重金属污染治理方法范文

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一、土壤重金属污染的来源

土壤重金属污染的来源主要包括工业，农业和交通过程所产生污染。

1.工业污染

矿产冶炼加工、电镀、塑料、电池、化工等行业是排放重金属的主要工业源，其排放的重金属可以气溶胶形式进入到大气，经过干湿沉降进入土壤；另一方面，含有重金属的工业废渣随意堆放或直接混入土壤，潜在地危害着土壤环境。随着城市化发展，大量污染企业搬出城区，原有的企业污染用地成为城市土壤重金属污染的突出问题。

2.交通污染

随着城市化发展，交通工具的数量急剧增加，汽车轮胎及排放的废气中含有Pb， Zn， Cu等多种重金属元素，进入周围的土壤环境，成为土壤重金属污染的主要来源之一。

3.农业污染

农业生产过程中农药、化肥和有机肥的不合理使用以及使用污水灌溉农田的行为都会造成土壤的重金属污染。在现代农业过程中，许多农药，如杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂、除学剂的大量使用引起土壤中As ， Cu等污染。

二、土壤重金属污染的危害

受污染的土壤暴露在城市环境中，形成粉尘直接或间接进入动物和人体中，对人类产生危害。此外，郊区蔬菜基地土壤受到污染，重金属容易被植物利用而进入食物链.最终通过食物链影响人类的健康。曾昭华研究得出，癌的产生和发展与土壤环境中Sn元素质量分数有关，居住在Sn元素质量分数高的地区的人群癌症死亡率较高。 现有的研究表明，城市土壤中的重金属可通过吞食、吸人和皮肤吸收等主要途径进入人体，直接对人特别是儿童的健康造成危害，还可通过污染食物、大气和水环境间接的影响城市环境质量和危害人体健康。儿童血液中Pt含量等间接结果表明，污染的城市土壤扬尘是影响人体健康的重要因素。据调查，中国儿童血铅超过国家标准（100 g/L）者达二成，大城市超标率达60%以上，且市区普遍高于郊区；据美国学者研究网，城市儿童血Pb 与城市土壤Ph含量呈显著的指数关系（血Pb = 18. 5 + 7.2xPb10.4）。土壤重金属污染儿素Pb， Cd， Ni， Hg， As，Cn.zn等人体中的积累都会对健康造成严重的危害。

三、土壤重金属污染治理方法

1.传统方法——生物修复法

生物修复技术是近年来发展起来的一种有效的用于污染土壤治理的方法，包括微生物、植物和动物等修复方法，具有成本低、无二次污染和处理效果好等优点，能达到对污染土壤永久清洁修复的日的。生物修复有原位和异位两种，原位微生物修复在西方发达国家应用较为普遍，是指在不破坏土壤基本结构的情况下，依赖于土著微生物或外源微生物的降解能力失除污染物。 重金属污染土壤的植物修复主要是利用植物对重金属的吸收、富集和转化能力把土壤中残存的重金属吸收、富集到植物体内，然后收获植物，通过焚烧等方法回收重金属，减少进人土壤中重金属的含量。对于重金属污染土壤的植物修复，关键是寻找与筛选出超富集植物。动物修复法是土壤中的一些大型动物如蛆叫，能吸收或富集土壤中的残留农药，并通过其代谢作用，把部分农药分解为低毒或无毒产物。同时土壤中还生存着丰富的小型动物群，如线虫、跳虫、娱蛤、蜘蛛、土蜂等，均对土壤中的农药有一定的吸收和富集作用，可以从土壤中带走一部分农药。

2.新兴方法——污染生态化学修复法

污染生态化学修复技术是近年来兴起的一种技术，并被有关专家认为是21世纪污染土壤修复技术的发展方向。它是微生物修复、植物修复和化学修复技术的综合，具有比其他方法更好的优势，主要表现在：生态影响小，生态化学修复注意和土壤的自然生态过程相协调，其最终的产物为CO、水和脂肪酸，不会形成二次污染；费用低，紧密结合市场，容易被大众接受；应用范围广，可以在其他方法不能进行的场地进行，同时还可以处理地下水污染，易操作，容易推广。

3.新方法的提出——环境矿物学新方法

人们一直强调土壤自身的净化能力，但土壤自净化能力离不开土壤中矿物种对重金属的吸附与解吸作用、固定与释放作用，土壤中具体矿物的净化能力才真正体现土壤自身的净化能力和容纳能力。土壤中有毒有害元素含量的高低，并不是直接判定土壤环境质量优劣乃至土壤生态效应的唯一标志，关键问题是要揭示这些重金属在土壤中与各种无机物之间具有怎样的环境平衡关系。在国内外为寻求地下水和土壤有机污染的修复方法而直接对土壤中多种粘土矿物进行改性研究，即利用有机表面活性剂去置换天然粘土矿物中存在着的大量可交换的无机阳离子，以形成有机粘土矿物，可有效截住或固定有机污染物，阻止地下水的进一步污染，限制有机污染物在土壤环境中迁移扩散。但特别需要指出的是，在粘土矿物改性过程中，其中的固定态重金属也一并被置换出来，导致土壤系统中业已建立环境平衡被打破，使得土壤环境中解吸释放态重金属污染物总量大大增加。至此，土壤中重金属污染物既来源于土壤中活动态的重金属，又来源于改性粘土矿物时被置换释放出来的重金属。

参考文献

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作为人类发展的基础，土壤资源往往在城市化以及工业化的发展之下出现了不同程度的污染以及破坏。在这样的背景之下，我国的土壤容易受到重金属的污染而危害人类的生命安全。本文基于此，分析探讨国内外土壤重金属污染防治技术以及相关研究的发展。

1 土壤重金属污染预防的发展历程

1.1 预防体制

基于世界各国城市化以及工业化发展程度的日益加深，各国家普遍存在土壤重金属污染的问题。为了进一步促进各类问题的解决，世界各国加强了对于土壤重金属污染预防。关于土壤重金属污染预防的发展历程，笔者进行了相关总结，具体内容如下。

日本为了进一步促进土壤重金属污染问题的解决，颁布了《土壤环境标准》《土壤污染对策法》等法律法规，而我国自改革开放之后，逐步加强了对于环境问题的关注，并于1989年颁布《中华人民共和国环境保护法》，开始了我国土壤重金属污染问题的处理，随后中国在该法律的基础之上进行修订工作，从而实现了对于污染物排放的限制与处理。

1.2 预防技术

为了进一步实现按土壤重金属污染问题的解决，各国逐步提出了清洁生产的概念。在这样的背景之下，欧共体于1979年宣布推行工业清洁生产的政策。在这样的背景之下，该区域的农业生产部门加强了对于各类先进生产技术的运用，从而实现了农业的清洁生产，规避了农业化学产品的超量使用对土壤污染。

事实上，这种从源头上降低污染源的措施，能够降低了土壤中重金属离子的引入，从而实现了土壤资源的保护。

2 土壤重金属污染治理方法

目前，我国处于经济结构转型期间，土壤重金属污染的问题也较重。在这样的背景之下，为了实现我国社会的绿色、低碳、可持续发展，我国的有关部门加强了对于该类问题的解决。关于常见的土壤重金属污染治理方法，笔者进行了相关总结，具体内容如下。

2.1 工程治理法

所谓的工程治理法，指的是相关单位借助物理原理以及方法进行土壤重金属污染问题的解决。在传统的工程治理过程中，工作人员多借助换土、翻土等方法进行作业，但伴随着科学技术的不断变更，我国有关部门逐步采用淋洗法、电解法、热处理等办法进行作业。

一般而言，工程治理方法在运行的过程中具有效果显著等特点，但是其因为工程复杂、工程量等问题进而导致工程成本的进一步增加。此外，该方法在运用的过程中往往因为维护措施不到位而导致部分土壤中的金属元素被迁移到其他地区，造成土壤重金属污染面积的扩大，难以真正改善土壤的重金属污染现状。

以日本富士县神通川流域的土壤重金属污染防治为例，为了降低土壤中的镉元素，相关单位加强了对于工程治理法的运用。在这一过程中，工程单位去除污染区域15cm的表土，并压实心土，并采用淋洗法对污染土壤进行清洗。

2.2 农业治理

所谓的农业治理，指的是通过优化、完善传统的耕作管理制度，实现土壤重金属污染的降低。在这一过程中，工作人员需要依据重金属污染的实际状况而选择相应的植物种植，从而实现了对于土壤中重金属元素的消除。此外，在农业治理的过程中，作业人员还需要合理选择花费，从而降低土壤中的重金属元素。

