重金屬污染的主要來源范文

導語：如何才能寫好一篇重金屬污染的主要來源，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】：大氣顆粒物、重金屬污染、來源、控制建議

一般來說，大氣顆粒物重金屬污染物是很難被降解的，因此，當人體吸入這種污染物時，就會造成人體出現各種功能障礙，嚴重時甚至會導致人體出現各種疾病。在大氣顆粒物重金屬污染物中很多元素對于人體都能嚴重傷害，有的元素甚至具有致癌的能力。我國近年來，經常出現這種污染的情況，并且現在不管是國家、政府還是個人對于大氣顆粒物重金屬污染物都有一定的認識，但是由于對污染的控制技術還不夠，因此，我國目前還沒有建立起對大氣顆粒物重金屬污染進行有效控制的方案體系。[1]因此，本文主要探討大氣顆粒物重金屬污染的來源以及相關的控制建議，以期使得我國大氣顆粒物重金屬污染情況得到有效的控制。

一、大氣顆粒物重金屬污染的主要來源

我國近年來的大氣顆粒物重金屬污染情況越來越嚴重，主要的原因有；首先，重工企業的污染。有研究顯示，一些鋼鐵行業的重金屬排放量是很驚人的。另外在鋼鐵生產的過程中，燒結工藝的使用也會產生大量的重金屬污染物，這對于大氣顆粒物中的重金屬含量是一個很大的影響，并且通過一些鋼鐵生產企業的重金屬排放已經成為了大氣顆粒物重金屬污染物的主要來源，如圖一。而我國是一個鋼鐵的生產大國，每一年的鋼鐵生產量已經達到全世界鋼鐵生產總量的一半以上，并且很多的重工企業都位于一些人口稠密、經濟發展的城市周邊。因此，由重工企業造成的重金屬污染情況已經不容忽視。[2]

其次，城市機動車尾氣排放也是重金屬污染的重要來源，如圖二。一般來說，機動車排放重金屬的主要方式有以下幾種：機動車輛在行駛過程中所產生的汽車尾氣、車輛行駛過程中所造成的揚塵、機動車燃料中所添加的化學物、機動車油中所添加的化學物、輪胎磨損所產生的重金屬污染以及機動車的配件磨損之后所造成的重金屬排放。這幾種方式是機動車排放重金屬元素的造成大氣顆粒物中重金屬污染的主要方式。

另外，除了重工企業以及機動車排放這兩種方式之外，還有垃圾秸稈的焚燒、陶瓷水泥行業以及有色金屬的冶煉等等。但是就目前來看，對于我國的大氣顆粒物重金屬污染的治理情況還很不樂觀，缺乏對重金屬污染進行控制的有效手段。[3]

二、大氣顆粒物重金屬污染的控制建議

近年來，我國的大氣顆粒物重金屬污染嚴重，但是就目前來看，還沒有有效的控制措施。下面本文就大氣顆粒物重金屬污染的控制問題提出一些控制建議，以期達到良好的控制效果，從而減輕我國的大氣顆粒物重金屬污染的程度。總的來說，控制建議有以下幾點：首先，對于我國大氣顆粒物重金屬污染展開詳細的調查監測，對于我國重金屬的具體情況以及區域特征都進行詳細的收集分析，為更好地治理大氣顆粒物重金屬污染提供參考依據。其次，對于對大氣顆粒物重金屬污染源進行詳細的摸查，對于一些重化工企業更是要進行重點監測，并且對于機動車尾氣及其他方式帶來的重金屬污染也要進行重點監測。另外，對于大氣中的重金屬排放量也要進行精確合理的測算，從而使得我國大氣顆粒物重金屬排放量被詳細了解，從而對于我國重金屬排放量進行有效的控制。[4]再次，在技術方面，要給予治理重金屬污染有力的技術支持，從監測技術到治理技術都要進行積極的開發，使其是和重金屬污染治理的需要。第四點，對于大氣顆粒物重金屬排放量制定一個詳細的標準，并且建立健全大氣顆粒物重金屬污染排放的制度體系，讓重金屬排放處在一個可控范圍之內。最后，積極開展節能減排工作。我國近年來也在積極開展節能減排工作，力圖使得我國的環境污染得到改善，并且我國的節能減排工作也取得了一定的成果，但是在節能減排工作開展的過程中，也出現了許多不容忽視的問題，如很多企業把節能減排僅僅當做一句口號，并沒有具體去貫徹這個工作。因此，在今后的工作中，要注重對于節能減排工作的落實情況，改變能源的結構，對于大氣顆粒物重金屬排放進行控制，進而使得我國的重金屬污染情況得到切實改善。

結語：

通過對我國重金屬污染來源的分析，提出了幾條對重金屬污染進行控制的建議，以期我國的重金屬污染情況可以得到切實改善，減少霧霾等極端惡劣天氣的出現，保證人民群眾的生命財產安全。

作者簡介：姓名：鄧皓天、性別：男，民族：漢，出生年月日：94-02-27：籍貫：四川，學歷： 本科，研究方向：地球化學

參考文獻

[1] 鄭乃嘉，譚吉華，段菁春，馬永亮，賀克斌.大氣顆粒物水溶性重金屬元素研究進展[J].環境化學，2014，12：2109-2116.

[2] 張霖琳，薛荔棟，滕恩江，呂怡兵，王業耀.中國大氣顆粒物中重金屬監測技術與方法綜述[J].生態環境學報，2015，03：533-538.

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（一）重金屬污染的形成機制。重金屬污染的形成機制，可以從產生因素、來源途徑、產生主體和產生時間等方面來分析。（1）產生因素：包括自然因素和人為因素。重金屬在大氣、水體、土壤、生物體中廣泛分布，個別地區如喀斯特地區因石漠化導致重金屬釋放而造成自然環境中重金屬污染；重金屬一般以天然濃度廣泛存在于自然界中，由于人類對重金屬的開采、冶煉、加工及商業制造活動日益增多，造成不少重金屬如鉛、汞、鎘、鈷等進入大氣、水、土壤中，人為引起嚴重的重金屬污染。（2）產生途徑：主要來源工業污染、交通污染和生活垃圾污染。工業污染大多通過廢渣、廢水、廢氣排入環境，在人和動物、植物中富集，從而對環境和人的健康造成很大的危害；交通污染主要是汽車尾氣的排放；生活污染主要是一些生活垃圾的污染，廢舊電池、破碎的照明燈、沒有用完的化妝品、上彩釉的碗碟等。（3）產生主體：首先，許多地方政府大力發展經濟，盲目追求GDP的高速增長。因此，對于涉重金屬污染的企業，不少地方政府往往采取非常寬松的投資政策，對涉重金屬企業項目考察不嚴格、監管力度松散，發生了多起重金屬污染事故。據報道，某地由于土壤重金屬污染嚴重，曾經在2007年大規模整治鉛酸蓄電池生產企業，但被整治企業卻接到了山西、河南、湖南、廣西等地的邀請，將污染企業成功的轉移，也為后來各地的重金屬污染事故埋下了伏筆。其次，企業是造成重金屬污染的主要來源者。湘江流域涉重金屬企業總計1635家，湘江重金屬污染與地方產業結構直接相關。大部分大、中型企業,尤其是有色金屬和稀有金屬礦藏的開采、冶煉企業在湘江流域齊聚。雖然湖南省在全國率先扛起重金屬污染治理示范大旗。盡管曠日持久的“排毒”戰已持續20多年，然而，專家的定性仍為“積重難返”。再者，日常生活中，民眾的不恰當處理廢舊電池等造成的重金屬污染也是組成部分。（4）產生時間：歷史的沉淀與現實的積累。重金屬污染的形成不是一朝一夕的，既有歷史的沉淀，以各種化學狀態或化學形態存在的重金屬，在進入環境或生態系統后就會存留、積累和遷移，造成危害。如隨廢水排出的重金屬，即使濃度小，也可在藻類和底泥中積累，被魚和貝的體表吸附，產生食物鏈濃縮，從而造成公害。根據湖南省環保廳歷年對湘江水質監測數據,湘江總體水質在自上世紀90年代呈惡化趨勢,總體污染特征是以有機污染為主的重金屬、微生物復合污染,其中重金屬污染特征尤為突出。也有現代工業的三廢排放、農業化肥的過度使用和人們生活垃圾無序處理而形成的污染，而且，經濟越發達，重金屬污染的現象愈發嚴重。

（二）重金屬污染的主要特點。（1）來源復雜。重金屬污染來源于自然界，來源于工業、農業、人們的生活，來源于城市和鄉村。（2）主體多元化。人為造成重金屬污染的主體眾多，有政府、企業、公民。而且受害主體不特定化。（3）時間長，隱蔽性強。由于歷史的積累以及對重金屬污染防治的忽視，重金屬污染的時期長，其造成的危害不會馬上體現處理，不易為人們所重視。（4）影響深，危害大。“重金屬污染的危害主要體現在兩個方面：一是對環境的污染；二是對人體的傷害。”在環境污染方面，重金屬污染與其他有機化合物的污染不同，不少有機化合物可以通過自然界本身物理的、化學的或生物的凈化，使有害性降低或解除。而重金屬很難在環境中降解。在開采、冶煉、加工及商業制造活動中排放的重金屬污染物進入大氣、水，造成大氣污染和水污染，最終，大部分重金屬停留在土壤和河流底泥中。當環境變化時，底泥中的重金屬形態將發生轉化并釋放造成水污染。在對人體的傷害方面，重金屬通過大氣、水、食物鏈進入人體，在人體內和蛋白質及各種酶發生作用，使它們失去活性，并在人體的某些器官中富集，如果超過人體所能耐受的限度，會造成人體急性或慢性中毒，具有致癌、致畸及致突變作用，對人體會造成很大的危害。（5）綜合治理任務艱巨。重金屬污染防治涉及多個部門、多個地區、甚至多個省份的協調與綜合治理。湘江流域涉重金屬的防治就涉及株洲、衡陽、郴州、湘潭、婁底5個市。需要發改、財政、國土、環保、工信、衛生、安全、科技等多部門的合力與協調。

二、重金屬污染的形成機制對構建司法保護機制的主要影響

我們所說的重金屬污染指的就是因人類活動導致環境中的重金屬含量增加，超出正常范圍，并導致環境質量惡化。從重金屬污染形成機制和特點來探析其法律機制的主要問題，能更好的對癥下藥。

