重金屬污染以公路為中心在其兩側呈帶狀順公路延伸，污染程度自公路向其兩側逐漸減弱[6]，且主要分布在公路兩側50m范圍內。

2.1.2高速公路土壤重金屬污染的來源及影響因素。

2.1.2.1土壤重金屬污染的來源：目前公認的高速公路土壤重金屬污染的主要來源是交通工具使用的油料燃燒所排放的尾氣以及油料的揮發、泄漏等。事實上，油料中除了含有鉛和錫外，尚含多種微量重金屬元素，公路旁重金屬污染以Pb、Cd污染為主。這些重金屬污染物不但不易被自然凈化，而且可通過食物鏈得以富集而對人體、家畜、農業生態及自然生態產生嚴重的潛在影響和危害。

2.1.2.2影響因素：影響土壤重金屬污染的因素很多，也比較復雜。土壤受重金屬污染的程度主要取決于交通量、土壤類型、植被、降雨、風力、風向以及公路兩側是否有影響重金屬顆粒運動的障礙物，如樹木、建筑物等。

2.2土壤重金屬污染的危害。重金屬污染物進入土壤后不能為土壤微生物所降解，易被作物吸收、在土壤中積累，甚至在土壤中可能轉化為毒性更大的甲基化合物，影響農作物的產量和質量，也可以導致大氣和水環境質量的進一步惡化。重金屬污染物的長期積累、富集會使生物地球化學平衡遭到破壞，隨食物鏈富集，也會對人體健康產生潛在危害。據報道，我國每年因土壤重金屬污染而減產糧食1000多萬t，另外被重金屬污染的糧食每年也多達1200萬t，合計經濟損失至少200億元人民幣。

3. 重金屬污染的預防及治理措施

由于重金屬在土壤中不被微生物降解，且遷移性小，重金屬污染具有長期性、潛伏性、累計性和不可逆轉性[7]。一旦土壤中重金屬含量超過環境容量，要清除污染則相當困難，故對重金屬引起的土壤污染需要采取預防和治理相結合的措施。

3.1高速公路土壤重金屬污染的預防措施。

3.1.1通過國家立法，健全有關環境保護的法律、標準和制度，制定相關的高速公路汽車尾氣排放標準，加強汽車尾氣排放管理，控制汽車尾氣排放必須有法可依，有標準可據。

3.1.2管理部門要加強監管力度，減少交通事故的發生。加強對有害物資的運輸管理，制定此類突發事件預案，防止有害物質泄漏事故的發生。加強防范措施，控制事態的發展，將損害減少到最小。

3.1.3完善汽車的自身結構，改進發動機，采用電子控制燃油噴射；研制和推廣廢氣減毒裝置，完善汽車保養和修理制度，推廣節油裝置。

3.1.4優先使用無鉛汽油，推廣應用氣體燃料，使用符合規定的劑或燃油添加劑。

3.1.5公路設計部門在設計時應充分考慮汽車尾氣排放對環境的影響，在普通路段加強綠化設計，隧道路段增加部分通風設備。

3.2重金屬污染土壤的治理方法。污染土壤的治理是根據污染物和土壤的物理、化學性質及存在狀態，進行有效分離或其它處理，使土壤特性得以恢復和利用，減輕或消除污染物對生態環境的不良影響。

3.2.1重金屬以其在土壤中難降解、毒性強、具有積累效應等特征受到科學家們的廣泛關注，已成為多學科研究的活躍領域。重金屬污染的治理途徑主要有兩種：一是改變重金屬形態，使其由活化態轉變為穩定態；二是從土壤中去除重金屬，使其存留濃度接近或達到背景值?，F有的重金屬污染土壤修復技術主要包括換土法、化學修復、生物修復、電修復和熱修復等。常用的物理及物理化學方法有熱解法、電化學法和提取法等[8]。

3.2.2化學治理就是向污染土壤中投入改良劑、抑制劑，增加土壤有機質、陽離子代換量和粘粒的含量，改變土壤的物理化學性質，使土壤重金屬發生氧化、還原、沉淀、吸附、抑制等作用，以降低重金屬的生物有效性?；瘜W治理措施的優點是治理效果和費用適中，缺點是容易再度活化。

3.2.3生物措施是利用某些特定的動、植物和微生物，較快的吸收或降解土壤中的重金屬污染物，從而達到凈化土壤的目的。生物修復的途徑主要有兩條：（1）植物修復技術：利用金屬超累積植物，通過植物自身具有的特定的吸收、揮發、根濾、穩定等作用，對重金屬加以吸收、富集或與重金屬結合成不具有生物活性的化合物，來清除或降低土壤中的重金屬元素，從而達到凈化土壤的目的。但其重金屬生物載體可能產生二次污染，至今也未能找到有效的解決途徑。（2）利用微生物沉積、氧化和還原等作用，降低或消除重金屬對土壤的污染，該研究是目前環境科學研究中比較活躍的領域之一。

3.2.4在西方發達國家，為了降低污染土壤修復的成本并提高修復的效率，對原位微生物修復更為重視。目前，主要的技術包括：（1）生物啜食法，它主要采用本地微生物或實驗室培養的具有特異功能的菌株降解污染物，采用把污染的地下水抽出加人營養物質和氧氣（通常是過氧化氫或過氧化氫化合物）后再回灌到污染土壤中，或經垂直井的慢速滲漏，加人營養物質和氧氣到污染土壤中，以優化降解生態條件，特別是加入表面活性物質等一些化學物質，以降低污染物的毒性來達到提高污染物的生物降解能力；（2）生物通氣法，它結合了蒸汽浸取技術的優點，采用真空梯度井等方法把空氣注人污染土壤中，以達到氧氣的再補給，可溶性營養物質和水則經垂直井或表面滲入的方法予以補充。這兩種方法結合了微生物修復和化學修復的內涵和優點，符合生態化學修復的原理和發展方向。更確切地說，這兩種方法更趨于向生態化學修復領域邁進。

