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中圖分類號 X53 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）17-0241-01
1 土壤污染概念
1.1 土壤污染
有關學者有不同觀點：一是土壤中的污染物超過背景值稱之為“污染”；二是土壤中污染物超過《土壤環(huán)境質量標準》就判定為土壤“污染”；三是土壤中污染物超過環(huán)境容量，并對農產品的產量和安全質量造成威脅才稱之為“污染”[1]，此理解較為全面。
1.2 有害重金屬
有些重金屬攝入微量就會出現(xiàn)病態(tài)或中毒癥狀，常稱為有害重金屬或有毒重金屬，如鉛、鎘、汞等。鉛是重金屬污染中較大的一種，一旦進入人體將很難排除，能直接傷害人的腦細胞，特別是胎兒的神經系統(tǒng)，可造成先天智力低下；對老年人造成癡呆等，還有致癌、致突變作用。鎘易導致高血壓，引起心腦血管疾病，破壞骨骼和肝腎，并能引起腎功能衰竭。汞是重金屬污染中毒性最大的元素，食入后直接進入肝臟，對大腦、神經、視力破壞很大；天然水中含0.01 mg/L，就會導致人中毒[2]。
1.3 污染特點
重金屬污染在土壤等環(huán)境中具有隱蔽性、滯后性、累積性、不可逆轉性和難治理性等特點[2-3]。土壤一旦被污染，通過自凈能力完全復元周期長達1 000年[4]。
2 土壤污染概況
2.1 污染面積
曾有報道，我國土壤污染面積達0.1 億hm2，甚至有的說是0.2 億hm2 [1]，這是一個很驚人的數字。
2.2 污染趨勢
重金屬元素在土壤表層明顯富集與人口密集區(qū)、工礦業(yè)區(qū)存在密切相關性。與1994—1995年采樣相比，土壤重金屬污染分布面積顯著擴大并向東部人口密集區(qū)擴散，長江中下游某些區(qū)域普遍存在鎘、汞、鉛、砷等異常。我國土壤正出現(xiàn)越來越多本來沒有或微不足道的危險元素[4]。目前，日益嚴重的土壤重金屬污染等問題已引起人們的廣泛關注。
2.3 污染狀況
目前在全國逾30個省份中，至少有15 個地區(qū)土壤嚴重污染[5]。工廠排放的鉛和重金屬以及農民過度使用殺蟲劑和化肥，使土地和食物鏈受到威脅[6]。不少地方成為皮膚病、肝病、癌癥高發(fā)區(qū)[2]。全國有1/10的大米鎘含量超標[7]。每年受重金屬污染的糧食高達1 200萬t，造成直接經濟損失超過200億元[6]。
3 土壤污染來源
3.1 固體廢棄物污染
固體廢棄物污染成分復雜，其危害方式和污染程度也不盡相同。以礦業(yè)和工業(yè)固體廢棄物在堆放或處理過程中，在日曬、雨淋、水洗的作用下，以輻射狀、漏斗狀向周圍土壤、水體擴散，從而形成土壤重金屬污染[2-3，8]。
3.2 污水灌溉、污泥施肥污染
城市生活污水、石油化工污水、工業(yè)礦山污水和城鎮(zhèn)混合污水，造成污灌區(qū)土壤汞、砷、鉻、鉛、鎘等重金屬含量逐年增加。有些污泥重金屬含量高，如采用污泥施肥可帶入土中[2-3，8]。此外，還有隨大氣沉降進入土壤的重金屬污染以及農藥、化肥、地膜等隨農用物質進入土壤的重金屬污染。
4 預防對策
4.1 加大法規(guī)執(zhí)行力度、問責制度
加大環(huán)保法及有關農業(yè)環(huán)境保護條例、農產品基地保護條例等法規(guī)執(zhí)行力度和問責制度。盡快制定土壤保護有關法規(guī)，促進以法治農、依法護土上臺階。
4.2 盡快繪制土壤重金屬元素“人類污染圖”
加快全國土壤污染狀況調查步伐，盡快繪制土壤重金屬元素“人類污染圖”。對已被污染的土地，要把污染源搞清楚并加以切斷。農業(yè)、國土、地質、環(huán)保、水利、交通等部門要通力合作為大地“排毒”[4]。
4.3 建立健全和完善土壤污染防治資金保障機制
建立由個體賠償到責任保險再到補償基金救濟的正金字塔型體系，通過建立健全和完善土壤污染防治資金保障機制來切實落實土壤侵權損害賠償與補救。
4.4 確保糧食供應安全關
嚴禁生產和使用部分有毒有害化學品，嚴把農田過度使用化肥和殺蟲劑以及工廠、冶煉廠和礦井向地面排放重金屬關，確保糧食供應安全[5]。
4.5 確保農產品生產安全關
建立農產品產地監(jiān)測評價、產地分等定級及種植業(yè)結構調整和選擇合適品種、產地安全管理、產地污染防治等農產品產地安全管理技術體系，進行農產品產地安全質量普查，確保農產品生產安全[1-2]。
4.6 推行生物修復綜合技術
研究和推行以植物修復為主、輔以化學、微生物及農業(yè)生態(tài)措施的生物修復綜合技術[2-3]。
4.7 提倡清潔生產
提倡清潔生產，慎用污水灌溉，嚴格控制渣肥、污泥施用，增施有機肥料，全面推廣配方施肥技術。科學地使用土壤改良劑，全面加強土壤治污工作，逐步提高土壤質量水平[2，8]。
5 參考文獻
[1] 劉鳳枝，師榮光，賈蘭英，等.土壤污染與食用農產品安全[J].農業(yè)環(huán)境與發(fā)展，2012，27（1）：50-54.
