土壤重金屬污染現(xiàn)狀范文

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篇1

關(guān)鍵詞：土壤；重金屬污染；防治

Abstract: such as rapid development of modern agriculture and industry at the same time, the situation of soil heavy metal pollution has become increasingly serious. This article mainly from the soil heavy metal pollution sources and present situation analysis, points out the harm of soil heavy metal pollution at the same time, puts forward some prevention measures, and provides a certain reference for environmental protection, promote the sustainable development and utilization of the soil.

Key words: soil; Heavy metal pollution; The prevention and control

中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104(2013)

引言

土壤是城市生態(tài)系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，是土壤圈中受人類活動(dòng)影響最為強(qiáng)烈的部分，這類土壤廣泛分布于公園、道路、體育場(chǎng)、城郊、垃圾填埋場(chǎng)、廢棄工廠、礦山周圍，有著不同于自然土壤的理化性質(zhì)。重金屬是有害元素，可通過吞食、吸入和皮膚吸收等主要途徑進(jìn)入人體，損害造血系統(tǒng)、消化系統(tǒng)，嚴(yán)重時(shí)則損害神經(jīng)系統(tǒng)，直接對(duì)人特別是兒童的健康造成危害，還可通過污染食物、大氣和水環(huán)境間接影響城市環(huán)境質(zhì)量，危害人類健康。城市人口與土壤直接或間接接觸的幾率很高，相比于自然土壤或農(nóng)用土壤而言，這類土壤的重金屬污染更容易對(duì)人體健康造成危害。城市化所導(dǎo)致的環(huán)境惡化已成為影響居民健康的一個(gè)重要因素。因此，關(guān)注城市土壤的重金屬污染來源及危害，有針對(duì)性采取污染治理措施，具有重要的科學(xué)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

一、土壤中重金屬污染的現(xiàn)狀

在自然界的循環(huán)過程中，環(huán)境中的污染物很大一部分都會(huì)進(jìn)入或者經(jīng)過土壤。因?yàn)橥寥乐械闹亟饘僭乜赡軙?huì)通過食物鏈在生物體中聚集，從而造成人體內(nèi)長(zhǎng)期積蓄對(duì)人體造成危害。土壤中重金屬的來源是多種途徑的，除了大氣干濕沉降的來源之外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、污水農(nóng)用灌溉、等也可能會(huì)造成重金屬對(duì)大氣、土壤和水體的環(huán)境污染。

1.大氣干濕沉降污染

伴隨著社會(huì)的快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)、大量的石油以及汽車等排放的尾氣等，它們?nèi)紵蟮奈矚膺M(jìn)入大氣后，使得空氣中含有大量的重金屬元素，它們主要是經(jīng)自然沉降和雨淋沉降進(jìn)人土壤，并且分布在工礦的周圍和公路、鐵路的兩側(cè)，這些重金屬元素既可以直接沉降到土壤中或者被土壤吸附，也可以被植物吸收后，通過植物傳輸土壤而引起土壤重金屬污染。

2.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染

在農(nóng)作物的成長(zhǎng)過程中，為了促進(jìn)生物的快速結(jié)果，往往會(huì)采用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的方法，大量使用化肥、農(nóng)藥。而在使用含有鉛、汞、福、砷等的農(nóng)藥的時(shí)候，由于重金屬元素的長(zhǎng)期積累，造成土壤中重金屬元素的含量不斷上升，導(dǎo)致土壤中重金屬的污染。并且在有些地區(qū)，污水作為農(nóng)田的常用水，因?yàn)楣I(yè)污染的成分比較復(fù)雜，里面不同程度地含有重金屬等有害物質(zhì)，常常會(huì)引起一定的危害。

3.污水農(nóng)用灌溉污染

由于城市工業(yè)化的快速發(fā)展，大量的工業(yè)污水成為農(nóng)田灌溉的常用水。但是因?yàn)槲鬯喔纫话闶菍儆诿嬖次廴荆坏┪廴荆盏轿廴镜拿娣e就會(huì)很大。含有許多重金屬離子的城市污水，進(jìn)入河道，而進(jìn)入土壤，從而引起水體污染，惡性循環(huán)，給人們帶來無法估計(jì)的傷害，對(duì)農(nóng)業(yè)及其人們的日常生活帶來影響。

二、土壤重金屬污染的危害

1.對(duì)城市生態(tài)景觀植物危害

城市土壤受重金屬污染后會(huì)形成土壤結(jié)塊，同時(shí)重金屬在土壤—植物系統(tǒng)中遷移會(huì)直接影響植物的生理生化和生長(zhǎng)發(fā)育，從而引發(fā)土壤生物和植被退化等一系列較為嚴(yán)重的城市環(huán)境問題，直接危及城市居民的健康和安全。例如，鎘是危害植物生長(zhǎng)的有毒元素，如果土壤中鎘含量過高， 植物葉片的葉綠素結(jié)構(gòu)會(huì)遭到破壞，同時(shí)根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收會(huì)減少， 根系生長(zhǎng)受到抑制，從而阻礙植物生長(zhǎng)，甚至引起植物死亡。

2.對(duì)人體的危害

受污染的土壤暴露在城市環(huán)境中，形成粉塵直接或間接進(jìn)入動(dòng)物和人體中，對(duì)人類產(chǎn)生危害。此外，郊區(qū)蔬菜基地土壤受到污染，重金屬容易被植物利用而進(jìn)入食物鏈，最終通過食物鏈影響人類的健康。如Pb 能傷害人體的神經(jīng)系統(tǒng)， 特別對(duì)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(huì)引起泌尿系統(tǒng)功能變化，還會(huì)影響骨骼發(fā)育。

三、土壤中重金屬污染的防治

土壤的重金屬污染防治要想取得一定的成效，必須從預(yù)防和防治相結(jié)合的方式進(jìn)行實(shí)施。也就是說要做到，預(yù)防為主，防治結(jié)合的方法。從某種意義上來說，治理重金屬的污染一方面可以通過物理化學(xué)的方法去除土壤中的重金屬污染物，另一方面可以改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)。

1.工程治理方法

工程治理的治理方法主要是依據(jù)物理和化學(xué)的原理來治理土壤中重金屬污染的途徑。一般是運(yùn)用客土、換土、去表土和深耕翻土等措施來達(dá)到這種目的。客土主要是在被污染的土壤中加入沒有被污染的新土；換土是將以污染的土壤移去,換上未污染的新土;翻土是將污染的表土翻至下層;去表土是將污染的表土移去等。沖洗絡(luò)合法是用清水沖洗被重金屬污染的土壤，使重金屬遷移至較深的根外層，減少作物根區(qū)重金屬的離子濃度。另外，為了避免出現(xiàn)土壤的再次污染，可以利用一定比例的化合物進(jìn)行土壤沖淋，使其能與重金屬形成比較穩(wěn)定的化合物，或者是利用帶有陰離子的溶液，常用的是碳酸鹽和磷酸鹽進(jìn)行，這樣能收到比較好的效果，使重金屬能形成多需要的沉淀。而對(duì)于低滲透性的粘土和淤泥土，我們可以用電動(dòng)修復(fù)方法來完成，這樣的重金屬可以用到汞等。

這種工程治理的方法可以說收到的效果比較明確，而且具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，但是往往實(shí)行以來會(huì)比較復(fù)雜，容易引起土壤肥力的降低。

2.農(nóng)業(yè)治理方法

在治理土壤重金屬污染的方法時(shí)，用到的農(nóng)業(yè)治理方法一般是要改變一些耕作的管理來減輕重金屬的含量和危害。這樣就會(huì)對(duì)進(jìn)入土壤中的有害物質(zhì)有所降低。因?yàn)樵谖廴就寥罆r(shí)，只要不進(jìn)入食物鏈對(duì)人體的傷害就不會(huì)那么大。生活中我們可以利用控制土壤中的水分，來達(dá)到降低重金屬污染的目的；在選擇化肥時(shí)，選擇最能降低土壤重金屬污染的化肥，增加施加有機(jī)肥的利用，使其能夠固定土壤中多種重金屬以及降低土壤中重金屬污染；還可以選擇比較抗污染的植物并且不能在已經(jīng)被污染的土壤上種植所需要的植物，以防止通過食物鏈的植物進(jìn)入人體，對(duì)人體造成傷害。合理的利用農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)工程措施,也可以保持土壤的肥力,改良和防治土壤重金屬污染,提高土壤質(zhì)量,并能與自然生態(tài)循環(huán)和系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)作。比如可以在污染區(qū)公路的兩邊種樹、種花和種草，這樣不但可以使得環(huán)境變得清新，還可以凈化土壤，還可以進(jìn)行農(nóng)業(yè)的改良，就是在被污染的地區(qū)繁殖種子，然后在沒有污染的地方種植，收獲后把它們提取酒精，殘?jiān)鼔褐评w維板,并提取糠醛,或?qū)堅(jiān)谱髡託庾髂茉础＿@種農(nóng)業(yè)治理措施的比較切合實(shí)際，也比較容易實(shí)現(xiàn)，而且費(fèi)用比較低，但是做起來的時(shí)間要求比較高，效果不會(huì)太顯著。

3.物理修復(fù)

（1）電動(dòng)修復(fù)

通過電流使土壤中的重金屬離子(如Pb、Cd、Cr、Zn等)和無機(jī)離子以電透滲和電遷移的方式向電極運(yùn)輸，再集中收集處理。該方法適用于低滲透的粘土和淤泥土，可以控制污染物的流動(dòng)方向。在沙土上的實(shí)驗(yàn)，土壤中Pb2+、Cr3+等重金屬離子的除去率也可達(dá)90%以上。電動(dòng)修復(fù)不攪動(dòng)土層，修復(fù)時(shí)間短，是一種經(jīng)濟(jì)可行的原位修復(fù)技術(shù)。

（2）電熱修復(fù)

利用高頻電壓產(chǎn)生的電磁波對(duì)土壤進(jìn)行加熱，使污染物從土壤顆粒內(nèi)解吸出來，加快一些易揮發(fā)性重金屬?gòu)耐寥乐蟹蛛x，從而達(dá)到修復(fù)的目的。該技術(shù)可以修復(fù)被Hg和Se等重金屬污染的土壤。

（3）土壤淋洗

利用淋洗液把土壤固相中的重金屬轉(zhuǎn)移到土壤液相中去，再把富含重金屬的廢水進(jìn)一步回收處理。該技術(shù)要求尋找一種既能提取各種形態(tài)的重金屬，又不破壞土壤結(jié)構(gòu)的淋洗液。目前用于淋洗土壤的淋洗液，包括有機(jī)或無機(jī)酸、堿、鹽和螯合劑。

4.化學(xué)修復(fù)

化學(xué)修復(fù)就是向土壤投入改良劑，將重金屬吸附、氧化還原、拮抗或沉淀，降低重金屬的生物有效性。常用改良劑有石灰、沸石、碳酸鈣、磷酸鹽、硅酸鹽和促進(jìn)還原作用的有機(jī)物質(zhì)，不同改良劑對(duì)重金屬的作用機(jī)理不同。化學(xué)修復(fù)簡(jiǎn)單易行，但它只改變了重金屬在土壤中的存在形態(tài)，金屬元素仍保留在土壤中，容易再度活化危害植物。