（一）來源的多樣性突顯我國重金屬污染防治法律制度不完善。重金屬污染存在于水體、大氣和土壤等。對于重金屬污染的防治，我國的《水污染防治法》、《固體廢物污染環境防治法》、《土地管理法》、《危險化學品安全管理條例》等立法中均有涉及，但沒有形成系統的重金屬產過程中污染防治制度體系。原則性立法過多、可操作性差、基本法律制度沒有建立起來。（二）主體的多元化導致責任機制不健全。政府的監督責任不健全甚至缺乏；污染企業的法律責任追究機制不健全；民眾環保意識不足，法律救濟途徑存在缺陷。（三）治理的長期性與復雜性彰顯出法律規定顧此失彼，不全面。我國重金屬污染防治注重工業排放的治理，對農業和生活垃圾污染缺乏應有的關注。我國環境污染防治法注重工業生重金屬的排放控制，忽視生活活動中重金屬的污染物的排放，也忽視對生活環境中重金屬污染物的監測、評價與管理。④而隨著科學技術的高速發展，很多重金屬應用到日常消費產品及農業用品中。由于這些含有重金屬產品的使用日益廣泛，回收困難且沒有建立完整回收、處理系統，加上消費者對重金屬的存在及其危害缺乏了解而容易輕視，易導致含有重金屬產品在使用、丟棄、沖洗處理、掩埋中，擴散了重金屬污染的范圍，加重了污染的程度。（四）影響的深遠與嚴重的危害性考量著國家司法的綜合執行力。我國環境法學專家蔡守秋教授指出：“我國現行的污染防治法都存在一個最大的弊端：沒有有效的執行手段和責任追究機制。”污染者因為處罰力度不夠大，于是污染事件時常發生。但問題的關鍵是法律法規的責任追究機制不健全、處罰力度不夠大。這已經成了解決土壤重金屬污染問題的一大頑疾。（五）綜合治理的艱巨性使得實踐操作中綜合治理與協調機制缺乏可操作性。整治重金屬污染是一項長期、復雜、艱巨的任務，影響包括重金屬污染防治在內的環境保護任務的實現，一是缺乏對政府及其有關部門環境保護責任及其監督的法律規定，環境管理體制有待改革和完善。二是需要加強環境信息公開、公民環境知情權的保障、公眾參與環境決策和公眾監督機制。三是一些重要的環境管理制度尚需建立和完善，一些環境制度可操作性不強，存在污染防治責任不明確、違法成本低、環境健康損害救濟難、環境公益損害救濟難等問題。

三、構建我國重金屬污染防治法律機制的對策

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關鍵詞：農田土壤；重金屬污染；修復技術；環境保護

中圖分類號：S153 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170432024

1 我國農田重金屬污染現狀

1.1 重金屬普遍超標

農田重金屬污染主要是指Pb、Cu、Hg、Zn、Cr、Cd等重金屬元素在農田土壤中的含量超過土壤背景值，根據農田部、環保部等部門近年來報告數據顯示，全國有300多個重點污染區重金屬超標，占農田污染的80%，抽取數據顯示，我國農田平均重金屬超標率在2010年前就已經高達12%，在一些大城市，例如北京、上海、深圳等地，各類重金屬元素在農田土壤中的含量尤其高，城市發展對于農田重金屬污染影響極為嚴重，目前我國農田重金屬污染形勢嚴峻，污染情況已經得到重視，各類措施也在緊急籌備和實施之中。我國農田重金屬污染現狀具有范圍大，種類多，相對集中，分布不均，普遍嚴重的特點。雖然污染依然嚴重，但隨著環保力度的增強和范圍的擴大，污染情況正在逐步改善。

1.2 污染主要來源

農田重金屬污染修復，關鍵在防、治二字，要做到對重金屬污染的防治，需要了解農田中重金屬的來源，污染來源主要有4類，分別是：污水、大氣、農業廢棄物以及固體垃圾。空氣污染是我國環境保護的一大難題給農田也帶來了極大的影響，空氣中夾雜著來自工業、交通、礦山等的污染物中，不乏各類重金屬物質，在大氣沉降過程中，重金屬便進入了農田土壤之中。大量數據實例表明，在工業區、道路旁，土壤中含重金屬量較其他地區明顯高出數倍，環保部研究青藏鐵路沿線兩側、北京等城市道路旁農田土質以及種植物，發現不僅土壤重金屬含量高，植物中也含有較高的重金屬元素。含重金屬的污水一旦進入農田并沉淀，就容易造成農田重金屬含量的增加，農業材料，如農藥、農肥等，在大面積、長期使用之下，重金屬會慢慢滲入土壤之中，而一些固體堆積物更是含有大量重金屬，在堆積中容易滲入地下。

2 農田重金屬污染修復技術

2.1 物理、化學修復技術

物理修復技術主要有換土、深耕翻土、填土以及加熱法，前3種方法原理一致，皆是使淺層土壤以舊換新，這些方法工程量大，效果穩定，修復徹底，但是不僅換土需要大量工程，集中處理土壤的耗損也非常大，因此并不適合大規模應用。加熱法是利用加熱使揮發性重金屬從土壤中揮發析出，雖然有一定作用，但是容易導致一些元素酸化或者相互反應，產生更為嚴重的后果，且析出氣體的收集也很棘手。化學修復方法也是如此，無論是電動修復還是淋洗修復，都容易導致嚴重的污染，電動修復是通過土壤兩側通電以電場作用將重金屬帶到電極，在兩極集中收集并進行處理，淋洗是將水或者其他制劑放入土壤之中進行沖洗，制劑的選擇和二次污染的防治成為淋洗的重點，物理、化學方法雖然效果好，但是成本高且對環境極可能造成二次污染，因此實踐中應用甚少，相關部門正在加緊研究改善重金屬污染治理之中。

2.2 生物修復技術

生物修復技術成本較低，有利于規模化操作，并且生物法的優勢在于其環境有益性，不僅能夠有效處理農田土壤重金屬污染，更重要的是，生物修復有助于修復自然界的正常循環，有利于全面改善環境，目前的環境保護實踐對于生物方法也極為推崇。生物修復法主要是利用植物和微生物、動物進行土壤修復，利用植物根系固定重金屬，減少擴散，植物還能夠從土壤中吸收重金屬，儲存在植物體內，我國已經發現大量對重金屬具有吸收能力的植物，在實踐中也有一定研究和應用，植物修復是較為推崇的方法，綠色植物的大量種植能夠固定土壤、防風固沙、凈化空氣，大量種植能夠吸收重金屬的植物，則一舉數得，值得注意的是，植物吸收重金屬存于體內，勢必導致重金屬含量過高，這些植物一定不能作為食品銷售。微生物、動物與植物修復法類似，生物修復技術容易破壞生態平衡，尤其是微生物、動物修復，因此也需要進一步研究，目前而言，選取植物進行大規模種植修復土壤似乎是于環境保護最有益處的方法。

3 結語

環境于人類而言重如生命，l展中的破壞已經造成，如何修復才是關鍵，農田土壤重金屬污染，重在防治，切斷污染源的同時改良污染土壤方為可行之路。

參考文獻

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關鍵詞：銅陵市 重金屬污染 研究進展

中圖分類號：X5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（c）-0137-03

隨著我國工業化的不斷加速，開發利用的重金屬種類、數量和方式越來越多，涉及重金屬的行業越來越多，再加上一些污染企業的違法開采、超標排污等問題突出，使重金屬污染呈蔓延趨勢，污染事件出現高發態勢，表現出長期積累和近期集中爆發、歷史遺留問題和新出現問題相交織的特點[1]。2011年2月，國務院批復了《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》。體現了我國對重金屬污染防治的高度重視。

銅陵市是一個有著三千多年開采歷史的極具特色的有色多金屬礦區，是我國重要的有色金屬工業基地，有著悠久的采冶銅歷史[2]。目前已形成以采、選、煉、加工為一體的“銅”產業鏈，對推動銅陵地區社會經濟發展發揮了巨大作用.但也帶來了一系列的重金屬環境污染和生態破壞問題，對公眾身體健康構成了潛在或現實的危害。銅陵縣、銅官山區是國家60個重金屬砷控制區之一，46家企業被列為環保部重點監控企業，重金屬污染防治任務十分艱巨[3]。

1 銅陵重金屬污染研究分布

目前有關銅陵重金屬污染的研究，主要集中在礦區土壤、尾礦庫、水及水體沉積物污染、大氣沉降物及城區表土與灰塵和潛在生態風險的評估。

1.1 礦區土壤

土壤中的重金屬，在自然情況下，主要來源于成土母巖和殘落的生物物質。但是近代以來，工農業的快速發展，人類活動加劇了土壤重金屬的污染，污染程度越來越重，范圍越來越廣。胡圓圓等[4]對銅陵銅官山銅礦區土壤重金屬含量進行了研究。研究結果表明，銅官山銅礦區土壤Cu、Zn、As、Hg平均含量高于銅陵市土壤背景值，土壤已受Cu、Zn、As重污染，受Hg輕污染。

楊西飛[5]運用Matlab軟件模糊推理系統（FIS）對銅陵礦區農田表層土壤重金屬污染進行了評價，發現該礦區農田表層土壤普遍受到了重金屬不同程度的污染，其中Cd污染最嚴重，其次是Cu，其它各元素依次為Pb>As>Zn>Hg。土壤中Hg、Cd、Cu和Pb元素在表層明顯富集，各元素總量在不同深度均明顯高于土壤自然背景值，Hg、Cd、Cu、Pb和Zn在垂向上呈遞減趨勢，且在橫向上主要以洋河、順安河和新橋河為中心向四周遞減。不同形態重金屬在總量中的百分含量隨深度變化明顯不同。

王嘉[6]對銅陵的兩個礦區（獅子山區朝山金礦主井和銅陵縣順安鎮新橋礦業公司主井）土壤重金屬污染問題進行了較詳細的研究，運用內梅羅指數法和地質累積指數法對研究區進行了現狀評價，研究表明，As和Cd為嚴重超標污染物；As的致癌風險和非致癌風險都大，Cr的致癌風險最大；Cd、Hg、As對生態危害的潛在風險很大；所研究的兩礦區均存在很高的致癌風險和生態風險，朝山金礦區相對更高些。

白曉宇等[7]運用地統計學分析手段對銅陵礦區土壤中若干重金屬元素進行空間變異分析及空間插值和污染分析，結果表明，As、Cd、Pb、Zn元素的變異函數表現為各向異性，其方向性可能主要受礦床分布控制；Hg元素因受小尺度因子影響較大而呈現塊金效應較大。As元素污染的主要是由于銅礦、鉛鋅礦、褐鐵礦礦床及其開發；Cd元素的污染與鉛鋅礦床及其開發，以及農業污灌有關；Pb、Zn元素的污染與鉛鋅礦床及其開發密切相關。

