導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇重金屬污染的治理方法，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

作為人類發(fā)展的基礎(chǔ)，土壤資源往往在城市化以及工業(yè)化的發(fā)展之下出現(xiàn)了不同程度的污染以及破壞。在這樣的背景之下，我國的土壤容易受到重金屬的污染而危害人類的生命安全。本文基于此，分析探討國內(nèi)外土壤重金屬污染防治技術(shù)以及相關(guān)研究的發(fā)展。

1 土壤重金屬污染預防的發(fā)展歷程

1.1 預防體制

基于世界各國城市化以及工業(yè)化發(fā)展程度的日益加深，各國家普遍存在土壤重金屬污染的問題。為了進一步促進各類問題的解決，世界各國加強了對于土壤重金屬污染預防。關(guān)于土壤重金屬污染預防的發(fā)展歷程，筆者進行了相關(guān)總結(jié)，具體內(nèi)容如下。

日本為了進一步促進土壤重金屬污染問題的解決，頒布了《土壤環(huán)境標準》《土壤污染對策法》等法律法規(guī)，而我國自改革開放之后，逐步加強了對于環(huán)境問題的關(guān)注，并于1989年頒布《中華人民共和國環(huán)境保護法》，開始了我國土壤重金屬污染問題的處理，隨后中國在該法律的基礎(chǔ)之上進行修訂工作，從而實現(xiàn)了對于污染物排放的限制與處理。

1.2 預防技術(shù)

為了進一步實現(xiàn)按土壤重金屬污染問題的解決，各國逐步提出了清潔生產(chǎn)的概念。在這樣的背景之下，歐共體于1979年宣布推行工業(yè)清潔生產(chǎn)的政策。在這樣的背景之下，該區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門加強了對于各類先進生產(chǎn)技術(shù)的運用，從而實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)的清潔生產(chǎn)，規(guī)避了農(nóng)業(yè)化學產(chǎn)品的超量使用對土壤污染。

事實上，這種從源頭上降低污染源的措施，能夠降低了土壤中重金屬離子的引入，從而實現(xiàn)了土壤資源的保護。

2 土壤重金屬污染治理方法

目前，我國處于經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型期間，土壤重金屬污染的問題也較重。在這樣的背景之下，為了實現(xiàn)我國社會的綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展，我國的有關(guān)部門加強了對于該類問題的解決。關(guān)于常見的土壤重金屬污染治理方法，筆者進行了相關(guān)總結(jié)，具體內(nèi)容如下。

2.1 工程治理法

所謂的工程治理法，指的是相關(guān)單位借助物理原理以及方法進行土壤重金屬污染問題的解決。在傳統(tǒng)的工程治理過程中，工作人員多借助換土、翻土等方法進行作業(yè)，但伴隨著科學技術(shù)的不斷變更，我國有關(guān)部門逐步采用淋洗法、電解法、熱處理等辦法進行作業(yè)。

一般而言，工程治理方法在運行的過程中具有效果顯著等特點，但是其因為工程復雜、工程量等問題進而導致工程成本的進一步增加。此外，該方法在運用的過程中往往因為維護措施不到位而導致部分土壤中的金屬元素被遷移到其他地區(qū)，造成土壤重金屬污染面積的擴大，難以真正改善土壤的重金屬污染現(xiàn)狀。

以日本富士縣神通川流域的土壤重金屬污染防治為例，為了降低土壤中的鎘元素，相關(guān)單位加強了對于工程治理法的運用。在這一過程中，工程單位去除污染區(qū)域15cm的表土，并壓實心土，并采用淋洗法對污染土壤進行清洗。

2.2 農(nóng)業(yè)治理

所謂的農(nóng)業(yè)治理，指的是通過優(yōu)化、完善傳統(tǒng)的耕作管理制度，實現(xiàn)土壤重金屬污染的降低。在這一過程中，工作人員需要依據(jù)重金屬污染的實際狀況而選擇相應的植物種植，從而實現(xiàn)了對于土壤中重金屬元素的消除。此外，在農(nóng)業(yè)治理的過程中，作業(yè)人員還需要合理選擇花費，從而降低土壤中的重金屬元素。

學者林汲等人就通過實驗分析發(fā)現(xiàn)了硅藻土有機肥能夠?qū)崿F(xiàn)對于Cd、Zn重金屬離子的吸收，從而降低了土壤中的重金屬離子。一般而言，該方法在運行的過程中普遍存在操作簡便、費用低的特點，但是由于其仍舊未能夠從根本上消除重金屬污染，進而導致其只能夠作為輔助手段進行處理。

在進行廣西壯族自治^環(huán)江縣廢礦土壤污染治理的過程中，中科院地理所環(huán)境修復中心陳同斌率團隊，借助蜈蚣草等植物開展了土壤重金屬處理工作，并成功修復1280畝重金屬污染農(nóng)田。

2.3 生物治理

生物治理方法在運行的過程中主要借助生物生命代謝活動的開展，從而降低了環(huán)境中重金屬污染的濃度。從而確保部分受到污染的土壤能夠恢復到初始狀態(tài)。一般而言，生物治理方法在運用的過程中因為參與治理的主角不同，故而分為動物修復、微生物修復以及植物修復。

所謂的動物修復技術(shù)，指的是有關(guān)部門以及人員利用土壤中的低等動物進行土壤中重金屬的吸收，從而實現(xiàn)了土壤中重金屬含量的進一步降低。相關(guān)的研究表明，蚯蚓的出現(xiàn)能夠?qū)崿F(xiàn)對于硒、銅元素的吸收。事實上，該方法在推行的過程中也具有一定的問題：諸如低等動物往往會將吸收的金屬元素再次釋放到土壤中，從而造成了二次污染。

微生物修復技術(shù)則是利用土壤中的微生物進行各類金屬元素的吸收。目前，最為常用的微生物就是――真菌。真菌在生存的過程中往往能夠分泌一定量的氨基酸、有機酸等物質(zhì)，從而實現(xiàn)了對于重金屬的溶解。目前，從相關(guān)的研究分析可以發(fā)現(xiàn)：微生物修復技術(shù)在運行的過程中具有較為光明的前景，且能夠較好的實現(xiàn)我國土壤重金屬問題的解決。

植物修復技術(shù)的運行原理主要是在污染的區(qū)域種植特定植物，從而借助植物的生長過程實現(xiàn)對于重金屬的吸收以及化解。目前，植物提取技術(shù)獲得了相關(guān)研究人員的重視，并由此促進了土壤重金屬問題的解決?，F(xiàn)階段，最為常用的植物有遏藍菜、高山甘薯等。

仍舊以日本富士縣神通川流域的土壤重金屬污染防治為例，土壤重金屬處理單位在含鎘100mg/kg土壤上進行苧麻的種植，從而由此實現(xiàn)對于土壤中鎘元素含量的降低。該地區(qū)在采取生物法治理土壤重金屬污染的過程中，實現(xiàn)了鎘元素含量降低27.6%。

3 發(fā)展論述

為了進一步促進我國土壤重金屬污染問題的解決，我國的有關(guān)部門需要從法律的角度出手，加強對于各類土壤重金屬污染法律法規(guī)的制定。此外，我國還需要加強對于清潔生產(chǎn)的發(fā)展，并大力運用清潔能源。而在已經(jīng)發(fā)生的土壤重金屬污染問題，作業(yè)人員需要加強植物修復技術(shù)的運用。

4 結(jié)束語

為了進一步促進我國土地重金屬污染問題的解決，我國的有關(guān)部門以及人員需要采取科學的方式進行問題解決。本文基于此，分析探討土壤重金屬污染預防的發(fā)展歷程（預防體制、預防技術(shù)），并就常見的土壤重金屬污染治理方法進行分析，最后論述了我國土壤重金屬污染問題解決的措施。筆者認為，隨著相關(guān)措施的落實到位，我國的環(huán)境問題必將得到顯著的改善。

參考文獻

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篇2

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（b）-0114-01

我國土壤重金屬污染日益嚴重，開展土壤重金屬污染防治措施是必要的，以此來保證生態(tài)環(huán)境和食品安全。在1983年我國對土壤環(huán)境容量做了初步研究，并提出了相關(guān)理論，如土壤重金屬的生態(tài)效應等。我國目前圍繞重金屬污染土壤修復技術(shù)的基本原理提出了土壤重金屬污染治理措施，如工程措施、物理修復、化學修復、生物修復和農(nóng)業(yè)治理措施。

1 工程措施

工程措施是土壤重金屬污染治理措施中的經(jīng)典，工程措施主要就是指客土、換土和深耕翻土這些治理措施。針對土壤重污染區(qū)一般會采用客土和換土的方式，而對于土壤輕污染區(qū)一般則選擇深耕翻土這種方式。工程措施具有獨特的優(yōu)勢，如徹底性和穩(wěn)定性。但是在實際治理過程中，工程措施工程量大，需要巨大資金投入，并且土體結(jié)構(gòu)也會因這種措施而遭到破壞，進而導致土壤肥力越來越低。除此之外，采用工程措施換出的污土，還需要再次處理，工序較為復雜。

2 物理修復

物理修復是土壤重金屬污染治理措施中最早的一個治理方法，其比較適用于污染面積小的土壤。物理修復是一種治本的治理措施，但是如果發(fā)生二次污染，那么這種措施很容易破壞土壤結(jié)構(gòu)，導致土壤肥力降低。物理修復主要包括改土法、熱解析法、玻璃化技術(shù)、電動修復。（1）改土法。這種方法所包含的方法與工程措施相類似，即客土法、換土法和深耕翻土法。這種方法在20世紀90年代之前應用較為普遍，其徹底性和穩(wěn)定性占據(jù)優(yōu)勢。但是隨之新興技術(shù)的開發(fā)，這種方法逐漸被取代。（2）熱解析法。這種方式適用于一般容易揮發(fā)的重金屬污染區(qū)，通過加熱的方式，將這些重金屬污染物從土壤中揮發(fā)出來，這種方法對治理由于汞而引起的污染非常奏效，并且可以將汞進行回收。但是這種方式很容易破壞土壤中的有機物質(zhì)和結(jié)構(gòu)水，并且如果沒有將汞及時徹底回收，很容易造成大氣二次污染。因此，這種方法應用較少。（3）玻璃化技術(shù)。采用這種方法之前需要在被污染的土壤里面埋下導電材料，通過電極使土壤融化，冷卻后形成玻璃態(tài)物質(zhì)。這種方法應用較為復雜，而且成本較高。但是，玻璃化技術(shù)非常適用于放射性廢物的治理。（4）電動修復。電動修復就是指在污染土壤中通電流，金屬離子等向電極運輸，經(jīng)工程化的收集系統(tǒng)集中收集處理。電動修復不需要攪動土層，是一種經(jīng)濟可行的方式。該技術(shù)最先是由美國所提出，目前在我國也應用較為廣泛，其已經(jīng)進入商業(yè)化階段。