4. 結論與建議

長期以來，人類對土地資源的不合理開發、利用已造成比較嚴重的土壤污染，直接或間接地危及人類健康，因此，探討合理的、有效的土壤重金屬污染預防和治理措施顯得尤為迫切。對于高速公路兩側土壤的重金屬污染問題，要采取防與治相結合的處理措施：首先，應加強高速公路汽車尾氣排放管理，嚴格控制尾氣排放標準；其次，對于已經受到重金屬污染的土壤，則應采取相應的治理措施進行治理。

開展高速公路旁土壤中重金屬污染、富集程度的監測和評價，研究土壤重金屬污染的預防和治理措施，對于保護生態環境、促進我國高速公路的建設和發展都具有重要的指導意義。

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全面排查轄區內重金屬污染物排放企業（以下簡稱“重金屬排放企業”）及其周邊區域的環境隱患，摸清重金屬污染情況，建立監管臺帳，確定重點防控區域（流域）、行業、企業和高風險人群；強化環境執法，依法查處重金屬污染環境違法行為；建立健全重金屬防治體系和污染事故應急體系，保障環境安全。

二、工作重點

根據我市實情，確定重點防控的重金屬污染物是鉛、汞、鎘、鉻和類金屬砷，重點防控的區域（流域）是重金屬污染物排放相對集中的地區，重點防控的行業是有色金屬礦（含伴生礦）采選業、有色金屬冶煉業、含鉛蓄電池業、電鍍業、皮革及其制品業、化學原料及化學制品制造業等，重點防控的企業是具有潛在環境危害風險的重金屬排放企業（特別是集中式飲用水水源地上游的企業）。

三、主要措施

（一）做好對重金屬排放企業及其周邊區域環境隱患的全面檢查，摸清重金屬污染情況，建立監管臺帳，確定我市重點防控區域（流域）和重點防控企業名單。為了確保環境安全，各縣（市、區）政府必須與轄區內的所有重金屬重點防控企業簽訂環境安全責任狀。

1．對檢查中發現的違法行為要依法嚴處，對污染治理設施不能穩定達標或超總量排污的重金屬污染企業，依法責令整改直至關閉。對不符合產業政策的重金屬企業依法實施關閉，堅決取締無經營許可證從事危險廢物利用處置活動。

2．建立對重金屬排放企業的巡查制度，加強對重金屬污染企業的監控，嚴防超標排放。將整治重金屬違法排污企業作為全市環保專項行動的重點，不斷加大對違法行為的處罰力度，維護社會公平。

（二）嚴格執行建設項目環評審批和“三同時”驗收制度，提高新建排放重金屬污染物項目的準入門檻，對排查發現的未經環評審批且危害群眾健康的已建成項目，報請縣級以上人民政府予以關停拆除。

（三）嚴禁在重金屬排放企業1公里范圍內新建居民點，在此范圍內現有的居民點應按規定要求地方政府實施搬遷；地方政府對此有承諾的，必須按承諾予以兌現。

（四）進一步規范重金屬排放企業的環境管理，督促企業建立特征污染物產生、排放臺帳和日常監測制度，定期報告監測結果，并向社會公布重金屬污染物排放和環境管理情況。督促企業提升污染治理水平，規范原料、產品、廢棄物堆放場和排放口，建立和完善重金屬污染突發事件應急預案，督促重點防控企業開展清潔生產審核。對不實施清潔生產審核或者雖經審核但不如實報告審核結果的，責令限期改正。

（五）要按照《市重金屬污染防治工作實施方案》的要求，切實加強組織領導，明確任務，落實責任。對因重金屬污染造成群發性健康危害事件或造成重特大環境污染事故的，按有關規定對負責人實施問責，并從該重金屬排放企業的立項、審批、驗收、生產和監管全過程，對有關責任單位和責任人追究責任，對構成犯罪的，依法移送司法機關處理。

四、時間安排

（一）準備階段（年5月15日前）

各縣（市、區）政府根據本方案，制定轄區內具體實施方案，進行動員部署，并于4月25日前將實施方案及聯系人報市專項行動領導小組辦公室（市環保局）。

（二）集中整治階段（5月16日—9月30日）

各縣（市、區）組織相關部門對轄區內的重金屬排放企業及其周邊區域環境隱患進行全面檢查，摸清重金屬污染情況，建立監管臺帳，確定重點防控區域（流域）、行業、企業和高風險人群。對檢查中發現的違法行為要依法嚴處，對污染治理設施不能穩定達標或超總量排污的重金屬污染企業，依法責令整改直至關閉。

（三）督查階段（10月1日—11月15日）

市環保局將對轄區內整治行動的開展情況進行督查，確保對違法排污企業處罰到位、整改到位，各項措施落實到位，省環保廳也將會適時對我市的整治行動開展情況進行督查。

（四）總結階段（11月15日—12月5日）

各縣（市、區）對專項整治工作進行總結，對存在的問題進行整改，完善相關政策措施，并于12月5日前將工作總結報市專項行動領導小組辦公室（市環保局）。

五、具體要求

（一）加強領導，統一部署。各地政府必須對轄區內的重金屬污染防治工作負責，要精心組織，切實加強領導，研究制定轄區專項整治行動方案，并組織實施。嚴格按照國家法律法規和方針政策，處理解決整治行動中遇到的問題。

