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

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一、密云區(qū)菜田污染現(xiàn)狀

北京市密云區(qū)菜田面積達(dá)3.7萬畝，涉及17個鎮(zhèn)、124個村。我們對密云30個蔬菜園區(qū)土壤中重金屬元素鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、銅（Cu）、鉛（Pb）、鉻（Cr）、鋅（Zn）、鎳（Ni）含量進(jìn)行測定，并按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對土壤環(huán)境質(zhì)量及潛在生態(tài)風(fēng)險進(jìn)行評價。結(jié)果顯示，研究區(qū)內(nèi)鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、銅（Cu）、鉛（Pb）、鉻（Cr）、鋅（Zn）、鎳（Ni）含量平均值分別為0.11、0.06、5.97、24.45、20.79、67.68、83.34、22.18 毫克/千克，均未超出土壤環(huán)境質(zhì)量國家二級標(biāo)準(zhǔn)限值，土壤質(zhì)量達(dá)到了保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、維護(hù)人體健康的安全水平。但與北京市土壤重金屬背景值相比，銅（Cu）、鉻（Cr）、鋅（Zn）元素含量平均值分別為北京環(huán)境背景值[鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、銅（Cu）、鉛（Pb）、鉻（Cr）、鋅（Zn）、鎳（Ni）元素背景值0.119、0.08、7.09、18.7、24.6、66.7、57.5、26.8毫克/千克]的1.31、1.01、1.45倍，超出環(huán)境背景值的比例分別為66.7%、43.3%、93.3%，甚至有小部分區(qū)域達(dá)到了中度污染和重度污染水平。若考慮重金屬的環(huán)境毒性，鎘（Cd）和汞（Hg）的潛在風(fēng)險貢獻(xiàn)率[鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、銅（Cu）、鉛（Pb）、鉻（Cr）、鋅（Zn）、鎳（Ni）的潛在生態(tài)風(fēng)險系數(shù)分別為27.57、28.93、8.42、6.54、4.23、2.03、1.45、4.14，風(fēng)險系數(shù)越大，潛在風(fēng)險越高]較高，有小部分區(qū)域達(dá)到了一般潛在風(fēng)險級別。總體來說，密云菜園土壤受到一定人類活動影響，重金屬有所累積，尤其對銅（Cu）、鉻（Cr）、鋅（Zn）、鎘（Cd）、汞（Hg）的污染應(yīng)引起重視。

二、重金屬從何而來

土壤中重金屬的主要來源為以下五個方面：

1. 污水灌溉

包括城市生活污水、工業(yè)廢水、石油化工污水等，尤其在我國的北方地區(qū)，由于水資源嚴(yán)重短缺，采用工礦業(yè)污水灌溉農(nóng)田的情況十分普遍。

2. 大氣沉降

如工廠廢氣、汽車尾氣等，成分復(fù)雜且遷移擴(kuò)散面大，通過自然沉降和降水進(jìn)入土壤造成污染。

3. 化肥不合理施用

尤其是一些磷肥、鉀肥和復(fù)合肥，其原料礦石中含有一定量的鎘（Cd）、鉻（Cr）、鉛（Pb）、砷（As）等重金屬，在長時間的傳遞和富集后，污染問題隨即顯現(xiàn)出來。

4. 畜禽糞便和有機(jī)肥

目前，一些含銅（Cu）、鋅（Zn）、砷（As）制劑常作為飼料添加劑在飼料生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，以殺死畜禽體內(nèi)的寄生蟲，促進(jìn)牲畜生長，這使得畜禽糞便及有機(jī)肥中的重金屬含量明顯增加。

5. 農(nóng)藥

農(nóng)藥中常含有各類重金屬元素，如福美砷等含砷農(nóng)藥、醋酸苯汞等有機(jī)汞殺菌劑、波爾多液等無機(jī)銅素殺菌劑和丙森鋅等含鋅農(nóng)藥，如施用不當(dāng)，便會引起污染；此外，還有工業(yè)廢渣、電子垃圾、地下水等也是土壤重金屬污染的重要來源。

密云區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量普查結(jié)果顯示，區(qū)域內(nèi)工礦企業(yè)污染較少、農(nóng)藥施用量較少、養(yǎng)殖場數(shù)量多。土壤重金屬污染主要來源為化肥、有機(jī)肥的施用和畜禽養(yǎng)殖業(yè)的廢棄物，尤其是有機(jī)肥的投入量過高，在北京郊區(qū)各區(qū)中僅次于大興，排名第二；此外，部分農(nóng)灌水質(zhì)存在潛在砷（As）、汞（Hg）污染。

三、污染土壤怎樣種出安全農(nóng)產(chǎn)品

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，對已受到一定程度污染的土壤，通過有效措施可以大大降低重金屬對農(nóng)作物的毒害。

1. 科學(xué)合理施肥

化肥與有機(jī)肥配合施用、科學(xué)配比、平衡施肥，改變大量、過量施肥的傳統(tǒng)習(xí)慣，不使用未經(jīng)無害化處理的有機(jī)肥料及不符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的化肥。

此外，不同化肥品種在重金屬含量和化學(xué)性質(zhì)上存在一定差異，對土壤中的重金屬數(shù)量和有效性可產(chǎn)生不同程度的影響。有研究表明，施用銨態(tài)氮肥能降低作物根際土壤pH值，提高作物根際重金屬活性，促進(jìn)作物吸收，而硝態(tài)氮肥則相反。因此不同類型化肥的選擇供應(yīng)也可作為控制作物吸收重金屬的一種措施。

2. 施用生物有機(jī)肥

生物有機(jī)肥是指以動植物殘體為來源并經(jīng)無害化處理、腐熟的有機(jī)物與特定功能微生物復(fù)合而成的肥料，兼具微生物效應(yīng)和有機(jī)肥效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)生物有機(jī)肥可以改變重金屬的存在形態(tài)且對重金屬有很強(qiáng)的吸附性能，從而使重金屬無法進(jìn)入食物鏈。但對于不同性質(zhì)的土壤和不同種類的重金屬，修復(fù)效果也不同，因此要有針對性的選擇合適的生物有機(jī)肥。

3. 秸稈還田

還田的秸稈在腐熟分解過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸、糖類及含氮、硫雜環(huán)化合物，能與金屬氧化物、金屬氫氧化物及礦物的金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，改變土壤重金屬的形態(tài)，降低其生物有效性，從而減少其對土壤生物和農(nóng)作物的毒害。在秸稈腐熟過程中，可施入適量石灰，以減輕有機(jī)酸對作物根系的毒害作用。

4. 深耕、深翻

深耕、深翻土壤使聚集在土壤表層的重金屬分散到更深的土層，從而降低重金屬濃度。深耕深翻還能降低土壤容重、調(diào)節(jié)土壤含水量、加速土壤有機(jī)物腐殖化過程、提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。此方法適用于重金屬背景值較低或底層重金屬濃度較低的土壤。

5. 施用石灰

土壤中的重金屬一部分以陽離子形式存在，這部分重金屬的遷移性大、生物可利用性高、危害最大。在蔬菜保護(hù)地，長期施肥使北方堿性土壤酸化，加入少量石灰性物質(zhì)，可提高土壤pH值，促進(jìn)重金屬生成碳酸鹽、氫氧化物而沉淀，降低土壤中重金屬的有效性，從而抑制作物對重金屬的吸收。須注意的是，不宜連續(xù)大量施用，否則會破壞土壤結(jié)構(gòu)，不利于作物生長。

四、土壤重金屬污染如何修復(fù)

目前，土壤重金屬污染主要采用物理工程措施、化學(xué)治理措施、生物修復(fù)措施進(jìn)行治理。

1. 物理工程措施

物理工程措施主要有兩種：

①客土、換土法。即在被污染的土壤上覆蓋非污染土壤或挖除污染土壤而換上非污染土壤，此方法切實有效，但需花費大量人力財力，只適用于小面積嚴(yán)重污染土壤的治理。

②電動力學(xué)法。即在土壤中插入一些電極，把低強(qiáng)度直流電導(dǎo)入土壤以清除污染物，此方法不適于砂性土壤。

2. 化學(xué)治理措施

化學(xué)治理措施是利用化學(xué)提取修復(fù)方法，即運用試劑和土壤中的重金屬作用，形成溶解性的重金屬離子或重金屬――試劑絡(luò)合物，最后從提取液中回收重金屬，并循環(huán)利用提取液。此方法費用較低，僅適用于砂性土壤等滲透系數(shù)大的土壤或輕質(zhì)土壤的地表污染修復(fù)。

3. 生物修復(fù)

生物修復(fù)主要包括微生物修復(fù)和植物修復(fù)。

①微生物修復(fù)是通過改變重金屬存在的氧化還原狀態(tài)及吸附作用降低重金屬的毒性。

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關(guān)鍵詞：土壤；重金屬；污染；修復(fù)技術(shù)

中圖分類號：X53 文獻(xiàn)標(biāo)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(yán)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(yè)、農(nóng)業(yè)以及城市生活垃圾等。特別是工業(yè)污染影響最為嚴(yán)重，產(chǎn)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動將使用污水，或者是含農(nóng)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(huán)境資源的破壞也會使土壤成分發(fā)生改變。土壤重金屬污染問題已經(jīng)成為影響國民經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展和人們生活質(zhì)量提升的最為重要的因素。

2 土壤修復(fù)技術(shù)

2.1 玻璃化技術(shù)