[2] 李麗，王富華，王旭，等.韶關土壤重金屬污染狀況[J].農業(yè)環(huán)境與發(fā)展，2010，27（1）：74-76.
[3] 陳興蘭，楊成波.土壤重金屬污染、生態(tài)效應及植物修復技術[J].農業(yè)環(huán)境與發(fā)展，2010，27（3）：58-62.
[4] 新華社.我國正繪制土壤重金屬“人類污染圖”[N].楚天都市報，2013-06-13（31）.
[5] 中國須高度重視土壤污染治理[N].參考消息，2013-02-27（16）.
[6] 中國土壤污染構成大威脅[N].參考消息，2012-06-14（16）.
[關鍵詞] 重金屬 工業(yè)污染 離子交換 電解 吸附
中圖分類號：X75； TQ170.9 文獻標識碼：A
一、引言
隨著社會的不斷發(fā)展，人們比以往任何時候都更加崇尚工業(yè)與自然環(huán)境的和諧發(fā)展，這種理念已不斷滲透到各學科之中，在治理污染技術的開發(fā)上也應該尋求這種綠色產業(yè)。充分發(fā)揮自然界的天然自凈化功能，是在污染治理與環(huán)境修復領域開發(fā)綠色環(huán)保技術的體現(xiàn)，更是完整地利用天然自凈化功能的反應。本文闡述了重金屬的危害、來源及其存在形式，并重點論述了處理重金屬污染物的方法。
二、廢水中重金屬污染物的來源
1.鉛的來源。鉛常被用作原料應用于蓄電池、電鍍、顏料、橡膠、農藥、燃料等制造業(yè)。鉛板制作工藝中排放的酸性廢水(pH
2.鎘的來源。鎘是一種灰白色的金屬，自然界中主要以二價形式存在。鎘電鍍可以為鋼、鐵等提供一種抗腐蝕性的保護層，具有吸附性好且鍍層均勻光潔等特點，因此工業(yè)上90%的福用于電鍍、顏料、塑料穩(wěn)定劑、合金及電池等行業(yè)，含鎘廢水的來源還包括金屬礦山的采選、冶煉、電解、農藥、醫(yī)藥、電鍍、紡織印染等行業(yè)的生產過程中。
3.鎳的來源。廢水中鎳的來源廢水中的鎳主要以二價離子存在，比如硫酸鎳、硝酸鎳以及與許多無機和有機絡合物生成的鎳鹽。含鎳廢水的工業(yè)來源很多，其中主要是電鍍業(yè)，此外，采礦、冶金、石油化工、紡織等工業(yè)，以及鋼鐵廠、印刷等行業(yè)排放的廢水中也含有鎳。
4.銀的來源。常見銀鹽中唯一可溶的是硝酸銀，也是廢水中含銀的主要成分。硝酸銀廣泛應用于無線電、化工、機器制造、陶瓷、照相、電鍍以及油墨制造等行業(yè)，含銀廢水的主要來源是電鍍業(yè)和照相業(yè)。
三、重金屬污染物在環(huán)境中的存在形式
重金屬污染物在大氣、水、沉積物、土壤、植物等體系中均有分布，在不同體系中的存在形式不同。重金屬在土壤中的存在形式、土壤重金屬污染主要是由于使用污泥和污水灌溉造成的，污水中工業(yè)廢水占60%～80%，且成分復雜，都不同程度含有生物難以降解的重金屬。
1.重金屬在水中的存在形式。近年來，中科院等對長江水環(huán)境中重金屬的背景值進行了較深入的考察，結果表明河水中大部分元素主要以懸浮顆粒態(tài)存在，而溶解部分的重金屬濃度較低，并且總量越是偏高的元素，以懸浮顆粒態(tài)存在的比例也越高。這一特征與區(qū)域條件有密切聯(lián)系，當地理風化強烈時，懸浮質含量直接影響水環(huán)境中元素濃度分布。同時，化學風化微弱使元素難以釋放，河水堿性偏低更使溶解態(tài)重金屬濃度偏低。