1.2 尾礦庫

銅陵市是安徽省境內重要的銅生產基地。在銅礦生產的同時，產出了大量尾礦堆存于附近的尾砂庫中。尾礦庫多建于山間谷地、河流上游地區，其下游是經濟、農業發達地區。近幾年來，隨著經濟發展和城市的擴容，部分郊區的尾礦庫已經進入市區，尾礦庫的環境效應及其安全性令人關注。徐曉春等[8]對安徽銅陵林沖尾礦庫復墾土壤采樣檢測的結果表明復墾土壤中Cu的污染極其嚴重，As、Zn、Pb的污染較輕。徐曉春[9]還對銅陵鳳凰山礦林沖尾礦庫中重金屬元素的空間分布特征及相關土壤、水系沉積物和植物中重金屬元素含量變化進行了研究，發現長期堆存的尾礦會發生元素的次生淋濾與富集。

惠勇[10]等對銅陵市鳳凰山尾礦庫三個不同鳳丹種植地進行了研究，結果表明，尾礦土壤中的Cu、Zn、Cd含量均較高，其中Cu、Cd的含量分別是國家土壤環境質量二級標準的1.04～1.30倍和6.58～9.34倍。礦區近年來種植的作物對重金屬的吸收富集作用不明顯。

王少華[11]等采集了銅陵市楊山沖尾礦庫、尾礦庫周邊及較遠距離土壤、水、植物樣品，測定了其中的重金屬含量，發現所采集的土壤、水和植物中都存在不同程度的As，Hg，Cu，Zn和Pb等元素的富集現象，且不同元素之間的富集程度也有所差異；重金屬元素含量隨著遠離尾礦庫，有逐漸遞減的趨勢。周元祥[12]等對楊山沖尾礦庫尾砂重金屬元素的遷移規律進行了研究，發現在自然風化條件下，Cu、As、Hg、Cd和Pb的淋濾遷移速度相對較快，Zn略慢；Zn、Pb、Hg和Cd在50～60 cm深處會發生二次富集；風化后尾砂中Cu、Pb、As和Hg以殘渣態為主要賦存形式，其次為鐵錳氧化態，其中Zn和Cd以鐵錳氧化態含量在表層最高。

1.3 水及水體沉積物

水體及沉積物因其獨特的環境特點，往往會成為重金屬元素的“源”和“匯”，學者們也因此對其進行了眾多研究。張敏[13]等通過測定長江銅陵段枯、豐水期江水中Cu、Pb、Zn和Cd不同形態的含量，分析了四種金屬在江水中的存在形態分布，不同水期含量變化，水中懸浮物對金屬吸附能力大小，以及近20年來含量的變化情況。發現長江銅陵段江水中各重金屬總量豐水期時大于枯水期，重金屬各形態含量之間均有差異。與近20年江水中的重金屬背景值比較，長江銅陵段重金屬含量有普遍升高的趨勢。

徐曉春[14]等對相思河的重金屬污染情況進行了調查和研究，采用潛在危害指數法對沉積物中重金屬進行了評價。研究表明，相思河中下游受到的重金屬污染明顯比上游嚴重，Cu和Cd的富集系數和生態危害高。

李如忠[15]等對惠溪河濱岸帶土壤重金屬形態分布及風險評估進行了研究，研究表明，惠溪河濱岸帶土壤中Cd和As達到極高風險等級，Cu為中等風險等級；根據綜合污染及潛在生態風險貢獻率水平，初步判定As和Cd為惠溪河濱岸土壤重金屬污染治理和修復的優先控制對象。

王嵐[16]等對長江水系表層沉積物重金屬污染特征及生態風險性評價的研究中表明，安徽順安河位點為極強生態危害范疇。

葉宏萌[17]對銅陵礦區的新橋至順安河沉積物中五種重金屬的全量和形態進行了研究，并結合環境條件分析了它們的橫向和縱向遷移變化特征，研究表明該區域沉積物重金屬中Cu、Zn、Pb、Cd的均值皆遠超長江下游沉積物背景值，其中以Cu和Cd最顯著。對重金屬橫向遷移分析發現，礦山重金屬會隨著沉積物的距離增加而顯著降低，新橋河沉積物的遷移變化顯著高于順安河沉積物。在遷移過程中，Cu、Zn、Cr殘渣態逐步增加，毒性減弱，Pb、Cd的活性態比例增大。重金屬的縱向遷移分析結果表明，離礦山的位置遠近對沉積柱金屬的總量和形態起決定作用，礦區下游河流沉積物既受尾礦的影響，也受河流流域物質本身的影響。

1.4 大氣沉降物及城區表土與灰塵

隨著城市化進程的加快，而帶來的交通污染以及其他方面的污染使得大氣環境質量越來越差，大氣環境污染問題越來越引起人們的注意。李如忠[18]利用美國國家環保局（US EPA）推薦的健康風險評價模型對銅陵市區表土與灰塵重金屬污染健康風險進行了研究。研究表明，銅陵城區土壤和地表灰塵已遭受較為嚴重的重金屬污染；不同功能用地的致癌風險均顯著超過US EPA推薦的可接受風險閾值范圍和國際輻射防護委員會（ICRP）推薦的最大可接受風險值；銅陵市表土與地表灰塵已對公眾身體健康構成危害；其中主導致癌與非致癌風險效應的主要污染因子是As，主要暴露途徑是手-口攝入途徑。

吳開明[19]用蘚袋法對銅陵市大氣重金屬污染進行了研究，發現銅陵市Cu污染最嚴重，有色金屬冶煉工業是銅陵市最主要的污染源，交通運輸對大氣重金屬污染也日趨嚴重。

殷漢琴[20]對銅陵市大氣降塵中銅元素的污染特征進行了研究，采用富集因子法定性地判斷各采樣點銅元素的來源，研究表明，銅陵市大氣降塵中銅元素污染嚴重并且形成了以銅開采和冶煉企業為中心的污染區域。研究發現銅礦石的開采和冶煉對大氣降塵中的銅元素污染貢獻較大， 是主要的污染源。

2 重金屬污染修復技術與控制措施研究

重金屬在土壤、水體、大氣、生物體中廣泛分布。由于大氣和生物體中重金屬的特殊性及其主要直接或間接來源于土壤和水體，所以對于重金屬的污染修復技術主要集中在對土壤和水體中的重金屬污染進行修復。

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且土壤污染具有較長潛伏期；由于土壤、污染物及地域的復雜性，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。目前，治理土壤重金屬污染的途徑主要有兩種：（1）改變重金屬在土壤中的存在形態、使其固定，降低其在環境中的遷移性和生物可利用性；（2）從土壤中去除重金屬[21]。圍繞這兩種途徑展開的土壤重金屬治理措施有物理及物化措施、化學措施、農業生態措施、生物修復等[21～23]。

王華等[24]對我國底泥重金屬污染防治研究做了相應綜述，提出目前我國底泥重金屬污染治理的常用方法有工程治理方法、生物治理方法和化學治理方法。

重金屬污染物進入水生生態系統后對水生植物和動物均產生影響，并通過食物鏈發生富集，引起人體病變，危害人類。目前水體重金屬污染治理修復方法主要有物理方法、化學方法、物理化學方法、集成技術、生物方法等[25]。

為控制銅陵市重金屬污染、提高環境質量，銅陵市環保局組織編制了《銅陵市重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》，該規劃以國家《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》為指導，落實源頭預防、過程阻斷、清潔生產、末端治理的全過程綜合防治理念，提出了一系列重金屬污染防治措施，以求能遏制重金屬污染趨勢，改善區域環境質量，保護人民身體健康和環境權益。

3 結語

對銅陵市重金屬污染研究情況進行了介紹，對重金屬污染防治措施與修復技術經行了總結。根據目前研究結果表明，銅陵市重金屬污染已比較嚴重。Cd、As、Cu和Pb為主要的污染元素，Hg雖然含量較低，但因為其毒性較大，亦當引起足夠的重視。礦石的開采和冶煉以及尾礦的堆積成為銅陵市重金屬污染的主要來源，所以首先應控制源頭，治理礦石的開采和冶煉，清理尾礦的堆積。由于植被等生物體對重金屬具有良好的吸附阻攔作用，可在采礦廠四周設置重金屬吸收強防護帶，阻止污染向更遠擴散。對于已經受到污染的土壤，可以采用生物方法、物理或化學方法去除。

健全重金屬污染防治法律體系、做好污染綜合防治規劃和強化行政管理是防治重金屬污染的重要管理手段。《銅陵市重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》的提出對銅陵市重金屬污染防治具有重要的指導和實踐意義。健全重金屬污染防治法律體系，實施清潔生產，監督實施環境影響評價驗收工作，開發研究重金屬污染防治技術等是目前重金屬污染防治的重要任務。

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篇5

關鍵詞：土壤；重金屬；污染；修復技術

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161033020

1 土壤重金屬污染分析

造成土壤重金屬污染嚴重化的主要原因就是人類活動的影響。土壤重金屬污染主要來源是工業、農業以及城市生活垃圾等。特別是工業污染影響最為嚴重，產生的三廢是主要的污染源。都會間接或者直接的排放到土壤中，對土壤成分的影響最為直接。城市汽車尾氣等也會通過其他途徑在土壤中得到釋放，融合到土壤中改變其成分。一些農業生產活動將使用污水，或者是含農藥成分較高的水源。長期使用以及堆砌垃圾也會提升土壤重金屬含量。一些重金屬含量較高的生活用品，例如溫度計、電池等隨意丟棄，能夠加重對土壤的重金屬污染。對環境資源的破壞也會使土壤成分發生改變。土壤重金屬污染問題已經成為影響國民經濟水平發展和人們生活質量提升的最為重要的因素。

2 土壤修復技術

2.1 玻璃化技術

將含有重金屬的土壤放置在高溫高壓的環境中，通過長時間的放置，在經過冷卻之后土壤中會形成較為堅硬的玻璃化物質。這是土壤中的重金屬固化之后的表現。玻璃化技術能夠避免土壤中的重金屬物質發生轉移，達到固定重金屬的目的。但是玻璃化技術需要大量的電能，在修復成本上相對較高，沒有得到廣泛的應用。一般情況下只是針對較小面積的土壤開展的修復。玻璃化技術形成的物質不能夠被充分的進行降解，只能夠實現對土壤中的重金屬進行固化。熔化重金屬物質需要全面的計算成本。并且針對的重金屬物質的不同特性，在價格的體現上也具有差異性。成本核算結果相對較大，因此為了能夠控制資源、成本的投入使用。在技術開展的過程中需要控制含水量，適當添加粘土等，這樣能夠獲取到特殊處理效果。并且玻璃化之后形成的物質能夠進行循環使用，作為填充劑等材料。