將含有重金屬的土壤放置在高溫高壓的環(huán)境中，通過長時間的放置，在經(jīng)過冷卻之后土壤中會形成較為堅硬的玻璃化物質(zhì)。這是土壤中的重金屬固化之后的表現(xiàn)。玻璃化技術(shù)能夠避免土壤中的重金屬物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，達(dá)到固定重金屬的目的。但是玻璃化技術(shù)需要大量的電能，在修復(fù)成本上相對較高，沒有得到廣泛的應(yīng)用。一般情況下只是針對較小面積的土壤開展的修復(fù)。玻璃化技術(shù)形成的物質(zhì)不能夠被充分的進(jìn)行降解，只能夠?qū)崿F(xiàn)對土壤中的重金屬進(jìn)行固化。熔化重金屬物質(zhì)需要全面的計算成本。并且針對的重金屬物質(zhì)的不同特性，在價格的體現(xiàn)上也具有差異性。成本核算結(jié)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(shù)開展的過程中需要控制含水量，適當(dāng)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(zhì)能夠進(jìn)行循環(huán)使用，作為填充劑等材料。

2.2 固化穩(wěn)定

在受到重金屬污染的土壤中添加固化穩(wěn)定劑，在通過物理或者化學(xué)處理過程對土壤中的重金屬物質(zhì)進(jìn)行降解的技術(shù)。固化主要是將土壤中的重金屬物質(zhì)進(jìn)行包裹，這樣重金屬物質(zhì)就會形成相對穩(wěn)定的狀態(tài)。避免重金屬物質(zhì)進(jìn)一步的釋放。在土壤中添加適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑，能夠?qū)χ亟饘傥镔|(zhì)進(jìn)行沉淀，使重金屬吸附在相對固定的物質(zhì)上。降低重金屬物質(zhì)的移動。固化穩(wěn)定方式是使重金屬物質(zhì)發(fā)生鈍化，這樣就能夠使重金屬物質(zhì)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(zhuǎn)移到人體中，使人們能夠避免受到威脅。選擇合適的固化穩(wěn)定劑是進(jìn)行重金屬治理的關(guān)鍵。固化穩(wěn)定劑自身不能夠含有重金屬，不要產(chǎn)生二次污染。固化穩(wěn)定劑的成本要得到控制，能夠持續(xù)的對重金屬發(fā)揮固化穩(wěn)定作用。赤泥、石灰、蒙脫石等都能夠起到很好地固化穩(wěn)定作用。土壤重金屬污染程度是固化穩(wěn)定劑應(yīng)用量的主要因素。通過詳細(xì)計算分析重金屬污染程度，制定充分的用量。固化穩(wěn)定技術(shù)需要對污染土壤開展長期監(jiān)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(fù)技術(shù)

主要是利用植物、微生物等的生命代謝對污染的土壤進(jìn)行的治理。通過微生物作用改變土壤中化學(xué)形態(tài)，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(jìn)行提取、分解，吸收其中存在的有毒物質(zhì)，對土壤進(jìn)行固化，轉(zhuǎn)變成分。通過植物將重金屬進(jìn)行匯總集中處理。植物的根系能夠更好地進(jìn)行重金屬過濾。植物修復(fù)技術(shù)是利用自然植物的綜合效應(yīng)開展的修復(fù)，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(jìn)行修復(fù)。具有環(huán)境美化的功能，促進(jìn)土壤中有機(jī)物質(zhì)含量的提升。增強(qiáng)土壤肥力，構(gòu)建有助于植物生長的環(huán)境。但是植物對于重金屬修復(fù)的耐性受到限制，只能夠?qū)χ械纫韵峦寥乐亟饘傥廴鹃_展修復(fù)。特別是一種植物一般情況只能夠針對一種重金屬修復(fù)，并且在修復(fù)的過程中很有可能激活其他重金屬。但是基因工程的發(fā)展正在逐漸的解決這種問題。針對植物修復(fù)技術(shù)的弱點進(jìn)行了轉(zhuǎn)基因植物的研究，更好地發(fā)揮植物修復(fù)技術(shù)的功能。生物吸收使重金屬含量降低。生物修復(fù)技術(shù)效果明顯，并且成本投入較少，方便開展管理。不會產(chǎn)生二次污染。生物修復(fù)技術(shù)受到人們的特別關(guān)注。

3 結(jié)語

土壤重金屬污染嚴(yán)重的威脅到人們的生命安全。使農(nóng)作物生產(chǎn)受到影響。土壤與大氣、水資源等環(huán)境有著密切的聯(lián)系。開展土壤重金屬修復(fù)技術(shù)的研究將會保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，對提升人們的生命安全保障具有重要現(xiàn)實意義。通過多樣化形式進(jìn)行土壤重金屬污染的修復(fù)。由于土壤重金屬污染具有復(fù)雜性特點，因此要構(gòu)建高效率、低成本、實用性的土壤修復(fù)技術(shù)體系，在實踐中不斷地進(jìn)行檢驗推廣。在不影響農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的同時，充分的調(diào)動農(nóng)民積極性參與到土壤治理過程中。

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然而，仔細(xì)分析一下相關(guān)消息，筆者認(rèn)為，按此方式得出的“污染圖”應(yīng)該比較粗糙，難以符合公眾的預(yù)期。

首先是精度問題。據(jù)媒體報道，該“污染圖”以1：20萬圖幅為基準(zhǔn)網(wǎng)格單元，每一個網(wǎng)格都布設(shè)采樣點位。這表明，該污染圖屬于中比例尺范圍，以此為基準(zhǔn)的網(wǎng)格單元采樣點大體上是25平方公里采集1個樣點。

但實際上，土壤重金屬污染具有高度不均性特點。以水污染為例，其污染與地形高度相關(guān)，常常存在某條河流的一邊存在重度污染而另一邊卻潔凈無污染，這一塊田存在污染、但相鄰的一塊田潔凈無污染的現(xiàn)象。

1：20萬和1：25萬是中國目前主要的中比例尺區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，也是中國的基礎(chǔ)地質(zhì)工作。但以中比例尺的圖幅制作的重金屬元素的“人類污染圖”，在精度上有存疑之處。

其次是計算方法。據(jù)媒體報道，“每個點位都采集一個深層土壤樣品和一個表層土壤樣品。深層樣品來自1米以下，基本代表未受人類污染的自然界地球化學(xué)背景；表層樣品來自地表25厘米以淺，是自然地質(zhì)背景與人類活動污染的疊加。用表層含量減去深層含量，即得出重金屬元素‘人類污染圖’?！?/p>

不難看出，這個“污染圖”是以重金屬總量進(jìn)行的計算。這種計算看起來很合理，但事實上，重金屬的總量并不能準(zhǔn)確反映其毒性，重金屬的毒性主要反映在其“活性”部分，即常說的“有效性”（即對植物產(chǎn)生的影響）。

事實上，表層樣品來自地表25厘米以淺的土壤，正因為有“人類活動”，土壤的很多性質(zhì)與1米以深的樣品有著極為顯著的差別。作為反映重金屬毒性的“活性”部分也因此有著極大的差別，不僅重金屬總量，“表層含量減去深層含量”同樣難以表達(dá)“人類污染圖”的毒性。

第三是重金屬的數(shù)量問題。報道稱，中國正在建立“涵蓋81個化學(xué)指標(biāo)（含78種元素）的地球化學(xué)基準(zhǔn)網(wǎng)地”。從學(xué)術(shù)研究的角度出發(fā)，此舉意義重大。

但在工業(yè)上真正劃入重金屬的，只有10種金屬元素：銅、鉛、鋅、錫、鎳、鈷、銻、汞、鎘和鉍。而從土壤—植物系統(tǒng)的角度來說，國際學(xué)界認(rèn)為，只有鎘、鈷、硒等元素對動物和人類健康造成危害的風(fēng)險最大。因為食物鏈而造成人體健康受損的，主要是鎘和硒。

雖然重金屬數(shù)量很多，但各種重金屬的毒性及其地球化學(xué)（研究地球的化學(xué)組成、化學(xué)作用和化學(xué)演化的科學(xué)）行為相差甚遠(yuǎn)，對人類的影響程度不同，從食物鏈的角度來看，也只有關(guān)鍵的幾個。

第四，與土壤污染治理的關(guān)系。

有人說，“人類污染圖”有助于土壤重金屬的治理。但筆者認(rèn)為，成功的土壤污染治理（尤其是農(nóng)田）的前提是，必須對土壤本身的性質(zhì)特征有一個透徹的了解，才能對癥下藥。同時，土壤污染具有高度的不均勻性、高度的局部性和區(qū)域性，而“人類污染圖”的采樣密度難以為土壤重金屬治理提供翔實和足夠的基礎(chǔ)資料。

重金屬在土壤中經(jīng)歷各種物理、化學(xué)和生物學(xué)過程，在復(fù)雜多相的土壤體系中，重金屬以各種各樣的形態(tài)如水溶態(tài)、交換態(tài)、有機(jī)物結(jié)合態(tài)、鐵錳結(jié)合態(tài)和殘余態(tài)存在，這些形態(tài)對植物的有效性（即能被植物利用的程度）不同，且隨著土壤條件的變化（如土壤酸化），一些形態(tài)會發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。

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關(guān)鍵詞 重金屬；鈷；土壤污染；修復(fù)

中圖分類號 X53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）07-0222-02

目前，全球經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的同時也造成了日趨嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，其中土壤重金屬污染備受矚目[1]。重金屬在土壤中高度富集，惡化土壤環(huán)境質(zhì)量，影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，嚴(yán)重危害土壤的生態(tài)循環(huán)，其通過食物鏈進(jìn)入人體，危害人們的身體健康，威脅人類的生存環(huán)境[2-4]。在各種重金屬中，高濃度的鈷明顯抑制植物生長發(fā)育，因此土壤中鈷污染越來越受到人們廣泛的關(guān)注[5-7]，鈷含量高的農(nóng)產(chǎn)品也會損害人和動物的健康，造成心肌和胰腺損傷，降低甲狀腺濃縮碘的能力等[8]。