2.重金屬在沉積物中的存在形式。通過各種途徑進入水環(huán)境的重金屬，絕大部分隨物理、化學、生物及物理化學作用的進行，迅速轉移到沉積物中或通過懸浮物轉移到沉積物中。沉積物中重金屬賦存狀態(tài)及特征為：Pb主要趨向于同F(xiàn)e/Mn水合氧化物、碳酸鹽相結合，Cu主要形成殘渣相和有機質相，而Zn易同F(xiàn)e/Mn水合氧化物、碳酸鹽相結合；Pb、Zn以非殘渣相為主要成分，Cu以殘渣相為主要成分。
四、常用的重金屬廢水處理方法
重金屬廢水處理的方法有很多，可分為兩大類：一類是使溶解性的重金屬轉變?yōu)椴蝗芑蛘唠y溶的金屬化合物，從而將其從水中除去。另一類是在不改變重金屬化學形態(tài)的情況下進行濃縮分離，例如反滲透法、電滲析法、離子交換法、蒸發(fā)濃縮法等。
1.氫氧化物沉淀法。該方法是通過向重金屬廢水投加堿性沉淀劑(如石灰乳、碳酸鈉液堿等)，使金屬離子與輕基反應，生成難溶的金屬氫氧化物沉淀，從而予以分離的方法。
2.硫化物沉淀法。該方法是通過向廢水中投加硫化劑，使金屬離子與硫化物反應，生成難溶的金屬硫化物沉淀從而得以分離的方法。硫化劑可采用硫化鈉、硫化氫或硫化亞鐵等。此法的優(yōu)點是生成的金屬硫化物的溶解度比金屬氫氧化物的溶解度小，處理效果比氫氧化物沉淀更好，而且殘渣量少，含水率低，便于回收有用金屬。缺點是硫化物價格高。
3.還原法。該方法是通過向廢水中投加還原劑，使金屬離子還原為金屬或低價金屬離子，再投加石灰使其成為金屬氫氧化物沉淀從而得以分離的方法。還原法可用于銅、汞等金屬離子的回收，常用于含鉛廢水的處理。
4.離子交換法。離子交換法是利用離于交換劑的交換基團，與廢水中的金屬離子進行交換反應，將金屬離子置換到交換劑上予以除去的方法。用離子交換法處理重金屬廢水，如Cu2+、Zn2+、Cd2+等，可以采用陽離子交換樹脂；而以陰離子形式存在的金屬離子絡合物或酸根 (HgCl2-、Cr2O72等)，則需用陰離子交換樹脂予以除去。
5.鐵氧體法。鐵氧體是由鐵離子、氧離子以及其它金屬離子所組成的氧化物，是一種具有鐵磁性的半導體。采用鐵氧體法處理重金屬廢水是根據鐵氧體的制造原理，利用鐵氧體反應，把廢水中的二價或三價金屬離子，充填到鐵氧體尖晶石的晶格中去，從而得到沉淀分離的方法。
6.電解法。電解法是利用電極與重金屬離子發(fā)生電化學作用而消除其毒性的方法。按照陽極類型不同，將電解法分為電解沉淀法和回收重金屬電解法兩類。電解法設備簡單、占地小、操作管理方便、而且可以回收有價金屬。但電耗大、出水水質差、廢水處理量小。
7.膜分離方法。該方法是利用一種特殊的半透膜，在外界壓力的作用下，在不改變溶液中化學形態(tài)的基礎上，將溶劑和溶質進行分離或濃縮的方法。膜分離法包括反滲透法、電滲析法、擴散滲折法、液膜法和超濾法等。
8.吸附法。該方法是利用吸附劑將廢水中的重金屬離子除去的方法。吸附法由于占地面積小、工藝簡單、操作方便、無二次污染，特別適用于處理含低濃度金屬離子的廢水。
五、結語
重金屬的污染問題已成為今世界各國共同關注的問題，國內外對重金屬的處理方面的研究正在全面進行中。我國也在這方面取得了矚目的成績。
參考文獻：
[1]任高平.化學法治理銅件酸洗廢水并電解回收銅[J].工業(yè)水處理， 1986，(06).
[2]宋世林，趙玉娥.化學法處理含鉻廢水試驗[J].電鍍與環(huán)保， 1984，(02).
[3]顧雪芹，曹國良.槽邊循環(huán)電解法從酸性鍍銅廢水中回收銅[J].電鍍與環(huán)保， 1984，(02).
[4]姜玉蘭.含銅鋅重金屬廢水處理[J].工業(yè)水處理， 1987，(01).