学者林汲等人就通过实验分析发现了硅藻土有机肥能够实现对于Cd、Zn重金属离子的吸收，从而降低了土壤中的重金属离子。一般而言，该方法在运行的过程中普遍存在操作简便、费用低的特点，但是由于其仍旧未能够从根本上消除重金属污染，进而导致其只能够作为辅助手段进行处理。

在进行广西壮族自治^环江县废矿土壤污染治理的过程中，中科院地理所环境修复中心陈同斌率团队，借助蜈蚣草等植物开展了土壤重金属处理工作，并成功修复1280亩重金属污染农田。

2.3 生物治理

生物治理方法在运行的过程中主要借助生物生命代谢活动的开展，从而降低了环境中重金属污染的浓度。从而确保部分受到污染的土壤能够恢复到初始状态。一般而言，生物治理方法在运用的过程中因为参与治理的主角不同，故而分为动物修复、微生物修复以及植物修复。

所谓的动物修复技术，指的是有关部门以及人员利用土壤中的低等动物进行土壤中重金属的吸收，从而实现了土壤中重金属含量的进一步降低。相关的研究表明，蚯蚓的出现能够实现对于硒、铜元素的吸收。事实上，该方法在推行的过程中也具有一定的问题：诸如低等动物往往会将吸收的金属元素再次释放到土壤中，从而造成了二次污染。

微生物修复技术则是利用土壤中的微生物进行各类金属元素的吸收。目前，最为常用的微生物就是――真菌。真菌在生存的过程中往往能够分泌一定量的氨基酸、有机酸等物质，从而实现了对于重金属的溶解。目前，从相关的研究分析可以发现：微生物修复技术在运行的过程中具有较为光明的前景，且能够较好的实现我国土壤重金属问题的解决。

植物修复技术的运行原理主要是在污染的区域种植特定植物，从而借助植物的生长过程实现对于重金属的吸收以及化解。目前，植物提取技术获得了相关研究人员的重视，并由此促进了土壤重金属问题的解决。现阶段，最为常用的植物有遏蓝菜、高山甘薯等。

仍旧以日本富士县神通川流域的土壤重金属污染防治为例，土壤重金属处理单位在含镉100mg/kg土壤上进行苎麻的种植，从而由此实现对于土壤中镉元素含量的降低。该地区在采取生物法治理土壤重金属污染的过程中，实现了镉元素含量降低27.6%。

3 发展论述

为了进一步促进我国土壤重金属污染问题的解决，我国的有关部门需要从法律的角度出手，加强对于各类土壤重金属污染法律法规的制定。此外，我国还需要加强对于清洁生产的发展，并大力运用清洁能源。而在已经发生的土壤重金属污染问题，作业人员需要加强植物修复技术的运用。

4 结束语

为了进一步促进我国土地重金属污染问题的解决，我国的有关部门以及人员需要采取科学的方式进行问题解决。本文基于此，分析探讨土壤重金属污染预防的发展历程（预防体制、预防技术），并就常见的土壤重金属污染治理方法进行分析，最后论述了我国土壤重金属污染问题解决的措施。笔者认为，随着相关措施的落实到位，我国的环境问题必将得到显著的改善。

参考文献

[1] 李录久，许圣君，李光雄，张祥明，王允青，刘英，况晶.土壤重金属污染与修复技术研究进展[J].安徽

农业科学，2014（1）：156-158.

[2] 董文洪，杨海，令狐文生.土壤重金属污染及修复技术研究进展[J].化学试剂，2016（12）：1170-1174.

[3] 廖健.土壤重金属污染及其化学修复技术的研究进展[J].中国石油和化工标准与质量，2013

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中图分类号：X53 文献标识码：A

前言

因城市土壤吸收了工业污染源、燃煤污染源及交通污染源等释放的重金属，在一定程度上对人类的健康造成影响，且对地表水及地下水等水生生态系统造成污染，导致水质系统紊乱，所以土壤重金属污染问题在城市土壤研究中占据重要地位。目前，对城市土壤重金属污染采取有效的管理及治理措施是必要的，避免土壤重金属污染导致大气和地下水质量的进一步恶化及循环。

1 我国城市土壤重金属污染危害分析

回顾性分析导致城市土壤出现重金属污染问题，其“罪魁祸首”多是由于人类日常活动造成的，如不同工矿企业生产对土壤重金属的额外输入及农业生产活动影响下的土壤重金属输入、交通运输对土壤重金属污染的影响等。自然成土条件也会对土壤重金属污染造成影响，如风力与水力的自然物理、化学迁移过程等带来的影响，又如成本母质的风化过程对土壤重金属本底含量的改变[1]。目前，我国很多大城市的土壤仍旧面临着铅、贡及镉等主要污染元素的继续污染，例如，北京、上海、重庆、广州等，土壤都受到不同程度的重金属污染。随着工业、城市污染的加剧以及农业使用化学药剂的增加，城市重金属污染程度日益严重，有关研究统计，目前我国受铅、镉、砷及铬等重金属污染的耕地及城市环境面积共约2000万hm2，占总耕面积的20%。随着土壤重金属污染面积的扩大，我国大量植物生长受到影响，植株叶片失绿，出现大小不等的棕色斑块，同时，根部的颜色加深，导致根部发育不良，形成珊瑚状根，阻碍植株生长，甚至死亡。此外，大量研究证实，土壤重金属污染影响农业作物的产量与质量，人类通过食用这些农作物产品会对健康及生命造成一定威胁。例如，体内重金属镉含量的增加会导致人类出现高血压，从而引发心脑血管疾病；基于铅属于土壤污染中毒性极高的重金属，临床验证一经进入人体，将难以排出，从而影响身体健康，其能对人的脑细胞造成危害，尤其是处于孕期中的胎儿，其神经系统受到影响，导致新生儿智力低下；再者，重金属砷具有剧毒，人类长期接触少量的砷，会导致身体慢性中毒，是皮肤癌产生的明确因素。

2 防治措施与发展展望

2.1 综合措施的运用

应对城市土壤重金属污染问题采取必要的措施，现阶段采用物理化学法结合生物修复法的综合措施进行干预。顾名思义，物理化学法即是运用物理、化学的理论知识研究出治理土壤重金属污染的有效方法。基于土壤重金属污染前期，污染具有集中的特点，易采取的方法为电动化学法、物理固化法。通常采用物理化学法治理重金属污染重且面积较小的土壤，过程中能体现物理化学法效果显著且迅速的特点。例如，我国对城市园林土壤重金属污染，采用物理化学法进行干预，减少了园林植株受损的数量。但对于重金属污染面积过大的城市园林不易采用物理化学法，因土壤污染面积过大，致使人力与财力的投入量增加，且易破坏土壤结构，从而降低土壤肥力。利用生物的新陈代谢活动降低土壤重金属的浓度，使土壤的污染环境得到大部分或彻底恢复，这一过程称为生物修复。实践中，生物修复具有效果佳，无二次污染的优点，且能降低投资费用，便于管理，利于操作[2]。随着生物修复在治理污染问题中的技术运用逐渐推进，已纳入土壤污染修复方法中的焦点行列。

2.2 发展趋势

现阶段，基于我国土壤重金属污染治理法中的生物修复法尚处于初级阶段，有待于提升其应用价值。就我国领土拥有丰富的植被资源而言，为尽可能保护植被资源，应尽快从植被中选取出能抵抗超量重金属的植物，并从能抵抗超量重金属的植物种类中选取相对应的突变体，从而构建起能抵抗超量重金属的植物数据库，并依次对数据库中的植物进行生理及生化的研究。在研究中，采用先进信息技术GPS加强城市区域土壤重金属镉、铅、砷及铬等含量的空间变异与分布控制研究。同时，对土壤中复合重金属污染中各元素间的作用与关系进行研究，从而不断优化物理化学法。

有关文献表明，我国城市土壤重金属污染治理在未来将会面向以下几方面发展，其发展趋势具有极大突破点。以我国各个城市土壤重金属污染的数据为依据，建立起综合的城市土壤数据库，以便于全面且彻底的开展城市土壤重金属污染的调查，有关内容包括：重金属的种类、含量、分布地段及其来源；着手于我国各个城市土壤中污染物质的含量研究，分析生物效应以及人类健康风险，从而为治理土壤污染问题奠定基础；土壤重金属污染涉及面较广，除影响生物及人类健康之外，对土壤、水质、空气质量及大自然整个生态系统都造成了不可避免的影响。因此，将这一课题纳入研究中是必要的，未来将面向对土壤重金属污染与地表及地下水、空气可吸入颗粒物含量与其性质存在的关系进行研究[3]；不断优化判断重金属污染来源的相关技术；我国区域城市土壤重金属污染研究主要依据的工具是可视化计算机软件（GIS），利用其强大的空间分析功能与空间数据管理功能运用在判断重金属污染源及其分布地段的研究中，同时能对我国区域城市重金属污染的风险评估进行分析。

3 结语

综上所述，对土壤生态系统的结构、功能与水、土、气、生等其他生态系统的友好关系进行维护是污染治理的前提。目前，我国土壤重金属污染治理正处于上升阶段，面向深化研究，势必探讨出更有成效的治理方法，使人们的生活及健康得到保障。

参考文献

[1] 楚纯洁，朱正涛.城市土壤重金属污染研究现状及问题[J].环境研究与监测，2010，05（11）：109-110.