1 重金屬鈷污染土壤的特性和危害

土壤中含鈷量為0.05～65.00 mg/kg，中值為8 mg/kg。巖石風(fēng)化的土壤，鈷的濃度變化不大，如含鈷為59 mg/kg的玄武巖風(fēng)化后含鈷為81 mg/kg，略有富集[9-10]。試驗結(jié)果表明：鈷在土壤溶液中濃度為0.10～0.27、1.00、5.90 mg/L時，分別對西紅柿、亞麻、甜菜有毒害作用[11-12]。鈷濃度為10 mg/L時，可使農(nóng)作物死亡。美國規(guī)定灌溉用水鈷的最大容許濃度為0.2 mg/L。前蘇聯(lián)提出生活供水水源中鈷的最大濃度為1 mg/L，漁業(yè)用水為0.01 mg/L[13-14]。隨著人類對鈷元素的開發(fā)和利用，鈷污染越來越嚴(yán)重，主要的污染來源有礦藏開采、原子能工業(yè)排放的廢物、核武器試驗的沉降物、醫(yī)療放射性、科研放射性等。鈷是植物生長的必需微量元素，是維生素B12的組成成分，適量的低濃度鈷對植物生長有促進(jìn)作用，但是如果濃度過高將使植物受到毒害作用[15]。重金屬污染物對土壤的污染具有長期性、隱蔽性和不可逆性，不僅降低土壤質(zhì)量，導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的下降，還危害人類健康。如果環(huán)境被具有放射性的鈷污染，其放射性是持久的，隨著衰變逐漸降低，放射性會嚴(yán)重影響周圍動植物的生長和發(fā)育，如果食用了含放射性鈷的食品，會導(dǎo)致脫發(fā)，嚴(yán)重?fù)p害人體血液內(nèi)的細(xì)胞組織，造成白血球減少，引起血液系統(tǒng)疾病，如再生貧血癥，嚴(yán)重的會使人患上白血?。ㄑ?，甚至死亡[16-18]。因此，修復(fù)重金屬污染鈷土壤，受到科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。

2 治理重金屬污染土壤的方法

目前國內(nèi)外采用多種方法且多為交叉使用方法來修復(fù)和治理重金屬污染的土壤[19-22]，一般分為3類，即化學(xué)修復(fù)法、物理修復(fù)法和生物修復(fù)法?；瘜W(xué)修復(fù)法包括2種，一種是化學(xué)淋洗[23]，是指污染土壤中加入化學(xué)溶劑，通過外壓或者重力作用，將重金屬溶解在溶劑中，實現(xiàn)重金屬轉(zhuǎn)移至液相態(tài)，然后將溶液抽提出土層，再對溶液中重金屬進(jìn)行處理；另一種是化學(xué)改良劑[24]，土壤添加改良劑以后，可以通過對重金屬的產(chǎn)生拮抗、氧化還原、吸附、沉淀等作用，使重金屬在土壤中的存在形態(tài)發(fā)生改變，然后進(jìn)入土壤深層或地下水遷移，從而降低其生物有效性。物理修復(fù)法是基于機(jī)械物理的工程方法，主要包括3種，即翻土、換土和客土法、熱處理法和電動修復(fù)法。生物修復(fù)法是通過各種生物的代謝活動降低土壤重金屬含量，包括4種，即菌根修復(fù)法、微生物修復(fù)法、植物修復(fù)法及動物修復(fù)法。澳大利亞等國的研究較為深入，主要集中在利用超富集植物對土壤中的重金屬元素進(jìn)行吸收，但大面積普及難度較高[25-26]。利用沸石等物質(zhì)降低重金屬在土壤中的遷移等方面。國內(nèi)也開展了關(guān)于土壤重金屬的污染治理研究，但仍然存在局限性，對于動物修復(fù)的機(jī)理還不是很明確，植物修復(fù)易造成植株生長緩慢、植株矮小、生長周期長等。

3 治理鈷污染土壤的方法

鈷分為2類，即不具有放射性和具有放射性，不具有放射性鈷就是一般的重金屬元素。目前，國內(nèi)外對土壤中的重金屬鈷元素的研究主要集中在測量其含量、鈷在植物中遷移規(guī)律以及鈷對植物生長的影響[27-28]，而鈷污染土壤修復(fù)方法研究較少，在實踐中還是采用重金屬污染土壤常規(guī)的3種修復(fù)方法，即物理修復(fù)法、化學(xué)修復(fù)法和生物修復(fù)法。具有放射性鈷污染主要是由于礦藏的開采、鈷的利用、科學(xué)研究、核電站等造成的，對其處理國內(nèi)外采取的主要方法是把污染的土壤封存起來，集中到一個地方，進(jìn)行自然衰變，避免人和動物進(jìn)入，但是礦藏污染比較難以控制，污染面積較大，由于自然界本身作用規(guī)律，遷移速率較快，對環(huán)境影響比較嚴(yán)重。輻射劑量較高的鈷污染土壤用固定的桶裝起來，放到處置場進(jìn)行處置，每個國家都有專門的放射性污染處置場，這需要花費較大的人力和物力，而且占用地方比較大，時間較長。近年來，科學(xué)家們正開展常規(guī)重金屬污染土壤修復(fù)方法和放射性污染土壤處理方法聯(lián)合研究，利用生物修復(fù)法選擇富集度高的植物種植在被放射性物質(zhì)污染的土壤中，放射性物質(zhì)從土壤轉(zhuǎn)移到生物體內(nèi)，達(dá)到了濃縮放射性物質(zhì)的目的，同時美化了環(huán)境，減少了污染，然后再集中焚燒植株，進(jìn)一步濃縮放射性物質(zhì)，這給后續(xù)處理節(jié)省了大量人力、物力、財力等[29-31]，如日本福島核電站事故發(fā)生后，日本科學(xué)家們在被放射性污染的土壤中種植了向日葵、油菜等植物。

4 展望

隨著鈷污染日益加重的情況，鈷污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究和應(yīng)用勢在必行。物理方法和化學(xué)方法不僅費用昂貴而且常常導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞，土壤生物活性下降和土壤肥力退化等，同時對具有放射性鈷污染土壤不能降低或者消除其放射性，生物修復(fù)法和放射性處理方法結(jié)合起來無論從技術(shù)上還是從實踐應(yīng)用方面都是切實可行的，其優(yōu)勢明顯可見。聯(lián)合修復(fù)技術(shù)今后應(yīng)加強(qiáng)以下幾個方面的工作：一是加強(qiáng)對國內(nèi)超高積累鈷植物的篩選工作，開展對富集鈷植物的培育工作，把生長慢、低生物量的超富集鈷植物，培育成生長快、生物量大的植物，進(jìn)行推廣、商業(yè)化。二是鈷富集植物收獲后的處理，具有放射性的主要采用焚燒法，然后再集中桶裝；不具有放射性的采取堆肥法、高溫分解法、灰化法等多種處置技術(shù)。探求既有經(jīng)濟(jì)效益，又能使污染物得到妥善處置的修復(fù)植物產(chǎn)后處理技術(shù)還需要不斷努力。

5 參考文獻(xiàn)

[1] 金聯(lián)平，畢華.蔬菜基地土壤重金屬污染與防治[J].綠色科技，2011（6）：1-2.

[2] 冷天利，蔣小軍，楊遠(yuǎn)祥.鋅鉻復(fù)合污染對水稻根系可溶性糖代謝的影響[J].環(huán)境，2007，16（4）：1088-1091.

[3] 韓志萍，王趁義.不同生態(tài)型蘆竹對Cd的富集與分布[J].生態(tài)環(huán)境，2007，16（4）：106-109.

[4] 陳志良，仇榮光.重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)[J].環(huán)境保護(hù)，2001（8）：17-19.

[5] 劉雪華，李繼云.微量元素鈷的研究[J].土壤學(xué)報，1995，32（1）：112-116.

[6] 樊文華，楊黎芳，薛曉光，等.施鈷對冬小麥產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量及土壤有效鈷含量的影響[J].土壤通報，2005，36（1）：92-95.

[7] 楊黎芳，樊文華.鈷對冬小麥幼苗生長及鈷含量的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2004，10（1）：101-103.

[8] 顏世銘.鈷與健康[J].廣東微量元素科學(xué)，2007，14（2）：35.

[9] KABATA-PENDIAS A.Cobalt as an Essential Element for BlueGreen Algae[J].Physiologia Plantarum，1954（7）：665-675.

[10] YOUNG R S.Cobalt in Biology and Biochemistry[M].London，New York，San Francisco：Academic Press，1979.

[11] KABATA P A. Trace elements in soils and plants[M].Inc Boca Raton Florida：CRC Press，1984.

[12] AERY A C，JAGETIYA B L. Effect of cobalt treatments on dry matter production of wheat and DTPA extractable cobalt content in soils[J].Communications in Soil Science and Plant Analysis，2002（31）：9-10.

[13] 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].3版.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[14] 王英典，劉寧.植物生理學(xué)試驗指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，2001.

[15] 劉雪華，邵小明.鉆對盆栽花生及混作玉米氮素吸收的影響[J].土壤肥料，1996（5）：44-45.

[16] 崔明善，孫方領(lǐng)，張云書.進(jìn)口水產(chǎn)品中減鉀總β放射性水平檢測報告[J].中國國境衛(wèi)生檢疫雜志，1994（S1）：70-71.

[17] 環(huán)境放射性檢測方法[M].北京：原子能出版社，1977：22-32.

[18] 約翰-H，哈利.環(huán)境放射性監(jiān)測技術(shù)手冊[M].程榮林，譯.北京：衛(wèi)生部工業(yè)衛(wèi)生實驗所，1976.