3 化學修復

化學修復就是向污染的土壤中加入一般化學物質(zhì)，如改良劑等，改變理化性質(zhì)，使土壤發(fā)生化學反應，降低重金屬的生物有效性?；瘜W修復成本較低，但是其很容易“反復發(fā)作”?；瘜W修復主要包括化學固化法和化學淋洗法。

（1）化學固化法?；瘜W固化法就是在污染土壤中加入化學試劑，讓其與土壤中的重金屬發(fā)生反應，降低土壤中重金屬生物的有效性。目前，我國在土壤重金屬污染治理中已經(jīng)應用過多種金屬氧化物、生物材料、有機質(zhì)高分子聚合材料，通過這些物質(zhì)，改變土壤介質(zhì)的酸度。

（2）化學淋洗法?；瘜W淋洗法就是在污染土壤中加入淋洗液進行淋洗，將土壤固相中的重金屬轉(zhuǎn)化到土壤液相中，最后將液相回收處理。我國通常運用的淋洗液有無機酸、表面活性劑、EDTA等。這種方式對于污染較輕的土壤比較適用，雖然對于重度污染的土壤也能發(fā)揮較好的作用，但是需要較大的成本。加之，淋洗液如果沒有使用得當，很容易造成地下水污染、土壤變性。

4 生物修復

生物修復是指在一定條件下，利用微生物、植物的代謝來治理污染物。利用修復可以削弱土壤重金屬污染物的毒性。與上述治理措施相比，生物修復在達到治理目的的同時，降低成本，不會產(chǎn)生二次污染。生物修復包括植物修復技術(shù)、微生物修復技術(shù)以及生態(tài)修復技術(shù)。

（1）植物修復技術(shù)。植物修復就是以植物忍耐和超積累某種重金屬的理論為基礎(chǔ)，利用自然生長的植物，對土壤重金屬污染進行清除。植物修復主要包括植物提取、植物揮發(fā)和植物穩(wěn)定。1）植物提取利用重金屬積累植物將污染土壤中的重金屬吸取出來，將其轉(zhuǎn)移到地上，進行集中處理，達到治理污染土壤的目的。目前常用的植物有油菜、薺菜等，主要除去由鉛、鎘等重金屬造成的土壤污染。1999年在我國發(fā)現(xiàn)了世界上第一種砷的超富集植物――蜈蚣草。從1999年至今有很多專家對蜈蚣草清除土壤重金屬的污染進行研究，如謝景千、雷梅、陳同斌、李曉燕、顧明華、劉曉海在《蜈蚣草對污染土壤中As、Pb、Zn、Cu的原位去除效果》一文中驗證了蜈蚣草對土壤污染具有很大的修復潛力。2）植物揮發(fā)主要是利用植物的根系，通過根系吸收重金屬，并將其轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)的氣態(tài)物質(zhì)，從而達到治理土壤污染的目的。植物揮發(fā)主要是對Hg、Se等重金屬的清除。目前常用的植物主要有卷心菜、胡蘿卜、水稻、海藻等。3）植物穩(wěn)定利用一些植物促進重金屬的轉(zhuǎn)變，將其轉(zhuǎn)變?yōu)槎拘缘偷男螒B(tài)。植物穩(wěn)定不會改變土壤的重金屬含量，只是改變其形態(tài)。這種方式適用于土壤有機質(zhì)含量高的污染土壤防治。

（2）微生物修復技術(shù)。微生物修復技術(shù)主要是通過降低土壤中重金屬的毒性、提高植物對重金屬的吸收以及吸附積累重金屬的方式來實現(xiàn)清除污染的功能。如利用變形桿菌將汞離子轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，最后將會有四分之三的汞元素揮發(fā)掉，進而達到降低汞的毒性。

（3）生態(tài)修復技術(shù)。生態(tài)修復技術(shù)主要是通過蚯蚓-植物-微生物對重金屬污染的土壤進行治理。蚯蚓是一種能提高土壤自凈能力的一種動物，目前我國很多學者對蚯蚓防治土壤重金屬污染方面做出很多研究，如馮鳳玲、成杰民、王德霞在《蚯蚓在植物修復重金屬污染土壤中的應用前景》一文中對通過蚯蚓、植物、微生物構(gòu)建的生態(tài)修復系統(tǒng)的應用，闡述了生態(tài)修復技術(shù)在防治土壤重金屬污染中的可行性和發(fā)展方向。

5 農(nóng)業(yè)治理措施

農(nóng)業(yè)治理就是通過改變農(nóng)業(yè)管理制度來減輕土壤中重金屬的污染，如控制土壤水分、選擇化肥、選擇農(nóng)作物的方式，成本低，周期長。

6 結(jié)語

綜上所述，土壤重金屬污染防治采用工程措施、物理修復、化學修復，具有一定的局限性，并且成本較高，容易造成二次污染；采用農(nóng)業(yè)治理措施雖然成本低，但是周期長；而采用生物修復不僅效果好，而且成本低，不容易發(fā)生二次污染，其具有不可替代的優(yōu)勢。由此可見，生物修復勢必成為我國土壤重金屬污染治理的主要措施，也是相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜医窈笱芯康闹攸c。

參考文獻

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篇4

1 引言

在環(huán)保領(lǐng)域?qū)χ亟饘傥廴镜亩x是能夠使生物遭受顯著毒性的金屬，這些物質(zhì)包括汞元素、鉛元素、鋅元素、鈷元素、鎳元素、鋇元素等，有時候也包括鋰元素與鋁元素等等。一項來自研究機構(gòu)的調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，近年來全球汞排放量達每年1.5萬噸，鉛排放量達每年500萬噸，這些元素進入農(nóng)田和城市，為所經(jīng)地區(qū)的土壤帶來嚴重的重金屬污染，這些污染一方面能夠影響地下水和農(nóng)作物的品質(zhì)，另一方面也通過食物鏈對當?shù)鼐用癞a(chǎn)生不容忽視的影響。當前，如何進行土壤重金屬污染的分析、評估、預防和治理，是一個世界性的問題，本文首先從土壤重金屬的主要來源和土壤重金屬污染的危害兩個方面分析了重金屬污染的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上進一步闡述了土壤重金屬污染的空間差異以及污染整體的形態(tài)特征，最后深入論述了土壤重金屬污染的預防以及修復策略。本文的成果對于環(huán)境保護和土地利用均有著比較好的理論價值和實踐意義。

2 土壤重金屬污染現(xiàn)狀分析

2.1重金屬來源分析

（1）交通運輸

我國正在進行著大規(guī)模的城鎮(zhèn)化建設(shè)，各類交通工具的數(shù)量近年來一直呈現(xiàn)出大幅攀升的態(tài)勢，因此其排放的廢氣也逐年增加，導致土壤里重金屬元素逐步累積，形成污染。以汽車為例，污染源包括尾氣排放、汽油燃燒、輪胎磨損等，會逐漸排放出鉛、汞、銅、鋅等重金屬元素，一方面對大氣質(zhì)量造成破壞，另一方面也導致土壤重金屬超標。

（2）工業(yè)和礦產(chǎn)業(yè)

工業(yè)生產(chǎn)會排放出重金屬元素，以煙塵或者廢氣廢水的形式進入大氣與土壤，而大氣中的重金屬則會逐漸沉降入土。工業(yè)生產(chǎn)中的廢渣是更加主要的重金屬污染來源，比如金屬冶煉企業(yè)、電解鋁企業(yè)、電鍍企業(yè)等，在其日常生產(chǎn)排放的廢渣中含有大量的重金屬元素，如果在不經(jīng)處理的情況下隨意露天堆放，或者直接傾倒進土壤中，會為土壤帶來極大的污染。

（3）燃煤釋放

煤的燃燒會向大氣中排放大量的污染物質(zhì)，并逐漸沉降入土壤中。我國的燃煤企業(yè)，包括火力發(fā)電廠和鋼鐵企業(yè)等，會排放大量的汞金屬，其中約三分之一的汞元素最終進入土壤。一些經(jīng)濟發(fā)達的大城市，汞元素的排放有其嚴重，這些污染能夠為城市的環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)帶來致命的影響。

（4）居民垃圾

居民如果將大量垃圾不加分類地堆放在戶外，由于垃圾中存在不少未經(jīng)處理的廢棄物，例如電池等，將會使其中的重金屬逐步滲透和擴散至周圍的環(huán)境中，逐步導致土壤的重金屬污染。

3 土壤重金屬的污染治理策略

土壤重金屬的污染的治理，可以從預防和修復兩方面進行著手。

3.1重金屬污染預防策略

控制污染，應從源頭做起。因此在農(nóng)村地區(qū)，應注重灌溉用水的質(zhì)量，謹慎使用污水灌溉。在農(nóng)田使用殺蟲劑和肥料時也應合理用量，并且堅決杜絕汞含量超標的農(nóng)藥，也應禁止使用含鎘化肥等對環(huán)境帶來危害的農(nóng)藥和殺蟲劑。對于城市地區(qū)的工業(yè)企業(yè)，則應嚴格控制對三廢的排放。而居民區(qū)則應對廢棄垃圾進行再回收利用或者分類處理。對于日益增多的交通工具，則應改善燃油質(zhì)量、并積極鼓勵以新型環(huán)保燃料代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油，從而減少廢棄物的排放。

此外還應以完善的法規(guī)控制重金屬排放。土壤污染已經(jīng)被國際相關(guān)領(lǐng)域視為化學炸彈，是一個極其嚴峻而棘手的問題。只有通過立法的方式才能使污染的防范和治理進入可持續(xù)發(fā)展的軌道。而我國的環(huán)保法治進程目前尚需加速。舉例來講，當前有不少養(yǎng)殖戶所購買的飼料里往往含有銅、鉛等重金屬，而禽類和畜類一旦食用并排出體外，便會對土壤形成污染，而我國當前并未將重金屬列在畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準里，形成管理的漏洞。因此，亟需制定切合我國實際的法律法規(guī)進行重金屬污染的防范。

3.2重金屬污染治理策略

隨著國際上對于土壤重金屬污染的重視以及研究成果的和應用，在重金屬污染治理方面有許多值得借鑒的策略，下面分別進行簡述：

3.2.1 基于物理法的重金屬污染治理

物理法治理又可以進一步分為以下幾種方法：

一是熱解吸法，這種方法以加熱來把一些具有較強會發(fā)特性的重金屬進行解吸和收集，再妥善處理或者合理利用。以汞元素為例，美國已經(jīng)形成了比較成熟的基于熱解析法的汞元素回收，并在現(xiàn)場治理中取得了較好的效果，使用此項處理方法的地域已經(jīng)在汞含量方面達標。