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中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）10-0221-01

重金属对人类具有巨大的危害，能引起头痛、头晕、失眠、健忘、神经错乱、关节疼痛、结石、癌症（如肝癌、胃癌、肠癌、膀胱癌、乳腺癌、前列腺癌）、乌脚病、畸形儿等。随着社会经济的发展，我国重金属污染已越来越严重，重金属污染事故频发。例如，2005年的广东北江韶关段镉严重超标事件、2006年的湘江湖南株洲段镉污染事故、2009年的湖南省浏阳市镉污染事件、2010年福建紫金矿业、2011年山东渤海蓬莱油田漏油、2011年云南曲靖铬渣非法倾倒、2012年广西龙江河的镉污染等。近年来，社会各界对重金属污染问题已经越来越关注，重金属污染治理技术的研究备受重视。

1 物理化学修复技术

物理化学修复技术是利用机械、化学等技术治理重金属污染的方法。该技术在治理重金属土壤污染方面使用较多，其主要包括改土法、冲洗沉淀法、热处理法、污染物固化法等方法。例如，沈阳张士灌区土壤中[1]56.3%的Cd累积于土壤的上表层，利用改土法，去表层土，能够使稻米中的Cd含量降低50%左右。用物理化学方法治理重金属污染，对于面积小的土壤治理效果较好，但是该项技术费用较高，而且容易导致二次污染，因此难以大面积推广应用。

2 农业化学调控技术

农业化学调控技术指利用化学改良剂等降低重金属的毒害。植物从土壤中吸收重金属的过程，受土壤pH值、施肥种类等因素影响。因此，能够通过调节土壤pH值、有机质等条件，改变土壤中重金属的扩散性，同时还能够减少其生物有效性。例如，可以通过施用石灰、矿渣等碱性物质或碱性肥料等手段，降低作物对土壤中重金属的吸收作用[2-3]。

3 垃圾堆肥技术

垃圾堆肥中的重金属以残渣态形式存在，经过堆肥技术处理后，可以降低重金属含量，并能够促使重金属被生物吸收利用。如Saciragic研究蚯蚓及蠕虫处理下水道中的重金属污染，试验显示：①与对照相比，积累在蚯蚓体内的重金属含量非常高：Cu 12倍、Pb 10倍、Cr 8倍、Zn 715倍、Ni 6倍、Cd 415倍、Mn 315倍、Co 116倍；②在蠕虫堆肥中只有Fe的浓度增加了115倍，而其他元素均有所下降[4]。由此可见，利用垃圾堆肥技术处理重金属污染具有较好的研究前景。

4 植物修复技术

植物修复技术即利用自然界中的植物修复重金属污染，其原理是利用植物对重金属的超富集能力来实现其对重金属污染的修复作用。该技术包括植物稳定、植物挥发、植物萃取等方法。例如，周 青等[5]研究了镉对黄杨（Euonymus japonica）、海桐（Ptiiosporum tobira）、冬青（Ilex purpurea）、杉木（cunninghamia lanceolata）以及香樟（Cinnamomum camp-hora）5种植物的影响，研究结果显示叶片用CdCl2溶液培养2 d后，Cd含量有所提高，分别为原来的602.94%、907.81%、2 272.00%、1 256.83%、979.72%。又如，一些植物对环境中土壤重金属Pb有固定作用，通过植物固定可减小Pb的生物可利用性，最终起到治理重金属Pb污染的作用[5]。植物修复技术相对于物理化学修复技术、农业化学调控技术和垃圾堆肥技术具有一定的优越性。但是这项技术也存在着许多问题值得进一步研究探讨，比如植物固定作用只是把一些重金属暂时固定，随着环境的变化，这些固定的重金属可能会重新回到原有的状态。

5 微生物和动物修复技术

土壤中一些特殊微生物对特定重金属具有吸收、沉积等作用，这些特定微生物可以促进植物对重金属的吸收，达到治理重金属污染的目的。动物修复是利用如蚯蚓、鼠类等吸收重金属，这些动物通过食物链等作用降低土壤中重金属的含量。利用蚯蚓治理土壤中的重金属污染不但可以改善土壤的通气性和透水性，还具有增强土壤肥力等作用。

6 结语

物理化学修复技术、农业化学调控技术、垃圾堆肥技术等是传统的重金属修复技术，这些技术对重金属污染治理都具有一定的效果。但是这些技术存在成本过高、产生二次污染、破坏土壤理化性质等问题，难以大面积推广应用。笔者认为，综合利用植物修复技术与微生物修复技术治理重金属污染具有很好的研究前景，虽然目前此技术尚处于起步和发展阶段，但是随着研究的不断深入，生物修复技术治理重金属污染必然会有广阔的发展前景。

7 参考文献

[1] 吴燕玉，陈涛，张学询.沈阳张士灌区镉污染生态的研究[J].生态学报，1989，9（1）：21-26.

[2] MAENPAAK A，KUKKONENJ V K，LYDY M J.Re-mediation of heavy metal-contaminated soils using phos-phorus：evaluation of bioavailability using an earthworm bioassay[J].Archives of Environmental Contamination andoxicology，2002，43（4）：389-398.

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一个地区长期进行矿山开采、加工以及利用重金属作为原料的工业发展，如不重视对重金属污染物有效防治，重金属污染物将在土壤、大气、水中逐渐累积，从而形成重金属污染。本文以南京市重金属污染的产生、排放为例，对重金属污染产生的原因进行分析，并提出治理污染的对策。

1.南京市重金属污染物产生和排放现状

南京市的重金属污染主要来源于工业；南京市13个区县中涉及重金属污染物产排的企业数为82家；重金属污染物排放主要通过废水和废气排放。

涉重废水排放总量为1075.24万吨/年，废水中各重金属污染物排放量分别为汞（Hg）0.27kg/a、镉（Cd）25.86kg/a、总铬（Cr）449.24kg/a、六价铬（Cr6+）361.14 kg/a、铅（Pb）174.67kg/a、砷（As）2.81 kg/a、铜（Cu）698.03 kg/a、镍（Ni）96.23kg/a；涉重废气排放总量为74591.10×104m3/a，废气中各重金属污染物排放量分别为汞（Hg）0.032kg/a、镉（Cd）52.66kg/a、铬（Cr）28.85kg/a、铅（Pb）150.68kg/a、砷（As）39.43kg/a。

含重金属危险废物产生量为4956.33t/a，其中综合利用量为3123.67t/a，处置量为1706.06t/a，贮存量为126.6t/a，排放量为零。

2.南京市重金属污染的主要原因

通过对南京市涉及重金属污染的企业的调查分析，南京市重金属污染的主要原因有以下几个方面：

（1）企业规模以中小型为主，分布散乱

南京市涉重企业规模普遍偏小，分布散乱，遍布区县各处，污染物未能全部稳定达标排放，废水、废气治理措施较传统、简单，很多企业大部分企业未能进入工业园区进行统一管理，为环境监管带来了很大的不便，也为加快区域内资源共享、信息公开化建设设置了障碍。

（2）产业结构不尽合理，发展方式粗放

近年来，南京市一直致力于产业结构的调整，目前正处于产业结构的转型期，仍有一部分高投入、高耗能、高污染的企业未被淘汰，特别是一些涉重的中小型企业，工艺落后，经济基础薄弱，从经济、技术等各方面开展重金属污染治理的难度又都比较大，即使企业关闭，重金属累积的特性也会给企业所在区域带来隐患。

（3）法规制度建设滞后，环境标准不健全

目前我国还没有重金属污染治理和土壤污染治理的专门法规，南京市主要按照现行的《环境空气质量标准》和《地表水环境质量标准》中对重金属的控制要求对涉重企业进行管理；现行标准主要针对污染源达标排放提出，不涉及重金属的累积效应，关于人体健康的重金属环境标准不健全。

（4）基础工作薄弱，相关技术欠缺

由于长期对重金属污染忽视，重金属的监测、防治技术研究等基础工作较为薄弱，南京市重金属污染物整体排放情况和环境受污染程度尚未完全摸清，对重点防控企业、区域及污染隐患的危害程度掌握不够。同时重金属污染的科学研究、技术政策等还远远滞后于污染防治的迫切需求。