2.2 固化穩定

在受到重金屬污染的土壤中添加固化穩定劑，在通過物理或者化學處理過程對土壤中的重金屬物質進行降解的技術。固化主要是將土壤中的重金屬物質進行包裹，這樣重金屬物質就會形成相對穩定的狀態。避免重金屬物質進一步的釋放。在土壤中添加適當的穩定劑，能夠對重金屬物質進行沉淀，使重金屬吸附在相對固定的物質上。降低重金屬物質的移動。固化穩定方式是使重金屬物質發生鈍化，這樣就能夠使重金屬物質減少向地下移動，控制重金屬的沉積。也能夠在一定程度上限制重金屬通過食物鏈方式轉移到人體中，使人們能夠避免受到威脅。選擇合適的固化穩定劑是進行重金屬治理的關鍵。固化穩定劑自身不能夠含有重金屬，不要產生二次污染。固化穩定劑的成本要得到控制，能夠持續的對重金屬發揮固化穩定作用。赤泥、石灰、蒙脫石等都能夠起到很好地固化穩定作用。土壤重金屬污染程度是固化穩定劑應用量的主要因素。通過詳細計算分析重金屬污染程度，制定充分的用量。固化穩定技術需要對污染土壤開展長期監控， 避免土壤中的重金屬在特定條件下得到激活，再次污染土壤。

2.3 生物修復技術

主要是利用植物、微生物等的生命代謝對污染的土壤進行的治理。通過微生物作用改變土壤中化學形態，起到固定重金屬或者降解的作用。提升土壤生命物體的移動效果。植物對土壤中的重金屬進行提取、分解，吸收其中存在的有毒物質，對土壤進行固化，轉變成分。通過植物將重金屬進行匯總集中處理。植物的根系能夠更好地進行重金屬過濾。植物修復技術是利用自然植物的綜合效應開展的修復，受到植物種類、土壤成分等多種因素的影響。能夠同時對污染的水資源進行修復。具有環境美化的功能，促進土壤中有機物質含量的提升。增強土壤肥力，構建有助于植物生長的環境。但是植物對于重金屬修復的耐性受到限制，只能夠對中等以下土壤重金屬污染開展修復。特別是一種植物一般情況只能夠針對一種重金屬修復，并且在修復的過程中很有可能激活其他重金屬。但是基因工程的發展正在逐漸的解決這種問題。針對植物修復技術的弱點進行了轉基因植物的研究，更好地發揮植物修復技術的功能。生物吸收使重金屬含量降低。生物修復技術效果明顯，并且成本投入較少，方便開展管理。不會產生二次污染。生物修復技術受到人們的特別關注。

3 結語

土壤重金屬污染嚴重的威脅到人們的生命安全。使農作物生產受到影響。土壤與大氣、水資源等環境有著密切的聯系。開展土壤重金屬修復技術的研究將會保證農產品質量，對提升人們的生命安全保障具有重要現實意義。通過多樣化形式進行土壤重金屬污染的修復。由于土壤重金屬污染具有復雜性特點，因此要構建高效率、低成本、實用性的土壤修復技術體系，在實踐中不斷地進行檢驗推廣。在不影響農產品產量的同時，充分的調動農民積極性參與到土壤治理過程中。

篇6

關鍵詞：重金屬；污染；研究；治理方法

中圖分類號：R155文獻標識碼：A文章編號：1674-0432（2012）-02-0141-1

1 蔬菜是人們日常生活中必不可少的食物，蔬菜質量的優劣直接關系到人們的身體健康

影響蔬菜質量的最大危害是重金屬污染。蔬菜中重金屬污染主要來自工業“三廢”，城鎮生活垃圾、污水及農業生產本身。按蔬菜被污染的途徑，可有以下幾個方面的來源。

1.1 污水的灌溉

城市工業的發展和城市化進程的加快，水資源逐漸匱乏，污水灌溉已成為農業灌溉用水的重要組成部分，工業廢水中往往含有重金屬。大量的不加處理的工業廢水和廢渣排放江河、湖中，使水資源受到不同程度的污染，蔬菜生產和增產主要靠灌溉。城市工礦區，郊區菜田不得不大量使用工業廢水和生活污水灌溉菜田。所以，我國主要的土壤重金屬污染區都是由于污水灌溉引起的。

1.2 工業廢渣

據不完全統計；全國75個城市歷年積累的工業廢渣和尾礦達715.72億t，1980年統計78個省市工業廢渣共4.8億t。這些廢渣不僅占用了大片土地，而且造成更多的土壤污染。特別是城市近郊區和工礦企業附近的蔬菜地受重金屬污染愈來愈嚴重。

1.3 農業生產活動

（1）在農業生產活動中人們為了片面的追求高產，增加效益，大量的施用含有Hg、Cd、Pb、As等不合格的化肥，城市垃圾不經任何處理直接當作肥料施用，導致土壤有機質和作物必需的營養元素含量降低，重金屬含量超標，從而影響蔬菜的；（2）農業生產活動中，農用塑料薄膜，生產應用的穩定劑等都含有重金屬Cd和As，在大量使用塑料大棚和地膜過程中都可能造成土壤重金屬的污染，從而對蔬菜等農作物的生長、產量、品質均有較大的危害。

1.4 其他方面來源

隨著汽車工業的迅速發展，含Pb汽油的大量使用、汽車尾氣的排放、汽車輪胎磨損產生的大量重金屬、有毒有害氣體、粉塵等，都會引起交通干線附近土壤和蔬菜等作物的重金屬污染。還有油中的Cd、鍍Cd的工藝等生產或排放過程均將含有Cd廢物排入土壤造成污染。此外，還有微生物的污染。

2 重金屬對人體健康最直接的影響之一就是對食品安全造成威脅

大多數消費者的食品安全觀念僅僅在農藥殘留和食品變質上，對土壤重金屬污染影響食品安全的問題知之甚少。而且重金屬污染具有潛在性，普通消費者無法從外觀上判斷農產品是否受重金屬污染而避開它。

（1）不同重金屬對身體危害不同，對人體危害最大的是有機汞，它不僅毒性高，能傷害大腦，而且比較穩定，在人體內停留的半壽命長達70d之久，所以即使劑量很少也可累積致毒。可見，重金屬給人類帶來的危害是無法估量的，因此，無污染蔬菜的生產正日益受到人們的重視。

（2）目前，菜地和蔬菜遭受到污染是十分嚴重的，已經暴露出來的重金屬和硝酸鹽的污染必須給以足夠的重視。土壤污染對蔬菜影響較大的重金屬有Cd、Hg、Cr、As等。

3 治理土壤中重金屬的方法

我們通過對各種蔬菜做實驗找到不同蔬菜超標時的土壤臨界濃度，通過控制和治理土壤中的重金屬含量來控制蔬菜中重金屬的含量。由于蔬菜重金屬的主要來源是土壤，我們可以通過以下幾個方面對土壤中的重金屬進行治理。

3.1 土壤污染的防治

土壤污染可采用工程措施，它包括：（1）客土法：就是在污染土壤上加入凈土。但客人的土應盡量選擇比較粘重或有機質含量高的土壤，以增加土壤容量，減少客土量。本法適應于淺根植物和移動性較差的污染物。（2）換土法：就是將已污染的土壤移去，換上新土；而換土法對小面積嚴重污染且污染物是有放射性或易擴散難分解的土壤是必須的，以防止擴大范圍，危害人畜健康。

3.2 加強對工業“三廢”的治理和綜合利用

（1）禁止使用未經處理的工業污水灌溉農田。在積極慎重地推廣污水灌溉的同時，對灌溉農田的污水，必須進行嚴格的監測和控制。（2）減少工業廢水和生活污水的排放量，發展區域性污染防治系統，包括制定區域性水質管理規劃，合理利用自然凈化能力，實行排放污染物的總量控制，調整工業布局，改變產品結構，除此之外，還應有完善的管理措施。工業布局要合理，改變燃料的燃燒方法，綠化造林，采用高煙囪和高效除塵設備，采取集中供熱，減少交通廢氣污染，施用低毒、低殘留的農藥等。（3）選擇未受工業廢水、廢渣、廢氣污染的農田，在遠離城市的工礦企業、醫院、生活垃圾、生活用水等污染源的地區建立蔬菜生產基地。

3.3 對糞便、垃圾和生活污水進行無公害化處理

篇7

關鍵詞：水體;重金屬污染;毒理作用;人體健康

作者簡介：于曉莉（1973―），女，河南鄭州人,工程師,主要從事環境監測工作。

中圖分類號：X701

文獻標識碼：A

文章編號：16749944(2011)10012304

お

1 引言

水體是人類賴以生存的主要自然資源之一,又是人類生態環境的重要組成部分,也是地球物質生物化學循環的儲庫。由于人類活動的影響,進入水體環境中的污染物越來越多,這些污染物給環境和人體健康造成了許多問題。多年來人們非常關注水體富營養化問題,因為其宏觀破壞性能引起人們的注意,而水體重金屬污染問題人們重視程度相對不夠,近年研究證明甲基汞是水俁病致病因,鎘是骨痛病致病因。同時隨著采礦、冶煉、化工、電鍍、電子、制革等行業的發展,以及民用固體廢棄物不合理填埋和堆放,重金屬污染物事故性排放以及大量化肥、農藥的施用,使得各種重金屬污染物進入水體。重金屬污染物難以治理,它們在水體中具有相當高的穩定性和難降解性,在水體中積累到一定的限度就會對水體、水生植物及水生動物系統產生嚴重危害,并可通過食物鏈而在水產品體內累積,最終作為食品進入人體,影響人的健康,因此水體重金屬污染日益成為人們關注的焦點。

2 重金屬污染的來源和毒理作用

對人體健康構成危害的重金屬絕大多數來自于工礦企業所排放的廢水,采礦、冶金、化工、電鍍等多種工業行業的生產廢水都含有重金屬,排放到水體引起水質的污染,進入水體的重金屬還會發生一系列的物理化學反應,諸如氧化、還原、沉淀與溶解、吸附與解析、絡合作用以及生物甲基化等,這主要取決于重金屬的性質和水體的理化指標。還有一部分就是城市道路上的機動車尾氣污染,對人體健康構成典型危害的是鉛污染。

進入大氣、水體和土壤的重金屬均可以通過呼吸道、消化道、皮膚3種途徑侵入人體,進入體內的重金屬借助體內某些有機成分可結合成金屬絡合物或金屬螯合物,對人體的各個發育階段都會產生影響,尤其對母嬰的毒害更為明顯。機體內可以同重金屬發生反應的物質不少,如蛋白質(氨基酸)、核酸等;兒茶酚胺、維生素、激素等微量活性物質和含氧脂肪酸、磷酸等也能與重金屬發生作用,使上述物質喪失或改變了原來的生化功能而引起病變。