二是電化法，這種方法以電解原理進行污染土壤的處理。在受到污染的土壤里設(shè)置石磨電極，并以1～5毫安的電流進行激勵，從而在陰極收集到金屬陽離子，并進行處理或者再利用。這種方法對于鉛元素和二甲苯等物質(zhì)的處理效果比較好。

三是洗土法，這種方法通過試劑與土壤里所含有的重金屬物質(zhì)發(fā)生反應，并最終生成可溶于水的金屬離子，通過對提取液進行處理，得到重金屬，再進行處理或者回收利用。這種方法非常適合于對銅金屬、鎳金屬、鉛金屬和鉑金屬的回收處理。

四是玻璃化法，這種方法以電極對受到污染的土壤進行加熱，從而使之進入熔化狀態(tài)，在其最后冷卻時，便會變成玻璃狀態(tài)。這種方法尚在實驗中，其成本較高，目前尚未得到的面積推廣。

3.2.2基于化學法的重金屬污染治理

這種方法在受到污染的土壤中按比例注入一定的化學試劑，從而改良土壤本身的性質(zhì)，達到減輕重金屬活性的作用，可以降低作物對土壤里重金屬的富集效應?；瘜W法治理主要指的是土壤添加物法，把一定充分的有機物料或者改良劑加入受污染的土壤之中，能夠通過化學作用而使重金屬離子沉淀，再對其進行收集，從而減輕污染；還可以通過化學試劑中的酸性物質(zhì)與重金屬元素反應，生成難溶于水的物質(zhì)，從而使土壤污染得到減輕。這種方法適用于鎳離子、鋅離子等重金屬物質(zhì)的治理。

3.2.3基于生態(tài)工程的重金屬污染治理

這種方法可以是在已經(jīng)被重金屬污染的土壤之上加厚一層正常土壤，或者把受到重金屬污染的土壤全部挖除，也可以通過灌溉的方式，逐漸使受污染土壤中的重金屬物質(zhì)漸漸遷移到地層深處等，也能對土壤污染起到一定的作用。

3.2.4基于生物的重金屬污染治理

這種方法可以通過植物或者微生物等來修復土壤質(zhì)量。某些植物的根系可以吸收被污染土壤中的重金屬，例如蜈蚣草被證實可以有效降低土壤中砷的含量；微生物則可以通過細胞轉(zhuǎn)化作用使被污染土壤中的重金屬沉淀或者氧化，從而使其對土壤的影響顯著降低。

4 結(jié)束語

在世界各地，尤其是經(jīng)濟較為發(fā)達的地區(qū)均存在著較為嚴重的土壤重金屬污染，重金屬的來源是多方面的，當前，學界和環(huán)保組織對重金屬的污染一般聚焦于污染程度的定性描述和分析。事實上怎樣才能實現(xiàn)對重金屬污染源進行量化分析，同樣對治理逐漸嚴重的土壤污染有著不容忽視的作用，因此量化分析將是重金屬污染研究的發(fā)展方向。當前，我國尚未構(gòu)建完善的城市和農(nóng)村地區(qū)土壤重金屬污染的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，因此并不能及時準確地檢測土壤重金屬污染狀況，也難以為土壤重金屬污染的治理提供必要的依據(jù)。只有制定出嚴格而適用的土壤重金屬評價標準，才能有利于土壤的保護，從而推動經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展?！?/p>

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篇5

重金屬具有不易分解、易積聚的特點。如何科學地對土壤重金屬污染進行評價，是污染治理的重要前提，以下就土壤重金屬的污染及其評價方法進行分析。

一、土壤重金屬污染的成因及特點

土壤是人類社會賴以存在和發(fā)展的根本前提，是最重要的基礎(chǔ)資源。隨著近現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，土壤中沉積了越來越多的廢棄污染物。工業(yè)生產(chǎn)、居民生活垃圾的不合理處置以及礦產(chǎn)開采等，都會帶來土壤重金屬污染。從化學理論角度來講，98%以上的金屬都屬于重金屬，從環(huán)境保護學領(lǐng)域來講，土壤重金屬污染中的重金屬主要包括汞、鉛、鋅、砷和鎳等。

1、土壤重金屬污染的成因。（1）自然原因。土壤重金屬的形成不是單方面作用的結(jié)果，而是受多方面因素影響，在不同時期，其主要影響因素又不同。土壤形成初始時期，其重金屬含量受成土母質(zhì)的影響較大，母質(zhì)中的重金屬含量及組成直接決定了土壤重金屬的值。隨著土壤的發(fā)育，母質(zhì)對其重金屬值的影響逐漸減弱。與此同時，生物殘落物的影響逐漸增強，受生物個體差異影響，其殘落物也呈現(xiàn)出多樣化的特點，對土壤重金屬組成的影響程度也各不相同。大氣沉降，如火山爆發(fā)、森林火災等可能使許多重金屬漂浮于空中，其中一些被植物葉片吸收，進而被微生物分解進入土壤，從而改變土壤的重金屬含量與構(gòu)成。（2）人為原因。研究人員對近30年的土壤重金屬污染原因進行統(tǒng)計，分析發(fā)現(xiàn)隨著工業(yè)化程度的不斷加深，人類活動已經(jīng)逐漸上升成為土壤重金屬污染的主要來源。具體來講，人類活動又突出表現(xiàn)在以下幾個方面：首先廢氣、煙塵等大氣污染。城市化進程的加快在反映國民物質(zhì)生活水平提升的同時也帶來一系列環(huán)境問題，城市交通、工業(yè)生產(chǎn)等向大氣排放大量廢氣、煙塵，造成大氣污染，通過大氣沉降，這些物質(zhì)進入土壤，造成土壤重金屬污染。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，工礦生產(chǎn)集中區(qū)域、城市道路、鐵路周圍，土壤重金屬污染往往格外嚴重。其次化肥農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的使用。為了縮短農(nóng)作物生長周期，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常會選擇使用化肥農(nóng)藥，大量化肥與農(nóng)藥的使用在帶來生產(chǎn)效益的同時，也將其中所含的重金屬物質(zhì)帶入了農(nóng)作物與土壤，造成土壤重金屬污染，影響人體健康。再次水體污染。受水資源分布不均因素影響，在部分地區(qū)，農(nóng)田灌溉需要引入工業(yè)廢水和生活污水，這些未經(jīng)合理處置的污水進入到農(nóng)田，造成土壤重金屬污染，由于污染水體中含有大量重金屬物質(zhì)，通過污水灌溉產(chǎn)生的土壤重金屬危害破壞性更大，極易造成循環(huán)性水土污染。最后其他活動。含重金屬的工業(yè)廢棄物，城市居民生活垃圾的堆放，金屬礦山酸性廢水的排放等也會造成土壤的重金屬污染。

2、土壤重金屬污染的特點。依據(jù)化學金屬元素相關(guān)理論，重金屬性質(zhì)穩(wěn)定，極難被微生物降解，一旦進入土壤造成重金屬污染，勢必對農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量產(chǎn)生較大影響，加之其潛伏周期長，通過食物鏈的“生物富集效應”嚴重影響動物和人體的健康。有研究表明，低濃度的汞在小麥萌發(fā)初期能起到促進生長作用，但隨著時間的延長，最終表現(xiàn)為抑制作用；砷有劇毒，可致癌；鎘會危害人體的心腦血管。歸納起來，重金屬污染有以下幾個特點：（1）潛伏周期長，污染具有隱蔽性；（2）性質(zhì)穩(wěn)定，污染具有難降解性；（3）相互作用，污染具有協(xié)同性、擴散性。因此，重金屬污染又有“化學定時炸彈”之稱。

三、土壤重金屬污染的評價方法

1、單因子指數(shù)法。借助綜合指數(shù)法，可以對受測區(qū)域的重金屬污染情況進行分級，指出土壤中污染最大的因素，但無法判定出不同元素對土壤污染的影響差別。根據(jù)這一方法計算出來的污染指數(shù)只能反映各種重金屬元素對土壤的污染程度，而無法精確反映污染的質(zhì)變特征。

2、污染負荷指數(shù)法。該指數(shù)是由評價區(qū)域所包含的主要重金屬元素構(gòu)成，它能夠直觀地反映各個重金屬對污染的貢獻程度，以及金屬在時間，空間上的變化趨勢.由Tomlinson等人提出污染負荷指數(shù)的同時提出了污染負荷指數(shù)的等級劃分標準和指數(shù)與污染程度之間的關(guān)系，通過計算得打各重金屬的污染負荷指數(shù)及可以得到各個功能區(qū)和該市的污染程度.

3、潛在生態(tài)危害指數(shù)分析。重金屬元素是具有潛在危害的重要污染物，潛在生態(tài)危害指數(shù)法作為土壤重金屬污染評價的方法之一，它不僅考慮土壤重金屬含量，還將重金屬的生態(tài)效應、環(huán)境效應與毒理學聯(lián)系在一起，是土壤重金屬評價領(lǐng)域廣泛應用的科學方法

4、GIS技術(shù)在土壤重金屬污染評價中的運用。GIS是由計算機硬件、軟件及不同方法組成的系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析與建模，以解決復雜的規(guī)劃和管理類問題。通過GIS技術(shù)，將不同類型的數(shù)據(jù)進行處理變換，根據(jù)客觀需求對其進行空間分析和統(tǒng)計，最終建立各種應用模型，以便為研究決策提供依據(jù)。在對土壤重金屬污染進行研究時，常利用GIS 技術(shù)的計算與圖形顯示功能，對受測區(qū)域指定采樣點進行插值分析，實現(xiàn)土壤圖數(shù)字化，建立空間與屬性數(shù)據(jù)庫，最終繪出污染物空間分布圖，為土壤污染治理提供參考依據(jù)。

三、重金屬污染土壤的危害與治理

土壤是人類賴以生存的最基本的自然資源之一，但現(xiàn)階段嚴重的土壤污染，通過多種途徑直接或間接地威脅人類安全和健康，開展城市環(huán)境質(zhì)量評價，日益成為人類關(guān)注的焦點。

當土壤中的重金屬含量達到一定程度，不僅會導致土壤污染、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)收益下降，通過徑流，還會對水體（地表水、地下水）產(chǎn)生淋失作用，污染水資源、破壞水文環(huán)境；借助大氣沉降，極易形成大氣污染與水污染、土壤污染的“死循環(huán)”，進而影響人體健康。