篇5

關鍵詞：土壤重金屬污染；植物修復；理化方法；綜合技術

中圖分類號：X53文獻標識碼：A 文章編號：1005-569X(2009)05-0034-02

1 引 言

土壤是農業生產的基礎,是人類最基本的生產資料和勞動對象。由于工業生產、礦山開采、農田污灌等原因，人類賴以生存的土壤受到不同程度的重金屬污染。世界各國都面臨不同程度的土壤重金屬污染問題。據統計，我國約有1/5耕地受到重金屬污染，每年被重金屬污染的糧食多達1.2×107t。土壤重金屬污染已成為全世界需要解決的環境問題。

目前土壤重金屬污染治理的方法主要有客土法、石灰改良法、萃取法、化學淋溶法等。常規理化方法在污染土壤的改良和治理方面雖然具有一定的理論意義，但在實際應用上往往都存在一定的局限性。如加入土壤改良劑可降低土壤溶液中重金屬離子的溶解度，但同時也導致某些營養元素沉淀而失效；客土法雖效果較好，但費用昂貴。而近年來迅速發展的植物修復技術以其安全、廉價的特點正成為研究和開發的熱點。

2 植物修復的概念及類型

植物修復又稱綠色修復，是以植物忍耐、分解或超量積累某種或某些化學元素的生理功能為基礎，利用植物及其共存微生物體系來吸收、降解、揮發和富集環境中污染物的一項環境污染治理技術。

重金屬的植物修復主要分為下面幾種類型：

2.1 植物吸收

植物吸收即利用重金屬超積累植物從土壤中吸取金屬污染物,隨后收割地上部并進行集中處理,連續種植該植物,達到降低或去除土壤重金屬污染的目的。目前已發現有700 多種超積累重金屬植物,積累Cr、Co、Ni等的量一般在0.1%以上，Mn、Zn可達到1%以上，如天藍遏藍菜地上部Zn含量為13000～21000 mg/kg，連續種植該植物14茬，污染土壤中Zn含量可從440 mg/kg降低到300 mg/kg[1]。

2.2 植物揮發

即利用某些植物根系吸收金屬，促使重金屬轉變為可揮發形態，然后從土壤和植物表面逸出，以降低土壤污染。研究較多的是類金屬元素Hg和非金屬元素Se。濕地上的某些植物可清除土壤中的Se，其中單質占75%，揮發態占20～25%。

2.3 植物穩定

植物穩定指利用某些植物降低重金屬的活性，從而減少重金屬被淋洗到地下水或通過空氣擴散進一步污染環境的可能性。其機理主要是通過金屬在根部的積累、沉淀或根表吸收來加強土壤中重金屬的固化[2]。但植物穩定不是一種永久性的去除土壤中污染元素的方法。它只

能暫時地降低污染元素的生物有效性，并沒有徹底解決土壤的重金屬污染問題。

3 植物修復技術的優缺點

3.1 優點

植物修復技術的顯著優點是其在工程中可以原位實施，減小對土壤性質的破壞和對周圍生態環境的影響，可稱是真正意義上的“綠色修復技術”。這種方法無需專門設備和專業操作人員，工程上易于推廣和實施。其最大優勢是其運行成本大大低于傳統方法。據美國的實踐，種植及管理約為200～10000＄／hm2，即污染土壤的處理費用僅為0.02～1.0＄／a•m2，比物理、化學處理的費用低幾個數量級。當超富集植物地上部可富集10 000mg／kg的重金屬、產量達到25 t／hm2 時，其每年可使表層土壤中重金屬濃度下降125mg／kg。

植物修復技術的優勢在于其符合人類可持續發展的最終目標。在目前地球環境污染越來越重，缺乏安全、廉價而有效的治理措施的情況下，植物修復技術以其潛在的巨大優勢得到了社會的廣泛關注和期待。

3.2 缺點

植物修復技術也具有一些自身的不足。主要表現在：

(1)超富集植物生長緩慢，修復重金屬污染土地需時較長。例如英國洛桑試驗站的植物修復工程，利用富鋅的天藍遏藍菜修復444 mgZn／kg土壤使之達到330 mg／kg仍需13.4年[1]。

(2)植物修復土壤一般局限在植物根系所能延伸的范圍內，一般不超過20cm土層厚度。

(3)大多數超積累植物只能積累某種重金屬，而土壤污染大多是重金屬的復合污染。

(4)富集了重金屬的超富集植物需收割并作為廢棄物妥善處置。

(5)異地引種對生物多樣性存在一定的威脅。

4 提高植物修復效率的方法

鑒于超富集植物生物量普遍較低，生長緩慢，植物修復效率有限，研究提高修復效率的措施成為當前一項十分迫切的任務?？赏ㄟ^以下幾種方式來強化植物修復：

4.1 螯合誘導植物修復

螯合誘導植物修復是通過向土壤施加螯合劑來提高植物對金屬的吸收量。由于螯合誘導植物修復能大幅度提高植物對金屬的累積，已成為目前研究熱點之一。常用螯合劑有EDTA、NTA、EDDS、小分子量有機酸等。