結(jié) 語

重金屬污染土壤的治理是一個(gè)整體性的工程，需要多種治理技術(shù)。植物修復(fù)加上化學(xué)、微生物及農(nóng)業(yè)生態(tài)措施，增加重金屬的生物有效性，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)和吸收，能更好地提高土壤重金屬修復(fù)的效率。因此，生物修復(fù)綜合技術(shù)前景廣闊。

參考文獻(xiàn)

[1]崔德杰，張玉龍.土壤重金屬污染現(xiàn)狀與修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[N].土壤通報(bào)，2004，35（3）

篇2

關(guān)鍵詞 蔬菜基地；土壤；重金屬污染；四川成都

中圖分類號(hào) X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2013）16-0212-03

隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，城市近郊蔬菜地的土壤受到“三廢”排放、城市垃圾污染、大氣降塵、農(nóng)藥和化肥的不合理施用等因素影響，土壤重金屬含量超標(biāo)問題逐漸凸顯[1]。近年來，人們的食品安全意識(shí)和環(huán)境保護(hù)意識(shí)得到提高，蔬菜質(zhì)量和安全性越來越受到關(guān)注。因此，對(duì)城市周邊的蔬菜地土壤重金屬污染現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，對(duì)保障城市周邊蔬菜地的食品安全有重要意義。

我國(guó)對(duì)蔬菜基地重金屬污染狀況的廣泛研究始于21世紀(jì)初，自2004年我國(guó)實(shí)行食品質(zhì)量安全市場(chǎng)準(zhǔn)入制度以來，人們對(duì)食品安全更加重視。如，上海市對(duì)張江鎮(zhèn)蔬菜基地的土壤重金屬研究指出，其污染程度達(dá)到重度污染，主要污染元素為Cd、Cu、Zn、Hg，其主要原因是采用污水灌溉[2]。重慶市曾對(duì)沙坪壩區(qū)蔬菜基地的土壤進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)土壤污染程度為中度污染，主要重金屬污染元素為Cd和Hg[3]。

有學(xué)者對(duì)成都地區(qū)幾種蔬菜中重金屬Hg、As、Cd、Pb的含量分析指出，Cd、Pb是成都地區(qū)蔬菜中的主要污染元素[4]，然而，其研究并未對(duì)蔬菜基地土壤中的重金屬含量及其分布進(jìn)行研究。因此，該文以成都市近郊——江家菜地和溫江永寧鎮(zhèn)的2個(gè)“菜籃子”基地為研究地點(diǎn)，通過實(shí)地采集地表土樣，分別測(cè)定土壤中的重金屬元素（Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr）含量，闡述了2個(gè)蔬菜基地的土壤重金屬污染的現(xiàn)狀，旨在為保障成都市蔬菜基地的土壤安全和防治等提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)域范圍

研究區(qū)域分別為成都市東郊錦江區(qū)江家菜地、西郊溫江永寧鎮(zhèn)2個(gè)蔬菜基地，海拔高度513～531 m。該區(qū)域位于成都平原，屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，夏季高溫多雨，雨熱同期，冬季溫暖濕潤(rùn)，年降水量800 mm以上，作物一年兩熟，土壤以紫色土為主。

1.2 樣品采集

根據(jù)成都市近郊蔬菜地的分布現(xiàn)狀，選取種植歷史超過40年的蔬菜地——錦江區(qū)江家菜地和溫江區(qū)永寧鎮(zhèn)“菜籃子”2個(gè)基地作為研究對(duì)象，在2個(gè)蔬菜基地各布設(shè)4個(gè)樣點(diǎn)，據(jù)GPS定位數(shù)據(jù)，用ArcGIS繪制了土壤采樣點(diǎn)分布圖（圖1）。根據(jù)采樣地實(shí)際情況采用對(duì)角線式采樣法，為避免局部偶然因素，采集5個(gè)重復(fù)土樣，每個(gè)樣點(diǎn)采用5個(gè)土樣等量混合。采樣時(shí)，用木勺或竹刀采集植物根系土，采樣深度0～20 cm。采集的土壤樣品經(jīng)自然風(fēng)干后，剔除生物殘骸、植物碎片、碎石和礫石，研磨過100目尼龍篩，用四分法取裝入聚乙烯塑料袋備用。

1.3 樣品分析方法

土壤pH值的測(cè)定方法采用電位測(cè)定法（PHS-2C型pH計(jì)）；土壤鉛、鎘的測(cè)定方法采取石墨爐原子吸收分光光度法（GB/T 17141-1997）[5]；銅、鋅的測(cè)定方法采用火焰原子吸收分光光度法（GB/T 17138-1997）[6]；鎳的測(cè)定方法采用火焰原子吸收分光光度法（GB/T 17139-1997）[7]；鉻的測(cè)定方法采用火焰原子吸收分光光度法（GB/T 17137-1997）[8]。進(jìn)行試樣分析時(shí)所用的試劑均為分析純，所用的水均為去離子水。

1.4 評(píng)價(jià)方法

1.5 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

該文土壤污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB15618-1995）》中的2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，具體如表1所示；土壤綜合評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)綱要》中的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[10]。根據(jù)中國(guó)綠色食品發(fā)展中心《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)綱要》（試行）（1994 年）的規(guī)定，將土壤的污染情況劃分為5個(gè)等級(jí)，污染等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

2 結(jié)果與分析

2.1 土樣的pH值和重金屬測(cè)定結(jié)果

江家菜地和溫江區(qū)永寧鎮(zhèn)2個(gè)樣地的土壤pH值的分布情況如圖2所示。可以看出，在8個(gè)采樣點(diǎn)中，有7個(gè)采樣點(diǎn)的土壤pH值均小于7.0，呈酸性；只有Y4采樣點(diǎn)的pH值大于7.0，為7.03，呈弱堿性。總體而言，采樣點(diǎn)的土壤呈酸性。

各樣點(diǎn)重金屬含量測(cè)定結(jié)果如表3所示。可以看出，江家菜地和溫江區(qū)永寧鎮(zhèn)2個(gè)樣地Cd含量的均值分別為0.24、0.23 mg/kg；Pb含量的均值分別為30.36、29.69 mg/kg；Cu含量的均值分別為40.01、38.91 mg/kg；Ni含量的均值分別為64.87、64.98 mg/kg；Cr含量的均值分別為39.14、40.56 mg/kg。由此可以看出，兩地的Cd、Pb、Cu、Ni、Cr含量差別很小。而Zn含量的均值分別為85.62、129.31 mg/kg，溫江區(qū)永寧鎮(zhèn)Zn含量明顯高于錦江區(qū)江家菜地，高出43.69 mg/kg，但仍屬于正常范圍。

由圖3可以看出，與各重金屬標(biāo)準(zhǔn)含量相比，2個(gè)樣地土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、Cr的含量均沒有超過標(biāo)準(zhǔn)值（GB15618-1995），屬于正常范圍。而2個(gè)蔬菜基地的Ni元素明顯高出標(biāo)準(zhǔn)值24 mg/kg左右。

2.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

2.2.1 單項(xiàng)污染指數(shù)評(píng)價(jià)。土壤重金屬的單項(xiàng)污染指數(shù)和評(píng)價(jià)結(jié)果如表4、圖4所示。可以看出，江家菜地和永寧鎮(zhèn)蔬菜基地的Cd、Pb、Cu、Zn、Cr的污染指數(shù)均小于1，這說明兩地Cd、Pb、Cu、Zn、Cr的含量均未超標(biāo)。而兩地Ni的污染指數(shù)均為1.62，大于1，可見江家菜地和永寧鎮(zhèn)蔬菜基地都存在鎳污染。

2.2.2 綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)。由于僅使用單因子評(píng)價(jià)不能反映整體的污染情況，綜合污染評(píng)價(jià)采用兼顧了多種污染物的水平和某一種污染物的污染嚴(yán)重程度，能夠綜合地反映污物狀況。從表4可以看出，江家菜地、溫江區(qū)永寧鎮(zhèn)的綜合污染指數(shù)分別為1.24、1.25，根據(jù)土壤綜合評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可以判斷兩地的污染等級(jí)為3級(jí)，均受到輕度的重金屬污染。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

成都市近郊江家菜地和永寧鎮(zhèn)2個(gè)蔬菜基地土壤中重金屬污染為輕度污染，污染等級(jí)為3級(jí)。其中，Ni含量超標(biāo)，為污染下限值的130%；其余5種金屬Cd、Pb、Cu、Zn、Cr的含量均未超標(biāo)。

單項(xiàng)污染指數(shù)結(jié)果表明：土壤中Ni含量超標(biāo)，單項(xiàng)污染指數(shù)達(dá)到1.62。其中，Cd、Cu含量雖然未超標(biāo)（僅為污染下限值的80%），但超出四川省紫色土的背景值含量（紫色土的范圍為7～54 mg/kg，平均值為23 mg/kg）[11]；而Pb含量均占污染下限標(biāo)準(zhǔn)值的12%；土壤中Zn元素含量，江家菜地的土壤Zn含量是污染標(biāo)準(zhǔn)值的43%，低于紫色土的背景值含量（紫色土的范圍為48～131 mg/kg，平均值為109 mg/kg[11]），溫江區(qū)永寧鎮(zhèn)的Zn含量占污染下限值的65%，高于紫色土的背景值含量；土壤中Cr含量?jī)H為污染下限值的25%。

綜合污染指數(shù)表明：江家菜地和溫江區(qū)永寧鎮(zhèn)的重金屬污染等級(jí)均達(dá)到3級(jí)，污染指數(shù)分別為1.24、1.25，Ni元素是污染元素，土壤污染程度屬于輕度污染，作物開始受污染。

3.2 討論

成都市某些蔬菜地的土壤雖然也受到重金屬污染，但是與上海市、重慶市的一些蔬菜地土壤污染程度相比，成都市的蔬菜基地的土壤污染程度較輕且污染元素為單一的Ni。

上海市張江鎮(zhèn)受污染的蔬菜基地，67%的土壤達(dá)到重度污染、33%為中度污染，污染元素為Cd、Cu、Zn、Hg 4種重金屬元素；其污染途徑可能與含Hg農(nóng)藥、含Cd的渣肥施用、污水大面積灌溉、化工污染物擴(kuò)散以及采用黃浦江底泥作為耕作土壤有關(guān)。對(duì)于重慶市沙坪壩區(qū)受污染的土壤而言，污染程度屬于中度污染，污染元素為Cd和Hg；污染途徑與施用含Hg農(nóng)藥和含Cd的渣肥、污水灌溉和大氣粉塵相關(guān)。

目前，雖然有研究指出土壤中Ni含量的多少主要受成土母質(zhì)的影響，且與土壤粘粒、陽(yáng)離子交換量等相關(guān)[12]。但對(duì)于成都市受Ni元素污染的土壤，其污染原因尚不明確，還需要做進(jìn)一步研究，以便從源頭上控制土壤中Ni元素污染。