[19] 夏星輝，陳靜生.土壤重金屬污染治理方法研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)，1997（3）：72-76.

[20] 丁圓.重金屬污染土壤的治理方法[J].土壤，2000，15（2）：25-28.

[21] 王慎強(qiáng)，陳懷滿.我國土壤環(huán)境保護(hù)研究的回顧與展望[J].土壤，1999，31（5）：255-260.

[22] 李永濤.土壤污染治理方法研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，1997，16（3）：118-122.

[23] 苗旭玲峰，肖細(xì)元，郭朝暉，等.磷肥對鉛鋅礦污染土壤中鉛毒的修復(fù)作用[J].環(huán)境科學(xué)進(jìn)展，2005，33（7）：115-119.

[24] 于穎，周啟星.污染土壤化學(xué)修復(fù)技術(shù)研究與進(jìn)展[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2005，6（7）：1-7.

[25] CHEN T B，WEI C Y. Arsenic hyperaccumulator Pteris vittata L.and its arsenic accumulation [J].Chin Sci Bull，2002（47）：902-905.

[26] CHEN T B，F(xiàn)AN Z L，LEI M，et al.Arsenic uptake of hypeiaccu-mulating fern Pteris vittuta L：Effect of phosphorus and its significance[J].Chin Sci Bull，2002（47）：1876-1879.

[27] 孫志明，陳傳群，王壽祥，等.放射性鈷在模擬水稻田中的遷移模型[J].生態(tài)學(xué)報，2001，21（6）：938-941.

[28] 孫志明，陳傳群，王壽祥.放射性鈷在小麥-土壤系統(tǒng)中的遷移動力學(xué)[J].核技術(shù)，2001，24（1）：52-55.

[29] 湯澤平，陳迪云，宋剛.土壤放射性污染的植物修復(fù)與利用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（13）：6101-6103.

篇5

關(guān)鍵詞 土壤 重金屬污染 植物修復(fù)

中圖分類號：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

造成我國土壤重金屬污染的原因復(fù)雜多樣，如生活廢物、礦業(yè)廢物的隨意堆放，污水、廢水灌溉，農(nóng)藥和化肥的不合理使用等。土壤污染具有普遍性，世界各國都有局部土壤存在不同程度的污染。全世界平均每年排放Hg約1.5萬t、Cu約340萬t、Pb約500萬t、Mn約1500萬t、Ni約100萬t。數(shù)量巨大的重金屬進(jìn)入土壤對生態(tài)環(huán)境，給人類健康帶來嚴(yán)重危害，特別是重金屬污染土壤上種植的農(nóng)作物產(chǎn)品，通過飲食進(jìn)入人體，使重金屬在體內(nèi)逐漸富集，可能造成人體制畸制癌的風(fēng)險。因而，人們對重金屬污染的土壤采取了一系列修復(fù)措施。如易操作的客土、異位等物理修復(fù)方法，但其工程量大而且沒有真正解決土壤的重金屬污染；添加化學(xué)物質(zhì)調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì)或pH的化學(xué)修復(fù)方法，但費用高而且存在二次污染。相比較而言，利用超富集植物吸收土壤中重金屬的特性，對重金屬污染的土壤進(jìn)行修復(fù)具有更好的應(yīng)用前景。

1植物修復(fù)原理

植物修復(fù)這個概念的提出距今已有幾十年的歷史。它在20世紀(jì)80年代初發(fā)展起來，是一種利用自然生長或遺傳培育植物修復(fù)重金屬污染土壤的技術(shù)總稱。植物在去除土壤中重金屬的過程中發(fā)生了復(fù)雜的多相反應(yīng)，其反應(yīng)機(jī)理也十分復(fù)雜。學(xué)者們經(jīng)過大量研究發(fā)現(xiàn)，植物修復(fù)的機(jī)理主要依靠植物的萃取作用、根系過濾作用、植物揮發(fā)作用和植物固定化作用。而植物修復(fù)作用途徑有兩個：一是改變土壤中重金屬的化學(xué)狀態(tài)，使其由有效態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭☉B(tài)；二是通過植物吸收、代謝從而降低土壤中重金屬含量。第一個途徑通過固定土壤中的重金屬從而降低了重金屬進(jìn)入農(nóng)作物內(nèi)進(jìn)而危害人體的潛在風(fēng)險。第二個途徑通過降低土壤中重金屬含量從而使其慢慢降低到土壤中重金屬的本底值，進(jìn)而減輕甚至消除其危害。

2 超富集植物

通常認(rèn)為特定植物積累某種或多種重金屬元素含量，如Cr、Co、Ni、Cu、Pb等含量達(dá)到1000mg/kg以上，積累的Mn、Zn含量在10000mg/kg以上，積累的Cd含量在100mg/kg以上，我們成稱這樣的植物為超富集植物。經(jīng)過多年研究發(fā)現(xiàn)了有的植物只能富集一種重金屬，而有的能富集兩種或多種重金屬，如Cd/Zn超富集的東南景天。然而，能夠富集多種重金屬的超富集植物很少，而土壤污染往往是多種重金屬污染，其余重金屬的存在會對植物的生長和富集帶來不利影響。因此，發(fā)現(xiàn)或培育能夠富集多種重金屬且富集能力強(qiáng)、修復(fù)效率高的超富集植物成為了當(dāng)前植物修復(fù)研究的熱點。從超富集植物這個概念的提出到超富集植物的陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，乃至進(jìn)行盆栽試驗和實驗田的種植經(jīng)歷了漫長的時間，科研工作者做出來大量的努力，取得了一定的成果。然而，超富集植物往往只對一種重金屬有吸收能力，且植物的生物量小、生長速度緩慢。此時，強(qiáng)化超富集植物的修復(fù)效率就具有必要性。

3植物修復(fù)強(qiáng)化

植物修復(fù)的缺陷使得它治理重金屬污染土壤的修復(fù)效果往往并不理想。此時，通過添加外來物質(zhì)提高其生物量或者吸收能力就顯得十分必要。常用的措施有添加螯合劑、添加表面活性劑和調(diào)節(jié)pH。當(dāng)螯合劑投加到土壤后，和土壤重金屬發(fā)生螯合作用，能夠形成水溶性的金屬-螯合劑絡(luò)合物，改變重金屬在土壤中的賦存形態(tài)，提高重金屬的生物有效性，進(jìn)而可以強(qiáng)化植物對目標(biāo)重金屬的吸收。常用的人工合成螯合劑有EDTA，EDDS等，常用的天然螯合劑有小分子酸如檸檬酸等。表面活性劑具有親水親脂的特性，表面活性劑經(jīng)土壤界面吸附和重金屬締合后，通過降低表面張力和增流作用， 解吸被吸附的重金屬。從而增加植物對重金屬的吸收，增大其吸收能力，提高其修復(fù)效率；重金屬的溶解濃度與其所處環(huán)境的pH密切相關(guān)，同時所處環(huán)境的pH也會對植物生長帶來重大影響。所以，通過人工調(diào)控控制其pH在一個適宜范圍內(nèi)亦可以增加其修復(fù)效率。除此之外，添加根際促生菌或者進(jìn)行電動修復(fù)也是強(qiáng)化植物修復(fù)效果的方法，亦有很多學(xué)者做了大量研究并取得了一定成果。

4結(jié)論與展望

植物修復(fù)在治理重金屬污染上具有的優(yōu)勢使得植物修復(fù)的研究日趨深入，克服其存在的缺點，具有廣闊的應(yīng)用前景。通過添加外來物質(zhì)，克服超富集植物具有生物量小、生長慢等缺點。同時，考慮到成本和二次污染的問題，開發(fā)出高效價廉且環(huán)保的物質(zhì)，應(yīng)用于植物修復(fù)的過程，培育或者尋找能夠富集多種重金屬的超富集植物具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 李法云，藏樹良，羅義.污染土壤生物修復(fù)技術(shù)研究[J].生態(tài)學(xué)雜志，2003，22（1）：35-39.

[2] SALTDE，BLAYLOCKM，NANDA-KUMARPBA，etal.Phytoremediation：A novel strategy for the removal of toxic metals from the environment using plants[J].Nature Biotechnology，1995（13）：468-474.

[3] 陳武.環(huán)境中重金屬污染土壤的植物修復(fù)研究進(jìn)展[J].化學(xué)工程與裝備，2009，8（8）：191-192.

[4] 黃益宗，郝曉偉，雷鳴，鐵柏清.重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)及其修復(fù)實踐[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2013（3）：409-417.

[5] 徐良將，張明禮，楊浩，土壤重金屬污染修復(fù)方法的研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（6）：3419-3422.