4.2 轉基因技術

轉基因植物修復技術主要包括兩方面：一是通過基因篩選試驗選擇生物量大且金屬富集能力強的超富集植物；二是將超富集植物的基因克隆移植到生物量大的耐性植物體內。Song等[3]將ycf1基因克隆到植物上，轉基因植物Pb、Cd含量分別提高了2倍和118倍。轉基因植物在修復金屬污染土壤方面有良好的應用前景，能有效的提高植物對金屬的耐性以及富集能力。

4.3 其他方法

施加營養劑（磷肥、氮肥等），可以促進植物生長發育，提高植物的生物量，同時還可以釋放被吸附的金屬，從而提高植物修復效率[4]。

植物―微生物聯合修復是植物修復研究的新領域。根際微生物不僅能促進植物生長，提高生物量，還能產生某些分泌物，活化重金屬；同時刺激植物的離子轉運系統，增強向上轉運的能力[5]。但目前研究多處于盆栽實驗階段，距實際應用尚有一定距離。

表面活性劑因其對土壤中重金屬具有增溶和增流作用，使重金屬解吸，并能增加植物細胞膜的透性，促進植物對重金屬的吸收，所以在植物修復方面也有一定的應用。另外，調節土壤pH、氧化還原電位等也能在一定程度上提高植物修復的效率。

5 結 語

植物修復技術是一項處于迅速發展中，具有廣闊應用前景的新技術。該技術適用于中低強度污染的治理，成本較低，具有良好的綜合效益。重金屬污染土壤的修復是一個系統工程,單一的修復技術很難達到預期效果。綜合技術的應用可以彌補單一技術的缺陷，修復技術的綜合運用很可能為土壤重金屬復合污染的有效治理找到突破口。因此,生物修復綜合技術將是今后重金屬污染土壤修復技術的主要研究方向。

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篇6

關鍵詞：礦山 重金屬 生物修復

礦產資源是人類生產和生活的基本源泉之一，是社會經濟發展的重要基礎，我國目前95%的能源和80%的原材料是依靠開發礦產資源來提供的，因此我國經濟的發展離不開礦業，但是礦業又是個污染相當大的行業。隨著我國經濟的快速發展，礦山的開采不斷加大，礦山的開采伴隨著很多環境問題的產生，破壞了自然生態環境，其中礦業廢水中含有大量的重金屬，對環境污染嚴重，污染水源，對人體健康構成威脅。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

金屬礦山開發的開采、選洗、冶煉都會向環境中排放重金屬元素，原生硫化物礦床在開采利用過程中，廢棄的硫化物經過長期的自然氧化、雨水淋濾而導致重金屬元素大量進入礦區。硫化礦物的氧化反應速率除與反應時間、溫度、硫化礦物的含量、種類有關外，還與外界環境如氧氣、水、生物活動特別是氧化鐵桿菌等有關。固體廢物的風化可以導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、礦物組成、陽離子代換量等性質的制約，如鉈在土壤中的含量與有機質含量有明顯的正相關性，而與土壤中的粘土礦物含量呈負相關性。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中遷移直接影響到植物的生理生化和生長發育，從而影響作物的產量和質量。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生不良影響，不僅影響作物的產量和品質，而且通過食物鏈最終影響人類健康。如鉛能傷害人的神經系統，特別對幼兒的智力發育有極其不良的影響；鎘的毒性很大，在人體內蓄積會引起泌尿系統功能變化，還會影響骨骼發育，如1955年發生在日本神通川地區的“痛痛病”，就是因為該地區的土壤一植物系統受到鎘的污染；1953年日本水俁氮肥廠的乙酸乙醛反應管排出含有氯化甲基汞的汞渣流入水體，有毒物質被魚、蝦、貝類食人后，由食物鏈進人人體，導致了“水俁事件”的發生。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技術

生物修復，指一切以利用生物為主體的環境污染的治理技術。它包括利用植物、動物和微生物吸收、降解、轉化土壤中的污染物，使污染物的濃度降低到可接受的水平，或將有毒有害的污染物轉化為無害的物質，也包括將污染物穩定化，以減少其向周邊環境的擴散。這是一種利用各種天然生物過程而發展起來的現場處理各種環境污染的技術，生物修復的處理費用比較低，而且對環境的影響也比較小、生物處理的效率相對也比較高。

3.1植物修復

植物修復技術是利用植物提取、吸收、分解、轉化或固定土壤、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修復的目的。植物提取是目前研究最多并且最有前景的方法。目前發現的具有超累積能力的植物約400多種。植物提取技術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。

植物修復技術目前已經廣泛地應用于對土壤重金屬污染的治理，但是在運用的過程中產生了很多的問題，比如植物修復技術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生二次污染等。

3.2微生物修復

除了植物修復技術外，重金屬污染的處理措施還包括有微生物技術。土壤重金屬污染的微生物修復是利用微生物的生物活性對重金屬的親和吸附或轉化為低毒產物，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，生存著數量眾多的、能適應重金屬污染的環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、移動或轉化，改變它們在環境中的遷移特性和形態，從而進行生物修復。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系對土壤中重金屬活性產生影響。

3.3動物修復

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。隨著生物技術和基因工程技術的發展，土壤生物修復技術研究與應用將不斷深入并走向成熟，特別是微生物修復技術、植物生物修復技術的綜合運用將為有毒、難降解、有機物污染土壤的修復帶來希望。