根據(jù)重金屬污染的隱蔽性、不可逆性及長期性等特點，與大氣污染、水污染等環(huán)境問題相比，土壤污染的治理難度更大?，F(xiàn)行的重金屬污染土壤治理主要有生物法、化學法、工程治理法等方法，就目前科學技術(shù)發(fā)展形勢來看，在治理方案設(shè)計上尚未形成統(tǒng)一標準，在實際操作中，不同的地理環(huán)境在方法的選用上存在區(qū)別，使用的技術(shù)也多種多樣。從總體上來講，治理污染土壤首先應查明污染成因，以《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》為指導，對污染區(qū)域進行實地分層采樣調(diào)查，一般將受污染區(qū)域分為“污染源區(qū)”、“保護區(qū)”和“超標污染區(qū)”三個區(qū)域。無論采用何種方式，在對土壤污染進行治理時，應注意因地制宜，結(jié)合受污染區(qū)域的土質(zhì)情況、土地使用性質(zhì)與功能、重金屬污染物含量與構(gòu)成等特點，對治理效果、時間、經(jīng)費等作出合理預期和科學規(guī)劃，選擇最佳方案。

結(jié)束語

隨著社會發(fā)展，各行各業(yè)對重金屬資源的需求與日俱增，與此同時，由生產(chǎn)而產(chǎn)生的重金屬廢棄物也逐漸增多，這些未能及時處理的廢棄物作用于土壤，一旦其重金屬含量超標，就會對土壤造成嚴重污染，進而破壞生態(tài)平衡。

參考文獻：

篇6

土壤，為人類提供生存所需的自然環(huán)境，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供必要的資源。我們所面臨的許多問題，諸如環(huán)境問題、糧食問題、資源問題等等，都和土壤息息相關(guān)。自上世紀20年代以來，工業(yè)發(fā)展，導致金屬產(chǎn)量急劇增加，進而導致重金屬環(huán)境污染問題。含有重金屬的污染物通過多種方式進入土壤，導致土壤重金屬污染問題?，F(xiàn)在，很多發(fā)展中甚至發(fā)達國家，都面臨著土壤污染問題。這一問題的日益嚴重，也引起了人們的廣泛關(guān)注。因此，本文將圍繞土壤重金屬污染的現(xiàn)狀、治理方法等方面展開。

1.我國土壤重金屬污染的現(xiàn)狀

目前，我國大陸受到重金屬污染的耕地面積約為2000萬公頃，大約占耕地總面積的1/5。其中，受礦區(qū)污染的耕地面積約200萬公頃，受石油污染的耕地面積約500萬公頃，受固體廢棄物堆放污染的耕地面積約5萬公頃，受“工業(yè)三廢”污染的耕地面積約1000萬公頃，受污水灌溉的耕地面積約330萬公頃。由于土壤污染，我國農(nóng)業(yè)糧食產(chǎn)量每年減少約1300萬噸，更為嚴重的是，因為受到污染，土壤的多種功能，如營養(yǎng)功能、凈化功能、緩沖功能、有機體的支持功能等功能正在逐漸喪失。

2.土壤重金屬污染的后果

第一、土壤污染導致耕地資源短缺。

第二、土壤污染威脅人、畜的身體健康。

第三、土壤污染阻礙農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。

第四、土壤污染會導致其他的環(huán)境污染問題。

第五、土壤污染危及子孫后代的利益，阻礙農(nóng)村經(jīng)濟的健康、持續(xù)發(fā)展，不利于國家經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

3.土壤重金屬污染的治理

3.1物理防治

物理防治主要采取排土、換土、去表土、客土和深耕翻土等措施。不同地區(qū)應采取不同的措施：

（1）污染嚴重的地區(qū)，適合采取排土、換土、去表土、客土等措施。這些措施可以從根本上去除土壤中的重金屬污染物。具體方法：將重金屬重污染地區(qū)的土壤放到高溫、高壓的條件下，使之變成的玻璃態(tài)物質(zhì)，然后將重金屬固定在玻璃態(tài)物質(zhì)中，進而達到去除重金屬污染物的目的。這種方法可以在根本上去除土壤中的重金屬污染物，而且見效迅速，但這種方法工作量大、費用高。因此，這種方法常被用在重金屬重污染地區(qū)的搶救性修復工作中。

（2）污染較輕的地區(qū)，適合使用深耕翻土這種方法。這一方法可以降低土壤表層的重金屬含量。

3.2化學防治

化學防治的方法很多，如：

3.2.1添加重金屬改良劑

在土壤中添加一些處理重金屬污染時的常用到的改良劑改良劑，諸如磷酸鹽、石灰以及硅酸鹽等。它們可以和土壤中的重金屬污染物發(fā)生化學反應，進而生成難溶化合物，從而減少土壤和植被對重金屬污染物的吸收。

3.2.2施加重金屬螯合劑

土壤中的重金屬大都吸附于土壤固體表層，因而土壤溶液中的重金屬含量相對較少，所以，我們可以在土壤中施加重金屬螯合劑。這樣做可以提高土壤中重金屬的有效態(tài)，更易于流動、吸收。

3.2.3施用重金屬拮抗劑

在土壤中，重金屬元素之間有拮抗作用。我們可以利用一些對人體沒危害甚至是有益的金屬元素的拮抗作用，減少土壤中重金屬的有效態(tài)。所以，在輕度污染的土壤中、施加少量的有拮抗性的金屬元素，將能起到很好的防治作用。

3.3生物防治

生物防治，可以采取以下措施：

3.3.1植物吸收

可以通過植物的吸收作用來減少土壤中的重金屬污染物含量。這類植物很多，如羊蕨屬植物、筧科植物等，這些植物對土壤中的重金屬的吸收率可達到100%。

3.3.2微生物降解

使用清洗劑將土壤表層附著的重金屬解吸到土壤溶液中，然后隨著清洗液一起流入預定的水體中，并和微生物發(fā)生作用，從而實現(xiàn)消除土壤中重金屬的目的。

3.3.3生物防治很多優(yōu)點，如效果好、沒有二次污染、費用低、易管理、易操作等，因此受到人們的普遍重視

3.4農(nóng)業(yè)生態(tài)防治

農(nóng)業(yè)生態(tài)防治，可以采取以下措施：

3.4.1控制土壤的氧化―還原條件

在浸水的土壤中，重金屬常常以難溶態(tài)的硫化物的形式存在。所以，控制土壤中的水分和氧化―還原電位，在作物壯籽期間，保證土壤處于一個相對穩(wěn)定的水淹期，就可以減少植物吸入的重金屬含量，進而減少果實和籽中的重金屬含量。

3.4.2改變作物品種

改變作物品種，也可以在一定程度上降低土壤中的重金屬含量。如：在受污染較嚴重的地區(qū)，種植花卉和經(jīng)濟林目等；而在受污染較輕的地區(qū)，種植耐重金屬性較強強的作物，如改旱地為水田，或者旱地、水田進行輪作，以調(diào)整PH、EH，從而降低土壤中重金屬的有效性。

目前，以上列舉的治理土壤重金屬污染問題的技術(shù)還不能被廣泛地應用，其原因有成本過高、實地應用的經(jīng)驗不足、處理效果不穩(wěn)定等。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)、研究工作的深入與完善，這些治理方法一定可以日趨完善，并被廣泛運用。

【參考文獻】

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[4]宋靜，朱蔭湄.土壤重金屬污染修復技術(shù).農(nóng)業(yè)環(huán)境保護，1998，17（6）：271-273.

篇7

一個地區(qū)長期進行礦山開采、加工以及利用重金屬作為原料的工業(yè)發(fā)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(chǎn)生、排放為例，對重金屬污染產(chǎn)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(chǎn)生和排放現(xiàn)狀

南京市的重金屬污染主要來源于工業(yè)；南京市13個區(qū)縣中涉及重金屬污染物產(chǎn)排的企業(yè)數(shù)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(chǎn)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(yè)的調(diào)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(yè)規(guī)模以中小型為主，分布散亂

南京市涉重企業(yè)規(guī)模普遍偏小，分布散亂，遍布區(qū)縣各處，污染物未能全部穩(wěn)定達標排放，廢水、廢氣治理措施較傳統(tǒng)、簡單，很多企業(yè)大部分企業(yè)未能進入工業(yè)園區(qū)進行統(tǒng)一管理，為環(huán)境監(jiān)管帶來了很大的不便，也為加快區(qū)域內(nèi)資源共享、信息公開化建設(shè)設(shè)置了障礙。

（2）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不盡合理，發(fā)展方式粗放

近年來，南京市一直致力于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，目前正處于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型期，仍有一部分高投入、高耗能、高污染的企業(yè)未被淘汰，特別是一些涉重的中小型企業(yè)，工藝落后，經(jīng)濟基礎(chǔ)薄弱，從經(jīng)濟、技術(shù)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(yè)關(guān)閉，重金屬累積的特性也會給企業(yè)所在區(qū)域帶來隱患。

（3）法規(guī)制度建設(shè)滯后，環(huán)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(guī)，南京市主要按照現(xiàn)行的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》和《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》中對重金屬的控制要求對涉重企業(yè)進行管理；現(xiàn)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(guān)于人體健康的重金屬環(huán)境標準不健全。

（4）基礎(chǔ)工作薄弱，相關(guān)技術(shù)欠缺

由于長期對重金屬污染忽視，重金屬的監(jiān)測、防治技術(shù)研究等基礎(chǔ)工作較為薄弱，南京市重金屬污染物整體排放情況和環(huán)境受污染程度尚未完全摸清，對重點防控企業(yè)、區(qū)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(shù)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(zhì)穩(wěn)定，通過水、氣、固廢等多種途徑可以在環(huán)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(tǒng)的環(huán)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(fā)生污染事件時大多已經(jīng)造成了極為嚴重的后果。一旦環(huán)境受到污染，需要比常規(guī)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(huán)境監(jiān)管能力不足，監(jiān)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(huán)保管理仍主要針對常規(guī)污染物的管理，重金屬污染監(jiān)管措施不完善，特別是企業(yè)廢氣中重金屬污染的管理幾乎為空白；各級環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)均主要注重常規(guī)性污染物指標監(jiān)測，重金屬監(jiān)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(huán)境進行修復外，更需要對可能出現(xiàn)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(chǎn)審核，提升企業(yè)清潔生產(chǎn)水平

通過清潔生產(chǎn)審核，對企業(yè)的生產(chǎn)、產(chǎn)品或提供服務(wù)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(chǎn)生。對國內(nèi)外現(xiàn)有的先進技術(shù)、工藝進行科研攻關(guān)，研究和開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)、符合國內(nèi)重金屬行業(yè)發(fā)展要求的清潔生產(chǎn)核心技術(shù)和裝備。