（5）污染隐蔽性强，治理周期长

重金属元素化学性质稳定，通过水、气、固废等多种途径可以在环境中长期积累，并通过食物链逐级富集，最终进入人体累积，使得留在人体的重金属含量成倍放大，传统的环境达标观念由于重金属的富集特性失去效用，待累积到一定程度发生污染事件时大多已经造成了极为严重的后果。一旦环境受到污染，需要比常规污染物治理更长的治理周期、更多的治理成本和更高的治理难度。

（6）环境监管能力不足，监管难度大

长期以来，南京市对重金属污染重视力度不够，各级环保管理仍主要针对常规污染物的管理，重金属污染监管措施不完善，特别是企业废气中重金属污染的管理几乎为空白；各级环保监测系统建设均主要注重常规性污染物指标监测，重金属监测能力不足，缺乏高精确度重金属检测仪器。

3、重金属污染防治对策

消除重金属污染除了对污染进行治理、对环境进行修复外，更需要对可能出现的重金属污染进行预防，从根本上解决重金属污染的问题。

（1）大力推行清洁生产审核，提升企业清洁生产水平

通过清洁生产审核，对企业的生产、产品或提供服务全过程的定性和定量分析，找出高物耗、高能耗、高污染的原因，有的放矢的提出对策、制定方案，从源头减少和防止重金属污染物的产生。对国内外现有的先进技术、工艺进行科研攻关，研究和开发具有自主知识产权、符合国内重金属行业发展要求的清洁生产核心技术和装备。

（2）严格控制企业、区域内部重金属污染物排放

严格控制区域内企业的重金属废气排放，重金属废气需进行处理，排放口达标率为100%；强化无组织废气收集、治理技术，在运输、生产的过程中减少无组织废气对环境的危害。区域严格执行《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》等有关法规，实现固废的全面无害化处理。

（3）开展重金属排放企业专项整治。

要结合环保专项行动，对涉及排放重金属的企业进行全面排查和整治，彻底解决工艺落后、污染严重的铅酸蓄电池、铅冶炼等企业的环境安全隐患，严厉惩治涉及重金属的环境违法违规问题。对位于饮用水源保护区的企业一律停产关闭；对污染治理设施不正常运行、长期超标及超量排放的企业一律停产治理；对发现重大环境安全隐患的企业一律停产整改，整改不到位的坚决予以关闭。

（4）加快区域内资源共享、信息公开化建设

通过信息交换中心的企业环境行为公开披露的功能，把建设项目审批程序、重金属污染物排污费缴纳标准、资源型企业可持续发展准备金制度、达不到环保要求的重金属企业名单和来信来访处理等信息全部向社会亮相公开，主动接受广大公众和社会各界监督，督促企业保护环境。。

（5）加强政府行政干预、监督管理

加强政府行政干预，建立健全环境执法机构，加强和充实环境执法力量，制定赔偿和生态补偿等管理政策和其他约束性政策。实施环境保护目标责任制，明确环境保护目标的分管部门和分管领导，奖惩制度，并定期检查与考核目标落实情况；落实环境行政执法责任制，规范环境执法行为，加强环境执法硬件水平；建立和落实岗位责任制及其考核要求。

（6）建设区域环境风险预防和应急体系

区域必须建立统一的风险防范组织管理机构，根据《国家突发环境事件应急预案》，制定区域重金属环境事件应急预案，建立环境风险应急监测和管理系统，制定园区安全、健康与环境风险防范政策，初步建立区域安全与健康、风险防范体系。开展社会风险防范宣传教

育，提高人们的风险防范意思，要求区域内企业对紧急事故能够做出快速反应，及时采取补救措施，减少环境危害和企业的经济损失。

（7）加速已污染区域修复治理工作

对已造成重金属排放的重点区域，要重点抓好土壤污染本底调查，布设更密集的监测位点，采样分析重金属污染现状，针对各区域的污染程度和污染特征，制定详细的区域重金属污染修复治理计划，并作为重金属污染修复试点，选择成熟的修复方案，进行可行性研究，改善质量，防范风险。

（8）开展重金属污染健康危害监测与诊疗

建立和完善覆盖全市的重金属污染健康监测网络，建立重点防控区健康监测和报告制度、敏感人群定期体检制度，完善重金属污染健康危害评价、人群健康体检及诊疗和处置等工作规范。开展重金属环境与健康危害的调查研究。定期对重点防控区域内潜在风险人群有计划地进行健康检查，对可能发生的健康危害进行预警，对需要治疗的人群积极诊疗。

（9）对发生事故的区域实行限批

重点防控区内如发生涉重污染事故，需对肇事企业立即停产治理，情节严重则由地方政府责令关闭，对外环境造成的影响应进行评估，采取相应措施，减轻或消除对外环境和人群造成的影响，在事故处理结束前对区域内所有涉重项目实行区域限批。

4.总结

重金属污染是一个长期累积而形成的，必须在重金属污染产生之前进行预防，对重金属污染必须进行源头治理，从根本上解决重金属污染问题。

参考文献

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0 前言

近年来，我国食品安全形式非常严峻，有一部分原因就是农田遭到污染，尤其是重金属污染。据报道，目前我国受砷、铬、铅等重金属污染的耕地而积近2000万平方千米，约占总耕地而积的20%；其中工业“三废”污染耕地1000万平方千米，污水灌溉达330多万平方千米。重金属不能被土壤微生物所分解，易在土壤中蓄积或转化为毒性更大的化合物。土壤重金属污染的特点为长期累积效应、隐蔽性、不可逆性和一定的交互作用。土壤受重金属污染后，影响农作物并通过食物链等影响人体健康，造成中毒危害。另据国土资源部的最新调查显示：每年我国约有1200万吨粮食被重金属所污染，这些粮食足够养活4000万左右的人口，并且这种污染问题日益严重。因此，对农田重金属污染的治理显得尤为迫切。当前，土壤重金属污染的治理方法主要有工程措施、物理化学方法、化学修复方法、以及生物修复方法。本文将重点介绍生物修复法在农田重金属污染治理中的研究进展，同时对生物修复法治理农田重金属污染的研究前景进行展望。

1 简介

生物修复法是指利用生物的生命代谢活动降低环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害，从而使污染的土壤局部地或完全地恢复到原始状态。其优点有：成本低、不破坏土壤生态环境、可以回收再利用贵金属、造成二次污染机会较少。缺点有：周期长、一种植物一般只能提取一种或者几种重金属、而植物固定只是将重金属暂时固定，如果土壤环境发生变化，重金属的毒性作用还有可能再次出现[1]。

2 生物修复法的分类

生物修复作用治理农田重金属污染方法可以分为动物修复法、植物修复法以及微生物修复法。它们有着不同的优缺点。因此，在利用生物技术处理重金属污染时，要结合当地实际，因地制宜，才能达到预期效果。

2.1 动物修复

动物修复是指土壤动物群通过直接的吸收、转化和分解或间接的改善土壤理化性质，提高土壤肥力，促进植物和微生物的生长等作用而修复土壤污染的过程。有关动物修复的研究报道较少，主要集中在有机物和农药污染土壤的修复（如利用蚯蚓等修复）和富营养化水体的修复（如利用滤食性贝类、棘皮动物、河蟹等修复），对重金属污染土壤的动物修复机理仍处于探索阶段[2]。

2.2 微生物修复

利用土壤微生物的蓄积和降解作用来治理土壤重金属污染是一种高效的途径。国内外许多研究己证明，菌根在修复遭受重金属污染的土壤方面发挥着特殊的作用，他们减轻了植物在重金属污染的土壤中的受害程度[3]。

土壤重金属污染的微生物修复是利用微生物的生物活性对重金属的亲和吸附或转化为低毒产物，从而降低重金属的污染程度[4]。利用微生物（藻类、细菌和酵母等）来减轻或消除重金属污染，虽然微生物不能降解和破坏重金属，但是可以通过改变它们的物理或化学特性而影响金属在环境中的迁移和转化。其修复机理包括表面生物大分子吸收转运、细胞代谢、空泡吞饮、生物吸附和氧化还原反应等。微生物对上壤中重金属活性的影响主要体现在以下几个方面：①溶解和沉淀作用；②生物吸附和富集作用；③氧化还原作用。微生物修复技术种类繁多，可进行异位修复、原位修复以及原位/异位联合修复。其中，原位修复操作简单，对原有的土壤环境破坏程度低。微生物修复受各种环境因素的影响较大，氧气、pH、温度、水分等均可影响微生物活性进而影响修复效果，其田间试验效果不是非常理想。因此，为降解菌提供适宜条件以促进其生长繁殖至关重要，这也是今后研究的重点。