4 參考文獻(xiàn)

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篇3

關(guān)鍵詞：濱海新區(qū)；重金屬；土壤污染；綜合評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.05.013

土壤環(huán)境的安全問題是農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境安全的核心，土壤污染與防治已成為環(huán)境科學(xué)和土壤科學(xué)共同關(guān)注的熱點(diǎn)[1]。土壤重金屬污染具有潛伏性、滯留時(shí)間長(zhǎng)、移動(dòng)性差等特點(diǎn)，從遭受污染到產(chǎn)生后果有一個(gè)逐步積累的過程，因此，對(duì)于土壤重金屬污染的監(jiān)測(cè)已成為農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容之一。分析監(jiān)測(cè)土壤重金屬元素的含量變化和分布特征，可為調(diào)控土壤重金屬的活性與毒性、制定合理的控制標(biāo)準(zhǔn)及選擇修復(fù)技術(shù)提供必要的理論依據(jù)[2-4]。天津市濱海新區(qū)原來是農(nóng)業(yè)區(qū)，自20世紀(jì)80年代以來，郊區(qū)開始出現(xiàn)較大規(guī)模的企業(yè)，其產(chǎn)生的廢水、固體廢棄物數(shù)量明顯增加，污水排放及工業(yè)固體廢棄物的擴(kuò)散，導(dǎo)致水環(huán)境不斷惡化。地下水污染、污水灌溉及堿渣擴(kuò)散也使得污染物直接或間接進(jìn)入土壤，影響到土壤環(huán)境質(zhì)量，成為該地區(qū)土壤污染的主要原因之一[5-7]。近年來，隨著濱海新區(qū)的快速發(fā)展，土地利用轉(zhuǎn)型使得原有的土壤污染壓力得到一定的緩解，但現(xiàn)有的基本農(nóng)田中依舊存在污染的風(fēng)險(xiǎn)。因而，系統(tǒng)地開展農(nóng)田重金屬污染狀況的調(diào)查具有重要的理論和實(shí)際意義。目前，在濱海新區(qū)的環(huán)境監(jiān)測(cè)部門中，針對(duì)大氣、水體和固廢的監(jiān)測(cè)已積累了豐富的資料，而對(duì)于土壤污染的數(shù)據(jù)還相對(duì)較少。所以，適時(shí)地補(bǔ)充該地區(qū)土壤中污染物含量與分布的信息顯得十分必要。本研究以濱海新區(qū)現(xiàn)有的部分基本農(nóng)田、果園、菜地和濕地土壤為研究對(duì)象，擬通過分析土壤中重金屬含量，了解其主要污染物的分布特征，以期為正確認(rèn)識(shí)該地區(qū)的土壤環(huán)境現(xiàn)狀提供必要的科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 樣品采集

按照土壤的利用現(xiàn)狀選擇了農(nóng)田、蔬菜地、果園及濕地4種類型的土壤。土樣采集于2009年8月，采樣點(diǎn)分布如圖1所示。采集0～20 cm的表層土壤樣品，自然風(fēng)干后磨細(xì)，過0.25 mm土壤篩。土壤理化性質(zhì)參見文獻(xiàn)[8-10]。不同土壤樣品的pH值分布為：農(nóng)田土壤中6.5～7.5之間和>7.5的樣品各占50%；菜地土壤均為6.5～7.5之間；果園土壤均>7.5；濕地土壤90%為6.5～7.5之間，10%為>7.5，并以此作為選擇土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。

1.2 測(cè)定方法

土壤中重金屬Cu、Zn、Pb、Cd、As、Hg、Cr、Ni全量的分析測(cè)定按照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB l5618―1995）[11]和《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 166―2004）[12]規(guī)定的步驟進(jìn)行。所用試劑均為優(yōu)級(jí)純或分析純。土壤中銅、鋅、鎳、鉛、鎘、鉻采用鹽酸―硝酸―氫氟酸―高氯酸體系消解，原子吸收及分光光度法測(cè)定；土壤總砷和汞采用硝酸―高氯酸消解，原子熒光光度法。

1.3 土壤污染評(píng)價(jià)因子及方法

研究區(qū)土壤為城郊土壤，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量：無公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求》（GB/T 18407.1―2001）[13]、土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 15618―1995）[11]，選取國(guó)標(biāo)中的8種元素（Cu，Zn，Pb，Cd，As，Hg，Cr和Ni）作為評(píng)價(jià)因子。評(píng)價(jià)方法采用單項(xiàng)污染指數(shù)和Nemerow綜合污染指數(shù)法[14]。依據(jù)土壤樣本pH值測(cè)定結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)限值采用土壤二級(jí)指標(biāo)中相應(yīng)的pH值要求（pH 6.5～7.5及>7.5的數(shù)值），農(nóng)田和蔬菜地以農(nóng)田的標(biāo)準(zhǔn)比對(duì)，果園土壤采用對(duì)應(yīng)的果園標(biāo)準(zhǔn)，濕地土壤采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中相近的稻田土壤標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。土壤污染等級(jí)劃分參照夏家淇[15]及姜芝萍[16]報(bào)道的方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土地利用方式土壤重金屬分布特征

天津市濱海新區(qū)不同利用狀況下土壤中8種元素含量測(cè)定結(jié)果如表1所示。由表1可以看出，研究區(qū)域內(nèi)土壤重金屬含量較天津土壤重金屬背景值[17]有明顯的增加，Cu、Zn、Pb、As、Hg、Ni的測(cè)定平均值分別為背景值的2.19，2.30，2.39，1.66，12.46，2.47倍，Hg的增加量最大；Cd和Cr為背景值的0.87和0.99倍，與背景值相當(dāng)。

2.1.1 土壤中Cu含量變化 在4種土地利用類型中，農(nóng)田土壤中銅含量的平均值達(dá)到50.10 mg?kg-1，菜園土壤中為58.59 mg?kg-1，果園土壤中為71.33 mg?kg-1，濕地土壤中為53.90 mg?kg-1。不同土地利用方式的土壤Cu含量變化如圖2所示。由圖2可以看出，農(nóng)田和濕地土壤中不同采樣點(diǎn)之間差異較大，而在蔬菜地之間差異較小，果園土壤中總體上大于其他類型的土壤。濕地中的S19樣點(diǎn)含量最高，達(dá)到128.83 mg?kg-1，這與其處于堿渣堆附近的位置有關(guān)。農(nóng)田采樣點(diǎn)中的S5～S7和濕地中的S25及S26的銅含量相對(duì)較低。

2.1.2 不同土地利用方式土壤Zn含量變化 不同利用類型土壤中，農(nóng)田土壤中鋅含量的平均值達(dá)到104.3 mg?kg-1，菜園土壤中為160.1 mg?kg-1，果園土壤中為127.0 mg?kg-1，濕地土壤中為156.6 mg?kg-1。不同土地利用方式的土壤鋅含量變化如圖3所示。由圖3可以看出，農(nóng)田中除S3和S4樣點(diǎn)含量較高外，其他樣點(diǎn)集中在80 mg?kg-1上下；5個(gè)菜地土樣的總體含量較高，含量分布在142.87～182.26 mg?kg-1之間；2個(gè)果園土壤中鋅含量分別為109.5～144.5 mg?kg-1，顯著低于菜園土壤中的含量；10個(gè)濕地土壤中含量差異較大，含量在106.1～247.4 mg?kg-1之間，其中S19樣點(diǎn)的含量最高。

2.1.3 不同土地利用方式土壤Pb含量 不同土地利用方式的土壤鉛含量變化如圖4所示。由圖4可以看出，農(nóng)田土壤中的平均值達(dá)到29.71 mg?kg-1，但S3和S4樣點(diǎn)的含量顯著高于于其他樣點(diǎn)；菜園土壤中平均為49.23 mg?kg-1，各采樣點(diǎn)的鉛含量在40.15～53.74 mg?kg-1之間，總體上含量較高；果園土壤中為35.14 mg?kg-1，盡管2個(gè)樣點(diǎn)分布在海河南北，但二者之間差別較小；濕地土壤中平均為44.01 mg?kg-1，除S17和S19樣點(diǎn)的鉛含量達(dá)到73.84和85.67 mg?kg-1外，其他點(diǎn)的含量均在20.08～49.35 mg?kg-1之間。

2.1.4 不同土地利用方式土壤Cd含量 不同土地利用方式中土壤鎘含量變化如圖5所示。由圖5可以看出，農(nóng)田土壤中的平均值達(dá)到0.086 mg?kg-1，菜園土壤中為0.325 mg?kg-1，果園土壤中為0.131 mg?kg-1，濕地土壤中為0.137 mg?kg-1。在全部25個(gè)采樣點(diǎn)中，鎘含量在0.060～0.336 mg?kg-1之間，平均值為0.139 mg?kg-1，低于天津市土壤鎘背景值（0.16 mg?kg-1）。農(nóng)田土壤的含量均較低，菜園土壤中有4個(gè)樣點(diǎn)超出背景值且含量較高（在0.228～0.303 mg?kg-1之間）、果園和濕地土壤中，除S19樣點(diǎn)含量較高外（0.336 mg?kg-1），其他樣點(diǎn)均低于土壤背景值。

2.1.5 不同土地利用方式土壤As含量 不同土地利用方式的土壤砷含量變化如圖6所示。在4種土地利用類型中，農(nóng)田土壤中的砷含量平均值為14.97 mg?kg-1，菜園土壤為15.92 mg?kg-1，果園土壤為13.54 mg?kg-1，濕地土壤的砷含量最高，達(dá)到18.36 mg?kg-1，但除S19樣點(diǎn)含量較高（31.51 mg?kg-1）外，其他樣點(diǎn)在11.71～20.51 mg?kg-1之間。總體上看，土壤砷含量分布比較均勻，但超出了土壤背景值。

2.1.6 不同土地利用方式土壤Hg含量 不同土地利用方式的土壤汞含量變化如圖7所示。在4種土地利用類型中，農(nóng)田土壤中Hg含量平均值為0.360 mg?kg-1，菜園土壤的砷含量為0.707 mg?kg-1，果園土壤為0.271 mg?kg-1，濕地土壤的砷含量最高，達(dá)到0.768 mg?kg-1。由圖7可以看出，農(nóng)田超出背景值的有3個(gè)樣點(diǎn)，菜園和果園中超出背景值的有4個(gè)樣點(diǎn)，而在濕地土壤中，90%的樣點(diǎn)超出背景值，表明濕地土壤中汞的累積比較顯著。

2.1.7 不同土地利用方式土壤Cr含量 不同土地利用方式的土壤鉻含量變化如圖8所示。4種不同土地利用類型中，菜園土壤中鉻的平均濃度最高，達(dá)到75.26 mg?kg-1，其次為農(nóng)田73.24 mg?kg-1，果園土壤中為71.06 mg?kg-1， 濕地土壤中為69.22 mg?kg-1。在25個(gè)樣點(diǎn)中鉻含量超出背景值的點(diǎn)占38.5%，但總體的平均值為71.86 mg?kg-1，低于背景值72.65 mg?kg-1，不同樣點(diǎn)之間的Cr含量分布比較均勻。