4、結論

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，測定礦區有毒、有害重金屬元素的總量及其在不同環境介質中的賦存相態，區分重金屬元素的來源及其在礦區的運移途徑；綜合利用重金屬元素污染的評價方法，從環境地球化學工程學的原理和方法出發，加大礦山重金屬元素的污染治理和生態修復工作等方面還有很大的發展空間。

參考文獻：

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[2]楊先偉，張滿滿，王潤沛，陳龍雨.礦山重金屬污染及植物修復研究進展；2010年第21期

篇7

論文關鍵詞：城市土壤，重金屬污染，污染治理

 

引言

城市是人類社會經濟發展的必然產物。從18世紀以來人口不斷向城市集中。如今隨著各國工業迅猛增長，社會經濟飛速發展，城市的數目和規模均不斷擴大[1]。而城市環境是一個以人為中心的城市經濟、社會生態的復合生態系統。目前，城市人口劇增，人類活動頻繁污染治理，使得組成這個環境的水、空氣和土壤時刻處于被污染的狀況之下，影響著城市的可持續性發展中國。所以，建設一個綠色健康的城市環境是城市可持續發展的必然方向。

城市土壤是指受多種人為活動的強烈影響，原有繼承特性遭到強烈改變的厚度大于或等于50cm的城區或郊區土壤[2]，是城市環境的重要組成部分，是城市生態系統地球化學循環的重要環節[3]，也是城市賴以存在發展的物質基礎。當大量的重金屬隨著各種各樣的人類活動進入城市土壤中，便造成這些元素在土壤中的積累。一般認為，土壤中污染物累積總量達到土壤環境背景值的2或3倍標準差時，說明土壤中該污染元素或化合物含量異常，已屬土壤輕度污染；當土壤污染物含量達到或超過土壤環境基準或環境標準時污染治理，說明該污染物的輸入、富集的速度和強度已超過土壤環境的凈化和緩沖能力，則屬重度土壤污染。由于城市人口密集，人類活動頻繁，與土壤接觸的機率很高，所以城市土壤的重金屬污染更容易通過大氣、水體或食物鏈而直接或間接地進入人體，威脅著人類的健康甚至生命。因此，研究城市土壤重金屬污染現狀并提出相應的治理對策是可持續發展城市所必需進行的重要的基礎工作。

1.城市土壤重金屬污染的現狀

2.1 空間分布特征

由于城市土壤受人類各種活動的強烈影響，因此其重金屬污染分布也呈現出

顯著的空間差異。一般地，人口聚集的城市中心區域土壤重金屬含量明顯高于郊區和農田。對紐約市“市區－郊區－農區”土壤研究發現，重金屬離子總量、重金屬離子多樣性等隨著距市中心距離的增加而降低，重要污染重金屬Pb、Cu、Ni、Cr的含量下降非常明顯[4]。

在城市不同的功能區污染治理，重金屬分布呈現出一定的規律性。一般的規律表現為：Pb的濃度為老工業區＞老居民區＞商業區＞開發區＞其它；Zn的濃度為老居民區＞商業區＞老工業區＞其它；Cu的濃度為老居民區＞商業區＞其它；Cd的濃度為老工業區＞老居民區＞其它[5 - 7]中國。

城市公園是人們與土壤直接接觸較多的特殊區域。北京城區三十多個公園土壤Pb質量分數調查表明，盡管大多數公園土壤污染程度輕，但客流量大的故宮、頤和園等著名公園污染指數卻遠遠高于其它公園[8]。

城市土壤重金屬污染的另一特征是公路兩側一般為城市土壤重金屬污染最嚴重的地帶，且呈明顯的帶狀分布[9]。在50 m～80 m內公路兩側土壤中鉛污染相當嚴重，100 m外土壤中的鉛含量沒有明顯增加[10]。

此外，建筑物的建設、垃圾的堆積填埋等嚴重破壞了自然土壤結構，土壤層次凌亂，重金屬在其垂直剖面方向分布變異較大，不同功能區重金屬元素在土壤中各層的聚集狀況沒有規律可循[11,12] 。

2.2城市土壤重金屬污染的來源

礦產冶煉加工、電鍍、塑料、電池、化工等行業是排放重金屬的主要工業源，其排放的重金屬可以氣溶膠形式進入到大氣，經過干濕沉降進入土壤；另一方面污染治理，含有重金屬的工業廢渣隨意堆放或直接混入土壤，潛在地危害著土壤環境[13]。隨著城市化發展，大量污染企業搬出城區，原有的企業污染用地成為城市土壤重金屬污染的突出問題[14]。

燃煤釋放也是土壤重金屬重要來源之一， 195年中國燃煤排放汞302.9噸，其中向大氣排放量為213.8噸，北京、上海等超大城市排汞強度較高[15]。雖然近些年燃料使用及供暖方式的改變已明顯改善這些城市的空氣污染狀況，但過去燃煤釋放并已沉降至城市土壤中的重金屬對城市生態系統、環境及人體健康仍會產生長期效應。

隨著城市化發展，交通工具的數量急劇增加，汽車輪胎及排放的廢氣中含有Pb、Zn、Cu等多種重金屬元素[16,17]，進入周圍的土壤環境污染治理，成為土壤重金屬污染的主要來源之一。此外，雨水淋洗也會使市區內堆放的垃圾中的重金屬以有效態形式[18]滲漏釋放到土壤中，使城市土壤局部重金屬含量增加中國。而表生條件下以有效態形式存在的金屬元素幾乎不可能再結合為殘渣態，重金屬在土壤中遷移能力增加，進而污染地下水。