許多重金屬離子可因微生物甲基化作用而生成相應的甲基化合物,此類化合物多屬毒性很強的揮發性物質,極易通過呼吸道進入人體,其中具有重要病理學意義的,當首推甲基汞化合物。另有一些重金屬離子通過口腔、皮膚進入體內后,與人體某些酶的活性中心巰基(-SH)有著特別強的親和力,金屬離子極易取代巰基上的氫,從而使酶喪失其生物活性,即重金屬的致害作用就在于使生物酶失去活性。還有一些重金屬離子可以通過與酶的非活性部位相結合,從而改變活性部位的構象,或與起輔酶作用的金屬離子置換,同樣能使生物酶的活性減弱甚至喪失。

2.1 汞污染的來源和毒理作用

2.1.1 汞污染的來源

汞是金屬中毒性較高的元素之一。以汞為原料的工業生產過程中產生的含汞廢水、廢氣和廢渣對環境的汞污染非常嚴重,此外煤及石油燃燒釋放出來的汞,含汞農藥的廣泛運用造成對大氣和土壤的污染。目前由于人類活動向大氣、水體和士壤中排放的總汞量,每年已超過2萬t。

2.1.2 汞的毒理作用

(1)金屬汞。金屬汞常以蒸氣態污染大氣,可通過呼吸道進入人體。職業性長期吸入汞蒸氣可引起慢性汞中毒,其主要表現出體力減退、頭暈、頭痛、失眠、多夢、記憶力減退等中樞神經系統癥狀。

（2)無機汞化合物。在短期內攝人大量無機汞鹽或誤食含汞物質,可引起急性汞中毒。

(3)有機汞化合物。有機汞化合物分為苯基汞和烷氧基汞。甲基汞屬于高神經毒物質。主要侵犯中樞神經系統,其慢性中毒癥狀出現順序一般為感覺障礙、運動失調、語言障礙、視野縮小、聽力障礙。

2.2 鉛污染的來源和毒理作用

2.2.1 鉛污染的來源

鉛污染來源廣泛,主要來自汽車廢氣和冶煉、制造以及使用鉛制品的工礦企業。1969年日本東京因汽車尾氣污染空氣引起居民慢性鉛中毒,該事件發生后世界各國都十分重視環境鉛污染對人體健康的危害,明令禁止或限制在汽油中加入四乙基鉛。

2.2.2 鉛的毒理作用

（1)急性中毒。意外攝入大量鉛時可發生急性中毒。如含鉛餐具將大量鉛溶出進人食物時,食入后可引起中毒。幼兒啃嚼含鉛油漆的玩具和家具等也可產生中毒。服用過量的含鉛藥物同樣可引起中毒。

(2)慢性中毒。對于血液系統，鉛能抑制血液中氨基乙酚丙酸脫氫酶和血紅素合成酶,血紅素合成受到抑制而出現貧血,面色蒼白(所謂“鉛容”)。對于神經系統，鉛中毒對中樞神經系統的作用是引起鉛中毒性腦病。慢性鉛中毒時周圍神經也出現病癥,最嚴重的典型癥狀是由撓神經損害引起的百對稱性腕下垂。此外是伸肌無力。多數中度和重度鉛中毒病例常見到四肢無力、兩手握力減退,少數可見局部性皮膚觸覺和痛覺減退等。對于消化系統其典型癥狀是腹絞痛。

（3)生殖毒性與致畸作用。鉛中毒工人外周血淋巴細胞染色單體畸變率增加。流行病學調查表明,鉛對苯并芘誘發工人肺癌可能有協同作用。環境鉛污染引起鉛中毒癥狀:慢性中毒多在局部地區發生。其中毒癥狀主要有神經衰弱癥候群、中毒性多發性神經炎、中毒性腦病、間質性腎炎或腎萎縮以及心肌損傷等。

2.3 鎘污染的來源和毒理作用

2.3.1 鎘污染的來源

環境中鎘污染的最主要來源是有色金屬礦產開發和冶煉排出廢氣、廢水和廢渣。煤和石油燃燒排出的煙氣。含鎘肥料的施用也是造成鎘污染的原因之一。此外,在電鍍、制造合金、焊料、顏料、電池、雷達、電視機熒光屏、半導體元件、照相材料、化肥、殺蟲劑、塑料、槍械彈藥等生產中用做原料或催化劑,其在生產過程中可向環境排放出含鎘廢物。餐飲具和食品包裝也存在鎘污染。如在上釉的陶器中儲存食品,尤其酸性液體食品,可引起明顯的鎘污染。

2.3.2 鎘的毒理作用

日本神通川流域發生的骨痛病是由于神通川上游鋅礦冶煉排出的含鎘廢水污染了神通川,河水灌溉使鎘進人稻田而被水稻吸收。鎘引起骨痛病的原因可能是由鎘對腎功能的損害使腎中維生素D的合成受到抑制,影響人體對鈣的吸收和成骨作用。同時,鎘使骨膠原鏈上的羥脯氨酸不能氧化產生醛基,妨礙骨膠原的固化與成熟,從而導致骨骼軟化。鎘對胃腸粘膜有刺激作用,故口服鎘化物可引起嘔吐、腹瀉、休克和腎功能障礙,人在生產活動中吸人大量的鎘煙塵和蒸氣也可引起急性中毒。

2.4 鉻污染的來源和毒理作用

2.4.1 鉻污染的來源

電鍍、皮革、制藥、研磨劑、防腐劑、顏料以及合成催化等方面鉻有廣泛的用途,生產中均可產生含鉻三廢。在生產中含鉻廢渣的堆放也是一個重要污染來源,含鉻廢渣任意堆放,雨水沖淋,大量鉻溶滲和流失,污染環境。

2.4.2 鉻的毒理作用

(1)急性毒性。鉻對局部有刺激、腐蝕作用,也可導致呼吸障礙。鉻對皮膚的急性毒性表現為鉻對皮膚的刺激和腐蝕作用所引起的急性皮膚糜爛及變態反應皮膚炎。

(2)亞急性慢性毒性。鉻對人的慢性毒性作用，鉻經呼吸道侵入,可引起鼻炎、咽炎、支氣管炎等。皮膚長期接觸鉻化合物可引起接觸性皮炎或濕疹,多見于手背、腕、前臂等部位的紅斑、丘疹。對鉻過敏者,也見于非接觸部位。鉻還可引起皮膚潰瘍,又稱“鉻瘡”。潰瘍可深達骨骼,愈合緩慢,愈合后可形成瘸痕或色素沉著。鉻酸霧還對眼結膜有刺激作用;可引起流淚;可刺激口腔、咽喉,可引起咽后壁干燥以致出現淡黃色小潰瘍等。長期接觸鉻鹽粉塵或鉻酸霧,除損害皮膚外,還產生全身性影響。

（3）致癌變、致畸變、致突變作用。六價鉻和三價鉻均有致癌作用。目前世界公認某些鉻化合物可致肺癌,稱為鉻癌。

2.5 砷污染的來源和毒理作用

2.5.1 砷污染的來源

采礦、金屬冶煉、煤炭燃燒、含砷工業品(如陶瓷、制革、玻璃等)和含砷農藥的各種砷化合物以粉塵、煙塵、廢氣和廢水等形式污染環境。

2.5.2 砷的毒理作用

（1）急性中毒。急性砷中毒較常見,如誤食砷污染的食品、誤飲砷污染的飲料或誤服含砷農藥等。

（2）慢性中毒。長期持續攝入低劑量的砷化合物,尤其是吸入砷化合物粉塵者,經過數月乃至數年、十幾年的砷蓄積而發生疾病,砷慢性中毒的某些癥狀是其特有的,但大部分癥狀是非特異性的,所以慢性砷中毒常常被忽略。在一定意義上,尿、頭發、指甲中的砷含量可指示砷中毒和體內砷含量。

3 水體重金屬污染研究現狀

3.1 水體中重金屬存在形態及毒性研究

水體中不同形態的重金屬污染物對水體環境的危害程度有很大的差異,開展水體中重金屬存在形態的研究,對于有效防治和治理水體重金屬污染物具有非常重要的意義。目前人們已經對許多不同形態重金屬污染物的毒性做了大量研究,獲得了大量實驗結果。例如人們經過研究發現水體中重金屬污染物Cr6+對水生動植物的毒性要遠遠大于Cr3+的毒性。Wageman和Barica在研究Cu對藻類的毒性時發現:Cu 的毒性主要由Cu2+、［CuOH+］和Cu(OH)2引起[1]。劉清等[2]從離子形態角度出發,同時考慮游離和羥基絡合態的毒性,以及它們之間的毒性差異,通過數學方法擬合定義出活性態銅離子濃度,較好地反映了水體中銅的毒性。另外人們已經研究發現有機汞(如甲基汞)等物質有非常大的危害性。例如1953~1961年期間影響日本南部水俁灣周圍漁民的神經性疾病――水俁病就是由水體中的甲基汞引發的。

3.2 水體重金屬污染物的生物學效應研究

重金屬對水體微生物和植物的生物學效應研究很早就已經廣泛展開,Kaplan等[3]研究表明,當重金屬Cu進入細胞體內后,會發生諸如氧化、引入甲醛等變化,這些變化都會破壞葉綠體等胞內器官,直接影響藻類細胞的光合、呼吸作用和酶的活性,并抑制藻類的生長。閻海等[4]通過實驗證明,Zn、Cu和Mn能抑制月形藻的生長,3者的毒性大小順序為Zn>Cu>Mn。谷巍等[5]發現,在相同處理條件下,Hg2+的毒性要比Cd2+強,Hg2+對輪葉狐尾藻的致死濃度為1~2 mg/L,Cd2+的致死濃度為3~5mg/L。戴家銀[6]研究指出,重金屬Cu和Zn對真綢幼魚組織酶活性產生影響。Weir和Hine[7]報導了在含0.003g/L汞的水中,即可以檢測到汞對金魚的毒性效應。Skerfivin等[8]研究發現,凡是以含甲基汞的魚為食的人們,他們的染色體斷裂與汞在人體內的含量具明顯相關性。水體中重金屬濃度增加以后,將對魚類和水生浮游生物產生嚴重影響。Mcintosh和Kevern[9]研究發現,當水體中的重金屬銅的濃度達到3g/L 時,水體中的枝角目蟲和輪蟲的數量就開始減少。Maxfield等[10]研究指出,河水中重金屬含量的增加也導致魚和獵鳥發生中毒現象。目前人們已經認識到,水體重金屬污染物的生物學效應是多種多樣的。