2.1.8 不同土地利用方式土壤Ni含量 不同土地利用方式的土壤鎳含量變化如圖9所示。4種土地利用類型中，菜地土壤的鎳含量平均濃度達(dá)到最高76.10 mg?kg-1，其次為濕地土壤71.90 mg?kg-1，農(nóng)田和果園土壤含量分別為59.36 mg?kg-1和50.28 mg?kg-1。與天津市土壤背景值比較，在供試的25個(gè)土樣中Ni含量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出背景值，反映出土壤Ni含量的變化是影響該區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量的要素之一。與其他元素類似，在農(nóng)田中的S3～S4樣點(diǎn)、菜地中的S10～S13樣點(diǎn)及濕地中的S17～S25樣點(diǎn)檢出的Ni含量顯著高于其他樣點(diǎn)，反映出其污染途徑具有相似性。

2.2 土壤環(huán)境質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)

以國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，通過計(jì)算單項(xiàng)污染指數(shù)和Nemerow綜合污染指數(shù)，得出濱海新區(qū)不同土地利用方式下不同重金屬對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量的影響現(xiàn)狀（表2）。依據(jù)土壤樣本pH值測(cè)定結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)限值采用土壤二級(jí)指標(biāo)值，農(nóng)田和蔬菜地以農(nóng)田的標(biāo)準(zhǔn)比對(duì)，果園土壤采用對(duì)應(yīng)的果園標(biāo)準(zhǔn)，濕地土壤采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中相近的稻田土壤標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。

從單項(xiàng)污染指數(shù)來看，采樣區(qū)的25個(gè)土壤樣本中Cu、Zn、Pb及Cr的Pi值均小于1，表現(xiàn)為清潔；除濕地土壤中S19樣品外，Cd和As在其他24個(gè)樣本中也達(dá)到清潔水平。樣品S19的PCd和PAs分別為1.121及1.260，屬于輕度污染，這與該采樣點(diǎn)位于過去的曬鹽場(chǎng)地附近有關(guān)。Hg和Ni是該地區(qū)污染率較高的元素，在25個(gè)樣本中有16個(gè)達(dá)到輕度以上的污染水平，污染率均為64%，其中S19的Hg污染達(dá)到中度污染水平，表明該地區(qū)的Hg和Ni存在較大的污染風(fēng)險(xiǎn)，并且Hg和Ni的污染分布具有同步性。從不同利用類型土壤中的分布來看，農(nóng)田的輕度污染率為37.5%，蔬菜地為80%，果園屬于清潔，濕地土壤中為90%。分析其污染的原因，Hg和Ni污染與該地區(qū)污水中Hg和Ni排放有密切關(guān)系。濕地土壤主要分布在鹽場(chǎng)、河口區(qū)域，排污河及海河水質(zhì)污染是導(dǎo)致超標(biāo)的主要原因。蔬菜地灌溉量大，灌溉水污染可導(dǎo)致土壤中累積量增大。從樣點(diǎn)分布看，農(nóng)田中的S3和S4、菜地中的S10～S13均分布在海河附近，所以存在較大的污染風(fēng)險(xiǎn)。

從綜合污染指數(shù)看，25個(gè)樣本中8%屬于輕度污染，包括菜園土壤S10和濕地土壤S19；綜合指數(shù)超過警戒級(jí)閾值（>0.7）的樣本數(shù)占52%，包括了農(nóng)田中的S3和S4樣本，菜地土壤中的S11～S13，濕地土壤中的S17、S20～S26樣本；樣本中達(dá)到安全級(jí)別的占40%，以農(nóng)田和果園土壤為主。

3 結(jié)論與討論

土壤重金屬的來源受成土母質(zhì)、氣候、人類活動(dòng)等多種因素的影響，不同地區(qū)、不同種類的土壤、特別是人類活動(dòng)較為頻繁、容易受到擾動(dòng)和污染的各種農(nóng)用土地[18]。在針對(duì)土壤環(huán)境問題的研究和管理過程中，我國(guó)相繼公布了土壤元素背景值和土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確定了Cu、Zn、Pb、Cd、As、Hg、Cr及Ni等8種重金屬和類金屬元素的含量限值，為土壤污染評(píng)估提供了必要的判別參考依據(jù)。由試驗(yàn)結(jié)果可知，除Cd和Cr外，其他元素的平均值均超出公布的天津市土壤元素背景值，其原因一方面與這些元素在土壤中的現(xiàn)存濃度或許較30年前有所增加有關(guān)，另一方面也與當(dāng)年背景值測(cè)定時(shí)選取的采樣地點(diǎn)和土壤類型有關(guān)。本研究主要是以濱海新區(qū)的土壤為研究對(duì)象，而背景值可能包括天津市較大的土壤范圍，其土壤類型會(huì)有一定差別，因此，利用背景值僅僅是一種評(píng)估污染狀況時(shí)的參考，而更主要的是以國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。

在監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)中，濱海新區(qū)不同類型土壤中Hg和Ni存在較大的污染風(fēng)險(xiǎn)，在25個(gè)樣本中的污染率均為64%，污染分布具有同步性，并且主要分布在菜地和濕地土壤中。這一現(xiàn)象或許與人為活動(dòng)導(dǎo)致的水污染有一定關(guān)系。在濱海新區(qū)特定的土壤環(huán)境下，其土壤以砂質(zhì)為主，土層薄，導(dǎo)致水與土壤交換過程加劇，海河水系帶入的污染物及過去曬鹽過程引起的水與土壤中物質(zhì)交換增加也許是其土壤中Hg和Ni元素積累量變化的重要原因。同時(shí)土地利用類型對(duì)土壤重金屬含量分布的影響具有一定差異，農(nóng)田的輕度污染率為37.5%，蔬菜地為80%，果園屬于清潔，濕地土壤中為90%。綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)的結(jié)果表明，25個(gè)樣本中8%屬于輕度污染，超過警戒級(jí)閾值的樣本數(shù)占52%，達(dá)到安全級(jí)別的樣本占40%。總體上表現(xiàn)為農(nóng)田和果園土壤比較清潔，而蔬菜地和濕地土壤中存在一定的污染風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)于土壤污染狀況的評(píng)估問題，目前學(xué)者們也有新的認(rèn)識(shí)和共識(shí)，污染物在土壤中的含量（總量）高低不僅僅是判別土壤是否被污染的唯一依據(jù)，而要結(jié)合污染物受體是否產(chǎn)生危害及危害性的大小進(jìn)行全面評(píng)估[19-20]。生物是土壤中的主要受體，污染物是否對(duì)生物產(chǎn)生毒害效應(yīng)也需要結(jié)合土壤中污染物的存在形態(tài)、生物的蓄積量和毒性表現(xiàn)形式等多方面因素綜合評(píng)判[21-22]。因此，監(jiān)測(cè)土壤中重金屬的現(xiàn)存量對(duì)于評(píng)價(jià)土壤可能存在的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)具有一定的意義。依據(jù)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的限值可知，其超標(biāo)量越大則污染的風(fēng)險(xiǎn)亦越大。

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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(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（編號(hào)：40963001）資助

作者簡(jiǎn)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(píng)價(jià)的學(xué)習(xí)與研究。

中圖分類號(hào)：X852

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：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(diǎn)之一。隨著全球經(jīng)濟(jì)化的迅速發(fā)展,重金屬的污染物通過各種途徑進(jìn)入土壤,造成土壤嚴(yán)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(jìn)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(yán)重影響作為營(yíng)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(guó)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(shí)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(duì)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(kuò)散污染面大,長(zhǎng)期對(duì)土壤造成嚴(yán)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?xì)浠衔锏? 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(jìn)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(huì)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(dāng),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(dāng),會(huì)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(huì)引起土壤污染［6］。長(zhǎng)期大量使用氮肥,會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu),造成土壤板結(jié),生物學(xué)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(duì)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(huì)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(shí),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(jìn)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(jī)質(zhì)和N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素,但同時(shí)也含有大量的重金屬,隨著大量的污泥進(jìn)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(gè)主要原因［8］。

3 蔬菜基地土壤重金屬污染的特點(diǎn)

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(duì)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(zhǎng)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(fèi)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(jìn)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(shí)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(zhǎng)。

3.3 間接性和綜合性

土壤重金屬對(duì)人的危害主要是通過食物鏈或者滲濾進(jìn)入地下水體實(shí)現(xiàn)的。在生態(tài)環(huán)境中,往往是多種重金屬污染同時(shí)發(fā)生,形成復(fù)合污染,且污染強(qiáng)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(jì)損失

土壤重金屬污染物直接危害農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)和發(fā)育,導(dǎo)致產(chǎn)量下降,品質(zhì)降低［11］,造成經(jīng)濟(jì)損失。中國(guó)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(dá)1 200萬t,合計(jì)經(jīng)濟(jì)損失至少200億元［12］。加入WTO之后,農(nóng)產(chǎn)品的重金屬超標(biāo)問題對(duì)我國(guó)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(xì)菌量,對(duì)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(biāo)或接近臨界值,從而使重金屬通過食物鏈富集到動(dòng)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(diǎn),其治理應(yīng)立足于“防重于治”的基本方針［15］,堅(jiān)持“預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理”。對(duì)未被污染的土壤采取預(yù)防措施,要控制或消除污染源；對(duì)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(jìn)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(jìn)入農(nóng)田,超過土壤的承受能力,引起土壤污染［17，18］。嚴(yán)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(biāo)實(shí)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(duì)土壤植物系統(tǒng)產(chǎn)生的毒害,從而使農(nóng)產(chǎn)品達(dá)到食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)［19］。對(duì)土壤重金屬污染嚴(yán)重的地段,依靠切斷污染源的方法則往往很難恢復(fù),有時(shí)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(zhǎng)。

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篇5

摘要：本文綜述了蔬菜重金屬的污染現(xiàn)狀、重金屬污染的危害、 蔬菜對(duì)重金屬的富集規(guī)律，分析了蔬菜和土壤中重金屬含量之間的關(guān)系，最后根據(jù)菜對(duì)重金屬的吸收和積累能力的差異提出了對(duì)土地的合理利用。