2.3 植物修复

植物修复技术是指通过植物自身及共存微生物体系，修复和消除由无机废弃物和有机毒物造成的土壤环境污染的一种技术。

我国野生植物资源丰富，生长在天然的污染环境中的耐重金属植物和野生超积累植物数不胜数。因此开发与利用这些野生植物资源对植物修复的意义十分重大。有关资料表明，大量植物对重金属Cr，Cd，Co，Pb，Ni，Cu，Zn等有很强的吸收积累能力。比如国内有人利用白菜修复重金属污染土壤，如丛孚奇等将白菜用于钥矿区重金属污染土壤的修复研究，结果表明磷酸氢二钠一柠檬酸缓冲溶液能显著提高白菜的地上部富集土壤中重金属元素的能力。李玉双[5]等以沈阳张士灌区重金属污染上壤为修复对象，采用盆栽试验，研究了乙二胺四乙酸（EDTA）对白菜富集重金属及其生长状况的影响。结果表明，EDTA能够提高白菜对上壤中Cu，Cd，Pd 和Zn的植物提取效率。

但是，由于超富集植物一般只能积累某些重金属元素，植物物种的选取受到不同地理气候条件的限制，同时富集植物和超富集植物生物量一般较少，生长速度慢，积累效率低。所以，利用野生抗性植物进行重金属污染土壤的治理还未取得理想结果。这就需要相关科研人员做进一步深入的研究，以求早日获得生长周期短，能吸附多种重金属，积累效率高的重金属富集吸收植物。

2.4 综合修复技术

由于每个地区的污染物来源不同造成各地污染情况有很大的差异。只用一种修复技术往很难达到目标。因此，开发复合修复方法成为土壤重金属污染修复的主要研究方向[6]。现今开始投入应用的复合修复技术的主要类型有动物/植物联合修复、化学/物化一生物联合修复以及植物/微生物联合修复。

3 展望

生物修复技术治理重金属污染土壤以其低成本、高效率、适用范围广和无二次污染等优点已成为重金属污染农田土壤治理中的一个全新研究领域和国内外有关学者研究的热点之一。但是由于其起步晚，难度大，其大部分研究还处于实验室阶段，尚不能有效地应用于重金属农田污染的治理中去，但随着不同学科（遗传学、土壤学、生态学、化学、生理学、环境保护学和生物工程）的相互配合。我们相信该技术会日趋成熟，并且为重金属污染农田的治理贡献出巨大的力量。

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（二）重金属污染的主要特点。（1）来源复杂。重金属污染来源于自然界，来源于工业、农业、人们的生活，来源于城市和乡村。（2）主体多元化。人为造成重金属污染的主体众多，有政府、企业、公民。而且受害主体不特定化。（3）时间长，隐蔽性强。由于历史的积累以及对重金属污染防治的忽视，重金属污染的时期长，其造成的危害不会马上体现处理，不易为人们所重视。（4）影响深，危害大。“重金属污染的危害主要体现在两个方面：一是对环境的污染；二是对人体的伤害。”在环境污染方面，重金属污染与其他有机化合物的污染不同，不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属很难在环境中降解。在开采、冶炼、加工及商业制造活动中排放的重金属污染物进入大气、水，造成大气污染和水污染，最终，大部分重金属停留在土壤和河流底泥中。当环境变化时，底泥中的重金属形态将发生转化并释放造成水污染。在对人体的伤害方面，重金属通过大气、水、食物链进入人体，在人体内和蛋白质及各种酶发生作用，使它们失去活性，并在人体的某些器官中富集，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人体急性或慢性中毒，具有致癌、致畸及致突变作用，对人体会造成很大的危害。（5）综合治理任务艰巨。重金属污染防治涉及多个部门、多个地区、甚至多个省份的协调与综合治理。湘江流域涉重金属的防治就涉及株洲、衡阳、郴州、湘潭、娄底5个市。需要发改、财政、国土、环保、工信、卫生、安全、科技等多部门的合力与协调。

二、重金属污染的形成机制对构建司法保护机制的主要影响

我们所说的重金属污染指的就是因人类活动导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，并导致环境质量恶化。从重金属污染形成机制和特点来探析其法律机制的主要问题，能更好的对症下药。

（一）来源的多样性突显我国重金属污染防治法律制度不完善。重金属污染存在于水体、大气和土壤等。对于重金属污染的防治，我国的《水污染防治法》、《固体废物污染环境防治法》、《土地管理法》、《危险化学品安全管理条例》等立法中均有涉及，但没有形成系统的重金属产过程中污染防治制度体系。原则性立法过多、可操作性差、基本法律制度没有建立起来。（二）主体的多元化导致责任机制不健全。政府的监督责任不健全甚至缺乏；污染企业的法律责任追究机制不健全；民众环保意识不足，法律救济途径存在缺陷。（三）治理的长期性与复杂性彰显出法律规定顾此失彼，不全面。我国重金属污染防治注重工业排放的治理，对农业和生活垃圾污染缺乏应有的关注。我国环境污染防治法注重工业生重金属的排放控制，忽视生活活动中重金属的污染物的排放，也忽视对生活环境中重金属污染物的监测、评价与管理。④而随着科学技术的高速发展，很多重金属应用到日常消费产品及农业用品中。由于这些含有重金属产品的使用日益广泛，回收困难且没有建立完整回收、处理系统，加上消费者对重金属的存在及其危害缺乏了解而容易轻视，易导致含有重金属产品在使用、丢弃、冲洗处理、掩埋中，扩散了重金属污染的范围，加重了污染的程度。（四）影响的深远与严重的危害性考量着国家司法的综合执行力。我国环境法学专家蔡守秋教授指出：“我国现行的污染防治法都存在一个最大的弊端：没有有效的执行手段和责任追究机制。”污染者因为处罚力度不够大，于是污染事件时常发生。但问题的关键是法律法规的责任追究机制不健全、处罚力度不够大。这已经成了解决土壤重金属污染问题的一大顽疾。（五）综合治理的艰巨性使得实践操作中综合治理与协调机制缺乏可操作性。整治重金属污染是一项长期、复杂、艰巨的任务，影响包括重金属污染防治在内的环境保护任务的实现，一是缺乏对政府及其有关部门环境保护责任及其监督的法律规定，环境管理体制有待改革和完善。二是需要加强环境信息公开、公民环境知情权的保障、公众参与环境决策和公众监督机制。三是一些重要的环境管理制度尚需建立和完善，一些环境制度可操作性不强，存在污染防治责任不明确、违法成本低、环境健康损害救济难、环境公益损害救济难等问题。

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土壤重金属污染是指土壤中重金属过量累积引起的污染。污染土壤的重金属包括生物毒性显著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As，以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni等[1]。成土母质本身含有一定量的重金属，但由于土壤环境是个开放的体系，外源重金属通过各种途径不可避免地进入土壤，包括人为污染源和天然污染源，土壤重金属污染的控制在源头上主要是人为源的控制。人为污染源的污染途径主要包括大气沉降、污水灌溉、固体废弃物的处理，以及农用物资的不合理施用等。

1.1 大气沉降

工业生产（如能源、冶金和建筑材料等）产生了大量废气和粉尘，其中含有重金属的部分在大气中通过自然沉降和降水淋洗进入土壤。Lisk估计全世界每年约有1600吨的Hg通过煤及其他化石燃料的燃烧排放到大气中，例如比利时每年从大气进入土壤的重金属每公顷达到Pb 250g、Cd 19g、As 15g、Zn 3750g[2]。这些污染物以工厂企业的烟尘为中心，顺着风向向外延伸，污染范围一般呈圆形或椭圆形。

另外，繁忙的运输也使得公路、铁路两侧的土壤中重金属（Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu等）远高于土壤背景值。在法国索洛涅地区A-71号高速公路沿途，重金属Pb、Zn、Cd的沉降粒子浓度超过当地土壤背景值2～8倍，而公路旁土壤重金属浓度比沉降粒子的浓度还要高7～26倍[3]。这些重金属主要来自于含铅汽油的燃烧和汽车轮胎磨损产生的粉尘，以公路为中心，向四周及两侧扩散，污染范围呈条带状。

1.2 污水灌溉

污水灌溉一般指使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。城市污水包括生活污水、商业污水和工业废水。[4]随着城市工业化的迅速发展，大量未经处理或处理不到位的工矿企业污水进入城市污水，通过污灌造成土壤中重金属Hg、Cd、Cr、Pb、Cd等含量的逐年增加[5]。其中Cd污染最为严重。在日本，有472125公顷农田被Cd污染，占重金属污染总面积的82%。[6]我国有140万公顷污灌区，64.8%受重金属污染，其中严重污染的占8.4%[7]，沈阳张士灌区、上海沙川灌区、广东广州和韶关地区、广西阳朔、湖南衡阳、江西大余等地，因长期污灌Cd污染严重，频频出现“镉米”[8]。