篇6

關(guān)鍵詞：土壤污染；重金屬；蔬菜基地

收稿日期：2011-05-20

基金項目：國家自然科學(xué)基金項目（編號：40963001）資助

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

中圖分類號：X852

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-9944（2011）06-0001-02

1 引言

重金屬是指密度4.0以上的約60種元素或密度在5.0以上的45 種元素。As 和Se是非金屬,但是它們的毒性及某些性質(zhì)與重金屬相似,所以將砷和硒列入重金屬污染物范圍內(nèi)［1］。重金屬污染已成為全世界人們極為關(guān)注的焦點之一。隨著全球經(jīng)濟(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)重影響作為營養(yǎng)循環(huán)和持續(xù)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)的土壤的生物量和肥力［3］。蔬菜基地的健康發(fā)展關(guān)系著人們的飲食安全和我國蔬菜的正常出口,因此治理蔬菜基地土壤重金屬污染具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。

2 蔬菜基地土壤重金屬污染物來源

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

2.1 大氣降塵污染

大氣中的有害氣體主要是由工廠排出的有毒廢氣,因其成分復(fù)雜,遷移擴(kuò)散污染面大,長期對土壤造成嚴(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),會引起土壤污染。施用化肥是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的重要措施,但不合理的使用,也會引起土壤污染［6］。長期大量使用氮肥,會破壞土壤結(jié)構(gòu),造成土壤板結(jié),生物學(xué)性質(zhì)惡化,影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。

2.3 固體廢物對土壤的污染

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

2.4 污水灌溉和污泥施肥

污水中的重金屬隨著污水灌溉進(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等營養(yǎng)元素,但同時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主要原因［8］。

3 蔬菜基地土壤重金屬污染的特點

3.1 潛伏性和滯后性

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

3.2 單向性和難治理性

進(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年時間才能夠恢復(fù),因此土壤的重金屬污染一旦發(fā)生通常很難治理,而且其治理成本較高、治理周期較長。

3.3 間接性和綜合性

土壤重金屬對人的危害主要是通過食物鏈或者滲濾進(jìn)入地下水體實現(xiàn)的。在生態(tài)環(huán)境中,往往是多種重金屬污染同時發(fā)生,形成復(fù)合污染,且污染強(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)問題對我國農(nóng)業(yè)沖擊更大。

4.2 威脅生態(tài)環(huán)境安全與人類的生存健康

土壤一旦被重金屬污染后,其危害性遠(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物和人體,最終危害人類健康［14］。

5 蔬菜基地土壤重金屬污染的治理

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

5.1 控制污染源,減少污染的排放

控制污染源,即控制進(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)實施,防患于未然。合理使用化肥、農(nóng)藥,重視開發(fā)高效低毒低殘留的化肥、農(nóng)藥。

5.2 修復(fù)被重金屬污染的蔬菜基地土壤

修復(fù)措施主要包括客土、換土和深耕翻土等。通過客土、換土和深耕翻土與污土混合,可以降低土壤中重金屬的含量,減少重金屬對土壤植物系統(tǒng)產(chǎn)生的毒害,從而使農(nóng)產(chǎn)品達(dá)到食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)［19］。對土壤重金屬污染嚴(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。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 鄭喜坤,魯安懷,高 翔,等.土壤中重金屬污染現(xiàn)狀與防治方法［J］.土壤與環(huán)境,2002,11（1）:79～84.

［2］ 陳志良,仇榮亮.重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)［J］.環(huán)境保護(hù),2001（8）:17～19.

［3］ 駱永明.金屬污染土壤的植物修復(fù)［J］.土壤,1999（5）:261～265.

［4］ 張 頌.農(nóng)田土壤重金屬污染及防治措施［J］.遼寧化工,2010,39（5）：529～534.

［5］ 劉萬玲.重金屬污染及其對植物生長發(fā)育的影響［J］.安徽農(nóng)學(xué)通報,2006,34（16）：4 026～4 027.

［6］ 沈景文.化肥農(nóng)藥和污灌對地下水的污染［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù),1992,11（ 3）:34～37.

［7］ 王煥校.污染生態(tài)學(xué)［M］.北京:高等教育出版社,2000：188～213.

［8］ 茹淑華,孫世友,王 凌,等.蔬菜重金屬污染現(xiàn)狀、污染來源及防治措施［J］.河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,10（3）:88～91.

［9］ 李永濤,吳啟堂.土壤重金屬污染治理措施綜述［J］. 熱帶亞熱帶土壤科學(xué),1997,6（2）:134～139.

［10］ 焦麗香,郭加朋.土壤重金屬的污染與治理進(jìn)展研究［J］.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2009,19（1）：155～156.

［11］ 阮俊華,張志劍,陳英旭,等.受污染土壤的農(nóng)業(yè)損失評估法初探［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù),2002,21（2）:163～165.

［12］ 李其林,駱東奇.重慶市蔬菜基地土壤中重金屬含量及污染特征［J］.土壤與環(huán)境,2000,9（4）:270～273.

［13］ 肖鵬飛,李法云,付寶榮,等.土壤重金屬污染及其植物修復(fù)研究［J］ . 遼寧大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2004,31（3）:279～283.

［14］ 胡正義.Cu 污染土壤――水稻系統(tǒng)中Cu 的分布特征［J］.環(huán)境科學(xué),2000,21（2）:62～63.

［15］ 高拯民.我國環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究現(xiàn)狀與展望［J］.土壤學(xué)報,1989,26（3）:262～272.

［16］ 鄭喜坤,魯安懷,周建利,等.我國城郊菜地土壤和蔬菜重金屬污染研究現(xiàn)狀和展望［J］.湖北農(nóng)學(xué)院學(xué)報,2002,22（5）:476～479.

［17］ 趙其國.解決我國東南沿海經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展地區(qū)資源與環(huán)境質(zhì)量問題刻不容緩［J］.土壤,2001,33（3）:113～118.

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關(guān)鍵詞：重金屬;土壤污染;修復(fù)；植物修復(fù)

一、土壤重金屬的來源

1、自然環(huán)境形成的污染源。土壤重金屬污染的一個來源是自然界本身的變化形成的。由于自然界的風(fēng)雨變換，巖石受到了風(fēng)化的反應(yīng)。因為一些巖石含有不少的重金屬元素，除了抗風(fēng)能力強(qiáng)的巖石如石英受影響較小，基本很少會出現(xiàn)重金屬物質(zhì)風(fēng)化泄露的問題外，一些抗風(fēng)能力弱的巖石如碳酸鹽類巖石就會較明顯的影響到土壤中的重金屬含量。另外，大氣中也存在著一定的重金屬，諸如火山爆發(fā)、森林火災(zāi)、風(fēng)力揚塵這些自然狀況發(fā)生的都會出現(xiàn)重金屬物質(zhì)懸浮在空氣中，在降塵之后進(jìn)入土壤，從而造成土壤重金屬污染。一旦這些污染物被植物、水體吸收，還會進(jìn)一步影響到更大的范圍。最后，自然界的土質(zhì)污染也是土壤重金屬污染的一個主要源頭，由于巖漿以及重金屬本身的質(zhì)變作用，部分含有大量重金屬物質(zhì)的工業(yè)礦床會隨著地下水、土壤層本身的發(fā)育變化而發(fā)生性質(zhì)改變，一些被搬運的突然和巖石物質(zhì)會含有大量的重金屬物質(zhì)。

2、人為因素造成的土壤重金屬污染?，F(xiàn)代生活節(jié)奏越來越快，各種城市化的腳步也越來越快，工農(nóng)業(yè)面臨著大跨步式發(fā)展。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中各種有色金屬的應(yīng)用非常廣泛，這就直接造成了重金屬的環(huán)境污染。一些工礦企業(yè)，諸如采礦、冶金、紡織染料等等企業(yè)的重金屬排放都是比較嚴(yán)重的，經(jīng)?？梢娫谶@些企業(yè)對外排放的廢水呈現(xiàn)深黑色、惡臭的狀態(tài)。當(dāng)然了，由于這些企業(yè)通常只在一些地區(qū)造成局部地區(qū)的土壤重金屬污染，然而城市中的突然重金屬污染同樣不可小覷，最為嚴(yán)重的就是汞和鉛的污染，如汽油的燃燒就造成了重金屬污染物的排放，另外，農(nóng)業(yè)中化肥、農(nóng)藥也是土壤重金屬污染的主要始作俑者。由于化肥本身的原料中就含有一定的重金屬物質(zhì)，因此長期使用化肥務(wù)必會使土壤造成不可逆轉(zhuǎn)的重金屬污染。

二、重金屬污染土壤的治理途徑

1、改土法。此法適用于小面積污染嚴(yán)重的土壤治理,一種方法是在被污染的土壤上覆蓋一層非污染土壤;另一種方法是將污染土壤部分或全部換掉,覆土和換土的厚度應(yīng)大于耕層土壤的厚度.此方法最早在英國、荷蘭、美國等國家應(yīng)用,對于降低作物體內(nèi)重金屬含量,治理土壤重金屬污染是一種切實有效的方法.但是,由于該方法需花費大量的人力與財力,并且在換土過程中,存在著占用土地、滲漏、污染環(huán)境等不良因素的影響.因而,并不是一種理想土壤重金屬污染的治理方法.

2、電化法。此法是由美國路易斯安那州立大學(xué)研究出的一種凈化土壤污染的原位修復(fù)的方法,也可稱為電動修復(fù)(Electroremediation).此法在歐美一些國家發(fā)展很快,已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化階段.其原理是,在水分飽和的污染土壤中插入一些電極,然后通一低強(qiáng)度的直流電,金屬離子在電場的作用下定向移動,在電極附近富集,從而達(dá)到清除重金屬的目的,對Cr的清除效果要優(yōu)于其它幾種重金屬.采用的電極最好是石墨,因為金屬電極本身容易被腐蝕,容易引起二次土壤污染.電極的多少、間距及深度,電流的強(qiáng)度一般根據(jù)實際需要而定.此法經(jīng)濟(jì)合理,特別適合于低滲透性的黏土和淤泥土,每立方米污染土壤需要100美元左右.而且,可以回收多種重金屬元素.但對于滲透性高、傳導(dǎo)性差的砂質(zhì)土壤清除重金屬的效果較差.

3、沖洗絡(luò)合法。用清水沖洗重金屬污染的土壤,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.為防止二次污染,再利用含有一定配位體的化合物沖淋土壤,使之與重金屬形成具有穩(wěn)定絡(luò)合常數(shù)的絡(luò)合物;或用帶有陰離子的溶液,如碳酸鹽、磷酸鹽沖洗土壤,使重金屬形成化合物沉淀,已有研究表明,CaCO3在酸性紅壤和K2HPO4對堿性的碳酸鹽褐土重金屬Cd污染的治理效果較為顯著[9].此種方法適用于對面積小、污染重的土壤治理,但同時也容易引起某些營養(yǎng)元素的淋失和沉淀.