3.3 水體重金屬污染物污染指示研究

該方面的研究包括兩個基本內容,一是水體受到重金屬污染指示研究;二是重金屬造成水體污染程度大小的指示研究。人們習慣以重金屬污染物在水體中的絕對含量多少表示水體受重金屬污染的程度,目前越來越多的人建議使用一些植物和水體微生物數量及活性變化特征作為重金屬對水體造成污染大小的指示[11,12]。Navrot等[11]研究表明,生物體組織中的Cr、Cu、Hg、Ni和Zn的濃度可以用來監測這些重金屬元素在水中的含量。Haug等[12]利用海草中重金屬元素的濃度對挪威海峽水中的重金屬污染進行了比較科學地評估。

4 重金屬污染對人體健康的影響

4.1 重金屬對人體的毒害程度

（1)與其濃度有關。重金屬在人體內總蓄積量未超過其閾值時,即使長期存在也不會產生危害。如對甲基汞敏感人群而言,只有體內蓄積達90mg時才出現發音障礙,而到170mg時則聽覺喪失。

(2)與其化學形態有關。主要原因在于人體各器官對不同形態的重金屬蓄積量不同,無機汞(HgCl2)導致腎損傷與肝損害,而有機汞CH3Hg+、(CH3)2Hg則能產生特異性的腦神經障礙,這就是因為甲基汞易在腦中蓄積,而無機汞在腦中的蓄積甚微。

(3)與其侵入途徑有關。經口腔誤食金屬汞后,消化道的吸收量微乎其微,故其毒性甚小;若經呼吸道吸入汞蒸汽時,因肺泡可吸收相當多的汞蒸汽,故汞蒸汽呈強烈的毒性。

(4)與其半衰期有關。重金屬在機體內的生物半衰期的長短也影響到對人體危害程度的不同,半衰期長就意味著在體內的殘留時間長,濃度增高快,容易達到閾值濃度而顯現出毒性。

(5)取決于重金屬間的相互作用。重金屬之間既有累加作用,也有拮抗作用,還有相乘作用,若聯合作用產生的總效應等于單獨效應之和時稱為累加作用,小于單獨效應之和時稱為拮抗作用,大于單獨效應之和時稱為相乘作用。

4.2 微量重金屬元素與人體健康的關系

微量重金屬元素與人體生命過程有著密切關系。雖然在體內的含量非常微小。但生理功能獨特。能夠調節肌體內的生物酶活動。促進宏量元素在體內的運輸。參與激素的合成等。在新陳代謝中起著十分重要的作用。

研究表明,通過這些微量重金屬元素相互影響,相互作用。參與體內多種酶的合成。能增強機體的防御功能,提高免疫力,減少疾病。研究發現:銅離子在膠原蛋白和彈力蛋白的合成中起著重要作用,它多以銅藍蛋白的形式存在。妊娠婦女如銅不足,則羊膜和毛膜發育不良,胎膜脆性增加,彈力下降,導致胎膜在孕期不能夠承受日漸增大的壓力而破裂,對母子造成不利影響;糖尿病人體內重金屬元素釩和鉻處于缺乏狀態。釩和鉻均具有胰島素樣作用。

4.3 重金屬污染對人體健康的影響

過量的重金屬大多都能抑制生物酶的活性,破壞正常的生物化學反應。重金屬通過空氣、水、食物等渠道進入體內。進入人體的重金屬不再以離子形式存在。而是與體內有機成分結合成金屬絡合物或金屬螯合物,從而對人體產生危害。機體內的蛋白質、核糖能與重金屬反應,維生素、激素等也能與重金屬反應。由于產生化學反應使上述物質喪失或改變了原來的生理化學功能而產生病變。另外重金屬還可能通過與酶的非活性部位結合而改變活性部位的構象。或與起輔酶作用的金屬發生置換反應,致使酶的活性減弱甚至喪失,從而表現出毒性。

試驗證明銅具有抗生育作用,釩及其化合物也有一定的生殖毒性,尤其是造成男性的性腺毒性而影響生殖能力。鉛對親代生殖生理和生殖器官的功能也具有極大危害。因此,銅、鉛、鉻等重金屬是造成人類生殖障礙的重要致病因子之一[14]。

5 結語

隨著現代社會經濟的發展,重金屬污染問題日趨嚴重。重金屬污染,不同與其它類型污染,具有隱蔽性、長期性和不可逆轉性等特點。重金屬可直接對環境中的大氣、水、土壤造成污染,致使土壤肥力下降、資源退化、作物產量品質降低,并且在土壤中不易被淋濾,不能被微生物分解,有些重金屬元素還可以在土壤中轉化為毒性更大的甲基化合物。在遭受污染的土壤中種植農產品或是用遭受污染的地表水灌溉農產品,能使農產品吸收大量有毒、有害物質。由此形成土壤―植物―動物―人體之間的食物鏈,使其毒性不斷積累增大,危害人們的身體健康。

進入大氣、水體和土壤等各種環境的重金屬,均可通過呼吸道、消化道和皮膚等各種途徑被人和動物吸收。當這些重金屬在人和動物體內積累到一定程度時,即會直接影響動物的生長發育、生理生化機能,直至引起死亡。而且重金屬性質以及環境條件的不同,影響和危害的程度也不同,因此重金屬的污染毒害作用復雜而且影響較大。

應加強管理,堅決杜絕工業“三廢”的排放,規劃城市垃圾的堆放,嚴格控制含有重金屬的化肥、農藥的使用;提高全民素質、增強環保意識,只有人人都意識到其危害,從我做起、從一點一滴做起,才能從根本上消除污染源;推行清潔生產工藝,嚴格控制重金屬污染物的排放;注重重金屬污染的毒理研究,弄清其在大氣、水、土壤等環境中存在形態、遷移與轉化規律以及在環境、人和動植物體內的毒性作用,為防治污染和保護人體健康提供理論依據。

お

參考文獻：

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Research Status of Heavy Metal Pollution in Waters and its Effects on Human Health

Yu Xiaoli1,Liu Qiang2

（1.Xinmi Encironmental Protection Bureau,Zhenzhou 452370,China;2.Zhengzhou Coal

Industry Design & Research Co.,Ltd.,Zhenzhou 450007,China）

篇8

關鍵詞：重金屬;污染;防治;對策

一個地區長期進行礦山開采、加工以及利用重金屬作為原料的工業發展，如不重視對重金屬污染物有效防治，重金屬污染物將在土壤、大氣、水中逐漸累積，從而形成重金屬污染。本文以南京市重金屬污染的產生、排放為例，對重金屬污染產生的原因進行分析，并提出治理污染的對策。

1.南京市重金屬污染物產生和排放現狀

南京市的重金屬污染主要來源于工業；南京市13個區縣中涉及重金屬污染物產排的企業數為82家；重金屬污染物排放主要通過廢水和廢氣排放。

涉重廢水排放總量為1075.24萬噸/年，廢水中各重金屬污染物排放量分別為汞（Hg）0.27kg/a、鎘（Cd）25.86kg/a、總鉻（Cr）449.24kg/a、六價鉻（Cr6+）361.14 kg/a、鉛（Pb）174.67kg/a、砷（As）2.81 kg/a、銅（Cu）698.03 kg/a、鎳（Ni）96.23kg/a；涉重廢氣排放總量為74591.10×104m3/a，廢氣中各重金屬污染物排放量分別為汞（Hg）0.032kg/a、鎘（Cd）52.66kg/a、鉻（Cr）28.85kg/a、鉛（Pb）150.68kg/a、砷（As）39.43kg/a。

含重金屬危險廢物產生量為4956.33t/a，其中綜合利用量為3123.67t/a，處置量為1706.06t/a，貯存量為126.6t/a，排放量為零。

2.南京市重金屬污染的主要原因

通過對南京市涉及重金屬污染的企業的調查分析，南京市重金屬污染的主要原因有以下幾個方面：

（1）企業規模以中小型為主，分布散亂

南京市涉重企業規模普遍偏小，分布散亂，遍布區縣各處，污染物未能全部穩定達標排放，廢水、廢氣治理措施較傳統、簡單，很多企業大部分企業未能進入工業園區進行統一管理，為環境監管帶來了很大的不便，也為加快區域內資源共享、信息公開化建設設置了障礙。

（2）產業結構不盡合理，發展方式粗放

近年來，南京市一直致力于產業結構的調整，目前正處于產業結構的轉型期，仍有一部分高投入、高耗能、高污染的企業未被淘汰，特別是一些涉重的中小型企業，工藝落后，經濟基礎薄弱，從經濟、技術等各方面開展重金屬污染治理的難度又都比較大，即使企業關閉，重金屬累積的特性也會給企業所在區域帶來隱患。

（3）法規制度建設滯后，環境標準不健全

目前我國還沒有重金屬污染治理和土壤污染治理的專門法規，南京市主要按照現行的《環境空氣質量標準》和《地表水環境質量標準》中對重金屬的控制要求對涉重企業進行管理；現行標準主要針對污染源達標排放提出，不涉及重金屬的累積效應，關于人體健康的重金屬環境標準不健全。

（4）基礎工作薄弱，相關技術欠缺

由于長期對重金屬污染忽視，重金屬的監測、防治技術研究等基礎工作較為薄弱，南京市重金屬污染物整體排放情況和環境受污染程度尚未完全摸清，對重點防控企業、區域及污染隱患的危害程度掌握不夠。同時重金屬污染的科學研究、技術政策等還遠遠滯后于污染防治的迫切需求。

（5）污染隱蔽性強，治理周期長

重金屬元素化學性質穩定，通過水、氣、固廢等多種途徑可以在環境中長期積累，并通過食物鏈逐級富集，最終進入人體累積，使得留在人體的重金屬含量成倍放大，傳統的環境達標觀念由于重金屬的富集特性失去效用，待累積到一定程度發生污染事件時大多已經造成了極為嚴重的后果。一旦環境受到污染，需要比常規污染物治理更長的治理周期、更多的治理成本和更高的治理難度。

（6）環境監管能力不足，監管難度大

長期以來，南京市對重金屬污染重視力度不夠，各級環保管理仍主要針對常規污染物的管理，重金屬污染監管措施不完善，特別是企業廢氣中重金屬污染的管理幾乎為空白；各級環保監測系統建設均主要注重常規性污染物指標監測，重金屬監測能力不足，缺乏高精確度重金屬檢測儀器。