（2）嚴格控制企業(yè)、區(qū)域內(nèi)部重金屬污染物排放

嚴格控制區(qū)域內(nèi)企業(yè)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(shù)，在運輸、生產(chǎn)的過程中減少無組織廢氣對環(huán)境的危害。區(qū)域嚴格執(zhí)行《中華人民共和國固體廢棄物污染環(huán)境防治法》等有關(guān)法規(guī)，實現(xiàn)固廢的全面無害化處理。

（3）開展重金屬排放企業(yè)專項整治。

要結(jié)合環(huán)保專項行動，對涉及排放重金屬的企業(yè)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(yè)的環(huán)境安全隱患，嚴厲懲治涉及重金屬的環(huán)境違法違規(guī)問題。對位于飲用水源保護區(qū)的企業(yè)一律停產(chǎn)關(guān)閉；對污染治理設(shè)施不正常運行、長期超標及超量排放的企業(yè)一律停產(chǎn)治理；對發(fā)現(xiàn)重大環(huán)境安全隱患的企業(yè)一律停產(chǎn)整改，整改不到位的堅決予以關(guān)閉。

（4）加快區(qū)域內(nèi)資源共享、信息公開化建設(shè)

通過信息交換中心的企業(yè)環(huán)境行為公開披露的功能，把建設(shè)項目審批程序、重金屬污染物排污費繳納標準、資源型企業(yè)可持續(xù)發(fā)展準備金制度、達不到環(huán)保要求的重金屬企業(yè)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(jiān)督，督促企業(yè)保護環(huán)境。。

（5）加強政府行政干預、監(jiān)督管理

加強政府行政干預，建立健全環(huán)境執(zhí)法機構(gòu)，加強和充實環(huán)境執(zhí)法力量，制定賠償和生態(tài)補償?shù)裙芾碚吆推渌s束性政策。實施環(huán)境保護目標責任制，明確環(huán)境保護目標的分管部門和分管領(lǐng)導，獎懲制度，并定期檢查與考核目標落實情況；落實環(huán)境行政執(zhí)法責任制，規(guī)范環(huán)境執(zhí)法行為，加強環(huán)境執(zhí)法硬件水平；建立和落實崗位責任制及其考核要求。

（6）建設(shè)區(qū)域環(huán)境風險預防和應急體系

區(qū)域必須建立統(tǒng)一的風險防范組織管理機構(gòu)，根據(jù)《國家突發(fā)環(huán)境事件應急預案》，制定區(qū)域重金屬環(huán)境事件應急預案，建立環(huán)境風險應急監(jiān)測和管理系統(tǒng)，制定園區(qū)安全、健康與環(huán)境風險防范政策，初步建立區(qū)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(qū)域內(nèi)企業(yè)對緊急事故能夠做出快速反應，及時采取補救措施，減少環(huán)境危害和企業(yè)的經(jīng)濟損失。

（7）加速已污染區(qū)域修復治理工作

對已造成重金屬排放的重點區(qū)域，要重點抓好土壤污染本底調(diào)查，布設(shè)更密集的監(jiān)測位點，采樣分析重金屬污染現(xiàn)狀，針對各區(qū)域的污染程度和污染特征，制定詳細的區(qū)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(zhì)量，防范風險。

（8）開展重金屬污染健康危害監(jiān)測與診療

建立和完善覆蓋全市的重金屬污染健康監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，建立重點防控區(qū)健康監(jiān)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(guī)范。開展重金屬環(huán)境與健康危害的調(diào)查研究。定期對重點防控區(qū)域內(nèi)潛在風險人群有計劃地進行健康檢查，對可能發(fā)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(fā)生事故的區(qū)域?qū)嵭邢夼?/p>

重點防控區(qū)內(nèi)如發(fā)生涉重污染事故，需對肇事企業(yè)立即停產(chǎn)治理，情節(jié)嚴重則由地方政府責令關(guān)閉，對外環(huán)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(huán)境和人群造成的影響，在事故處理結(jié)束前對區(qū)域內(nèi)所有涉重項目實行區(qū)域限批。

4.總結(jié)

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(chǎn)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

篇8

我國礦產(chǎn)資源豐富，為國家經(jīng)濟建設(shè)做出了巨大的貢獻，是工業(yè)經(jīng)濟的重要支柱，促進了社會進步，但在礦產(chǎn)開采和冶煉過程中也存在一系列嚴重的環(huán)境問題。首先，礦產(chǎn)開采會占用大片土地，并可能造成地質(zhì)災害。在采礦的過程中產(chǎn)生大量的礦渣，包括選礦渣、尾礦渣及生活垃圾等。據(jù)統(tǒng)計，中國鐵礦石開采經(jīng)選礦后68%以上為尾礦，黃金礦開采選礦后幾乎100%為尾礦[1]。超過90%的礦區(qū)廢棄物采取堆放處理，占用了大片的土地。我國礦山多為地下開采，常常導致地表裂縫與塌陷，嚴重危及到地表的人類活動。其次，礦山開采過程破壞生態(tài)環(huán)境，造成環(huán)境污染。礦區(qū)大片植被遭到破壞，表土剝離，加劇了水土流失，引起了土壤退化，導致生態(tài)失衡。礦產(chǎn)開采中產(chǎn)生的廢棄物成分復雜，含有大量的酸性、堿性或有毒的物質(zhì)，這些物質(zhì)能對周邊地區(qū)造成嚴重的影響。許多礦物有重金屬伴生，礦物開采過程中常產(chǎn)生重金屬污染。重金屬具有長期性，穩(wěn)定性和隱蔽性的特征，同時重金屬元素會在植物體內(nèi)積累，并通過食物鏈富集到動物和人體中，誘發(fā)癌變或其他疾病[2]，危害人類健康。如鉛中毒會影響人的神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)和消化系統(tǒng)等，鎘中毒則會引起骨痛病。礦區(qū)土壤重金屬污染已不容忽視，到了亟待解決的地步。礦區(qū)固體廢棄物和礦山酸性廢水是礦區(qū)土壤中重金屬的主要來源。尤其是在Pb/Zn礦、Fe/S礦的開采過程中,尾礦廢石中的Pb、Cd、Zn、Cr、Cu、As等在地表水的沖洗和雨水的淋濾下進入土壤并累積起來。而酸性廢水則使礦區(qū)中的重金屬元素活化，以離子形態(tài)遷移到礦區(qū)周邊的農(nóng)田土壤或河流中，導致土壤和河流中重金屬含量遠遠超過背景值[3]，影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和飲水健康。另外，在礦石采礦、運輸及排土過程中，塵埃污染也是礦區(qū)周邊土壤中重金屬的一個來源。在發(fā)達國家和地區(qū)，礦區(qū)廢棄地治理已達50%以上[4]，而我國還不到10%。近年來，我國開始重視礦區(qū)重金屬污染的治理，如中國污染場地修復科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇中來自全國各地的重金屬污染場地修復專家一起商議湖南重金屬污染礦區(qū)的治理措施，并對各方法的實用性做了分析。土壤重金屬的各個修復方法可以降低重金屬的濃度或生物可利用度，降低對生態(tài)環(huán)境及人類健康的危害。重金屬污染土壤的修復中，方法的選擇至關(guān)重要。本文在闡述了重金屬污染土壤的基本修復原理后，著重分析了土壤重金屬污染的物理修復法、化學修復法和生物修復法，為土壤中重金屬的去除、固化及鈍化提供了理論依據(jù)。

2.重金屬污染土壤的修復技術(shù)

國內(nèi)外用來修復土壤污染的方法較多，在具體的應用過程中多為交叉使用，一般分為三大類，即物理修復方法、化學修復方法和生物修復方法[5]。其修復原理如下：（1）加入化學改良劑轉(zhuǎn)化重金屬在土壤中的存在化學價態(tài)和存在形態(tài)，使其固化或鈍化?；蛘卟捎梦锢硇迯偷确椒ǎ怪亟饘僭谕寥乐蟹€(wěn)定化，降低其對植物和人體的毒性；（2）利用重金屬累積植物、動物、微生物吸收土壤中的重金屬，然后處理該生物或者回收重金屬；（3）將重金屬變?yōu)榭扇軕B(tài)、游離態(tài)，然后進行淋洗并收集淋洗液中的重金屬，達到降低土壤中重金屬含量的目的[5]。

3.物理修復法

物理修復法是基于機械物理的工程方法，它主要包括客土、換土和翻土法、電動修復法和熱處理法三種。

3.1客土、換土和翻土

客土法是指向被重金屬污染的土壤中加入大量干凈土壤，覆蓋在土壤表層或混勻，使重金屬濃度降低至低于臨界危害濃度，從而達到減輕污染的目的[6]。對移動性較差的重金屬污染物（如鉛）采用客土法時，相對較少的客土量也能滿足要求，可減少工程量。換土法是指把受重金屬污染的土壤取走，代之以干凈的土壤。該方法適用于小面積嚴重污染的地區(qū)，以迅速地解決問題，并防止污染擴大化。此方法要求對換出的受污染土壤進行妥善處理，以防止二次污染[7]。翻土法是指深翻土壤，使表層的重金屬污染物分散到更深的土層，達到減少表層土壤污染物的目的。在礦區(qū)重金屬治理的過程中，換土法治理較為徹底，而客土法和翻土法并未根除土壤中的重金屬污染物，相反把重金屬繼續(xù)留在土壤中，因此這兩種方法只適用于移動性差的重金屬污染物，以免土壤中重金屬污染物對地下水造成污染。

3.2電動修復

電動修復法是由美國路易斯安那州立大學研究出的一種治理土壤污染的原位修復方法，該方法近年來在一些歐美發(fā)達國家發(fā)展很快。它適合修復低滲透粘土和淤泥土，可以控制污染物流向[8]。在電動修復過程中，利用天然導電性土壤加載電流形成的電場梯度使土壤中的重金屬離子（如鉛、鎘、鋅、鎳、鉬、銅、鈾等）以電遷移和電透滲的方式向電極移動，然后在電極部位進行集中處理。鄭喜坤等[9]在沙土上的實驗表明，土壤中Pb2+、Cr3+等重金屬離子的除去率可達90%以上。該方法不攪動土層，且修復時間較短[10]，是一種可行的修復技術(shù)。

3.3熱處理

熱處理法是利用高頻電壓釋放電磁波產(chǎn)生的熱能對土壤進行加熱，使一些易揮發(fā)性有毒重金屬從土壤顆粒內(nèi)解吸并分離，從而達到修復的目的[11]。該技術(shù)可以修復被Hg和As等重金屬污染的土壤。雖然物理修復方法取得了一定的成果，但其還存在局限性?？屯?、換土和翻土法操作起來花費具大，破壞土壤結(jié)構(gòu)，使土壤肥力下降，同時還依然需要對換土進行堆放或處理；電動修復法在實際運用中受其他多種因素影響，可控性差；熱處理法對氣體汞不易回收。