4、熱處理法。對于具有揮發(fā)性的重金屬汞,熱處理法可將其有效地從土壤中清除去.其原理是向汞污染土壤通入熱蒸汽或用低頻加熱的方法,促使其從土壤中揮發(fā)并回收再處理.在處理土壤時,首先將土壤破碎,向土壤中加入能夠使汞化合物分解的添加劑.然后,再分兩個階段通入低溫氣體和高溫氣體使土壤干燥,去除其它易揮發(fā)物質(zhì),最后使土壤汞汽化,并收集揮發(fā)的汞蒸汽.有試驗表明,應(yīng)用熱處理法可使砂性土、粘土、壤土中Hg含量分別從15000mg/kg、900mg/kg、225mg/kg降至0.07mg/kg、0.12mg/kg和0.15mg/kg,回收的汞蒸汽純度達(dá)99%.熱處理法對于修復(fù)Hg污染土壤是一種行之有效的方法,并可以回收Hg.它的不足之處是易使土壤有機(jī)質(zhì)和土壤水遭到破壞,而且需消耗大量能量。

總之,用工程治理土壤重金屬污染,對于污染重、面積小的土壤具有治理效果明顯、迅速的優(yōu)點,但對于污染面積較大的土壤則需要消耗大量的人力與財力,而且容易導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)的破壞和土壤肥力的下降。

三、結(jié)語

以上談到的這些處理土壤重金屬污染的方法經(jīng)實踐證明都有較好的效果，相關(guān)研究人員又發(fā)現(xiàn)了植物對重金屬污染的防治技術(shù)，這是對付土壤重金屬污染的更好方式。一些對重金屬富集能力較強(qiáng)的植物往往是植株矮小，生長速度慢，且容易受到生長環(huán)境的限制，但是與常規(guī)的填埋法比起來仍然有很大的優(yōu)勢，因此我們下一步應(yīng)該加大對植物的篩選和修復(fù)技術(shù)的研究，從而提高土壤重金屬污染的處理力度。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李錄久,許圣君,李光雄,張祥明,王允青,劉英,況晶. 土壤重金屬污染與修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J]安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2004,(01) .

[2]陳懷滿.土壤―植物系統(tǒng)中的重金屬污染[M].北京:科學(xué)出版社, 1996:71-85

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關(guān)鍵詞：重金屬 采樣方法 消解方法 測定方法

中圖分類號：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（c）-0220-01

土壤與人類的生活密不可分。即使經(jīng)濟(jì)技術(shù)高速發(fā)展，土壤仍舊是人類最基本的生產(chǎn)物質(zhì)的載體。然而，隨著城市化與工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，由此造成的環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重。重金屬、農(nóng)藥、化肥等污染都是比較典型的污染。其中，重金屬是一種難以降解的污染物，具有生物累積性、富集性等特點。通過污水灌溉農(nóng)田、大氣沉降等途徑進(jìn)入土壤。影響土壤理化性質(zhì)，最終直接或間接影響人類健康。

該文綜合了幾種土壤重金屬消解和測定方法，為今后解決土壤重金屬污染這一難題提供幫助。

1 采集土壤樣品方法

對角線布點法適用于污水污染的田塊；梅花形布點法適用于污染程度均勻的土壤；棋盤式布點法適用于地形較不均勻的土壤；網(wǎng)格布點法適用于地勢平坦的土壤。

2 土壤樣品預(yù)處理

土樣在室內(nèi)風(fēng)干、磨碎，分別過尼龍篩，貯存、備用。

3 土壤樣品消解方法

3.1 酸式消解法

測定土壤中重金屬常選用的消解方法是酸式消解法。消解常用的土樣混合酸消解體系有：鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸、硝酸-氫氟酸-高氯酸、硝酸-硫酸-磷酸等。為了加速溶解土壤中的重金屬組分，也可以添加其他的氧化劑或還原劑，如高錳酸鉀、五氧化二釩等。在消解過程中，需要嚴(yán)格控制好消解的溫度和時間。溫度如果過高，消解樣品的時間將會變短。還可能將樣品的溶液蒸干，這樣會導(dǎo)致最后測定結(jié)果偏低。

3.2 堿熔消解法

堿熔消解法是將土樣與堿混合，在高溫下熔融，使土樣分解。張曄霞等[1]稱取了0.5 g土樣于鋁坩堝中。加入過氧化鈉，攪拌均勻。放于馬弗爐內(nèi)，高溫熔融。熔融后取出土樣，冷卻。移入燒杯中，加微沸水浸取，加HCl提取。將溶液轉(zhuǎn)移至容量瓶中，冷卻后定容。該方法消解土樣，樣品完全消解且操作簡便，快速，不會產(chǎn)生大量的酸蒸氣，但由于使用了大量的試劑，會引入大量的可溶性鹽和污染物質(zhì)。

3.3 高壓釜密閉消解法

該方法是將用水潤濕土壤樣品并加入混合酸，搖勻，放入能密封嚴(yán)格的聚四氟乙烯坩堝內(nèi)，放置在耐壓的不銹鋼套筒中，放入烘箱內(nèi)加熱（溫度一般低于180 ℃）的消解方法。該法具有用酸量少、易揮發(fā)元素?fù)p失少、并且土壤樣品可以同時進(jìn)行消解等特點。其不足之處是：觀察不到坩堝內(nèi)的分解反應(yīng)過程，只能在冷卻后開封才能判斷樣品是否消解完全；消解的土壤樣品質(zhì)量一般不超過1.0 g，使測定的元素含量極低的稱樣受到限制。

3.4 微波消解法

微波消解法是稱取土樣放入聚四氟乙烯消解罐中，加入混合酸，搖勻，將聚四氟乙烯消解罐套上套筒，放入微波消解儀中消解的方法。微波消解是將土樣與混合酸作為發(fā)熱體，從內(nèi)部加熱，幾乎沒有外部的熱傳導(dǎo)損失，所以微波消解的熱效率非常高，并且利用微波能激烈攪拌和充分混勻土樣，使其消解速度加快。劉善江等[2]準(zhǔn)確稱取0.5 g左右干燥的土樣，加入5mLHNO3和2mLHF，充分混合均勻。把裝有樣品的消解管放進(jìn)高壓消解罐中，擰上罐蓋，進(jìn)行微波消解。消解后取出消解管，放置在溫度智能控制電加熱器上，溫度調(diào)至140 ℃等酸近干。將管中溶液轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中定容，然后才可以對消解后的土樣進(jìn)行測定分析。

4 土壤重金屬含量的測定分析

4.1 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）是基于等離子體為激發(fā)光源的原子發(fā)射光譜的測定分析方法，可用于多元素的測定。與其他土壤重金屬含量測定分析的方法相比，ICP-AES法具有以下幾個優(yōu)點：分析靈敏度高、分析速度快、分析準(zhǔn)確度和精密度較高。ICP-AES法也有不足之處，不足之處在于它的設(shè)備和操作費用相對較高，而且樣品一般需要轉(zhuǎn)化為溶液（直接固體進(jìn)樣會降低準(zhǔn)確度），該法對有些元素的測定分析不明顯。于云江等[3]在實驗中利用該方法同時測出了Hg，Cr，Cd等元素的含量，并對這幾種元素進(jìn)行了評價分析，取得了較好的結(jié)果。

4.2 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法是在紫外光和可見光范圍之內(nèi)，處于氣態(tài)的基態(tài)原子的外層電子對原子共振輻射線的吸收強(qiáng)度，來測定被測元素含量多少的分析方法，是一種特定的原子測量光輻射的吸收方法。該方法主要適用于樣品中微量或痕量組分的分析。但該法在原則上不能多種元素同時測定。阮心玲等[4]利用石墨原子吸收法測定Cd的含量，可以精確地測定出元素含量的多少，并進(jìn)行了分析。

4.3 分光光度法

分光光度法，是在一定波長范圍或特定波長，測定被測物質(zhì)的光的吸光度，并對該物質(zhì)進(jìn)行定量和定性分析的方法。

5 結(jié)語

隨著環(huán)境污染的加劇，土壤污染逐漸受到了社會的廣泛關(guān)注，人們尤其對土壤重金屬的關(guān)注日益增加。在不斷進(jìn)步的科學(xué)技術(shù)下，土壤重金屬含量的測定方法有了很大的發(fā)展。各種分析測定儀器的操作不僅簡單快速，選擇性好，而且檢測精度和靈敏度都得到了一定的提高。它們在測定重金屬含量方面的應(yīng)用越來越廣泛，使得土壤重金屬的測定變得更加簡單和準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)

[1] 張曄霞，沈清.堿熔法消解――原子熒光法測定土壤中的錫[J].污染防治技術(shù)，2011，24（4）.

[2] 劉善江，高利娟.微波消解法在制備土壤重金屬同意測試溶液中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代儀器，2008（6）.