3、重金屬污染防治對策

消除重金屬污染除了對污染進行治理、對環境進行修復外，更需要對可能出現的重金屬污染進行預防，從根本上解決重金屬污染的問題。

（1）大力推行清潔生產審核，提升企業清潔生產水平

通過清潔生產審核，對企業的生產、產品或提供服務全過程的定性和定量分析，找出高物耗、高能耗、高污染的原因，有的放矢的提出對策、制定方案，從源頭減少和防止重金屬污染物的產生。對國內外現有的先進技術、工藝進行科研攻關，研究和開發具有自主知識產權、符合國內重金屬行業發展要求的清潔生產核心技術和裝備。

（2）嚴格控制企業、區域內部重金屬污染物排放

嚴格控制區域內企業的重金屬廢氣排放，重金屬廢氣需進行處理，排放口達標率為100%；強化無組織廢氣收集、治理技術，在運輸、生產的過程中減少無組織廢氣對環境的危害。區域嚴格執行《中華人民共和國固體廢棄物污染環境防治法》等有關法規，實現固廢的全面無害化處理。

（3）開展重金屬排放企業專項整治。

要結合環保專項行動，對涉及排放重金屬的企業進行全面排查和整治，徹底解決工藝落后、污染嚴重的鉛酸蓄電池、鉛冶煉等企業的環境安全隱患，嚴厲懲治涉及重金屬的環境違法違規問題。對位于飲用水源保護區的企業一律停產關閉；對污染治理設施不正常運行、長期超標及超量排放的企業一律停產治理；對發現重大環境安全隱患的企業一律停產整改，整改不到位的堅決予以關閉。

（4）加快區域內資源共享、信息公開化建設

通過信息交換中心的企業環境行為公開披露的功能，把建設項目審批程序、重金屬污染物排污費繳納標準、資源型企業可持續發展準備金制度、達不到環保要求的重金屬企業名單和來信來訪處理等信息全部向社會亮相公開，主動接受廣大公眾和社會各界監督，督促企業保護環境。。

（5）加強政府行政干預、監督管理

加強政府行政干預，建立健全環境執法機構，加強和充實環境執法力量，制定賠償和生態補償等管理政策和其他約束性政策。實施環境保護目標責任制，明確環境保護目標的分管部門和分管領導，獎懲制度，并定期檢查與考核目標落實情況；落實環境行政執法責任制，規范環境執法行為，加強環境執法硬件水平；建立和落實崗位責任制及其考核要求。

（6）建設區域環境風險預防和應急體系

區域必須建立統一的風險防范組織管理機構，根據《國家突發環境事件應急預案》，制定區域重金屬環境事件應急預案，建立環境風險應急監測和管理系統，制定園區安全、健康與環境風險防范政策，初步建立區域安全與健康、風險防范體系。開展社會風險防范宣傳教

育，提高人們的風險防范意思，要求區域內企業對緊急事故能夠做出快速反應，及時采取補救措施，減少環境危害和企業的經濟損失。

（7）加速已污染區域修復治理工作

對已造成重金屬排放的重點區域，要重點抓好土壤污染本底調查，布設更密集的監測位點，采樣分析重金屬污染現狀，針對各區域的污染程度和污染特征，制定詳細的區域重金屬污染修復治理計劃，并作為重金屬污染修復試點，選擇成熟的修復方案，進行可行性研究，改善質量，防范風險。

（8）開展重金屬污染健康危害監測與診療

建立和完善覆蓋全市的重金屬污染健康監測網絡，建立重點防控區健康監測和報告制度、敏感人群定期體檢制度，完善重金屬污染健康危害評價、人群健康體檢及診療和處置等工作規范。開展重金屬環境與健康危害的調查研究。定期對重點防控區域內潛在風險人群有計劃地進行健康檢查，對可能發生的健康危害進行預警，對需要治療的人群積極診療。

（9）對發生事故的區域實行限批

重點防控區內如發生涉重污染事故，需對肇事企業立即停產治理，情節嚴重則由地方政府責令關閉，對外環境造成的影響應進行評估，采取相應措施，減輕或消除對外環境和人群造成的影響，在事故處理結束前對區域內所有涉重項目實行區域限批。

4.總結

重金屬污染是一個長期累積而形成的，必須在重金屬污染產生之前進行預防，對重金屬污染必須進行源頭治理，從根本上解決重金屬污染問題。

參考文獻

[1]徐林通 土壤重金屬污染防治方法綜述 知識經濟 2011年第21期 86；

篇9

關鍵詞：主成分分析 內梅羅指數 Muller指數 spss

中圖分類號：O242 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）007-132-02

1 引言

近些年，人類活動對城市環境影響越來越嚴重。對由人類活動影響造成的城市地質環境的演變模式進行研究，逐漸成為人們關注的焦點。通過文獻[1]提供的某城市城區土壤地質環境進行調查，根據測的的數據，假設樣品采集在充分考慮污染源前提下，兼顧空間分布均勻性，同時考慮地形、氣候因素影響；數據的處理計算時均采用四舍五入法保留小數點后兩位，與原數據保持一致；污染源的重金屬濃度不再增加；取樣點的數據較好的反映了該地區的污染物濃度，對城市表層土壤重金屬的污染進行分析研究。

2 8種主要重金屬元素的空間分布

根據測得數據，采用8種元素在五個地區各自的作用單獨考慮，采用excel軟件繪制標準曲線，對原始數據進行標準化處理，并帶入標準曲線求得各采樣點的重金屬濃度，然后求出平均濃度，再用Muller指數進行各項計算與分析。除此外還采用了地積累指數法和內梅羅綜合指數法進行全面的分析。Muller指數法是對各重金屬元素因子的單獨作用在各地區進行分析，目前國內外普遍采用單因子指數法和內梅羅綜合指數法等進行土壤重金屬污染評價，這兩種方法都能對被研究區域的土壤重金屬污染程度進行較為全面的評價，但不能從自然異常中分離人為異常，判斷表生過程中重金屬元素的人為污染情況，但地累積指數法彌補了其他評價方法的不足。

2.1 重金屬元素在該城區的空間分布圖

用雙調和樣條內行插值計算，得出重金屬空間分布圖。雙調和技術在二維或多維空格鍵中的導數與一維空間中的導數的作用相似。在m維空間中，利用N個數據點的曲面求解問題：；其中，是雙調和算子，x是m維空間中的一個位置。其通解為，求解線性系統，可以得到。

在EXCEL中分別篩選出每一區的8種重金屬濃度情況，由于給出的重金屬量綱不統一，用歸一化方法統一量綱。然后分別在每一區內對不同重金屬求平均值主要重金屬元素關于該城市五個區的分布。

Sij表示規劃后某種金屬濃度在某個采樣點的值，xij某種重金屬在某個采樣點的值。由歸一化后，運用富集系數模型：Di=d實測值 / b背景值定量描述城市重金屬污染的空間分布情況。

2.2 三種評價不同區域重金屬的污染程度的方法

2.2.1 地積累指數法

國內外很多專家將地積累指數法用于對人類活動造成的重金屬對土壤污染的評價。該指數的計算式為：Igeo=log2[Cn/（kBn）]。根據Igeo值將污染等級分為6級，并且以國家二級標準作基準的污染評價。

2.2.2 內梅羅綜合指數分析法

內梅羅指數法是當前國內外進行綜合污染指數計算的最常用的方法之一。該方法先求出各因子的分指數（超標倍數），然后求出各分指數的平均值，取最大分指數和平均值計算。綜合污染指數計算公式：。內梅羅綜合指數在評價時可能會人為地夸大或縮小一些因子的影響作用，使其對環境質量評價的靈敏性不夠高，有時候計算結果很難區分土壤環境污染程度的差別。所以，采用污染負荷指數法數學模型進行進一步分析。

2.2.3污染負荷指數法

用污染負荷指數法以土壤背景值為評價標準，對整個區域各個點位各種重金屬進行定量分析，并對各點的污染程度進行分級，反映對環境污染最嚴重的元素。

3 分析重金屬污染物的傳播特征

為了分析研究各種土壤重金屬的來源，本文采用了Pearson相關分析對被研究區域8中重金屬含量數據進行了相關分析。從相關性分析結果可以發現，土壤中Pb與Cd，Ni與As顯著正相關，且相關性較強，分別為0.812、0.639；其次為Cu與Cd，Cr與Ni，Pb和Cu也達到正相關。

本文對所有采樣點采取主成分分析法，利用SPSS 13.0軟件對城區土壤重金屬的5項指標進行主成分分析。通過主成分分析計算，城區的8個變量的全部信息可由5個主成分表示，即對前5個主成分進行分析已經能夠反映全部數據的大部分信息，再由5個主成分加權平均得出每個采樣點相對應的綜合指標。

基于SPSS軟件包軟件包生成的因子成分得分系數矩陣，降維后每種成分在每個取樣點的得分計算公式：

綜合指標的得分計算公式：

根據問題一中的方法參考Zj對應的取樣點坐標對Zj做插值處理，并繪制等高線圖，可得圖1。

圖1 等高線圖

由圖1可以看出，在靠近坐標原點的地方有兩個綜合指數超高區，可以認為這兩個區域既是污染源所在的區域。

通過使用MATLAB進行雙調和樣條插值法，由Zj生成了一個200*200的矩陣。可以通過程序將其轉換成一個具有200*200個元素的矩陣。可以得出綜合指數Z的分布主要集中在0到0.2的區間中。我們認為污染源受到污染的水平應當遠高于距離污染源較遠的地方。所以我們將主要通過研究Z大于0.2的點來確認污染源。經過excel的篩選，大于0.2的點有1805個。污染源必然包含在這些點中間。

結合重金屬在土壤中的傳播特征，建立數學模型

4 結論

為更好地研究城市地質環境的演變模式，預測土壤中各種重金屬的含量，必須求解并分析城市內土壤中各種重金屬污染物的主要來源，確定影響這些重金屬含量時間變化的主要影響因子并進行分析，然后在分析的結果中建立各種土壤重金屬含量的時間預測模型。得重金屬累積預測模型如下：

通過建立的模型可以用以城市土壤環境異常分析，以及城市環境質量評價，測定各區域重金屬含量等，具有較強的實際應用價值。

參考文獻：

篇10

關鍵詞：城市土壤；重金屬污染；植物修復技術；大生物量非超富集植物；綜合評估篩選法

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.03.011

城市土壤因受人類活動強烈影響而區別于自然土壤，主要指厚度大于50 cm的非農用土壤，通常出現在城市和城郊區域[1-3]。城市化過程中的工業發展、城建工程的實施和居民日常生活等人類活動排放的污染物，以各種形式直接或間接地進入城市土壤，改變了城市土壤的理化屬性，造成了城市土壤的重金屬污染[4]。城市土壤重金屬既可通過直接接觸密集的城市人群而危害人體健康，又可通過對大氣、水體的影響而影響城市生態環境，進而影響生命安全[5-6]。城市土壤既可以為城市綠色植物的生長提供養分，是其必不可少的生長介質，又可以為土壤微生物提供棲息地，是其能量的重要來源之一，所以城市土壤是城市生態系統尤為重要的組成部分，與城市生態環境息息相關[5]。因此，城市土壤重金屬污染修復技術成為國內外學者研究的熱點領域。