2.3城市土壤重金屬污染影響人體健康的途徑

城市郊區是市區蔬菜的主要供應基地。因此，土壤－蔬菜系統是城市人群暴露土壤重金屬污染的主要途徑之一。目前研究發現中國城郊菜地土壤已受到不同程度的重金屬污染[19,20]，其供應的許多蔬菜中重金屬含量已超過相應的標準。而西班牙的Nadal等通過建立評價模型發現工業地區甜菜中Cr的積累與攝入有可能導致癌癥發生率增加[21]。

城區內，土壤中主要種植的是觀賞性或凈化空氣的植物，通過土壤－植物食物鏈對人體造成健康危害的可能性不大。但公園土壤與游人皮膚接觸[22]、兒童攝取[22]、風起揚塵被人體直接吸入等成為城市土壤直接接觸人體危害健康的又一個主要途徑。研究發現[23,24]沙塵暴時，揚塵中來源于土壤的重金屬元素Pb、Zn、Cd、Cu等的濃度比平常高出3~12倍，可吸入顆粒物的質量濃度極高污染治理，人體吸入重金屬的量因此增加。

2.城市土壤重金屬污染的治理對策

城市土壤是城市生態環境的重要組成部分，是地球環境中進行物質、能量、信息交換的重要環節。當其中的重金屬含量超過其環境承載力后，將通過地表徑流、淋溶、大風揚塵等途徑對地表水、地下水和大氣環境產生危害。為了保證人類和諧地生活在高速發展的城市中和人類社會的可持續發展，尋找控制治理城市土壤重金屬污染的有效方法勢在必行中國。

3.1減少或切斷重金屬污染源，提高城市環境質量

在可持續發展理論和生態優先的原則下，改進生產工藝，實現綠色生產和循環經濟，充分回收轉換工業生產過程中產生的重金屬有害物質，減少三廢排放，禁止任意堆放工業生產的廢渣，防止其中的重金屬物質下滲到土壤或揮發到大氣中。

減少煤的使用污染治理，開發清潔能源新技術，調整能源結構及能源供給方式，也是有效降低城市土壤重金屬污染的有效措施。

分類收集處理城市垃圾，回收其中有用的重金屬元素，在垃圾重金屬不超標的情況下才能進行填埋、堆肥和焚燒。

3.2修復污染土壤，降低對人體的危害

由于土壤揚塵已成為城市大氣重金屬污染的主要來源。因此，可采取化學方法去除土壤中重金屬。實驗研究發現采用EDTA溶液淋溶去除土壤重金屬的同時還可以回收利用這些物質，因此其成為去除城市土壤重金屬的一種極有應用前景的方法。

當然，生物修復污染土壤有著工程措施無法相比的優勢。種植植物不僅可以覆蓋城市土壤，減少土壤揚塵的機會，而且還美化城市景觀污染治理，凈化空氣，同時根據污染城市土壤的重金屬元素種類有目的地選擇植物種類合理搭配，可切實有效地從根源上修復城市土壤中的重金屬污染。

3.3 建立城市土壤重金屬健康評價標準

我國尚未制定出城市土壤重金屬健康評價標準，不易界定城市土壤重金屬污染，這不利于城市土壤不同功能的開發，因此應結合人體健康評估、土地利用方式和土壤中重金屬賦存狀態加大對城市土壤重金屬健康評價體系研究的力度，盡快建立相應完整的評價標準，實現對城市土壤正確的評價，以便幫助政府相關部門制定出合理的法規，有效地保護、管理城市土壤和正確指導城市土壤的合理開發。

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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，并造成環境質量惡化的現象。面對土壤重金屬污染的加劇，迫切需要監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，引起人們越來越多的關注。

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控土壤中能量和養分循環以及有機質轉化的對應微生物的數量。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）如對氮素轉化的長期影響，發現除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必然影響到土壤的生化過程，改變了土壤的質量狀況。

3土壤重金屬污染的微生物修復

微生物本身及其產物都能吸附和轉化重金屬。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化，國內外已經開展了對微生物的金屬抗性和生物修復的可行性研究，并將此技術應用于實踐。這必將緩解土壤重金屬污染的嚴重局面，帶來健康的環境。充分利用微生物在土壤修復方面的特性，加強微生物修復的綜合技術的研究，是治理不同重金屬污染土壤的有效措施。

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所謂“毒土地”是指被重金屬等污染的土地，從土地性質來看，分為城市建設用地和耕地（本文指耕地）；從污染源來看，主要分為重金屬污染、有機物污染和放射性污染等。

陳同斌介紹，在我國被污染耕地中有8成以上是重金屬污染（主要是砷、鎘、鉛），主要來自于采礦、冶煉的跑冒滴漏和固體廢物堆存，及化工、電鍍等其他污染源，盡管已經歷了很長的過程，但呈快速上升之勢則是改革開放以來?！澳壳埃就恋亍呀浲{到18億畝耕地紅線。”陳同斌表示。根據中國水稻研究所與農業部稻米及制品質量監督檢驗測試中心此前的《我國稻米質量安全現狀及發展對策研究》顯示，我國1/5耕地受重金屬污染，其中鎘污染的耕地涉及11個省25個地區。