1.3 固体废弃物的处理

在工矿业固体废弃物的堆放、填埋等处理过程中，由于日晒、雨淋、水洗等，重金属极易移动，以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散。煤矸石的堆放对土壤会造成严重的重金属污染[9]。沈阳冶炼厂的矿渣自1971年开始就堆放在一个洼地，主要含Zn、Cd，目前已扩散到离堆放场700米以外的范围；武汉市垃圾堆放场、杭州铬渣堆放区附近土壤中重金属Cd、 Hg、Cr、 Cu、Zn、Pb、As等的含量均高于当地土壤背景值[10]。

有一些固体废弃物被作为肥料施入土壤，造成土壤重金属污染。磷石膏是化肥工业废物，含有一定量的正磷酸以及不同形态的含磷化合物，并可改良酸性土壤，因而被大量施入土壤，造成了土壤中Cr、 Pb、Mn、As含量增加。同样的，磷钢渣也常作为磷源施入土壤，造成土壤中Cr累积。污水处理厂产生的污泥含有较高的N、P养分及有机质，常回填农田以肥田，而污泥中的Cr、 Cu、Zn、Pb、As往往超标，所以污泥回填也可使土壤重金属含量增加[11]。

1.4 农用物资的不合理施用

农田耕种过程中为了增产、稳产，必须使用农药、化肥和地膜等农用物资。这些农用物资如果长期不合理施用，也会导致土壤重金属污染。少数农药含重金属，如杀菌剂抗枯宁、菌枯灵等含Cu、Zn，被大量地施用于果树和温室作物，造成土壤Cu、Zn累积；杀菌剂西力生含Hg，它的使用使每公顷土壤中的Hg增加6～9 g。马耀华等对上海地区菜园土研究发现，施肥后，Cd的含量从0.134 mg/kg升到0.316 mg/kg，Hg的含量从0.22 mg/kg升到0.39 mg/kg，Cu、Zn 增长2/3[12]。Taylor对新西兰施用磷肥达50年的同一地点的58个土样进行分析，发现Cd从0.39 mg/kg升至0.85 mg/kg[13]。在阿根廷由于传统无机磷肥的施入，导致土壤重金属Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb的污染[14]。

随着近年来地膜的大面积推广使用，不仅造成了土壤的白色污染，而且地膜生产过程中加入的热稳定剂含Cd、Pb，又增加了土壤重金属污染来源。

2 土壤重金属的污染特性

与大气、水体及废弃物污染相比，土壤重金属污染有比较明显的隐蔽性与滞后性，以及累积性与可变性，使污染治理和土壤修复的效果没有大气及水体污染治理那么见效明显，并且治理周期长，通常成本较高，大大增加了土壤污染控制的难度。

2.1 隐蔽性与滞后性

土壤有巨大的自净化能力，其体系内的重金属容纳量其实是比较大的，所以，重金属污染物进入土壤后，很长一段时间都不会体现出其污染性，往往要通过土壤样品分析、农残检测及有关人畜健康状况检查，才能发现和确定。因此土壤重金属污染有明显的隐蔽性。而发现土壤受重金属污染时，往往土壤中重金属的含量已经远远超标，受污染局部区域及其周边的生态环境已经呈现出明显的毒害副作用，这一特点也使得土壤重金属污染的治理往往具有滞后性，所采取的各种方法、措施是补救性质的，因此对土壤重金属污染的控制，预防更显重要。

2.2 累积性与可变性

土壤中的固相物质占土壤总体积的50%，占总重量的95%以上，重金属污染物进入土壤体系后不象在流体态环境中那样比较易于扩散和稀释，所以重金属污染物在土壤的局部空间容易积累并达到很高浓度，其污染具有很强的累积性，污染物量越大，污染越严重。

然而重金属在土壤中的存在状态会受很多因素影响，重金属元素在土壤中主要以可溶态、可交换态、碳酸盐态、铁锰氧化态、有机态及残渣态的形式存在，外源重金属进入土壤之后，其形态不断变化，氧化还原电位、pH值、离子强度、金属元素浓度、各种无机及有机组分的种类和浓度等因素都可能引起土壤重金属形态的变化，其中可溶态和可交换态重金属的生物有效性最强，易于被生物吸收、吸附，使重金属能在土壤中的空间位置进行一定的迁移转化，由此出现重金属富集或分散，因此土壤重金属污染又具有可变性。根据这一特点，对土壤重金属污染进行控制的时候，可以通过改变重金属存在状态，增大或者减小其生物有效性，从而达到污染治理的目标。

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重金属具有不易分解、易积聚的特点。如何科学地对土壤重金属污染进行评价，是污染治理的重要前提，以下就土壤重金属的污染及其评价方法进行分析。

一、土壤重金属污染的成因及特点

土壤是人类社会赖以存在和发展的根本前提，是最重要的基础资源。随着近现代工业的飞速发展，土壤中沉积了越来越多的废弃污染物。工业生产、居民生活垃圾的不合理处置以及矿产开采等，都会带来土壤重金属污染。从化学理论角度来讲，98%以上的金属都属于重金属，从环境保护学领域来讲，土壤重金属污染中的重金属主要包括汞、铅、锌、砷和镍等。

1、土壤重金属污染的成因。（1）自然原因。土壤重金属的形成不是单方面作用的结果，而是受多方面因素影响，在不同时期，其主要影响因素又不同。土壤形成初始时期，其重金属含量受成土母质的影响较大，母质中的重金属含量及组成直接决定了土壤重金属的值。随着土壤的发育，母质对其重金属值的影响逐渐减弱。与此同时，生物残落物的影响逐渐增强，受生物个体差异影响，其残落物也呈现出多样化的特点，对土壤重金属组成的影响程度也各不相同。大气沉降，如火山爆发、森林火灾等可能使许多重金属漂浮于空中，其中一些被植物叶片吸收，进而被微生物分解进入土壤，从而改变土壤的重金属含量与构成。（2）人为原因。研究人员对近30年的土壤重金属污染原因进行统计，分析发现随着工业化程度的不断加深，人类活动已经逐渐上升成为土壤重金属污染的主要来源。具体来讲，人类活动又突出表现在以下几个方面：首先废气、烟尘等大气污染。城市化进程的加快在反映国民物质生活水平提升的同时也带来一系列环境问题，城市交通、工业生产等向大气排放大量废气、烟尘，造成大气污染，通过大气沉降，这些物质进入土壤，造成土壤重金属污染。经调查研究发现，工矿生产集中区域、城市道路、铁路周围，土壤重金属污染往往格外严重。其次化肥农药在农业生产中的使用。为了缩短农作物生长周期，现代农业生产常会选择使用化肥农药，大量化肥与农药的使用在带来生产效益的同时，也将其中所含的重金属物质带入了农作物与土壤，造成土壤重金属污染，影响人体健康。再次水体污染。受水资源分布不均因素影响，在部分地区，农田灌溉需要引入工业废水和生活污水，这些未经合理处置的污水进入到农田，造成土壤重金属污染，由于污染水体中含有大量重金属物质，通过污水灌溉产生的土壤重金属危害破坏性更大，极易造成循环性水土污染。最后其他活动。含重金属的工业废弃物，城市居民生活垃圾的堆放，金属矿山酸性废水的排放等也会造成土壤的重金属污染。

2、土壤重金属污染的特点。依据化学金属元素相关理论，重金属性质稳定，极难被微生物降解，一旦进入土壤造成重金属污染，势必对农作物的品质和产量产生较大影响，加之其潜伏周期长，通过食物链的“生物富集效应”严重影响动物和人体的健康。有研究表明，低浓度的汞在小麦萌发初期能起到促进生长作用，但随着时间的延长，最终表现为抑制作用；砷有剧毒，可致癌；镉会危害人体的心脑血管。归纳起来，重金属污染有以下几个特点：（1）潜伏周期长，污染具有隐蔽性；（2）性质稳定，污染具有难降解性；（3）相互作用，污染具有协同性、扩散性。因此，重金属污染又有“化学定时炸弹”之称。

三、土壤重金属污染的评价方法

1、单因子指数法。借助综合指数法，可以对受测区域的重金属污染情况进行分级，指出土壤中污染最大的因素，但无法判定出不同元素对土壤污染的影响差别。根据这一方法计算出来的污染指数只能反映各种重金属元素对土壤的污染程度，而无法精确反映污染的质变特征。

2、污染负荷指数法。该指数是由评价区域所包含的主要重金属元素构成，它能够直观地反映各个重金属对污染的贡献程度，以及金属在时间，空间上的变化趋势.由Tomlinson等人提出污染负荷指数的同时提出了污染负荷指数的等级划分标准和指数与污染程度之间的关系，通过计算得打各重金属的污染负荷指数及可以得到各个功能区和该市的污染程度.