關(guān)鍵詞：蔬菜富集重金屬污染

導(dǎo)言

蔬菜是人們?nèi)粘ｏ嬍持斜夭豢缮俚氖澄?可提供人體所必需的多種維生素和礦物質(zhì),也是十分重要的經(jīng)濟(jì)作物，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境污染加劇，含重金屬的農(nóng)藥、除草劑、化肥的不合理使用，含重金屬?gòu)U水的污灌等農(nóng)業(yè)措施，重金屬對(duì)土壤和農(nóng)作物的污染問題越來越突出。土壤、水體一旦被重金屬污染，不僅對(duì)植物生長(zhǎng)和發(fā)育產(chǎn)生直接影響，而且重金屬在植物根、莖、葉及籽粒中的大量積累會(huì)通過食物鏈進(jìn)人人體，危及人類健康。因此，全面、系統(tǒng)的了解蔬菜重金屬的污染現(xiàn)狀以及不同種類蔬菜對(duì)重金屬吸收的的差異，合理進(jìn)行蔬菜的生產(chǎn)布局，掌握降低和控制蔬菜重金屬污染的對(duì)策，不僅對(duì)蔬菜生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展具有積極的指導(dǎo)意義，而且對(duì)保障食品安全具有廣泛的現(xiàn)實(shí)意義，還能指導(dǎo)人們科學(xué)的合理地食用蔬菜。

1、蔬菜重金屬污染現(xiàn)狀

據(jù)估測(cè)，目前我國(guó)受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近2000萬hm3，約占耕地總面積的1／51，每年因土壤污染而減產(chǎn)糧食1000萬噸，另外還有1200萬噸糧食，其污染物超標(biāo)，兩者的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)200多億元。

我國(guó)的各大中城市如北京、上海、杭州、天津、等都曾較為系統(tǒng)地對(duì)郊區(qū)菜園土壤、蔬菜中重金屬污染狀況做過調(diào)查，基本摸清了蔬菜重金屬的污染現(xiàn)狀。

北京市污水灌溉影響的耕地面積為80萬公頃，占北京市耕地面積的23％，其中有70％~80％受到輕度污染，5％~10%受到中度污染；20世紀(jì)90年代對(duì)上海市蔬菜的研究結(jié)果表明，上海市蔬菜受到重金屬的污染，尤以鎘和鉛污染為甚，超標(biāo)率分別為13.29％和12.0％。在天津市郊檢測(cè)的大白菜、薺菜、水蘿卜、小白菜4種蔬菜36個(gè)樣品中，重金屬的檢出率為100％，鎘超標(biāo)40％。2002年魏秀國(guó)等調(diào)查了廣州市蔬菜地的重金屬污染情況，結(jié)果表明，蔬菜的鉛污染比較普遍，但就污染程度而言，鎘污染最為嚴(yán)重，其次為砷、汞。總的來看，根據(jù)中國(guó)的蔬菜食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)主要大、中城市郊區(qū)的蔬菜都已受到一定程度的重金屬污染。盡管各城市采用的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不一，但是重金屬元素在蔬菜中的積累明顯，部分已達(dá)較高的殘留水平，有的甚至已超過食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

2、重金屬污染的危害

1）重金屬對(duì)植物生物膜傷害機(jī)理

重金屬是脂質(zhì)過氧化誘導(dǎo)劑,當(dāng)重金屬處理植物時(shí),細(xì)胞內(nèi)自由基的產(chǎn)生和清除之間的平衡受到破壞,導(dǎo)致大量的活性氧自由基產(chǎn)生,自由基引發(fā)膜中不飽和脂肪酸產(chǎn)生過氧化反應(yīng),破壞膜的結(jié)構(gòu)和功能。

2）重金屬對(duì)植物生長(zhǎng)代謝的影響

雖然有些重金屬是植物生長(zhǎng)必需元素，在一定濃度范圍內(nèi)可促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，但所有重金屬在較高濃度時(shí)對(duì)植物都會(huì)產(chǎn)生毒害作用。重金屬毒害造成氧化脅迫、葉綠素和糖及蛋白質(zhì)合成受阻、養(yǎng)分失調(diào)，引起光合強(qiáng)度和呼吸強(qiáng)度下降、碳水化合物代謝失調(diào)及其它一系列生理代謝紊亂，阻礙植物根系生長(zhǎng)．影響種子萌發(fā)以及植株生長(zhǎng)，最終導(dǎo)致生長(zhǎng)量和產(chǎn)量的下降。

3、蔬菜重金屬富集規(guī)律

1）蔬菜重金屬富集系數(shù)

蔬菜中對(duì)土壤重金屬元素的吸收是有選擇性的，蔬菜種類不同其吸收各種重金元素的量與土壤中該元素的存在量是不一致的。因此可以用富集系數(shù)來衡量蔬菜吸收和富集土壤重金屬元素的能力。所謂富集系數(shù)是指：蔬菜可食部位中某污染物含量占土壤中該污染物含量的百分率。富集系數(shù)愈大，表明蔬菜愈易從土壤中吸收該元素，也表明重金屬的活動(dòng)性強(qiáng)。

2）蔬菜不同品種間吸收積累重金屬的差異

同一種蔬菜的不同基因型對(duì)重金屬的吸收積累也存在差異。McLaughlin等發(fā)現(xiàn)不同品種馬鈴薯塊莖的鎘濃度相差 2~3倍。Michalik，B等(1995)的研究發(fā)現(xiàn)，胡蘿卜肉質(zhì)根吸收重金屬存在基因型差異。他們把4個(gè)變種的胡蘿卜播種在3個(gè)不同程度重金屬污染的地方，發(fā)現(xiàn)無論在何處，變種“Kama”肉質(zhì)根中的Ph、Ni、Cr、Cu、Mn等重金屬含量為最高。

3）蔬菜不同部位重金屬累積差異

蔬菜從土壤中吸收的重金屬在其體內(nèi)的分布并不均勻，蔬菜不同的器官組織對(duì)重金屬的富集能力是有差異的。

葉菜類蔬菜各部位重金屬含量普遍為：莖，葉

4、蔬菜和土壤中重金屬含量之間的關(guān)系

植物從土壤中吸收重金屬的量和土壤中重金屬的總量有一定關(guān)系，土壤中重金屬含量是造成蔬菜重金屬污染的主要因素。但士壤重金屬總量并不是植物吸收程度的一個(gè)可靠指標(biāo)。有研究表明，植物體內(nèi)鉻的累積量與土壤總鉻量往往并不具有明顯正相關(guān)。由于土壤組成的復(fù)雜性和土壤理化性狀(pH，Eh等)的可變性，造成了重金屬在土壤環(huán)境中形態(tài)的復(fù)雜和多樣性。重金屬的存在形態(tài)才是決定其危害的關(guān)鍵因素。研究表明，重金屬在土壤環(huán)境中的存在形態(tài)分為水溶態(tài)、交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、沉淀念，有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)七種形態(tài)。這七種不同賦存形態(tài)的重金屬，其生理活性和毒性均有差異。其中水溶態(tài)、交換態(tài)的活性、毒性最大，殘留態(tài)的活性、毒性最小，其它態(tài)的活性、毒性居中。

5、合理利用蔬菜對(duì)重金屬的富集規(guī)律

根據(jù)不同蔬菜對(duì)不同重金屬具有不同的富集特性，重金屬元素在不同種類的蔬菜中累積量不同，葉菜類富集量最高，根莖類次之，瓜果類最低。針對(duì)菜地重金屬污染狀況選擇相應(yīng)種植模式和蔬菜品種，對(duì)一些易受污染的根莖類和葉菜類蔬菜，如萵苣、蔥、青菜、生菜等，可安排在土壤質(zhì)量較好的地區(qū)種植；而西紅柿、刀豆等瓜果類蔬菜，其抗污染性能較強(qiáng)，可在輕度或中度污染的土壤中種植，在鉻高污染區(qū)盡量避開種植葉菜，可選擇種植瓜果類蔬菜；對(duì)污染較重的土壤，應(yīng)改為綠化用地或建筑用地,汪雅各等人在上海寶山區(qū)進(jìn)行蔬菜重金屬的富集輪作試驗(yàn)，他們根據(jù)各種蔬菜的重金屬富集率強(qiáng)弱不一的特點(diǎn)，合理安排蔬菜輪作茬口。結(jié)果表明低富集輪作與普通輪作相比，可使污染田塊的蔬菜鎘含量降低50％～80％，有明顯減少鎘進(jìn)入食物鏈的效果，而且還可明顯提高蔬菜產(chǎn)量和產(chǎn)值。

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篇6

【關(guān)鍵詞】農(nóng)業(yè) 土壤重金屬污染 治理措施

引言：污染問題是各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中都要面臨的難題。近些年，隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快，使得土壤重金屬污染日益加劇，許多耕地因重金屬污染受到破壞，這使得我國(guó)耕地面積大幅度減少。想要使農(nóng)作物正常生長(zhǎng)就要保障土壤正常狀態(tài)，土壤影響著農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，若土壤受到重金屬污染，不僅農(nóng)產(chǎn)品會(huì)受到污染，這些被污染的農(nóng)產(chǎn)品更會(huì)影響人們身體健康，土壤重金屬污染治理具有重要意義。

一、重金屬污染的概念

重金屬是指比重大于5的金屬，重金屬在人體中累積達(dá)到一定程度，會(huì)造成慢性中毒。對(duì)環(huán)境造成污染的重金屬包括：汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷等生物毒性顯著的重元素。重金屬不能被生物降解，被重金屬污染的食物進(jìn)入人體后，重金屬在體內(nèi)沉淀，便很難排除體外，還會(huì)與體內(nèi)蛋白質(zhì)及酶發(fā)生強(qiáng)烈作用，使之失去活性，重金屬對(duì)人體危害非常大[1]。鉻會(huì)造成四肢麻木，精神異常；錫進(jìn)入身體凝結(jié)成塊后，甚至?xí)氯怂劳觯烩C會(huì)對(duì)人的內(nèi)臟造成破壞。采礦、廢棄排放、工業(yè)排放、污水排放等會(huì)造成重金屬污染，導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量惡化。日本就曾經(jīng)因汞污染引發(fā)水俁病，造成許多嬰兒中樞神經(jīng)造成破壞。近些年，隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，重金屬污染問題日益嚴(yán)重，已開始嚴(yán)重影響人們身體健康，全國(guó)各地都因重金屬污染出現(xiàn)了癌癥村，我國(guó)必須對(duì)重金屬污染提高重視。

二、土壤重金屬污染

我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中面臨著嚴(yán)重的重金屬污染，其中土壤重金屬污染尤為突出，幾乎全國(guó)各地多處耕地存在重金屬污染問題，土壤重金屬污染已成為“公害”[2]。目前我國(guó)土壤重金屬污染主要污染物有：汞、鎘、鉛、鉻、砷等生物毒性重金屬元素，以及有毒元素鋅、銅、鎳等。這些主要重金屬污染元素多來自：農(nóng)藥、廢水、污泥和大氣沉降等方面。如，砷就經(jīng)常被作為除草劑、殺蟲劑等農(nóng)藥，大量農(nóng)藥使用后便很容易造成砷污染；汞則來自含汞廢水。汞、砷都能減弱和抑制土壤中硝化、氨化細(xì)菌活動(dòng)，影響氮素供應(yīng)。土壤中鎘含量超標(biāo)時(shí)，作物葉綠素結(jié)構(gòu)將受到破壞，吸收水、陽(yáng)光的能力大幅度下降，農(nóng)作物生長(zhǎng)、發(fā)育、產(chǎn)量、品質(zhì)都將受到影響。土壤中鉛超標(biāo)時(shí)，植物光合能力、氧化能力、代謝強(qiáng)度都將被降低，作物成活率會(huì)大大被降低。重金屬有著移動(dòng)性差、滯留時(shí)間長(zhǎng)、不能被微生物降解等特性。農(nóng)作物生長(zhǎng)在被污染的土壤中被人類食用，這些重金屬將直接作用于人體，在身體里沉淀。如，鎘污染土壤環(huán)境中的作物被人類食用后，將引發(fā)高血壓、腎功能失調(diào)、心腦血管等疾病。汞則會(huì)沉入肝臟，破壞神經(jīng)系統(tǒng)和大腦[3]。土壤重金屬污染已嚴(yán)重威脅了人類生存與發(fā)展，加強(qiáng)土壤重金屬土壤治理勢(shì)在必行。