陳同斌表示，“毒土地”的主要危害有三種，一是直接影響糧食產量和衛生品質。農業部全國農技推廣中心高級農藝師陳志群曾表示，由于農藥、化肥和工業導致的土壤污染，我國糧食每年因此減產100億公斤。環保部門估算，全國每年受重金屬污染的糧食高達1200萬噸，造成的直接經濟損失超過200億元。二是健康危害。陳同斌和團隊通過調研發現，“毒土地”污染地區居民患病率、醫療支出明顯高于全國平均水平。三是社會危害?！昂稀k米’事件發生后，很多人已經不敢食用大米?！标愅笳f，“這直接影響了農產品的銷售，進而會影響社會穩定和農業、農村可持續發展。”

就陳同斌掌握的信息來看，目前中央已下決心“解毒”。他介紹，早在2010年，中央財政曾為廣西環江毛南族自治縣“國家重金屬污染防治”專項安排2450萬元（縣財政配套200萬元），在陳同斌團隊的技術支持下，該縣通過3年時間成功修復了1280畝受到砷、鉛、鎘、鋅等重金屬污染的農田，修復后的農田產量和質量都恢復到了此前水平。

“目前國內掌握的修復技術很少，主要有植物修復和使用重金屬鈍化劑兩種方式?！标愅笳f。其中，他發現的砷超富集植物蜈蚣草，研發出成熟的成套植物修復技術已大規模應用，采取這種模式，每畝土地修復成本約為4萬至5萬元。記者粗略計算了一下，2010年全國耕地面積為18.26億畝，按照1/5被污染耕地計算，全國被污染耕地約為3.65億畝，按照每畝4萬元成本計算需投入14萬億元以上?！鞍凑铡l污染，誰治理’的原則，污染耕地雖然由農民耕種，但造成耕地污染的主要原因并不是農業活動本身，因此污染的責任者通常不是種地的農民，相反種地的農民往往是污染的受害者。與城市被污染土地修復不同，耕地修復應主要由政府全額買單。”陳同斌強調。

“重金屬鈍化劑是通過在土壤中撒施鈍化劑，以固定土壤中的重金屬，降低其活性和生物有效性，抑制植物對重金屬的吸收及其在農產品中的積累。這種措施每畝大約需要投入1萬元左右?！标愅蟊硎荆斑@種做法可以保證農產品的衛生品質，但是一種治標不治本的措施?！?/p>

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關鍵詞：電子廢棄物；污染防治；處理

中圖分類號： Q958.116文獻標識碼： A

引言

根據《中華人民共和國固體廢棄物污染環境防治法》的相關規定，電子廢棄物是指列入國家電子廢棄物名錄或者是根據國家規定的電子廢棄物鑒別方法和鑒別標準所認定的具有電子特性的固體廢棄物。然而工業源電子廢棄物則指的是在工業生產的活動過程中產生的電子廢棄物。因為工業體系非常龐大且種類繁雜，所以其產生的電子廢棄物數量大且成分復雜，從產生、收集、運輸、貯存、綜合利用及處置等環節在時空上也有很大的不確定性，使得工業電子廢棄物的污染控制成為了企業管理和環保部門監管的首要難題。

一、電子廢棄物污染分析

（一）電子廢棄物的特征及危害

電子廢棄物作為一種新型的固體垃圾，其特征是具有可利用性及對環境嚴重的危害性。電子廢棄物的可利用性：電子廢棄物中含有的塑料、金屬物質都是可再次利用的重要資源。嚴重的危害性：大多數電子產品中含有大量的鉛、汞、鋅、銅等重金屬物質對環境及人體有嚴重危害。其主要來源如表1所示。

表1電子廢棄物污染物

污染物 來源

氯氟烴化合物

鹵素阻燃劑

汞

硒

鎳、鎘

鉛

鉻 冰箱

線路板、電纜、電子設備外殼

顯示器

光電設備

電池

陰極射線管、焊錫、電容器、顯示器

金屬鍍層

（二）電子廢棄物污染的現狀

目前我國還未建立規范的電子廢棄物回收利用體系，大量的廢棄電子產品處于無人無制度管制的狀態，給環境造成了極大的污染。很多的農民至今延續著傳統的上門收購各種廢舊電子產品進行簡單的拆解，并利用其來獲取利益，這種不當的處置方式對人體健康造成了極大的危害，對環境造成了嚴重的污染。因長時間大量的聚集電子廢棄物，使很多地方的水資源日益污染，致使找不到干凈可供使用的水資源；對于長期居住在這種大氣污染環境下的人們，體內鉛含量過高阻礙了兒童的智力發育，多數人患有各種程度的呼吸道疾病，對人體健康帶來了極大的危害。這樣的例子在中國這個生產大國還存在很多，由于對電子廢棄物的不當拆解和處理造成了極其嚴重的后果。其中重金屬的污染對于環境的影響范圍最廣、影響力最大。

（三）電子廢棄物

電子廢棄物主要包括運用于日常生活和工作等各個領域被淘汰或者損壞的電子產品，同時也包括工業制造業及科學研究等多個方面的電器電子產品，電子和電器產品是由塑料、金屬和化學用品等多種材料組成的綜合性電子產品，在生產電子產品的過程中，生產原料也含有一定有害成分，這是污染環境的一方面，所以對于電子廢棄的不當處理，勢必對人類生態生活環境和人類健康安全構成極大的隱患。

二、電子廢棄物污染的防治措施

電子廢棄物中除了難以降解的材料外，最重要的是如鉛、汞等重金屬污染。近幾年來，重金屬污染問題引起了我國政府的高度重視，為切實抓好重金屬污染防治工作，保護環境的可持續發展，保護人民身體健康、安全，因而在制定重金屬污染防治規劃過程中，提出防治機制的保障、相關政策的完善和技術規范、淘汰落后的產能、完善防治技術等四項解決措施。