篇9

重金屬系指密度4.0以上約60種元素或密度在5.0以上的45種元素。砷、硒是非金屬，但是它的毒性及某些性質(zhì)與重金屬相似，所以將砷、硒列入重金屬污染物范圍內(nèi)。環(huán)境污染方面所指的重金屬主要是指生物毒性顯著的汞、福、鉛、鉻以及類金屬砷，還包括具有毒性的重金屬鋅、銅、鉆、鎳、錫、釩等污染物。 隨著全球經(jīng)濟(jì)化的迅速發(fā)展，含重金屬的污染物通過各種途徑進(jìn)人土壤，造成土壤嚴(yán)重污染。。因而如何有效地控制及治理土壤重金屬的污染，改良土壤質(zhì)量，將成為生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作中十分重要的一項內(nèi)容。

一、土壤重金屬污染的來源

土壤重金屬污染的來源主要包括工業(yè)，農(nóng)業(yè)和交通過程所產(chǎn)生污染。

1.工業(yè)污染

礦產(chǎn)冶煉加工、電鍍、塑料、電池、化工等行業(yè)是排放重金屬的主要工業(yè)源，其排放的重金屬可以氣溶膠形式進(jìn)入到大氣，經(jīng)過干濕沉降進(jìn)入土壤；另一方面，含有重金屬的工業(yè)廢渣隨意堆放或直接混入土壤，潛在地危害著土壤環(huán)境。隨著城市化發(fā)展，大量污染企業(yè)搬出城區(qū)，原有的企業(yè)污染用地成為城市土壤重金屬污染的突出問題。

2.交通污染

隨著城市化發(fā)展，交通工具的數(shù)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，進(jìn)入周圍的土壤環(huán)境，成為土壤重金屬污染的主要來源之一。

3.農(nóng)業(yè)污染

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中農(nóng)藥、化肥和有機(jī)肥的不合理使用以及使用污水灌溉農(nóng)田的行為都會造成土壤的重金屬污染。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)過程中，許多農(nóng)藥，如殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑、除學(xué)劑的大量使用引起土壤中As ， Cu等污染。

二、土壤重金屬污染的危害

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)入動物和人體中，對人類產(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。曾昭華研究得出，癌的產(chǎn)生和發(fā)展與土壤環(huán)境中Sn元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)，居住在Sn元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的地區(qū)的人群癌癥死亡率較高。 現(xiàn)有的研究表明，城市土壤中的重金屬可通過吞食、吸人和皮膚吸收等主要途徑進(jìn)入人體，直接對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)境間接的影響城市環(huán)境質(zhì)量和危害人體健康。兒童血液中Pt含量等間接結(jié)果表明，污染的城市土壤揚塵是影響人體健康的重要因素。據(jù)調(diào)查，中國兒童血鉛超過國家標(biāo)準(zhǔn)（100 g/L）者達(dá)二成，大城市超標(biāo)率達(dá)60%以上，且市區(qū)普遍高于郊區(qū)；據(jù)美國學(xué)者研究網(wǎng)，城市兒童血Pb 與城市土壤Ph含量呈顯著的指數(shù)關(guān)系（血Pb = 18. 5 + 7.2xPb10.4）。土壤重金屬污染兒素Pb， Cd， Ni， Hg， As，Cn.zn等人體中的積累都會對健康造成嚴(yán)重的危害。

三、土壤重金屬污染治理方法

1.傳統(tǒng)方法——生物修復(fù)法

生物修復(fù)技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種有效的用于污染土壤治理的方法，包括微生物、植物和動物等修復(fù)方法，具有成本低、無二次污染和處理效果好等優(yōu)點，能達(dá)到對污染土壤永久清潔修復(fù)的日的。生物修復(fù)有原位和異位兩種，原位微生物修復(fù)在西方發(fā)達(dá)國家應(yīng)用較為普遍，是指在不破壞土壤基本結(jié)構(gòu)的情況下，依賴于土著微生物或外源微生物的降解能力失除污染物。 重金屬污染土壤的植物修復(fù)主要是利用植物對重金屬的吸收、富集和轉(zhuǎn)化能力把土壤中殘存的重金屬吸收、富集到植物體內(nèi)，然后收獲植物，通過焚燒等方法回收重金屬，減少進(jìn)人土壤中重金屬的含量。對于重金屬污染土壤的植物修復(fù)，關(guān)鍵是尋找與篩選出超富集植物。動物修復(fù)法是土壤中的一些大型動物如蛆叫，能吸收或富集土壤中的殘留農(nóng)藥，并通過其代謝作用，把部分農(nóng)藥分解為低毒或無毒產(chǎn)物。同時土壤中還生存著豐富的小型動物群，如線蟲、跳蟲、娛蛤、蜘蛛、土蜂等，均對土壤中的農(nóng)藥有一定的吸收和富集作用，可以從土壤中帶走一部分農(nóng)藥。

2.新興方法——污染生態(tài)化學(xué)修復(fù)法

污染生態(tài)化學(xué)修復(fù)技術(shù)是近年來興起的一種技術(shù)，并被有關(guān)專家認(rèn)為是21世紀(jì)污染土壤修復(fù)技術(shù)的發(fā)展方向。它是微生物修復(fù)、植物修復(fù)和化學(xué)修復(fù)技術(shù)的綜合，具有比其他方法更好的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在：生態(tài)影響小，生態(tài)化學(xué)修復(fù)注意和土壤的自然生態(tài)過程相協(xié)調(diào)，其最終的產(chǎn)物為CO、水和脂肪酸，不會形成二次污染；費用低，緊密結(jié)合市場，容易被大眾接受；應(yīng)用范圍廣，可以在其他方法不能進(jìn)行的場地進(jìn)行，同時還可以處理地下水污染，易操作，容易推廣。

3.新方法的提出——環(huán)境礦物學(xué)新方法

人們一直強(qiáng)調(diào)土壤自身的凈化能力，但土壤自凈化能力離不開土壤中礦物種對重金屬的吸附與解吸作用、固定與釋放作用，土壤中具體礦物的凈化能力才真正體現(xiàn)土壤自身的凈化能力和容納能力。土壤中有毒有害元素含量的高低，并不是直接判定土壤環(huán)境質(zhì)量優(yōu)劣乃至土壤生態(tài)效應(yīng)的唯一標(biāo)志，關(guān)鍵問題是要揭示這些重金屬在土壤中與各種無機(jī)物之間具有怎樣的環(huán)境平衡關(guān)系。在國內(nèi)外為尋求地下水和土壤有機(jī)污染的修復(fù)方法而直接對土壤中多種粘土礦物進(jìn)行改性研究，即利用有機(jī)表面活性劑去置換天然粘土礦物中存在著的大量可交換的無機(jī)陽離子，以形成有機(jī)粘土礦物，可有效截住或固定有機(jī)污染物，阻止地下水的進(jìn)一步污染，限制有機(jī)污染物在土壤環(huán)境中遷移擴(kuò)散。但特別需要指出的是，在粘土礦物改性過程中，其中的固定態(tài)重金屬也一并被置換出來，導(dǎo)致土壤系統(tǒng)中業(yè)已建立環(huán)境平衡被打破，使得土壤環(huán)境中解吸釋放態(tài)重金屬污染物總量大大增加。至此，土壤中重金屬污染物既來源于土壤中活動態(tài)的重金屬，又來源于改性粘土礦物時被置換釋放出來的重金屬。

參考文獻(xiàn)

[1]張浩，王濟(jì)，曾希柏.城市上壤重金屬污染及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng) [J]環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2010.22 （2） ：11-18.

篇10

關(guān)鍵詞:土壤污染、生物修復(fù)、研究進(jìn)展

前言

土壤重金屬污染是指由于人類活動將金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。加之重金屬離子難移動性，長期滯留性和不可分解性的特點，對土壤生態(tài)環(huán)境造成了極大破壞，同時食物通過食物鏈最終進(jìn)入人體，嚴(yán)重危害人體健康，已成為不可忽視的環(huán)境問題。隨著我國人民生活水平的提高，生態(tài)環(huán)境保護(hù)日趨受到重視，國家對污染土壤治理和修復(fù)的人力，物力的投入逐年增加，土壤污染物的去除以及修復(fù)問題，已成為土壤環(huán)境研究領(lǐng)域的重要課題。而生物修復(fù)技術(shù)是近20年發(fā)展起來的一項用于污染土壤治理的新技術(shù)，同傳統(tǒng)處理技術(shù)相比具有明顯優(yōu)勢，例如其處理成本低，只為焚燒法的1/2-1/3，處理效果好，生化處理后污染物殘留量可達(dá)到很低水平;對環(huán)境影響小，無二次污染，最終產(chǎn)物CO2、H2O和脂肪酸對人體無害，可以就地處理，避免了集輸過程的二次污染，節(jié)省了處理費用，因而該技術(shù)成為最有發(fā)展?jié)摿褪袌銮熬暗男迯?fù)技術(shù)。

1.污染土壤生物修復(fù)的基本原理和特點

土壤生物修復(fù)的基本原理是利用土壤中天然的微生物資源或人為投加目的菌株，甚至用構(gòu)建的特異降解功能菌投加到各污染土壤中，將滯留的污染物快速降解和轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì)，使土壤恢復(fù)其天然功能。由于自然的生物修復(fù)過程一般較慢，難于實際應(yīng)用，因而生物修復(fù)技術(shù)是工程化在人為促進(jìn)條件下的生物修復(fù)，利用微生物的降解作用，去除土壤中石油烴類及各種有毒有害的有機(jī)污染物，降解過程可以通過改變土壤理化條件(溫度、濕度、pH值、通氣及營養(yǎng)添加等)來完成，也可接種經(jīng)特殊馴化與構(gòu)建的工程微生物提高降解速率。