三、土壤重金屬污染治理措施

通過前文分析，不難看出土壤重金屬污染的危害性，土壤重金屬污染已成為了制約我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要原因。我國(guó)必須提高對(duì)土壤重金屬污染的重視，加強(qiáng)治理，采用相應(yīng)治理措施。下面通過幾點(diǎn)來土壤重金屬治理措施：

（一）化學(xué)治理措施

化學(xué)治理措施見效快，簡(jiǎn)單易行，操作簡(jiǎn)單，效果明顯，但若操作不當(dāng)極有可能造成化學(xué)污染。化學(xué)治理措施是通過向土壤中投入化學(xué)改良劑的方式，來達(dá)到降低土壤中重金屬含量的目的。不同化學(xué)改良劑，效果有所不同，針對(duì)污染情況也不同。其原理是將重金屬吸附、氧化還原。常用化學(xué)改良劑有：磷酸鹽、硅酸鹽、碳酸鈣、沸石等。在實(shí)施中為了避免對(duì)土壤造成二次污染，一定要控制好改良劑用量。

（二）生物治理措施

生物治理措施易于操作，效果好，且不會(huì)造成二次污染，這種方式是通過生物削弱、凈化土壤，來降低土壤重金屬含量。例如，利用自然界原有植物或人工培育植物，通過植物吸收方式解決重金屬污染。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)能夠吸收重金屬的植物多達(dá)七百余種。這些重金屬元素被植物吸收后，將被轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)，揮發(fā)到空氣中；除植物外，微生物也能夠降低土壤重金屬含量，改善土壤微環(huán)境。微生物治理技術(shù)主要是應(yīng)用：動(dòng)膠菌、藍(lán)細(xì)菌、藻菌、原菌、硫酸菌等，通過胞外聚合物與重金屬離子結(jié)合成絡(luò)合物，達(dá)到降低重金屬含量和重金屬毒性的目的。

（三）農(nóng)業(yè)治理措施

農(nóng)業(yè)治理指的是通過改變耕作管理制度的方式，降低土壤重金屬污染。該措施實(shí)施中要因地制宜，科學(xué)結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展實(shí)際情況。農(nóng)業(yè)治理措施主要有：控制土壤水分調(diào)節(jié)土壤氧化還原電位，降低重金屬污染。另外，還可通過肥料選擇和控制的方式，減少化肥應(yīng)用，增施有機(jī)肥，降低化肥對(duì)土壤造成的重金屬污染。此外，種作物選擇時(shí)應(yīng)選擇具有抗污染的植物，避免重金屬進(jìn)入食物鏈。鎘污染土壤環(huán)境中可種芝麻，實(shí)踐證明種植五年芝麻后，土壤鎘含量降低百分之三十四左右，不同植物對(duì)改善不同污染有著很好的效果，做好作物選擇至關(guān)重要。

四、結(jié)束語

農(nóng)業(yè)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)的基礎(chǔ)，而農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)是土壤，離開土壤農(nóng)業(yè)發(fā)展無從談起。土壤重金屬污染現(xiàn)如今已嚴(yán)重影響到了農(nóng)業(yè)發(fā)展，威脅到了人們身體健康，加強(qiáng)土壤重金屬治理勢(shì)在必行。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐梅玉.我國(guó)耕地土壤污染解決中機(jī)械保護(hù)性耕作的作用研究，以土壤中鉛和鎘污染為例[J].湖北師范學(xué)院，2011，16.

篇7

關(guān)鍵詞：土壤；重金屬污染；危害；防治

引言

由于人類活動(dòng)致使土壤中的微量金屬元素超過土壤環(huán)境質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)值或土壤背景值的上限值[1]，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降和土壤環(huán)境惡化，從而對(duì)人體健康、其他生物、水體噪聲危害的現(xiàn)象[2]，稱之為土壤重金屬污染。2013年年底中國(guó)國(guó)土資源部副部長(zhǎng)王世元在土地調(diào)查新聞會(huì)上指出，中國(guó)內(nèi)地中重度污染耕地大約為5000萬畝；宋偉等對(duì)全國(guó)138個(gè)典型區(qū)域土壤污染案例的分析表明，我國(guó)耕地土壤重金屬污染的比重占耕地總量的1/6左右[3-5]，造成國(guó)家經(jīng)濟(jì)效益的損失達(dá)200億左右，可見我國(guó)土壤重金屬污染形勢(shì)并不樂觀。文章結(jié)合我國(guó)土壤污染的現(xiàn)狀，系統(tǒng)的提出防治措施，為今后土壤修復(fù)、治理等工作提供參考性建議。

1 我國(guó)土壤重金屬污染現(xiàn)狀

1.1 土壤重金屬污染成因

土壤中的重金屬元素主要指的是汞（Hg）、鎘（Cd）、鉛（Pb）、鉻（Cr）、鋅（Zn）、銅（Cu）、鎳（Ni）、砷（As）、銻（Sb）和鉍（Bi）這十種元素。影響土壤中重金屬元素含量發(fā)生變化的原因有兩個(gè)：一方面是在自然環(huán)境的作用，成土母質(zhì)風(fēng)化過程中自然積累的含量（本底值），之后在風(fēng)、水等外力作用，經(jīng)過物理和化學(xué)過程而改變其含量；另一方面，也是影響最大的方面，就是人類活動(dòng)，隨著工業(yè)化、城市化的發(fā)展，化學(xué)工業(yè)制造、金屬礦山開采、生活廢水排放、農(nóng)藥化肥不科學(xué)施用及污水灌溉等是重金屬污染的主要來源途徑。

1.2 土壤重金屬污染的特點(diǎn)

隱蔽性：土壤污染需要人為對(duì)土樣進(jìn)行采集，檢測(cè)并分析才能夠得出是否存在隱患；不可逆性：重金屬對(duì)土壤的污染基本上是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的過程，受污染的土壤可能需要花費(fèi)上百年的時(shí)間才能夠慢慢消除；長(zhǎng)期性：將重金屬存于土壤中，往往是呈垂直遞減分布；難治理性：土壤污染需要通過物理、化學(xué)、生物等各種修復(fù)方法進(jìn)行綜合治理，才能達(dá)到比較好的治理效果。

1.3 土壤重金屬污染的危害

土壤中的重金屬雖然能夠被作物自身吸收，但這并不會(huì)影響到作物的生長(zhǎng)和發(fā)育，但經(jīng)過食物鏈的富集作用，進(jìn)入人體對(duì)人體健康存在極大的威脅；我國(guó)本來土地利用資源緊張，加之現(xiàn)在又受污染，使原有的形勢(shì)更加緊迫，更威脅了子孫后代的生存；由于土壤污染具有長(zhǎng)期性和不可逆轉(zhuǎn)性，嚴(yán)重危及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的持續(xù)增長(zhǎng)。

2 土壤重金屬污染的防治措施

要想對(duì)土壤重金屬污染得到有效的修復(fù)，應(yīng)從兩個(gè)方面入手，一是預(yù)防，采取各種政策措施、制定法律法規(guī)切斷污染源；二是治理，面對(duì)已經(jīng)存在重金屬污染的土壤，采用科學(xué)友好環(huán)境的方法綜合治理。

2.1 土壤重金屬污染的預(yù)防措施

2.1.1 加大環(huán)境監(jiān)管和治理力度。首先政府部門應(yīng)該組織相關(guān)科研單位和技術(shù)人員篩選出有助于治理環(huán)境的修復(fù)技術(shù)，選擇具有代表性的污染地進(jìn)行修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用，為治理更大范圍的重金屬污染區(qū)積累經(jīng)驗(yàn)；其次監(jiān)督部門應(yīng)加大環(huán)境監(jiān)管力度，從污染源入手，杜絕重金屬對(duì)土壤產(chǎn)生污染，嚴(yán)格控制城市生產(chǎn)生活廢水直接進(jìn)入農(nóng)田，杜絕污水灌溉農(nóng)田；再者加強(qiáng)農(nóng)業(yè)環(huán)境的監(jiān)測(cè)，尤其是土壤污水灌溉區(qū)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，充分了解土壤中金屬成分、含量的變化，做好預(yù)防工作。

2.1.2 倡導(dǎo)科學(xué)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的主體就是農(nóng)民，他們對(duì)一方土地進(jìn)行管理與規(guī)劃。政府部門應(yīng)該積極引導(dǎo)農(nóng)業(yè)管理者科學(xué)的管理農(nóng)藥、化肥及除草劑等農(nóng)用化學(xué)品。提倡有機(jī)化肥與無機(jī)化肥的并施，同時(shí)采取積極的預(yù)防措施，不僅能夠有效減小土壤污染，還能夠促使作物茁壯成長(zhǎng)。大力發(fā)展低毒、高效、環(huán)境友好型的農(nóng)藥，嚴(yán)格控制農(nóng)藥的使用量、使用次數(shù)及使用時(shí)間，杜絕高殘留高重金屬農(nóng)藥的使用，因此發(fā)揮農(nóng)藥的積極作用。倡導(dǎo)地膜使用后，要積極及時(shí)的回收，防止其殘留對(duì)土壤造成進(jìn)一步的污染。

2.2 土壤重金屬污染的治理措施

2.2.1 土壤物理修復(fù)技術(shù)。土壤物理修復(fù)技術(shù)主要是根據(jù)土壤自身理化性質(zhì)及重金屬性質(zhì)，通過物理方法治理土壤中的重金屬污染。最常見的方法，第一種就是客土、換土、深耕翻土，但是需要耗費(fèi)較大的人力、物力及財(cái)力，并沒有從根本實(shí)現(xiàn)重金屬污染的治理；第二種是電動(dòng)修復(fù)法，其利用電池原理，在電場(chǎng)作用下重金屬離子開始遷移，使重金屬離子富集到電極處在土壤表層就得以去除；第三種是固定/穩(wěn)定化修復(fù)，常用來清除無機(jī)污染物質(zhì)，使用成本低、設(shè)備易移動(dòng)、穩(wěn)定性強(qiáng)，但是因?yàn)樵S多技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用可能會(huì)致使土壤污染面積增大。