（一）擴大公眾參與程度

電子廢棄物的回收利用和處置是一項復雜而艱巨的工作，需要政府相關部門的努力，更需要廣大公眾意識的提高和積極地參與。在立法時可以要求政府通過媒體宣傳等有效的方式加大對公眾的教育力度，提高公眾對正確處置電子廢棄物的意識，引導和鼓勵消費者優先購買環境友好型電子產品，進而通過市場的調控力量促使生產者承擔更多的責任。

（二）相關政策的完善和技術規范

根據國家關于重金屬污染防治的有關法律法規規范，結合地區的實際狀況，完善地方的環境標志體系，在制定地方環境體系時必須要符合國家的法律法規。制定并逐漸完善地方環境保護的相關制度，注重重金屬污染防治內容的具體化。進一步完善土地污染防治、水資源保護以及造成環境損害的責任相關的法律法規。健全重金屬污染損害評估的管理體制，制定對危害環境、人體生命健康等各個方面的問題相關地方法律法規。加大重金屬污染防治工作技術規范的力度，加強重金屬污染源的監控技術的研究，依據地區的重金屬污染問題，制度符合地區環境污染問題治理的技術標準和規范。

（三）促進電子廢棄物處置

產業化電子廢棄物的回收再利用、降低電子廢棄物的處置成本、研發環境友好型電子產品，都離不開科學技術的進步。只有先進的科學技術作為支撐，才能提升電子廢棄物無害化處理的水平，保證以對環境污染程度最小、資源損耗程度最低的方式回收利用電子廢棄物。國家應鼓勵設立大中型電子廢棄物回收企業，在經濟上給予政策支持，通過政府的積極引導和政策支持，采取財政補貼、稅收優惠等方式，增強其市場競爭力。

（四）完善防治技術

首先，完善重金屬污染的監測體系。加大重金屬污染環境的監測力度，定期對于重金屬造成的污染進行監測，同時注重監測同一時段的空氣質量、土地環境、水資源等。記錄下重金屬污染對環境各個領域造成的危害程度，研究出重金屬污染物的排放標準達到一定數值才不會對空氣、土地、人體造成傷害和環境污染。其次，加強與國外的合作，引進先進的防治技術和管理經驗，加大對先進適用技術的研發力度，研究出一套適合我國重金屬污染防治的技術。結合國外先進的重金屬污染質量處理方法，同時在全國范圍內推廣適用性強的重金屬治理技術，扶持擁有先進治理技術的企事業，加強培養重金屬環保產業的專業人才。

通過上述幾種防治措施的實施，結合現代環境污染治理的先進科學技術，促進重金屬污染環境的防治工作進程，解決電子廢棄物的污染重源，完善環境污染治理的各項法律法規，通過政府層面、電子廢棄物科學處理及污染源等等各個方面完善電子廢棄物污染環境防治措施，充分利用電子廢棄物的價值創造更多的經濟效益。

三、電子廢棄物的處理技術

（一） 機械處理

電子廢棄物的機械處理是運用各組分之間物理性質差異進行分選的方法，包括拆卸、破碎、分選等步驟，

分選處理后的物質再經過后續處理可分別獲得金屬、塑料、玻璃等再生原料。這種處理方法具有成本低，操作簡單，不易造成二次污染，易實現規?；葍瀯?，是各國開發的熱點。

電子廢棄物的拆卸通常是手工操作，以回收其中經過檢測有用的電子元器件。但由于電子廢棄物中電子元器件數量多，而且結合方式復雜，使得手工處理效率非常低。

（二） 化學處理

電子廢棄物的化學處理也稱濕法處理，將破碎后的電子廢棄物顆粒投入到酸性或堿性的液體中，浸出液再經過萃取、沉淀、置換、離子交換、過濾以及蒸餾等一系列的過程最終得到高品位的金屬。但在化學處理的過程中要使用強酸和劇毒的氟化物等，會產生大量的廢液，并排放有毒氣體，對環境產生的危害較大。

圖1化學處理全過程

（三） 微生物處理

利用微生物浸取金等貴金屬是在20世紀80年代開始研究的提取低含量物料中貴金屬的新技術。利用微生物的活動使金等貴金屬合金中其它非貴金屬氧化成可溶物而進入溶液，使貴金屬出來以便于回收。生物技術提取金等貴金屬具有工藝簡單、費用低、操作簡單的優點，但浸取時間較長。h.brandl等利用氧化亞鐵硫桿菌對經過粉碎預處理的電子廢棄物碎塊進行浸出試驗，在選定的溫度、ph、投加量下，可以浸出超過90%的cu，zn和ni，pb以pbso4的形式穩定在沉淀物中。

四、結束語

總而言之，通過法律的完善真正解決電子廢棄物帶來的環境污染問題，并實現資源的最大化最優化利用。在制定重金屬污染防治措施時，要采取符合當地實際的保障制度以及相關政策的技術規范，淘汰落后的產能，完善防治技術等措施。其中對相關政策和技術規范的完善是解決重金屬污染問題的前提條件，有效的防治機制是實現電子廢棄物污染防治的重要手段，淘汰落后的產能、完善防治技術是基礎，只有四者的相互結合、相互促進，才能發揮各自的作用，使重金屬環境污染問題得到解決。

參考文獻