4.化學修復法

4.1化學改良劑

該方法是指向重金屬污染土壤中添加化學改良劑，通過對重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀作用，改變其在土壤中的存在形態(tài)，使其鈍化后減少向土壤深層和地下水遷移，從而降低其生物有效性。常用的化學改良劑有石灰、碳酸鈣、沸石、硅酸鹽、磷酸鹽等，不同改良劑對重金屬的作用機理不同。如施用石灰或碳酸鈣主要是提高土壤pH值，促使土壤中鎘、銅、汞、鋅等元素形成氫氧化物或碳酸鹽等結(jié)合態(tài)鹽類沉淀。如當土壤pH>6.5時，Hg就能形成氫氧化物或碳酸鹽沉淀[12]。沸石是一種堿土金屬礦物，通過吸附、離子交換等降低土壤中的重金屬生物有效性。黃占斌等指出對于鉛、鎘復合污染土壤，環(huán)境材料腐殖酸對鉛有顯著固定作用，而高分子材料SAP及材料組合（腐殖酸、高分子材料SAP和沸石）對鎘起到明顯固定作用。A.Chlopecka等發(fā)現(xiàn)沸石、磷石灰等能降低重金屬Pb、Cd的移動性，且能夠減少玉米和大麥對重金屬Pb、Cd的吸收量。

4.2化學淋洗

化學淋洗修復法是指在重力或外壓下向污染土壤中加入化學溶劑，使重金屬溶解在溶劑中，從固相轉(zhuǎn)移至液相，然后再把溶解有重金屬的溶液從土層中抽提出來，進行溶液中重金屬的處理過程[15]。利用此方法開展修復工作時，既可以在原位進行，也可采用異位修復[16]。原位化學淋洗修復法要在污染地進行全部過程，包括清洗液投加、土壤淋出液收集和淋出液處理等。由于原位化學淋洗過程形成了可遷移態(tài)污染物，因此要把處理區(qū)域封閉起來避免污染擴大化；異位化學淋洗修復法則要把重金屬污染土壤挖掘出來，用化學試劑清洗，以去除重金屬，再處理含有重金屬的廢液，最后清潔后的土壤可以回填或作其他用途。化學淋洗法的關(guān)鍵在于試劑的選擇，可用來淋洗土壤重金屬的試劑主要有鹽酸、硝酸、磷酸、硫酸、草酸、氫氧化鈉、EDTA等?，F(xiàn)已證明EDTA是針對重金屬污染最有效的提取劑，但其價格昂貴，且對EDTA的回收還存在技術(shù)問題[17]。

5.生物修復法

生物修復法是通過植物、微生物或者動物的代謝活動，降低土壤中重金屬含量方法。它主要包括植物修復法、微生物修復法、動物修復法和菌根修復法四種。

5.1植物修復

植物修復是將對重金屬有超累積能力的植物種植在污染土壤上，待植物成熟后收獲并進行妥善處理（如灰分回收）。通過該種植物可將重金屬移出土壤，達到治理污染的目的。對于修復重金屬污染土壤，植物修復法主要有植物鈍化、植物提取和植物揮發(fā)三種。植物鈍化是指利用植物根系分泌物降低重金屬的活性，從而減少重金屬的生物毒性和有效性，并防止其進入地下水和食物鏈，減少對人類健康的威脅。如植物分泌的磷酸鹽與土壤中的鉛結(jié)合成難溶的磷酸鉛，使鉛得到固化。除直接與重金屬發(fā)生作用外，根系分泌物導致的根際環(huán)境pH值和Eh值的變化也可轉(zhuǎn)變重金屬的化學形態(tài)，使重金屬固化在土壤中。但是這種方法并未將重金屬去除，因此環(huán)境條件的改變?nèi)杂锌赡芑罨亟饘?。植物提取是指利用重金屬超累積植物從污染土壤中吸收重金屬，并將其轉(zhuǎn)移、儲存在植物地上部分（莖或葉），隨后收割地上部分并集中處理其中的重金屬，從而達到降低土壤重金屬含量的目的。蔣先軍等發(fā)現(xiàn)，印度芥菜對銅、鋅、鉛污染的土壤有良好修復效果。夏星輝[22]指出蕨類植物對鎘的富集能力很強，楊柳科能大量富集鎘，十字花科的蕓苔能富集鉛，芥子草能富集鉛、錫、鋅、銅等。在英國和澳大利亞等國家，一些對重金屬有高耐受性的植物的培育已經(jīng)商業(yè)化。植物揮發(fā)是指植物將其吸收的重金屬轉(zhuǎn)化為可揮發(fā)態(tài)，并揮發(fā)出植物的過程。如植物可以吸收土壤中的Hg2+，然后使之轉(zhuǎn)化成氣態(tài)HgO后，通過蒸騰作用從葉片蒸發(fā)出來。這種方法只適用于具有揮發(fā)性的重金屬污染物，應用范圍較小。同時，該方法將污染物轉(zhuǎn)移到大氣中，對大氣環(huán)境造成一定影響。

5.2微生物修復

微生物修復法是利用微生物對重金屬的親和吸附作用將其轉(zhuǎn)化為低毒產(chǎn)物，從而降低污染程度。雖然微生物不能直接降解重金屬，但其可改變重金屬的物理或化學特性，進而影響重金屬的遷移與轉(zhuǎn)化。微生物修復重金屬污染土壤的機理包括生物吸附、生物轉(zhuǎn)化、胞外沉淀、生物累積等。通過這些過程，微生物便可降低土壤中重金屬的生物毒性[23]。由于細胞表面帶有電荷，土壤中的微生物可吸附重金屬離子或通過攝取將重金屬離子富集在細胞內(nèi)部。微生物與重金屬離子的氧化還原反應也可降低重金屬的生物毒性，如在好氣或厭氣的條件下，異養(yǎng)微生物可將Cr6+還原為Cr3+，降低其毒性。杜立棟等[24]從鉛污染礦區(qū)土壤中篩選出一株青霉菌，對人工培養(yǎng)基中有效鉛的去除率達96.54%，且富集效果比較穩(wěn)定，可應用于鉛污染礦區(qū)土壤的生物修復。

5.3動物修復

土壤重金屬污染的動物修復是指利用土壤動物在自然條件或人工控制下，在污染土壤中生長、繁殖等活動過程中對污染物進行富集和鈍化等作用，從而使污染物降低或消除的一種修復技術(shù)。在評價污染物的生態(tài)學危害研究中，科研工作者對土壤動物并未給予足夠的重視，所以與微生物修復相比，國內(nèi)外的相關(guān)報道還不多。而在眾多土壤動物中，普遍認為蚯蚓是改良土壤的能手，并且對土壤污染具有指示作用，具有巨大的修復污染土壤潛力。朱永恒等[25]研究得出蚯蚓對重金屬的富集量隨著污染濃度的增加而增加，蚯蚓體內(nèi)的Pb、Cd和As的含量和土壤中這三項元素的含量具有良好的相關(guān)性。且蚯蚓體內(nèi)的金屬硫蛋白和溶酶體機制可以解毒重金屬。除蚯蚓外，腐生波豆蟲及梅氏扁豆蟲等動物對重金屬也有明顯的富集作用[27]。土壤動物不僅直接富集重金屬，還和微生物、植物協(xié)同富集重金屬，改變重金屬的形態(tài)，使重金屬鈍化而失去毒性。

5.4菌根修復

篇9

[中圖分類號] X5 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-1-172-2

1前言

在地球陸地環(huán)境表層系統(tǒng)中，土壤環(huán)境是其重要的一個組成部分。它不僅僅只是人類生存所必須的一個環(huán)境，而且又是各種生物的重要一棲息場所。從某種程度上來說，土壤環(huán)境所具有的這種性質(zhì)決定者人類以及生物今后的生存以及發(fā)展。結(jié)合相關(guān)部門的數(shù)據(jù)監(jiān)測顯示，從30萬公頃的土壤中的重金屬進行監(jiān)測，其結(jié)果得出有3.6萬公頃土壤的重金屬含量都是超標的。所以，土壤重金屬的污染直接對人們的生命健康產(chǎn)生了影響。所以，在治理土壤污染工作中，防治土壤重金屬超標問題成為解決的首要問題。

2土壤重金屬污染原因和分布

實際上，使土壤中重金屬含量增多的途徑有多種。第一，土壤本身含有一部分重金屬，而且對于不同土體來說，在成土過程中重金屬的量也所不同。第二，在人類工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，一些含有重金屬元素的大氣對土壤、大氣等造成嚴重的污染。

2.1大氣含有的重金屬沉降到土壤中

工業(yè)生產(chǎn)排放的大氣中含有大量的重金屬元素。另外，汽車尾氣排放會產(chǎn)生含有重金屬的氣體與粉塵。因而，在工廠以及公路兩側(cè)土壤中的重金屬含量較大。對于空氣中的重金屬元素來說，通常是隨雨水下降而滲入到土壤當中的，自工廠、公路周圍逐漸向四周擴散。在距離城市越遠的地區(qū)，其土壤中的重金屬含量會越小。而污染最為嚴重的就是城市郊區(qū)。除此之外，土壤中重金屬含量也和城市人口密度、車輛密度等有直接的關(guān)聯(lián)；并且如果某個國家或地區(qū)的重工業(yè)生產(chǎn)越發(fā)達，就說明這個國家或地區(qū)土壤重金屬污染就會越嚴重。

2.2農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)藥與化肥使用

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，市場中銷售點部分農(nóng)藥中含有大量的鉛、汞等元素，而這些元素都是加劇土壤重污染的主要原因。通常來說，在過磷酸鹽當中，汞、鋅、鉑等重金屬元素含量最多，而氮、鉀肥的含量卻非常少。如果氮肥中鉛含量大，將嚴重污染土壤環(huán)境。例如：通過對某地區(qū)菜園中的土壤的抽樣檢測，其結(jié)果是：汞含量由最初的0.22mg/kg增加到0.39mg/kg；而銅和鋅的含量增加了近2/3。所以，將進一步增加重金屬對土壤環(huán)境的污染。除此之外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所使用的塑料膜也含有重金屬元素，因而，一旦農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用了這種塑料膜那么將會使土壤中的重金屬含量大大增加。