1 城市土壤重金屬污染現狀

原成土母質和人為活動是城市土壤重金屬的來源，其中工業生產、機動車輛尾氣排放、生活垃圾堆棄等人為活動是造成城市土壤重金屬污染的主要因素。一方面，人為活動產生的重金屬以氣溶膠的形式進入大氣，經過干濕沉降間接進入土壤；另一方面，附著于廢棄物中，直接排入城市土壤，造成重金屬污染，甚至污染地下水。并且城市土壤重金屬污染具有一定的空間分布特征，總體表現為城區內部土壤重金屬含量明顯高于郊區，并且交通干線兩側、人類活動密集區、老工業區重金屬污染較為嚴重，而受人為活動影響較小的風景區、公園等功能區土壤重金屬污染則屬于中低度污染和輕微生態風險。

城市土壤Pb、Zn、Cu、Cd等重金屬多介質復合污染給人體健康帶來了極大的風險。食物鏈傳遞研究表明，重金屬已經不同程度地污染了我國的城市郊區菜地土壤[7-9]，重金屬含量已超標的蔬菜大量向城市供應。除此之外，以揚塵為載體進入大氣的城市土壤重金屬，最終可通過人體的新陳代謝作用而進入體內并逐漸積累，從而直接威脅到人體健康。研究表明，北方沙塵暴天氣發生時，大氣環境中土壤重金屬元素濃度迅速增加，Pb、Zn、Cu、Cd的濃度比平常高出3～12倍[10-11]。據相關研究部門統計，上海市大約有1/3的大氣顆粒物來自于土壤揚塵[7]。此外，城市土壤重金屬元素的積累對植物、動物、微生物的生理生態等方面也產生一定的毒害，導致城市土壤的退化。

2 土壤重金屬污染修復研究現狀

近年來，科研工作者不斷探索重金屬污染土壤的修復技術，使物理、化學和生物等修復技術得到了較快的發展。由表1可知，盡管這些物理、化學修復手段對治理重金屬污染土壤具有非常重要的實踐意義，但仍具有投資大、修復效率低、對周圍環境干擾性大、易導致次生污染等諸多缺點。相比較而言，盡管植物修復技術有著種質資源較少、修復效果待改善和植物生長條件等局限性，但其仍具有技術和經濟上的雙重優勢，不僅能夠利用綠色植物的新陳代謝活動來修復土壤環境中的重金屬污染，而且具有一定的觀賞價值，有助于園林城市的建設。

廣義的植物修復技術是在多學科交叉點上發展起來的新技術，建立在植物對某種或某些化學元素的耐性和積累性基礎之上，利用植物及其根際共存微生物體系的吸收、揮發、降解和轉化作用來清除環境中的污染物的一門環境污染治理技術[12]。通常所說的植物修復技術是指選擇具有吸收富集土壤中污染元素能力的植物，并將該植物種植于特定重金屬污染的土壤上，隨著該植物收獲和植物組織器官的妥善處理，便可移除土體中的該種污染重金屬，最終達到污染治理與生態修復污染土壤的目的[13]。這種技術因為其在土壤污染治理方面的巨大應用潛力，吸引了各國相關領域的科學家進行相關研究，并取得了一定的進展。

2.1 超富集植物修復技術

現今已經發現的超富集植物約500多種，主要分布在氣候溫和的歐洲、美國、新西蘭及澳大利亞的污染區，但利用植物修復污染土壤則是近幾十年的工作。目前，關于超富集植物對重金屬耐性和積累性機理、修復性能改進及應用技術等方面的研究已經在全世界范圍內展開，并且也取得了一定的進展。此外，植物修復技術商業化因其工程性的試驗研究以及實地應用效果，在未來具有巨大的商業前景。

2.2 超富集植物修復的局限性

超富集植物在修復土壤重金屬污染方面表現出顯著的生態效益、社會效益和經濟效益。盡管利用植物修復技術修復重金屬污染土壤具有廉價、有效、使土壤免受擾動等優點，但是在實際應用中，超富集植物由于其固有的特點，大大限制了在植物修復技術中的應用。第一，大部分超富集植物生物量低下，嚴重制約了修復效率，且植株矮小，不便于機械化作業；第二，超富集植物引種易受到地域性限制，因其多為野生植物種質資源，區域性分布較強，難以適應新的生物氣候條件；第三，超富集植物往往只適用于某種特定的重金屬元素，具有較強的專一性，對土壤中其他含量較高的重金屬則表現出中毒癥狀，從而在重金屬復合污染土壤修復中的應用受到了限制；最后，超富集植物根、葉、果實等器官機械折斷、凋謝或腐爛等途徑使重金屬重返土壤，易造成二次污染，間接降低了修復效率。

2.3 大生物量非超富集植物與超富集植物修復技術

Ebbs等[16]認為超富集植物以外的其他大生物量非超富集植物也具有修復重金屬污染土壤的可能性，并提出農作物地上部可觀的生物量能夠補償地上部較低的重金屬含量的觀點。周振民等[17]指出了大生物量非超富集植物修復技術是一項非常有發展潛力的植物修復技術。因此植物修復技術走向工程實踐的主要任務是篩選與開發大生物量、富集重金屬能力強且具有觀賞性的復合型修復植物。

3 土壤重金屬污染大生物量植物修復技術研究進展

現有超富集植物種質資源貧乏，并且其具有自身的局限性，修復效果也有待于進一步加強，故植物修復技術還不成熟。另外，評價植物修復重金屬污染的標準是重金屬遷移總量，然而已經發現的超富集植物因其生物量小、生長緩慢而使重金屬遷移總量相對較低，自然種群中存在著對重金屬具有一定耐性的大生物量植物，雖然其單位質量的重金屬含量尚不滿足超富集植物的定義，但此時其所積累的重金屬絕對量反而比超積累植物的絕對量大。因此大生物量非超富集植物對城市土壤重金屬的修復作用更大。

3.1 大生物量修復植物的優勢

以大生物量植物種質資源作為篩選修復植物對象是有依據的，一方面，大生物量修復植物具備普通植物的功能特點；另一方面，大生物量修復植物還有普通植物不具備的諸多優點。主要表現為：

（1）高生物量植物種質資源豐富，有著巨大的潛力，可為篩選提供堅實的基礎；

（2）在進行城市土壤修復、調控大氣環境的同時，能夠美化環境，一舉兩得；

（3）具備觀賞性的大生物量修復植物，不會進行食物鏈的傳遞積累，減少了對人體的危害；

（4）大生物量植物對人類健康也有著一定的作用，如油松、核桃、桑樹等對桿菌和球菌的殺菌力均極強，花卉芳香油可抗菌，提高人體免疫力，可作為保健食品或調控大氣環境；

（5）在長期的生產實踐中，品種選育、植物栽培以及病蟲害防治等經驗日益豐富。因此，篩選大生物量植物修復城市土壤重金屬污染是可行的。

3.2 大生物量植物的耐性與積累性研究

4 大生物量修復植物的判斷標準與篩選

由周振民等[17]對重金屬污染土壤大生物量修復植物進行的綜合研究可知，其篩選對象主要為部分農作物、雜草、樹木和花卉。修復城市土壤的大生物量植物應具有一定的生態功能和觀賞價值，按觀賞部位可分為觀花的、觀葉的、觀芽的、觀莖的、觀果的五類；從低等到高等植物，從水生到陸生；有草本也有木本，有灌木、喬木和藤木，種類繁多。因此篩選既具有觀賞性又具有生態修復功能的大生物量修復植物就尤為重要了。

為了便于采取定性與定量相結合的綜合評估分析法篩選出具備此能力的大生物量修復植物，這就要求植物符合一定的判定標準。耐性特征、積累特征、觀賞性和生態調控功能是主要的評定指標，其中耐性特征和積累特征是最基本的判斷標準。耐性植物應該能夠在較高重金屬污染濃度的土壤上完成生命周期，并且污染處理的植物地上部生物量與對照植物的地上部生物量相比沒有明顯的下降，這才說明該植物對重金屬污染的土壤具有一定的耐性。積累特征以轉移系數和富集系數綜合表示，李庚飛等[25]研究表明，在利用大生物量非超富集植物進行重金屬污染修復時，若植物對某重金屬元素的轉移系數和地上部分富集系數均大于0.1，說明植物對該金屬元素具有富集的潛力。此外，植物觀賞性和固碳釋氧、吸收有毒有害氣體等生態調控功能等指標的納入，對采用綜合評估篩選法進行復合型修復植物的篩選更有意義。

大生物量植物種類繁多，盲目地篩選是不科學的。因此首先應該搜集資料，調查各種植物的特點及其本身生長習性，從中初選出最有可能成為修復植物的種質資源進行研究，之后再進一步確認。例如，可從受污染嚴重的區域采集仍然能夠正常生長的物種進行試驗，或從生長不易受環境影響的物種著手。初選大生物量修復植物在一定程度上可由植物的根、莖、葉初步判斷[26]。生物量與株高成正比，而生物量越大，修復效率也相應增大，因此株高是修復植物的重要選擇依據。為使篩選出的修復植物具有更好的實踐性，也應盡量地人為模擬與特定重金屬污染城市土壤條件相一致的環境條件，利用盆栽試驗篩選出大生物量復合型修復植物。

5 結 語

我國對植物修復重金屬污染土壤的研究起步較晚，篩選工作做得不多，大量有潛力的修復植物還有待發現，尤其是以大生物量修復植物為篩選對象將成為一個突破口。總的來說，用大生物量修復植物修復污染土壤的潛力巨大。在城市污染土壤修復中，大面積地應用與其他手段相結合的大生物量修復植物，既可以美化環境，又能帶來巨大的經濟效益。因此進一步提高大生物量修復植物的修復效率，應從生態位的理論出發，開展植物品種的篩選與培育、復合修復技術應用、修復效果驗證試驗等方面的研究，以適應城市需要，并將植物修復、觀賞植物苗木生產、園林景觀建設與生物質能利用有機結合，形成環境污染修復產業，走循環利用綠色發展之路。

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