2.污染土壤生物修復(fù)技術(shù)的種類

目前，微生物修復(fù)技術(shù)方法主要有3種:原位修復(fù)技術(shù)、異位修復(fù)技術(shù)和原位-異位修復(fù)技術(shù)。

2.1 原位修復(fù)技術(shù)：

原位修復(fù)技術(shù)是在不破壞土壤基本結(jié)構(gòu)的情況下的微生物修復(fù)技術(shù)。有投菌法、生物培養(yǎng)法和生物通氣法等，主要用于被有機(jī)污染物污染的土壤修復(fù)。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌，同時投加微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，通過微生物對污染物的降解和代謝達(dá)到去除污染物的目的。生物培養(yǎng)法是定期向土壤中投加過氧化氫和營養(yǎng)物，過氧化氫則在代謝過程中作為電子受體，以滿足土壤微生物代謝，將污染物徹底分解為CO2和H2O。生物通氣法是一種加壓氧化的生物降解方法，它是在污染的土壤上打上幾眼深井，安裝鼓風(fēng)機(jī)和抽真空機(jī)，將空氣強(qiáng)行排入土壤中，然后抽出，土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物也隨之去除。在通入空氣時，加入一定量的氨氣，可為土壤中的降解菌提供所需要的氮源，提高微生物的活性，增加去除效率。

2.2 異位修復(fù)技術(shù)：

異位修復(fù)處理污染土壤時，需要對污染的土壤進(jìn)行大范圍的擾動，主要技術(shù)包括預(yù)制床技術(shù)、生物反應(yīng)器技術(shù)、厭氧處理和常規(guī)的堆肥法。預(yù)制床技術(shù)是在平臺上鋪上砂子和石子，再鋪上15-30cm厚的污染土壤，加入營養(yǎng)液和水，必要時加入表面活性劑，定期翻動充氧，以滿足土壤微生物對氧的需要，處理過程中流出的滲濾液，即時回灌于土層，以徹底清除污染物。生物反應(yīng)器技術(shù)是把污染的土壤移到生物反應(yīng)器，加水混合成泥漿，調(diào)節(jié)適宣的pH值，同時加入一定量的營養(yǎng)物質(zhì)和表面活性劑，底部鼓入空氣充氧，滿足微生物所需氧氣的同時，使微生物與污染物充分接觸，加速污染物的降解，降解完成后，過濾脫水這種方法處理效果好、速度快，但僅僅適宜于小范圍的污染治理。厭氧處理技術(shù)適于高濃度有機(jī)污染的土壤處理，但處理條件難于控制。常規(guī)堆肥法是傳統(tǒng)堆肥和生物治理技術(shù)的結(jié)合，向土壤中摻入枯枝落葉或糞肥，加入石灰調(diào)節(jié)pH值，人工充氧，依靠其自然存在的微生物使有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化，是一種有機(jī)物高溫降解的固相過程。上述方法要想獲得高的污染去除效率，關(guān)鍵是菌種的馴化和篩選。由于幾乎每一種有機(jī)污染物或重金屬都能找到多種有益的降解微生物。因此，尋找高效污染物降解菌是生物修復(fù)技術(shù)研究的熱點。

3.影響污染土壤生物修復(fù)的主要因子

3.1 污染物的性質(zhì)：

重金屬污染物在土壤中常以多種形態(tài)貯存，不同的化學(xué)形態(tài)對植物的有效性不同。某種生物可能對某種單一重金屬具有較強(qiáng)的修復(fù)作用。此外，重金屬污染的方式(單一污染或復(fù)合污染)，污染物濃度的高低也是影響修復(fù)效果的重要因素。有機(jī)污染物的結(jié)構(gòu)不同，其在土壤中的降解差異也較大。

3.2 環(huán)境因子：

了解和掌握土壤的水分、營養(yǎng)等供給狀況，擬訂合適的施肥、灌水、通氣等管理方案，補(bǔ)充微生物和植物在對污染物修復(fù)過程中的養(yǎng)分和水分消耗，可提高生物修復(fù)的效率。一般來說土壤鹽度、酸堿度和氧化還原條件與重金屬化學(xué)形態(tài)、生物可利用性及生物活性有密切關(guān)系，也是影響生物對重金屬污染土壤修復(fù)效率的重要環(huán)境條件。

3.3 生物體本身：

微生物的種類和活性直接影響修復(fù)的效果。由于微生物的生物體很小，吸收的金屬量較少，難以后續(xù)處理，限制了利用微生物進(jìn)行大面積現(xiàn)場修復(fù)的應(yīng)用，

植物體由于生物量大且易于后續(xù)處理，利用植物對金屬污染位點進(jìn)行修復(fù)成為解決環(huán)境中重金屬污染問題的一個很有前景的選擇。但由于超積累重金屬植物一般生長緩慢，且對重金屬存在選擇作用，不適于多種重金屬復(fù)合污染土壤的修復(fù)。因此，在選擇修復(fù)技術(shù)時，應(yīng)根據(jù)污染物性質(zhì)、土壤條件、污染程度、預(yù)期修復(fù)目標(biāo)、時間限制、成本及修復(fù)技術(shù)的適用范圍等因素加以綜合考慮。

4.發(fā)展中存在的問題：

生物修復(fù)技術(shù)作為近20年發(fā)展起來的一項用于污染土壤治理的新技術(shù)，雖取得很大進(jìn)步和成功，但處于實驗室或模擬實驗階段的研究結(jié)果較多，商業(yè)性應(yīng)用還待開發(fā)。此外，由于生物修復(fù)效果受到如共存的有毒物質(zhì)(Co-toxicants)(如重金屬)對生物降解作用的抑制；電子受體(營養(yǎng)物)釋放的物理性障礙;物理因子(如低溫)引起的低反應(yīng)速率;污染物的生物不可利用性;污染物被轉(zhuǎn)化成有毒的代謝產(chǎn)物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化學(xué)能力的微生物等因素制約。因此，目前經(jīng)生物修復(fù)處理的污染土壤，其污染物含量還不能完全達(dá)到指標(biāo)的濃度要求。

5.應(yīng)用前景及建議：

隨著生物技術(shù)和基因工程技術(shù)的發(fā)展，土壤生物修復(fù)技術(shù)研究與應(yīng)用將不斷深入并走向成熟，特別是微生物修復(fù)技術(shù)、植物生物修復(fù)技術(shù)和菌根技術(shù)的綜合運用將為有毒、難降解、有機(jī)物污染土壤的修復(fù)帶來希望。為此，建議今后在生物修復(fù)技術(shù)的研究和開發(fā)方面加強(qiáng)做好以下幾項工作:

(1)進(jìn)一步深入研究植物超積累重金屬的機(jī)理，超積累效率與土壤中重金屬元素的價態(tài)、形態(tài)及環(huán)境因素的關(guān)系。

(2)加強(qiáng)微生物分解污染物的代謝過程、植物-微生物共存體系的研究以及植物-微生物聯(lián)合修復(fù)對污染物的修復(fù)作用與植物種類具有密切關(guān)系。

(3)應(yīng)用現(xiàn)代分子生物學(xué)與基因工程技術(shù)，使超積累植物的生物學(xué)性狀(個體大小、生物量、生長速率、生長周期等)進(jìn)一步改善與提高，培養(yǎng)篩選專一或廣譜性的微生物種群(類)，并構(gòu)建高效降解污染物的微生物基因工程菌，提高植物與微生物對污染土壤生物修復(fù)的效率。

(4)創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境，協(xié)調(diào)土著微生物和外來微生物的關(guān)系，使微生物的修復(fù)效果達(dá)到最佳，并充分發(fā)揮生物修復(fù)與其他修復(fù)技術(shù)(如化學(xué)修復(fù))的聯(lián)合修復(fù)作用。

(5)盡快建立生物修復(fù)過程中污染物的生態(tài)化學(xué)過程量化數(shù)學(xué)模型、生態(tài)風(fēng)險及安全評價、監(jiān)測和管理指標(biāo)體系。

結(jié)論

綜上所述，我們不難發(fā)現(xiàn)由于土壤重金屬來源復(fù)雜，土壤中重金屬不同形態(tài)、不同重金屬之間及與其它污染物的相互作用產(chǎn)生各種復(fù)合污染物的復(fù)雜性增加了對土壤重金屬治理和修復(fù)難度，且重金屬對動植物和人體的危害具有長期性、潛在性和不可逆性，同時進(jìn)一步惡化了土壤條件，嚴(yán)重制約了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的加速發(fā)展，所以要更好的防治土壤重金屬污染還需要廣大科研工作者不懈的努力，研發(fā)出更好的效率更高的修復(fù)治理技術(shù)，同時我們還不應(yīng)該忘記必須加強(qiáng)企業(yè)自身的環(huán)保意識，提高企業(yè)自我約束能力，始終將防治污染積極治理作為企業(yè)工作的頭等大事來抓，把企業(yè)對環(huán)境的污染程度降到最低限度，形成全社會都來重視土壤污染問題的良好環(huán)保氛圍，逐步改善我們的土壤生態(tài)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1] 錢暑強(qiáng)，劉錚.污染土壤修復(fù)技術(shù)介紹[J].化工進(jìn)展，2000(4):10-12，20.

[2] 陳玉成.土壤污染的生物修復(fù)[J].環(huán)境科學(xué)動態(tài)，

1999，(2):7-11.

[3] 李凱峰，溫青，石汕.污染土壤的生物修復(fù)[J].化學(xué)工程師，2002，93(6):52-53.

[4] 楊國棟.污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)主要研究內(nèi)容和方法

[5] 張春桂，許華夏，姜晴楠.污染土壤生物恢復(fù)技術(shù)[J].生態(tài)學(xué)雜志，1997，18(4):52-58.

[6] 李法云，臧樹良，羅義.污染土壤生物修復(fù)枝木研究[J].生態(tài)學(xué)雜志，2003，22(1):35-39.

[7] 滕應(yīng)，黃昌勇.重金屬污染土壤的微生物生態(tài)效應(yīng)及修復(fù)研究進(jìn)展[J].土壤與環(huán)境，2002，11(1):85-89.

[8] 沈德中.污染環(huán)境的生物修復(fù)(第一版)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2001:14，311.