2.3污水灌溉

污水灌溉指的是把集中收集的城市污染，進行簡單的處理之后直接用于農(nóng)田灌溉。而城市污水的主要來源于三方面，即生活、商業(yè)、工業(yè)。在城市發(fā)展中，因工業(yè)化發(fā)展速度的進一步加快，從而使得大量工業(yè)污水都流入到河流、湖泊當中，但由于污水中含有大量的重金屬離子。最后因使用污水進行農(nóng)田灌溉，所以，城市工業(yè)區(qū)附近土壤重金屬污染十分的嚴重。特別是近幾年，由于我國城市污水灌溉是農(nóng)業(yè)灌溉不可缺少的一個組成部分，所以土壤重金屬污染的面積逐漸在擴大。其中，我國北方地區(qū)污水灌溉現(xiàn)象最為嚴重，占全國污水灌溉總面積的90%，而我國南方地區(qū)則只占6%，剩下的污染比例則集中在我國青藏地區(qū)。這樣，土壤中的各種重金屬的含量會持續(xù)上升，如：銅、鋅、汞等。

2.4重金屬廢棄物的長時間堆積

一般說來，大多數(shù)廢棄物中所含的重金屬含量都是比較大的。然而，污染種類不同，所造成的污染程度也不完全相同。通常，主要是自廢棄堆逐漸向四周而擴散的。例如：通過對某地區(qū)垃圾場、車輛廢棄場周圍土壤重金屬含量的測定結(jié)果分析，在廢棄物堆積的周圍，所含的重金屬，如汞、鎳、錳、鋅等含量值都是超標的。土壤重金屬含量的增加主要是由于廢棄堆積物釋放率造成的，同時，隨著距離的增加，其重金屬含量對土壤污染的程度會逐漸減輕。

3有效治理土壤中重金屬污染物的方法

通過對土壤所含重金屬含量的探究我們得出：西方國家自上世紀60年代開始，便開始針對土壤所含的重金屬含量進行了探究。然而，我國對土壤重金屬含量的研究開始于上世紀80年代?，F(xiàn)如今，各個國家對土壤中重金屬污染治理方法進行了探究，主要涉及到四個治理方法：

3.1工程治理法

這一治理方法指的是通過物理或者是化學原理對土壤重金屬污染進行有效治理。其具體的操作方法包含以下幾種：第一，把已經(jīng)被污染的土壤表面填鋪一層新土；第二，移走已經(jīng)被污染的土壤，再添上一層未被污染的新土；第三，也可把被污染的土壤經(jīng)挖掘后翻至下層。除此之外，也可采用淋洗法。此法指的是通過淋洗液淋洗已被污染的土壤。上述幾種方法效果極佳，但是，在具體實施過程中，復雜度較大，而且治理費用消耗也相對較高。所以，需要慎重選用此方法。

3.2生物治理法

篇10

The research progress of remediation methods on heavy metal contaminated mining lands

ZHANG Zhi-Ming, HUANG Zhan-Bin, SHAN Rui-Juan, SUN Peng-Cheng

School of Chemical and Environmental Engineering, China University of Mining and Technology, Beijing, 100083, China

Abstract：The problem of heavy metal pollution in processing of mineral resource development becomes serious, and the remediation method is a very important topic. This paper analyzed the methods of physical remediation, chemical remediation and biological emediation for heavy metal remediation in mining lands, and points out the characteristics of each method. By analyzing, the article proposed that joint remediation, phytoremediation, and chemical modified materials remediation are important directions of heavy metal contaminated soil remediation.

Key words: mining land; heavy metal pollution; physical remediation; chemical remediation; biological remediation

1. 引言

我國礦產(chǎn)資源豐富，為國家經(jīng)濟建設(shè)做出了巨大的貢獻，是工業(yè)經(jīng)濟的重要支柱，促進了社會進步，但在礦產(chǎn)開采和冶煉過程中也存在一系列嚴重的環(huán)境問題。

首先，礦產(chǎn)開采會占用大片土地，并可能造成地質(zhì)災害。在采礦的過程中產(chǎn)生大量的礦渣，包括選礦渣、尾礦渣及生活垃圾等。據(jù)統(tǒng)計，中國鐵礦石開采經(jīng)選礦后68%以上為尾礦，黃金礦開采選礦后幾乎100%為尾礦[1]。超過90%的礦區(qū)廢棄物采取堆放處理，占用了大片的土地。我國礦山多為地下開采，常常導致地表裂縫與塌陷，嚴重危及到地表的人類活動。

其次，礦山開采過程破壞生態(tài)環(huán)境，造成環(huán)境污染。礦區(qū)大片植被遭到破壞，表土剝離，加劇了水土流失，引起了土壤退化，導致生態(tài)失衡。礦產(chǎn)開采中產(chǎn)生的廢棄物成分復雜，含有大量的酸性、堿性或有毒的物質(zhì)，這些物質(zhì)能對周邊地區(qū)造成嚴重的影響。

許多礦物有重金屬伴生，礦物開采過程中常產(chǎn)生重金屬污染。重金屬具有長期性，穩(wěn)定性和隱蔽性的特征，同時重金屬元素會在植物體內(nèi)積累，并通過食物鏈富集到動物和人體中，誘發(fā)癌變或其他疾病[2]，危害人類健康。如鉛中毒會影響人的神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)和消化系統(tǒng)等，鎘中毒則會引起骨痛病。礦區(qū)土壤重金屬污染已不容忽視，到了亟待解決的地步。

礦區(qū)固體廢棄物和礦山酸性廢水是礦區(qū)土壤中重金屬的主要來源。尤其是在Pb/Zn礦、Fe/S礦的開采過程中, 尾礦廢石中的Pb、Cd、Zn、Cr、Cu、As等在地表水的沖洗和雨水的淋濾下進入土壤并累積起來。而酸性廢水則使礦區(qū)中的重金屬元素活化，以離子形態(tài)遷移到礦區(qū)周邊的農(nóng)田土壤或河流中，導致土壤和河流中重金屬含量遠遠超過背景值[3]，影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和飲水健康。另外，在礦石采礦、運輸及排土過程中，塵埃污染也是礦區(qū)周邊土壤中重金屬的一個來源。

在發(fā)達國家和地區(qū)，礦區(qū)廢棄地治理已達50%以上[4]，而我國還不到10%。近年來，我國開始重視礦區(qū)重金屬污染的治理，如中國污染場地修復科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇中來自全國各地的重金屬污染場地修復專家一起商議湖南重金屬污染礦區(qū)的治理措施，并對各方法的實用性做了分析。土壤重金屬的各個修復方法可以降低重金屬的濃度或生物可利用度，降低對生態(tài)環(huán)境及人類健康的危害。

重金屬污染土壤的修復中，方法的選擇至關(guān)重要。本文在闡述了重金屬污染土壤的基本修復原理后，著重分析了土壤重金屬污染的物理修復法、化學修復法和生物修復法，為土壤中重金屬的去除、固化及鈍化提供了理論依據(jù)。

2. 重金屬污染土壤的修復技術(shù)

國內(nèi)外用來修復土壤污染的方法較多，在具體的應用過程中多為交叉使用，一般分為三大類，即物理修復方法、化學修復方法和生物修復方法[5]。其修復原理如下：

（1）加入化學改良劑轉(zhuǎn)化重金屬在土壤中的存在化學價態(tài)和存在形態(tài)，使其固化或鈍化?；蛘卟捎梦锢硇迯偷确椒ǎ怪亟饘僭谕寥乐蟹€(wěn)定化，降低其對植物和人體的毒性；

（2）利用重金屬累積植物、動物、微生物吸收土壤中的重金屬，然后處理該生物或者回收重金屬；

（3）將重金屬變?yōu)榭扇軕B(tài)、游離態(tài)，然后進行淋洗并收集淋洗液中的重金屬，達到降低土壤中重金屬含量的目的[5]。

3. 物理修復法

物理修復法是基于機械物理的工程方法，它主要包括客土、換土和翻土法、電動修復法和熱處理法三種。

3.1 客土、換土和翻土

客土法是指向被重金屬污染的土壤中加入大量干凈土壤，覆蓋在土壤表層或混勻，使重金屬濃度降低至低于臨界危害濃度，從而達到減輕污染的目的[6]。對移動性較差的重金屬污染物（如鉛）采用客土法時，相對較少的客土量也能滿足要求，可減少工程量。

換土法是指把受重金屬污染的土壤取走，代之以干凈的土壤。該方法適用于小面積嚴重污染的地區(qū)，以迅速地解決問題，并防止污染擴大化。此方法要求對換出的受污染土壤進行妥善處理，以防止二次污染[7]。

翻土法是指深翻土壤，使表層的重金屬污染物分散到更深的土層，達到減少表層土壤污染物的目的。

在礦區(qū)重金屬治理的過程中，換土法治理較為徹底，而客土法和翻土法并未根除土壤中的重金屬污染物，相反把重金屬繼續(xù)留在土壤中，因此這兩種方法只適用于移動性差的重金屬污染物，以免土壤中重金屬污染物對地下水造成污染。

3.2 電動修復

電動修復法是由美國路易斯安那州立大學研究出的一種治理土壤污染的原位修復方法，該方法近年來在一些歐美發(fā)達國家發(fā)展很快。它適合修復低滲透粘土和淤泥土，可以控制污染物流向[8]。

在電動修復過程中，利用天然導電性土壤加載電流形成的電場梯度使土壤中的重金屬離子（如鉛、鎘、鋅、鎳、鉬、銅、鈾等）以電遷移和電透滲的方式向電極移動，然后在電極部位進行集中處理。鄭喜坤等[9]在沙土上的實驗表明，土壤中Pb2+、Cr3+等重金屬離子的除去率可達90%以上。該方法不攪動土層，且修復時間較短[10]，是一種可行的修復技術(shù)。

3.3 熱處理

熱處理法是利用高頻電壓釋放電磁波產(chǎn)生的熱能對土壤進行加熱，使一些易揮發(fā)性有毒重金屬從土壤顆粒內(nèi)解吸并分離，從而達到修復的目的[11]。該技術(shù)可以修復被Hg和As等重金屬污染的土壤。

雖然物理修復方法取得了一定的成果，但其還存在局限性。客土、換土和翻土法操作起來花費具大，破壞土壤結(jié)構(gòu)，使土壤肥力下降，同時還依然需要對換土進行堆放或處理；電動修復法在實際運用中受其他多種因素影響，可控性差；熱處理法對氣體汞不易回收。

4. 化學修復法

4.1 化學改良劑

該方法是指向重金屬污染土壤中添加化學改良劑，通過對重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀作用，改變其在土壤中的存在形態(tài)，使其鈍化后減少向土壤深層和地下水遷移，從而降低其生物有效性。