2.2.2 土壤化學(xué)修復(fù)技術(shù)。化學(xué)修復(fù)是將修復(fù)劑加入到污染物，其發(fā)生一定化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)土壤的毒性被去除或降低的效果。化學(xué)修復(fù)法有很多如土壤淋法、原位化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)、溶劑浸提法等。土壤淋洗能夠用于大面積的輕質(zhì)土和砂質(zhì)土重金屬污染治理，但是對(duì)于滲透系數(shù)較低的效果不好，也會(huì)造成植物必需營(yíng)養(yǎng)元素的缺失；原位化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)是利用化學(xué)氧化劑（雙氧水、高錳酸鉀等）與污染物發(fā)生氧化反應(yīng)，迫使污染物濃度降低，但是其不利影響就是可能產(chǎn)生氣體，有毒副產(chǎn)物。

2.2.3 土壤生物修復(fù)技術(shù)。土壤生物修復(fù)技術(shù)是利用生物的生命代謝活動(dòng)減少土壤環(huán)境有毒有害物的濃度，治理過程中花費(fèi)成本較低、管理技術(shù)簡(jiǎn)單。生物修復(fù)技術(shù)包括微生物修復(fù)、植物修復(fù)及動(dòng)物修復(fù)。近年來主要放在動(dòng)物修復(fù)的研究上，對(duì)土壤動(dòng)物蚯蚓進(jìn)行了相關(guān)研究[6]，蚯蚓對(duì)重金屬有一定忍耐和富集能力，通過不斷吞食有機(jī)質(zhì)土壤，經(jīng)過其自身酶系統(tǒng)的作用，產(chǎn)生利于土壤環(huán)境的有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥，促進(jìn)了土壤重金屬形態(tài)的轉(zhuǎn)化，加速了土壤養(yǎng)分的循環(huán)。

2.2.4 農(nóng)業(yè)修復(fù)技術(shù)。農(nóng)業(yè)修復(fù)技術(shù)指的是改變耕作制度或利用農(nóng)藝措施調(diào)節(jié)重金屬對(duì)土壤的危害。改變耕作運(yùn)行模式需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況，選擇能夠抵抗土壤污染的作物或植被。利用合理的農(nóng)業(yè)措施進(jìn)行修復(fù)，主要是通過合理的深耕措施及增施有機(jī)肥調(diào)節(jié)土壤的理化性質(zhì)，從而調(diào)控污染物所處的污染環(huán)境。

3 結(jié)束語

土壤重金屬污染的防治是環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要任務(wù)，是保障我國(guó)廣大人民群眾身體健康的根本，是促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的主要推力。采取科學(xué)有效的土壤污染防治措施，能夠有效改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，降低土壤環(huán)境的污染。在未來的環(huán)境監(jiān)測(cè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，政府和人民更應(yīng)該攜起手，愛護(hù)我們共有的生存土地，讓重金屬污染事件不再發(fā)生，遠(yuǎn)離人民群眾，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型的生存環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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篇8

[關(guān)鍵詞] 重金屬污染 土壤 水 防治

[中圖分類號(hào)] X52 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1003-1650 （2013）08-0230-01

重金屬對(duì)水體及土壤的污染形勢(shì)是很嚴(yán)峻的，據(jù)資料顯示，每年我國(guó)有1200萬噸糧食收到不同程度的不同重金屬的污染，直接經(jīng)濟(jì)損失超過200億元，每年能多養(yǎng)活4000萬人，并且這一數(shù)字還在逐年增長(zhǎng)，這些污染大都是由于土壤或灌溉用水受重金屬污染而造成，重金屬污染有著較強(qiáng)的不可預(yù)見性，因此對(duì)其防治有很大的困難，而預(yù)防才是王道。

一、重金屬的來源及其種類

1.重金屬的來源

重金屬的主要來源還是工業(yè)污染，當(dāng)然，或多或少也有來自交通以及我們生活垃圾的污染，在工業(yè)污染中，來自化工行業(yè)的污染占了相當(dāng)大的比例，其次就是發(fā)電廠、鋼鐵廠，最常見的就是工業(yè)中的三廢：廢水、廢棄、廢渣，三廢當(dāng)中含有大量的重金屬及其化合物，不經(jīng)處理便直接排放，直接導(dǎo)致水資源和土壤污染，當(dāng)人們用了這種被污染的水去灌溉莊稼，在被污染的土地上種莊稼，就會(huì)嚴(yán)重影響莊稼的收成，重金屬也就隨植物鏈傳到人類，對(duì)人們的健康造成了嚴(yán)重的影響[1]。近幾年，有環(huán)保學(xué)者提出：中國(guó)的化工企業(yè)的工藝、設(shè)備、技術(shù)研發(fā)較落后，是造成污染嚴(yán)重的主要原因，而人為的環(huán)保意識(shí)以及地方保護(hù)環(huán)保意識(shí)的淡薄，加劇了污染，強(qiáng)化治理迫在眉睫。生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)放眼未來，倡導(dǎo)環(huán)保，化工生產(chǎn)過程盡量使用少污染和無污染的原材料。

2.重金屬的分類

2.1汞污染

汞是一種唯一的在常溫下為液態(tài)的金屬，在自然界中普遍存在，一般動(dòng)物植物中都含有微量的汞，因此我們的食物中，都有微量的汞存在，可以通過排泄、毛發(fā)等代謝，不影響健康。

但是，隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)對(duì)汞的需求量還是很高的，問題在于這些重金屬用完之后生成的其氧化物或雜質(zhì)如何處理，過量的汞如何處理，這些都是問題的關(guān)鍵之處，據(jù)調(diào)查，每年因汞中毒而死亡的人數(shù)并不在少數(shù)，如何防范含汞廢水進(jìn)入農(nóng)業(yè)用水系統(tǒng)，已經(jīng)迫在眉睫，是我們不得不去面對(duì)的問題。

2.3鉛污染

鉛是一種柔軟的白色金屬，是我國(guó)最早發(fā)現(xiàn)的元素之一，很容易生銹，但不失光澤，鉛在工業(yè)中最重要的用途就是制造蓄電池，因此，水資源和土壤中鉛污染的主要來源就是人們對(duì)廢棄蓄電池的隨意丟棄，而鉛的化合物，常被用于合成五彩繽紛的顏料，在鉛的眾多化合物中，最重要的就是四乙基鉛，常用于汽油防爆劑，鉛的毒性隨量而增大，其主要是通過人的皮膚接觸，或者是消化道、呼吸道等進(jìn)入人體器官，鉛含量多者可引起器官病變，鉛的主要毒性表現(xiàn)在貧血，神經(jīng)受到損傷或者造成腎功能不全，生活中的鉛給我們帶來了無限的色彩和快樂，但是食物中的鉛卻能給人帶來痛苦。

二、重金屬對(duì)水體及土壤污染現(xiàn)狀

1.重金屬對(duì)水體污染現(xiàn)狀

水體中重金屬污染物的來源十分廣泛，最主要的是工礦企業(yè)排放的廢物和污水。由于這些工廠排放的污染物數(shù)量大，分布范圍廣，因而受污染的區(qū)域很大，較難控制，危害嚴(yán)重[2]。重金屬在人體內(nèi)能和蛋白質(zhì)及各種酶發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，使它們失去活性，也可能在人體的某些器官中富集，如果超過人體所能耐受的限度，會(huì)造成人體急性中毒、亞急性中毒、慢性中毒等，對(duì)人體會(huì)造成很大的危害。在我國(guó)，最近的一起重金屬污染事件是2011年3月中旬，浙江臺(tái)州市路橋區(qū)峰江街道，一座建在居民區(qū)中央的“臺(tái)州市速起蓄電池有限公司” 引起168名居民血鉛超標(biāo)，是近幾年來浙江發(fā)生的最嚴(yán)重的一次重金屬污染事件，其原因就是電池公司將含有大量鉛的廢水排入河渠，滲入地下，居民喝了地下水之后鉛嚴(yán)重超標(biāo)，而作為最大的洋垃圾市場(chǎng)，臺(tái)州市每年從垃圾中拆解的價(jià)值高達(dá)200億人民幣，但是拆解之后的剩余物卻隨意丟棄，丟棄的重金屬垃圾對(duì)空氣和水資源造成了嚴(yán)重的污染。目前，我國(guó)的重金屬對(duì)水體的污染正在逐年加劇，如若不采取措施，不過十幾年的時(shí)間，我們將生活在一個(gè)被重金屬污染的世界，想治理都治理不完。

二、重金屬對(duì)水體污染的防治措施

1.加快含重金屬?gòu)U水廢氣治理

廢水和廢氣是化工行業(yè)最普遍的污染物，也是和人類息息相關(guān)的一些污染，針對(duì)這些廢水和廢氣，怎么處理成為了一個(gè)棘手的問題，對(duì)于廢水的處理，目前，有三種最為讓人接受的方法，物理處理法，即利用污染物的物化性質(zhì)來除掉廢水中的污染物，化學(xué)處理法，是指利用化學(xué)反應(yīng)原理處理或回收廢水中的溶解物或膠體中的物質(zhì)，包括中和，氧化，還原絮凝法。最后一種方法是生化處理法，這種方法是指利用微生物在廢水中對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解的新陳代謝過程，包括活性污泥法，生物濾池，氧化塘等方法。

2.強(qiáng)化含重金屬固體廢物污染防治

固體廢棄物是化工三廢中種類最多數(shù)量最大的一種污染物，其每年排出的數(shù)量有數(shù)億噸，破壞了植被，排入水源，對(duì)農(nóng)業(yè)用水造成了嚴(yán)重的污染，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化就會(huì)進(jìn)入大氣，化工廢渣的種類繁多，成分復(fù)雜，處理方法并不像廢水廢氣那樣有成套的系統(tǒng)和裝置。而是根據(jù)其化學(xué)組成選用不同的方法，對(duì)于有機(jī)化工廢物的處理，目前，采用較多的方法有熱分解法，焚燒法和再生利用法，近幾年發(fā)展最受歡迎的是再生利用法，將廢物經(jīng)過多次的回收利用，將其中有用成分提取出來，加工成其他產(chǎn)品。其次就是對(duì)無極廢物的處理，其主要方法有3種，分別是可以作為二次原料資源，或者是提取其中的有用成分用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對(duì)那些沒有什么利用價(jià)值或者已經(jīng)提取有用成分的部分廢物，可以再加工為建筑材料。

三、結(jié)論

目前，我國(guó)重金屬對(duì)水體污染已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重了，尤其是化工行業(yè)，是最主要的重金屬污染源中，如若不及時(shí)治理，將對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重?fù)p失，對(duì)人們的身心健康造成巨大的傷害，因此，解決重金屬污染問題已經(jīng)迫在眉睫。

參考文獻(xiàn)

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篇9

關(guān)鍵詞：土壤重金屬污染；植物修復(fù)；理化方法；綜合技術(shù)

中圖分類號(hào)：X53文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005-569X(2009)05-0034-02