3、潜在生态危害指数分析。重金属元素是具有潜在危害的重要污染物，潜在生态危害指数法作为土壤重金属污染评价的方法之一，它不仅考虑土壤重金属含量，还将重金属的生态效应、环境效应与毒理学联系在一起，是土壤重金属评价领域广泛应用的科学方法

4、GIS技术在土壤重金属污染评价中的运用。GIS是由计算机硬件、软件及不同方法组成的系统，通过该系统，能够实现空间数据的采集、管理、处理、分析与建模，以解决复杂的规划和管理类问题。通过GIS技术，将不同类型的数据进行处理变换，根据客观需求对其进行空间分析和统计，最终建立各种应用模型，以便为研究决策提供依据。在对土壤重金属污染进行研究时，常利用GIS 技术的计算与图形显示功能，对受测区域指定采样点进行插值分析，实现土壤图数字化，建立空间与属性数据库，最终绘出污染物空间分布图，为土壤污染治理提供参考依据。

三、重金属污染土壤的危害与治理

土壤是人类赖以生存的最基本的自然资源之一，但现阶段严重的土壤污染，通过多种途径直接或间接地威胁人类安全和健康，开展城市环境质量评价，日益成为人类关注的焦点。

当土壤中的重金属含量达到一定程度，不仅会导致土壤污染、农业生产收益下降，通过径流，还会对水体（地表水、地下水）产生淋失作用，污染水资源、破坏水文环境；借助大气沉降，极易形成大气污染与水污染、土壤污染的“死循环”，进而影响人体健康。

根据重金属污染的隐蔽性、不可逆性及长期性等特点，与大气污染、水污染等环境问题相比，土壤污染的治理难度更大。现行的重金属污染土壤治理主要有生物法、化学法、工程治理法等方法，就目前科学技术发展形势来看，在治理方案设计上尚未形成统一标准，在实际操作中，不同的地理环境在方法的选用上存在区别，使用的技术也多种多样。从总体上来讲，治理污染土壤首先应查明污染成因，以《土壤环境监测技术规范》为指导，对污染区域进行实地分层采样调查，一般将受污染区域分为“污染源区”、“保护区”和“超标污染区”三个区域。无论采用何种方式，在对土壤污染进行治理时，应注意因地制宜，结合受污染区域的土质情况、土地使用性质与功能、重金属污染物含量与构成等特点，对治理效果、时间、经费等作出合理预期和科学规划，选择最佳方案。

结束语

随着社会发展，各行各业对重金属资源的需求与日俱增，与此同时，由生产而产生的重金属废弃物也逐渐增多，这些未能及时处理的废弃物作用于土壤，一旦其重金属含量超标，就会对土壤造成严重污染，进而破坏生态平衡。

参考文献：

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一、金属矿山酸性污染来源

1、矿山酸性水污染

矿山废水是从采掘场、选矿厂、尾矿坝、排土场以及生活区等地排出废水的统称。开采、选矿、运输、防尘及防火等诸多生产及辅助工艺均需要使用大量的水，这些矿山废水排放量大、持续性强，对环境污染严重。

矿山废水中有机污染物是指其中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和木质素等有机化合物。油类污染物是矿山废水中较为普遍的污染物，当水面油膜厚度在10-4cm以上时，它会阻碍水面的复氧过程，阻碍水分蒸发和大气与水体间的物质交换，改变水面的发射率和进入水面表层的日光辐射，对局部区域气候可能造成影响，主要是影响鱼类和其它水生物的生长繁殖。

矿山废水中的重金属主要有： Hg、Cr、Cd、Pb、Zn、Ni、Cu、Co、Mn、Ti、V、Mo和Bi等。被重金属污染的矿山废水排入农田时，除流失一部分外，另外部分被植物吸收，剩余的大部分在泥土中聚积，当达到一定数量时，农作物就会出现病害。如土壤中含铜达20 mg/kg时，小麦会枯死；达到200 mg/kg时，水稻会枯死。此外，重金属污染的水还会使土壤盐碱化。大多数金属和非金属矿床（如煤矿）都含有黄铁矿等硫化物，若该硫化物含量低或不含有用元素，则常作废石处理，堆放于废石堆或尾砂库。在地表环境中该硫化物将迅速氧化，可形成含重金属离子浓度很高的酸性废水，成为矿山开采中最大的污染源。

2、金属矿山土壤重金属污染

金属矿山周边土壤中的重金属， 除本身由于地球化学作用而可能造成背景值偏高外，其它则主要来源于金属矿产开采、洗选、运输等过程中废气、废水的排放及固体废物的堆放。露采或坑采的钻孔、爆破和矿石装载运输等过程产生的粉尘和扬尘中含有大量的重金属， 经过雨水的淋溶进入周边土壤；废水主要包括矿坑水，选矿、冶炼废水及尾矿池水等，废水以酸性为主， 以含有大量重金属及有毒、有害元素为特征。有色金属工业固体废弃物主要是指在开采过程中产生的剥离物和废石， 以及在选矿过程中所排弃的尾矿，这些固体废物若在露天堆放，容易迅速风化，并通过降雨、酸化等作用向矿区周边扩散， 从而导致土壤重金属污染。土壤重金属污染的主要危害包括：首先，影响植物生长。土壤中的重金属通过雨水淋溶作用向下渗透， 不仅会导致地下水的污染，还会被金属矿山周围的植物吸收，影响植物的生长发育。

二、金属矿山污染治理的具体措施

1、矿山酸性废水的处理方法

中和法就是向酸性废水中投入碱中和剂，利用酸碱的中和反应达到增加废水pH值的目的。同时，使重金属离子与氢氧根离子发生反应，生成难溶的氢氧化物沉淀，净化污水。中和法是目前处理酸性废水比较成熟的方法。中和剂主要采用石灰石或石灰；也有采用粉煤灰、煤矸石、电石泥等作为中和剂；也可用碱性废液或废渣（电石渣、石灰渣）中和酸性废水。从理论上讲，在一定pH值下石灰或石灰石都能使金属沉淀，但由于各尾矿所要处理废水中可能含络合试剂或离子，其沉淀及沉淀完成程度差异极大。同时处理后生成的硫酸钙渣较多，容易造成二次污染 发展现状。

2.1 物理方法

一般情况下，热处理法主要针对汞污染，效果比较明显，但工程量较大，耗能较多，且易使土壤有机质和土壤水遭到破坏。而工程措施是利用外来重金属多富集在土壤表层的特性，去除受污染的表层土壤后，将下层土壤耕作活化或用未被污染活性土壤覆盖，从而将耕作层土壤中的重金属浓度降至临界浓度以下。

2.2 物理化学方法

物理化学方法通常分为三种：一种是电动修复法。这是一门新的经济型土壤修复技术，在不搅动土层的基础上，在包含污染土壤的电解池两侧施加直流电压形成电场梯度，土壤中的重金属通过电迁移、电渗流或电泳的途径被带到位于电解池两极的处理室中并通过进一步的处理，从而实现污染土壤样品的减污或清洁。一种是土壤淋洗法。是指利用有机或无机酸等淋洗液将土壤固相中的重金属转移至液相中，再把富含重金属的废水进一步回收处理。一种是玻璃化技术法。对某些特殊重金属利用电极加热将重金属污染的土壤熔化，冷却后形成比较稳定的玻璃态物质。

2.3 化学方法

化学修复是利用加入到土壤中的化学修复剂石灰、 沸石、 钙镁磷肥等与污染物发生化学反应，有效降低重金属的水溶性、 扩散性和生物有效性，促使土壤中的重金属元素转化为难溶物，从而使污染物被降解或毒性被去除或降低的修复技术。

2.4 农业方法

农业生态修复是近几年新兴的修复技术，是因地制宜地调整一些耕作管理制度，在重金属污染土壤中种植不进入食物链的植物，选择能降低土壤重金属污染的化肥，或增施能够固定重金属的有机肥等措施来降低土壤重金属污染，从而改变土壤中重金属的活性，降低其生物有效性，减少重金属从土壤向作物的转移，从而达到减轻其危害的目的。

2.5 生物方法

污染土壤的生物修复分为植物修复技术、微生物修复技术和动物修复技术。植物修复技术是指利用自然生长或遗传工程培育的植物及其共存微生物体系，清除污染物的一种环境治理技术。微生物修复技术是指利用土壤中某些微生物的生物活性对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用，把重金属离子转化为低毒产物，从而降低土壤中重金属的毒性。