常用的化學改良劑有石灰、碳酸鈣、沸石、硅酸鹽、磷酸鹽等，不同改良劑對重金屬的作用機理不同。

如施用石灰或碳酸鈣主要是提高土壤pH值，促使土壤中鎘、銅、汞、鋅等元素形成氫氧化物或碳酸鹽等結(jié)合態(tài)鹽類沉淀。

如當土壤pH>6.5時，Hg就能形成氫氧化物或碳酸鹽沉淀[12]。沸石是一種堿土金屬礦物，通過吸附、離子交換等降低土壤中的重金屬生物有效性。黃占斌等指出對于鉛、鎘復合污染土壤，環(huán)境材料腐殖酸對鉛有顯著固定作用，而高分子材料SAP及材料組合（腐殖酸、高分子材料SAP和沸石）對鎘起到明顯固定作用。A.Chlopecka等發(fā)現(xiàn)沸石、磷石灰等能降低重金屬Pb、Cd的移動性，且能夠減少玉米和大麥對重金屬Pb、Cd的吸收量。

4.2 化學淋洗

化學淋洗修復法是指在重力或外壓下向污染土壤中加入化學溶劑，使重金屬溶解在溶劑中，從固相轉(zhuǎn)移至液相，然后再把溶解有重金屬的溶液從土層中抽提出來，進行溶液中重金屬的處理過程[15]。利用此方法開展修復工作時，既可以在原位進行，也可采用異位修復[16]。

原位化學淋洗修復法要在污染地進行全部過程，包括清洗液投加、土壤淋出液收集和淋出液處理等。

由于原位化學淋洗過程形成了可遷移態(tài)污染物，因此要把處理區(qū)域封閉起來避免污染擴大化；異位化學淋洗修復法則要把重金屬污染土壤挖掘出來，用化學試劑清洗，以去除重金屬，再處理含有重金屬的廢液，最后清潔后的土壤可以回填或作其他用途。

化學淋洗法的關(guān)鍵在于試劑的選擇，可用來淋洗土壤重金屬的試劑主要有鹽酸、硝酸、磷酸、硫酸、草酸、氫氧化鈉、EDTA等?，F(xiàn)已證明EDTA是針對重金屬污染最有效的提取劑，但其價格昂貴，且對EDTA的回收還存在技術(shù)問題[17]。

5. 生物修復法

生物修復法是通過植物、微生物或者動物的代謝活動，降低土壤中重金屬含量方法。它主要包括植物修復法、微生物修復法、動物修復法和菌根修復法四種。

5.1 植物修復

植物修復是將對重金屬有超累積能力的植物種植在污染土壤上，待植物成熟后收獲并進行妥善處理（如灰分回收）。

通過該種植物可將重金屬移出土壤，達到治理污染的目的。對于修復重金屬污染土壤，植物修復法主要有植物鈍化、植物提取和植物揮發(fā)三種。

植物鈍化是指利用植物根系分泌物降低重金屬的活性，從而減少重金屬的生物毒性和有效性，并防止其進入地下水和食物鏈，減少對人類健康的威脅。

如植物分泌的磷酸鹽與土壤中的鉛結(jié)合成難溶的磷酸鉛，使鉛得到固化。除直接與重金屬發(fā)生作用外，根系分泌物導致的根際環(huán)境pH值和Eh值的變化也可轉(zhuǎn)變重金屬的化學形態(tài)，使重金屬固化在土壤中。

但是這種方法并未將重金屬去除，因此環(huán)境條件的改變?nèi)杂锌赡芑罨亟饘佟?/p>

植物提取是指利用重金屬超累積植物從污染土壤中吸收重金屬，并將其轉(zhuǎn)移、儲存在植物地上部分（莖或葉），隨后收割地上部分并集中處理其中的重金屬，從而達到降低土壤重金屬含量的目的。蔣先軍等發(fā)現(xiàn)，印度芥菜對銅、鋅、鉛污染的土壤有良好修復效果。夏星輝[22]指出蕨類植物對鎘的富集能力很強，楊柳科能大量富集鎘，十字花科的蕓苔能富集鉛，芥子草能富集鉛、錫、鋅、銅等。在英國和澳大利亞等國家，一些對重金屬有高耐受性的植物的培育已經(jīng)商業(yè)化。

植物揮發(fā)是指植物將其吸收的重金屬轉(zhuǎn)化為可揮發(fā)態(tài)，并揮發(fā)出植物的過程。如植物可以吸收土壤中的Hg2+，然后使之轉(zhuǎn)化成氣態(tài)HgO后，通過蒸騰作用從葉片蒸發(fā)出來。這種方法只適用于具有揮發(fā)性的重金屬污染物，應用范圍較小。同時，該方法將污染物轉(zhuǎn)移到大氣中，對大氣環(huán)境造成一定影響。

5.2 微生物修復

微生物修復法是利用微生物對重金屬的親和吸附作用將其轉(zhuǎn)化為低毒產(chǎn)物，從而降低污染程度。

雖然微生物不能直接降解重金屬，但其可改變重金屬的物理或化學特性，進而影響重金屬的遷移與轉(zhuǎn)化。微生物修復重金屬污染土壤的機理包括生物吸附、生物轉(zhuǎn)化、胞外沉淀、生物累積等。通過這些過程，微生物便可降低土壤中重金屬的生物毒性[23]。

由于細胞表面帶有電荷，土壤中的微生物可吸附重金屬離子或通過攝取將重金屬離子富集在細胞內(nèi)部。微生物與重金屬離子的氧化還原反應也可降低重金屬的生物毒性，如在好氣或厭氣的條件下，異養(yǎng)微生物可將Cr6+還原為Cr3+，降低其毒性。杜立棟等[24]從鉛污染礦區(qū)土壤中篩選出一株青霉菌，對人工培養(yǎng)基中有效鉛的去除率達96.54%，且富集效果比較穩(wěn)定，可應用于鉛污染礦區(qū)土壤的生物修復。

5.3 動物修復

土壤重金屬污染的動物修復是指利用土壤動物在自然條件或人工控制下，在污染土壤中生長、繁殖等活動過程中對污染物進行富集和鈍化等作用，從而使污染物降低或消除的一種修復技術(shù)。

在評價污染物的生態(tài)學危害研究中，科研工作者對土壤動物并未給予足夠的重視，所以與微生物修復相比，國內(nèi)外的相關(guān)報道還不多。而在眾多土壤動物中，普遍認為蚯蚓是改良土壤的能手，并且對土壤污染具有指示作用，具有巨大的修復污染土壤潛力。

朱永恒等[25]研究得出蚯蚓對重金屬的富集量隨著污染濃度的增加而增加，蚯蚓體內(nèi)的Pb、Cd和As的含量和土壤中這三項元素的含量具有良好的相關(guān)性。且蚯蚓體內(nèi)的金屬硫蛋白和溶酶體機制可以解毒重金屬。除蚯蚓外，腐生波豆蟲及梅氏扁豆蟲等動物對重金屬也有明顯的富集作用[27]。土壤動物不僅直接富集重金屬，還和微生物、植物協(xié)同富集重金屬，改變重金屬的形態(tài)，使重金屬鈍化而失去毒性。

5.4 菌根修復

菌根是指土壤中真菌菌絲與植物根系形成的聯(lián)合體。成熟的菌根是一個復雜的群體，包括真菌、固氮菌和放線菌，這些菌類有一定的修復重金屬污染的能力。

菌根真菌可通過分泌特殊的分泌物改變植物根際環(huán)境，從而使重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒或低毒的形態(tài)，降低其毒性，起到促進重金屬的植物鈍化作用。申鴻等[28]通過對菌根的研究發(fā)現(xiàn)，菌根玉米地上部銅濃度降低24.3%，根系銅濃度降低24.1%，表明菌根植物對銅污染土壤具有一定的生物修復作用。黃藝等[29]采用根墊法和連續(xù)形態(tài)分析技術(shù)，分析了生長在重金屬污染土壤中有菌根小麥和無菌根小麥根際銅、鋅、鉛、鎘的形態(tài)分布和變化趨勢，發(fā)現(xiàn)菌根可調(diào)節(jié)根際中土壤重金屬形態(tài)降低重金屬的生物有效性。

此外，菌根還能使菌根植物體中重金屬積累量增加，強化植物提取的效果。

6. 結(jié)論與展望

國外關(guān)于土壤污染物重金屬的研究，澳大利亞、美國、德國等國家比較深入，尤其是澳大利亞。其研究主要集中在利用沸石等物質(zhì)降低重金屬在土壤中的遷移性或者利用超富集植物對土壤中的重金屬元素進行吸收以降低重金屬的濃度。

國內(nèi)關(guān)于土壤重金屬的污染治理也具有此趨勢，但對于動物修復的機理還不是很明確。

由于礦區(qū)污染土壤中重金屬種類多樣且濃度較高，單一修復手段難以取得滿意的修復效果。因此在實際修復過程中應根據(jù)污染物性質(zhì)、污染程度、土壤條件等因素，綜合利用物理、化學和生物等修復方法，因地制宜地開展重金屬污染土壤聯(lián)合修復。在礦區(qū)重金屬污染治理方法中，化學與生物聯(lián)合修復方法具有廣闊的應用前景。該方法將化學修復法與植物修復、微生物修復等生物修復法聯(lián)合，在添加鈍化劑、表面活性劑等之后植物對復合重金屬污染土壤的修復有顯著的效果。該方法相對于其他修復方法（如物理法中的電動修復法），具有成本低廉、操作簡便和效果顯著的優(yōu)點，適合大規(guī)模的污染土壤修復。

雖然重金屬污染土壤的修復取得了一定的成果，但局限性仍然存在，如用于植物修復的超積累植物大部分植株矮小、生長緩慢且生長周期長，因而修復時間較長，且植物揮發(fā)作用使可揮發(fā)性重金屬易對大氣和人類造成傷害，故需要進一步加強機理研究以避免二次污染。澳大利亞等國家雖已經(jīng)篩選出有效吸收重金屬的植物，并部分商業(yè)化，但大面積普及難度較高。植物的鈍化作用與投加化學改良劑法并沒有將土壤中的重金屬離子去除，只是暫時的固定，當環(huán)境條件發(fā)生改變時，重金屬有可能再度活化而危害地下水及植物。

針對這些問題，我們應利用基因工程等手段開展重金屬積累植物或菌根的篩選，以提高重金屬的積累量，達到去除或簡化重金屬污染的目的。

同時，一種單一的化學改良劑很難有效地處理多種重金屬污染土壤，故針對礦區(qū)土壤中重金屬的多樣性及各種重金屬間的相互作用，應將各種改良劑配施并開發(fā)復合穩(wěn)定劑，并利用工程手段或技術(shù)避免已鈍化重金屬的再度活化，降低重金屬對人類威脅程度。此外，還可以通過化學方法和生物方法在時間和空間上的合理組合，結(jié)合應用中的配套措施（如作物的輪作和間作），與土壤化學固化和植物修復搭配，使一定時期內(nèi)重金屬污染土壤得到改良和修復，取得生產(chǎn)安全和環(huán)境安全的效果。

參考文獻

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