1 引 言

土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ),是人類最基本的生產(chǎn)資料和勞動(dòng)對(duì)象。由于工業(yè)生產(chǎn)、礦山開采、農(nóng)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(guó)都面臨不同程度的土壤重金屬污染問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)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(dá)1.2×107t。土壤重金屬污染已成為全世界需要解決的環(huán)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(xué)淋溶法等。常規(guī)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(shí)際應(yīng)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(shí)也導(dǎo)致某些營(yíng)養(yǎng)元素沉淀而失效；客土法雖效果較好，但費(fèi)用昂貴。而近年來迅速發(fā)展的植物修復(fù)技術(shù)以其安全、廉價(jià)的特點(diǎn)正成為研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。

2 植物修復(fù)的概念及類型

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

重金屬的植物修復(fù)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(jìn)行集中處理,連續(xù)種植該植物,達(dá)到降低或去除土壤重金屬污染的目的。目前已發(fā)現(xiàn)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(dá)到1%以上，如天藍(lán)遏藍(lán)菜地上部Zn含量為13000～21000 mg/kg，連續(xù)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(fā)

即利用某些植物根系吸收金屬，促使重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓳]發(fā)形態(tài)，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(zhì)占75%，揮發(fā)態(tài)占20～25%。

2.3 植物穩(wěn)定

植物穩(wěn)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(kuò)散進(jìn)一步污染環(huán)境的可能性。其機(jī)理主要是通過金屬在根部的積累、沉淀或根表吸收來加強(qiáng)土壤中重金屬的固化[2]。但植物穩(wěn)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(shí)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(fù)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 優(yōu)點(diǎn)

植物修復(fù)技術(shù)的顯著優(yōu)點(diǎn)是其在工程中可以原位實(shí)施，減小對(duì)土壤性質(zhì)的破壞和對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境的影響，可稱是真正意義上的“綠色修復(fù)技術(shù)”。這種方法無需專門設(shè)備和專業(yè)操作人員，工程上易于推廣和實(shí)施。其最大優(yōu)勢(shì)是其運(yùn)行成本大大低于傳統(tǒng)方法。據(jù)美國(guó)的實(shí)踐，種植及管理約為200～10000＄／hm2，即污染土壤的處理費(fèi)用僅為0.02～1.0＄／a•m2，比物理、化學(xué)處理的費(fèi)用低幾個(gè)數(shù)量級(jí)。當(dāng)超富集植物地上部可富集10 000mg／kg的重金屬、產(chǎn)量達(dá)到25 t／hm2 時(shí)，其每年可使表層土壤中重金屬濃度下降125mg／kg。

植物修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于其符合人類可持續(xù)發(fā)展的最終目標(biāo)。在目前地球環(huán)境污染越來越重，缺乏安全、廉價(jià)而有效的治理措施的情況下，植物修復(fù)技術(shù)以其潛在的巨大優(yōu)勢(shì)得到了社會(huì)的廣泛關(guān)注和期待。

3.2 缺點(diǎn)

植物修復(fù)技術(shù)也具有一些自身的不足。主要表現(xiàn)在：

(1)超富集植物生長(zhǎng)緩慢，修復(fù)重金屬污染土地需時(shí)較長(zhǎng)。例如英國(guó)洛桑試驗(yàn)站的植物修復(fù)工程，利用富鋅的天藍(lán)遏藍(lán)菜修復(fù)444 mgZn／kg土壤使之達(dá)到330 mg／kg仍需13.4年[1]。

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

(3)大多數(shù)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(fù)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(duì)生物多樣性存在一定的威脅。

4 提高植物修復(fù)效率的方法

鑒于超富集植物生物量普遍較低，生長(zhǎng)緩慢，植物修復(fù)效率有限，研究提高修復(fù)效率的措施成為當(dāng)前一項(xiàng)十分迫切的任務(wù)。可通過以下幾種方式來強(qiáng)化植物修復(fù)：

4.1 螯合誘導(dǎo)植物修復(fù)

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

4.2 轉(zhuǎn)基因技術(shù)

轉(zhuǎn)基因植物修復(fù)技術(shù)主要包括兩方面：一是通過基因篩選試驗(yàn)選擇生物量大且金屬富集能力強(qiáng)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(nèi)。Song等[3]將ycf1基因克隆到植物上，轉(zhuǎn)基因植物Pb、Cd含量分別提高了2倍和118倍。轉(zhuǎn)基因植物在修復(fù)金屬污染土壤方面有良好的應(yīng)用前景，能有效的提高植物對(duì)金屬的耐性以及富集能力。

4.3 其他方法

施加營(yíng)養(yǎng)劑（磷肥、氮肥等），可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育，提高植物的生物量，同時(shí)還可以釋放被吸附的金屬，從而提高植物修復(fù)效率[4]。

植物―微生物聯(lián)合修復(fù)是植物修復(fù)研究的新領(lǐng)域。根際微生物不僅能促進(jìn)植物生長(zhǎng)，提高生物量，還能產(chǎn)生某些分泌物，活化重金屬；同時(shí)刺激植物的離子轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，增強(qiáng)向上轉(zhuǎn)運(yùn)的能力[5]。但目前研究多處于盆栽實(shí)驗(yàn)階段，距實(shí)際應(yīng)用尚有一定距離。

表面活性劑因其對(duì)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(xì)胞膜的透性，促進(jìn)植物對(duì)重金屬的吸收，所以在植物修復(fù)方面也有一定的應(yīng)用。另外，調(diào)節(jié)土壤pH、氧化還原電位等也能在一定程度上提高植物修復(fù)的效率。

5 結(jié) 語

植物修復(fù)技術(shù)是一項(xiàng)處于迅速發(fā)展中，具有廣闊應(yīng)用前景的新技術(shù)。該技術(shù)適用于中低強(qiáng)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(fù)是一個(gè)系統(tǒng)工程,單一的修復(fù)技術(shù)很難達(dá)到預(yù)期效果。綜合技術(shù)的應(yīng)用可以彌補(bǔ)單一技術(shù)的缺陷，修復(fù)技術(shù)的綜合運(yùn)用很可能為土壤重金屬?gòu)?fù)合污染的有效治理找到突破口。因此,生物修復(fù)綜合技術(shù)將是今后重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)的主要研究方向。

參考文獻(xiàn)：

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篇10

關(guān)鍵詞：重金屬土壤 生態(tài)治理 示范

1 概述

土壤是國(guó)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(yán)重，危及人類健康，已成為不可忽視的環(huán)境問題。

目前我國(guó)土壤污染的總體形勢(shì)相當(dāng)嚴(yán)峻。一是土壤污染程度加劇。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)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(jì)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(guó)每年遭重金屬污染的糧食達(dá)1200萬噸，造成的直接經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(duì)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(jì)欠發(fā)達(dá)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(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來了嚴(yán)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(duì)廣西重金屬污染土壤進(jìn)行安全高效的生態(tài)治理模式，創(chuàng)建適合于廣西經(jīng)濟(jì)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(jì)

廣西西南部土壤屬于赤紅壤，呈酸性至強(qiáng)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(zhǎng)。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(duì)植物吸收和積累重金屬產(chǎn)生直接的影響。對(duì)植物來說，植物生長(zhǎng)速度和地上部生物量，植物地上部對(duì)重金屬的積累機(jī)制等直接決定了植物修復(fù)的效果。針對(duì)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(diǎn)和經(jīng)濟(jì)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?jī)?nèi)容包括：示范點(diǎn)的土壤改良措施研究、植物的選定、大田試驗(yàn)及土壤改良。

總體技術(shù)路線如下：

■

3 項(xiàng)目實(shí)施

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，確定項(xiàng)目實(shí)施地點(diǎn)定于大新縣鉛鋅礦場(chǎng)區(qū)附近某一水稻田。試驗(yàn)田面積約280m2。將示范地點(diǎn)的土壤采回，通過盆栽和小區(qū)試驗(yàn)，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(yàn)：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(duì)修復(fù)效果的影響。

在添加泥炭，有機(jī)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(duì)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(jì)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(duì)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(duì)Zn和Cd的清除率分別達(dá)到2.4%和5.2%。通過兩年兩次實(shí)驗(yàn)，植物生態(tài)系統(tǒng)對(duì)該示范點(diǎn)的土壤Zn和Cd清除率可達(dá)3%以上。

在無進(jìn)一步污染情況下，通過本項(xiàng)目的實(shí)施，預(yù)計(jì)將土壤Zn降低至農(nóng)田土壤安全標(biāo)準(zhǔn)需要25-30年，將土壤Cd降低至農(nóng)田土壤安全標(biāo)準(zhǔn)需要10-15年。

3.2 對(duì)生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)效果：本項(xiàng)目的示范點(diǎn)原先是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民

種水稻的水田。由于重金屬污染嚴(yán)重，由國(guó)家補(bǔ)貼已不讓繼續(xù)種植水稻。在春季雨水多發(fā)時(shí)節(jié)，土地表面有一些雜草生長(zhǎng)。到夏季至秋冬季，雨水偏少，當(dāng)?shù)責(zé)o其他灌溉措施，土壤干旱時(shí)雜草不生，土壤嚴(yán)重，對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成很大影響。通過本項(xiàng)目的實(shí)施，使植物全部覆蓋的土壤，減少水土流失，防止土壤粉塵進(jìn)入空氣中，凈化當(dāng)?shù)乜諝猓阑h(huán)境，保持生態(tài)平衡，提高當(dāng)?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(jì)收入：由于耕地荒置造成當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入減少。本項(xiàng)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(jì)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(huì)造成食品安全危害。

4 結(jié)論與討論

通過本項(xiàng)目的實(shí)施，最終形成了一套適用于廣西酸性土壤特點(diǎn)和廣西經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件的生態(tài)治理模式。

該模式包括以下三個(gè)方面：

一是土壤改良措施：受重金屬污染的土壤往往酸性強(qiáng)，土壤嚴(yán)重板結(jié)，營(yíng)養(yǎng)成份低，因此在種植植物前必須對(duì)土壤進(jìn)行改良。根據(jù)土壤的pH、板結(jié)情況及營(yíng)養(yǎng)成分，添加以石灰、泥炭及有機(jī)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(jī)器深翻，把土壤改良劑與土壤顆粒充分混勻，再適當(dāng)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(jì)作物與東南景天間套種，在實(shí)現(xiàn)修復(fù)功能的同時(shí)保證農(nóng)戶一定的經(jīng)濟(jì)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(shí)際情況而定）。種植的第一年，屬于東南景天養(yǎng)護(hù)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(zhǎng)期間，每次施適當(dāng)有機(jī)肥作為基肥，在生長(zhǎng)1-2個(gè)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(cè)，達(dá)標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)，只能用作生產(chǎn)生物燃料。紅麻若檢測(cè)達(dá)標(biāo)可用于麻類纖維等相關(guān)用途，若重金屬含量超標(biāo)則需交由相關(guān)部門處理。

綜上所述，本項(xiàng)目以廣西典型酸性土壤為研究對(duì)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(jìn)行了大田試驗(yàn)。通過兩年大田試驗(yàn)結(jié)果證明，該技術(shù)可將土壤中Zn和Cd降低3％以上，達(dá)到考核指標(biāo)的要求。

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