三、金属矿山植被修复

植物修复是生态修复体系中最重要的技术之一，是指利用某些植物与土壤微生物之间的联合作用将污染物转化为一种无害的形态。事实上，任何能够在污染环境中生存的植物都以其特定的耐受和代谢方式无时无刻不在进行着植被修复，但往往这个过程需要很长时间，这是由于开采活动的干扰往往超过了开采前生态系统恢复力的承受限度，若任由采矿废弃地依靠自然演替（natural succession）恢复，可能需要100-1000a（Bradshaw，1997），尤其是诸如金属矿开采后形成的废弃地（如尾矿库），其表面形成极端的生态环境：表土层破坏、土壤贫瘠、重金属含量过高，极端pH值及生物种类减少等，致使自然条件下植物几乎无法定居，因此人工协助恢复在绝大多数情况下是十分必要的，而我们所讲的“植物修复”则正是研究如何人工强化这一自然净化过程，缩短修复年限的技术，其精髓就在于通过辅以某项或某几项强化措施将植物、土壤、微生物三者高效、有机地结合起来以最大程度的提高植物的修复效率，强化土壤的自净作用，加速自然循环。该技术以植物耐受或超积累某种或某些污染物的理论为基础（唐世荣，2006），与传统的物理、化学等修复技术相比，因其治理效果的永久性、治理过程的原位性、治理成本的低廉性、环境美学的兼容性、后期处理的简易性等特点而具有极好的环境效益及市场前景（孙健等，2007），因而近年来倍受人们的关注。尽管前景看好，但是真正推广起来仍有很多问题需要解决。

结束语

金属矿山污染地酸性污染主要来源于废水酸性污染与土壤酸性污染，只有加强金属矿山污染地酸性阻控，实现植物修复，才能更好地促进金属矿山的健康发展。

篇12

Abstract: At present, the soil heavy metal pollution research in our countries is a rather hot topic. In a broad range of data collection, based on the prevention and control of soil heavy metal pollution, the paper put forward some Suggestions and ideas.

Key Words: heavy metal; pollution; soil;

中图分类号：[TE991.3]文献标识码：A 文章编号：

一项由原国家环保总局进行的土壤调查结果显示，广东省珠江三角洲近40％的农田菜地土壤遭重金属污染，其中10％属严重超标。由于土壤重金属污染具有隐蔽性、不可逆性和持久性，对生态环境和人类健康影响深远，所以土壤重金属污染问题越来越受到人们的关注和重视。

一、土壤质量的涵义与土壤重金属污染

根据联合国粮食及农业组织（FAO）相关专家对土壤质量的定义，结合国内外尤其是美国、澳大利亚、欧盟等一些国家学者对土壤质量的普遍看法，所谓土壤的质量，与土壤中的重金属含量是决不可能画上等号的。我们不能认为土壤中重金属的含量低就认定土壤的质量高，反之亦然。根据对土壤质量的比较权威的定义，土壤的质量并不就是指土壤的质地，也不是指土壤为植物提供P、N、K等一些营养成分的能力，而是指能够支撑农产品的生产能力、保护生态环境、保护动物以及人类的健康与保护食品的安全等综合能力。FAO对土壤质量的定义主要是从测定土壤的生物、物理和化学性质的大概100多种指标而来。其中生物参数的指标是比较重要的。也就是说，代表土壤的生命活力主要是土壤中生物以及生物的多样性，其中土壤中的生物多样性就是土壤质量的核心组成，也就是土壤质量的内涵。

土壤具有同化和代谢外界环境进入土体的物质的能力，也就是常说的自净能力。当土壤中重金属的含量超过土壤的自净能力或者明显高于土壤环境基准或土壤环境标准，并引起土壤环境质量的恶化，这就是土壤重金属污染。

二、土壤中重金属污染的危害

（1）在自然生态系统中，大气环境、水环境和土壤环境的物质循环联系紧密，土壤的污染物会随着土层的迁移与地表径流，从而污染地下水、地表水，也会污染其他新的土壤，甚至会通过挥发产生大气污染。

（2）土壤中的重金属污染让紧张的耕地越来越短缺。由重金属污染造成土壤质量下降而导致耕地面积的减少，更加剧了对我国耕地红线的冲击。目前这种情况并没有出现减缓的趋势。

（3）重金属污染物通过影响土壤中某些微生物的数量与活性，从而影响土壤的活性。另外，重金属污染物大多对生物具有一定的毒害作用，因此土壤重金属的含量对农作物的产量有很大的影响，甚至会导致农作物的减产，所以土壤的重金属污染影响到农业生产的可持续发展。

（4）大多数重金属污染物难以降解，在生态系统中，生物富集现象显著，将直接或间接危害到处于食物链顶端的人类的身体健康。

（5）土壤的重金属污染物在迁移和转化的过程中，除了浓度的累积，毒性也可能会增加，例如汞的生物甲基化，这更加剧了土壤污染带来的危害。

三、土壤重金属污染的来源

（1）污灌。在缺水地区，污水灌溉解决了农用供水不足的问题，起着保证农作物产量的作用，同时也带来了土壤污染及地下水污染等问题。

（2）化肥、农药以及塑料薄膜的大量使用。不合理的农药和化肥的使用会使土壤被重金属所污染，某些化肥含有过量的重金属Zn、Cd、Pb等。农用塑料薄膜释出的Cd、Pb也会造成土壤重金属污染

（3）大气的沉降。工厂排放的烟气、粉尘等气体污染物经大气环流扩散，以干、湿的沉降方式进入到水体与土壤中。

（4）含重金属固体废弃物。工业废弃物、矿产的开采与冶炼产生的废渣、涉重金属企业污水处理系统产生的污泥等含重金属危险废物是土壤重金属污染的主要来源。

（5）交通运输的污染。交通运输中重金属的污染来源于汽车排放的尾气及轮胎磨损产生粉尘。

四、政府对防治土壤中重金属污染采取的措施

（1）提高涉重金属建设项目的准入门槛，有效控制新增污染源。对不符合产业布局、行业发展规划、环保规划的建设项目坚决不予上马。符合产业政策的涉重金属项目实行入园建设、统一规划布局、统一管理。

（2）摸清管理辖区地域，特别是农作物产地土壤质量状况，强化土壤重金属污染物的跟踪监测，划分种植功能区，对超标受污染的土壤进行修复。落实环保目标责任考核、行政问责制度，对超标区域实行挂牌督办、区域限批。

（3）推行清洁生产，加快涉重金属行业转型升级。通过实施清洁生产审核，从源头上削减重金属污染物的排放，提高资源利用效率，减少污染物末端治理的压力。

（4）加密对涉重金属企业污染物排放情况的监督性监测，对国控、省控重点企业至少每两月监测一次。强化企业自行监测，适时推行涉重金属污染源、重点流域在线监测监控。

（5）加强环境监管，严格环境执法。严厉打击涉重金属行业违法排污行为，对环保设施运行不正常、偷排、超标超总量排放等环保违法行为从严处罚，严格执行含重金属危险废物转移联单制度。

五、治理土壤中重金属污染的方法

（1）生物修复法。这种方法主要是通过一些特殊的微生物与植物把土壤中的重金属利用新陈代谢的作用去除或者转化其形态，降低重金属的毒性，使土壤得到一定程度的净化。

（2）热处理方法。热修复处理法的原理其实就是运用了污染物的热挥发性，利用高频电压所产生出来的电磁波，把土壤进行加热，使土壤中的污染物能够解吸出来，由此达到修复的目的。该方法对重金属汞的治理效果显著。

（3）排土、客土和水洗法。排土就是剥去表层受污染的土壤，客土就是在被污染的土壤上覆盖未受污染的土壤。水洗法是通过清水灌溉稀释或洗去重金属离子从而降低重金属污染物的含量。

（4）化学修复方法。这个方法是利用某些化合物与土壤中的重金属反应所形成的络合物，很容易和酸根离子发生反应产生沉淀的特点，通过投加一些改良剂到土壤里来降低土壤中重金属的迁移性，减少其含量，从而达到修复以及治理土壤的目的。

六、结束语

土壤中重金属污染问题隐蔽、危害大，难以治理。国土资源部曾公开表示，中国每年有1200万吨粮食遭到重金属污染，直接经济损失超过200亿元。经济发达地区普遍存在着土壤重金属污染问题。随着产业转移，一些东部地区的高能耗、高污染项目开始往中西部省份转移，中西部欠发达地区的土壤环境也面临着重金属污染的威胁。近年来频繁见报的重金属污染事故，时刻警醒着人们要重视土壤中的重金属污染的问题。

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