鉛 食品中鉛的來源
鉛廣泛分布于自然界，食品中的鉛相當一部分是被植物從土壤中吸收再進入食品中。瓷、搪瓷、馬口鐵等食具容器的原料中含有鉛；食品加工用的機械設備、管道等含有鉛，有些非金屬如聚乙烯塑料管材用鉛作穩(wěn)定劑時，可造成食品中鉛的污染。食品加工時，雖然不接觸鉛，但可隨時間延長逐漸滲透。另外，染料、油漆、陶瓷器等都能造成食品污染。
鉛對人體的危害
鉛對人體是有害物質，進入機體中的鉛大部分通過糞便排出體外，但也有部分殘留于體內，長期積累可造成慢性中毒，成年人血鉛可達0.20μg/mL，如果超過0.80μg/mL臨床上會出現(xiàn)明顯癥狀，造成血管痙攣、腰肢疼、視網膜小動脈痙攣、高血壓等癥。
食品中鉛的檢測方法
根據食品安全國家標準GB5009.12-2010《食品中鉛的測定》，第
法石墨爐原子吸收光譜法，檢測限為0.005mg/Kg：第二法氫化物原子熒光光譜法，檢測限固體試樣為0.005mg/kg、液體試樣為0.001mg/kg：第三法火焰原子吸收光譜法，檢測限為0.1mg/kg：第四法二硫腙比色法，檢測限為0.25mg/kg：第五法單掃描極譜法，檢測限為0.085mg/Kg。
原子吸收光譜法與其他檢測方法相比，干擾少、準確、操作簡便、靈敏度高（火焰法可測mg/kg級，石墨爐法可測μg/kg級）、測定含量范圍廣適于微量分析等，故列為標準方法之。但是，所用設備昂貴，測一種元素更換對應的空心陰極燈，分析復雜樣品干擾較多，故使用上受一定限制。現(xiàn)在使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀ICP法，可同時檢測多種金屬元素含量，但設備也很昂貴。
砷 砷的來源及其毒性
砷屬半金屬元素，廣泛分布于自然界，砷化合物在人體內有蓄積作用，能引起急性或慢性中毒，常見的三氧化二砷毒性極大，俗稱砒霜。砷化合物以往曾用于殺蟲劑、殺菌劑、毒鼠劑等，工業(yè)方面主要用于燃料、玻璃、搪瓷、木材等的生產。海產品有機砷含量較高，淡水魚、家禽畜肉類以及糧食、蔬菜、水果等砷含量相對較低。
砷對人體的危害
生物體內存在的砷大部分是有機砷，各種形態(tài)的砷對人體毒性有很大的差異。一般認為有機砷在體內需經轉化為無機砷而起毒性作用，至于生物體內的有機砷是否會由于加工處理或代謝轉化成為毒性較大的無機砷等還需進一步的研究。砷化合物吸收到體內后，可與細胞酶蛋白的疏基（-SH）結合，抑制酶的活性，從而影響組織的新陳代謝，引起細胞死亡，也可導致神經細胞代謝障礙，造成神經系統(tǒng)病變。
砷對消化道有直接腐蝕作用，被吸收后，一方面麻痹運動中樞，一方面直接作用于毛細血管，使腹腔臟器的微血管麻痹、擴張和充血，以致血壓下降。吸收后的砷部分留在肝臟，引起肝細胞退行性病變和肝糖原消失。砷進入腸內可導致腹瀉，其他臟器往往引起缺血。
砷的排出比較緩慢，故常因蓄積作用而致亞急性和慢性中毒。
食品中砷的檢測方法
根據國家標準GB/T 5009.11-2003《食品中總砷及無機砷的測定》，第法氫化物原子熒光光度法，檢測限為0.01 mg/Kg，線性范圍為0～200ng/mL：第二法銀鹽法，檢測限為0.2mg/kg：第三法砷斑法，檢測限為0.25mg/kg：第四法硼氫化物還原比色法，檢測限為0.05mg/Kg。
食品安全國家標準GB 2762-2012《食品中污染物限量》對食品中無機砷的允許限量指標規(guī)定為0.1～0.5mg/kg，銀鹽法測定無機砷含量的分析方法干擾大，可能存在靈敏度達不到要求的問題。
鎘 鎘的來源
食品中鎘的來源主要有3個方面：含鎘工業(yè)“三廢”的排放直接污染土壤，農作物從受污染的土壤中吸收鎘并把它富集于機體；生長于鎘污染水體中的水產品可將鎘濃縮于機體；在農作物生產過程中，大量使用含鎘農藥、磷肥等。此外，在食物生產過程中，使用表面鍍鎘處理的加工設備、器皿時，因酸性食物可將鎘溶出，也可造成食物的鎘污染。
人體內鎘的來源是食物、水和空氣。由于現(xiàn)代工業(yè)生產活動造成的工業(yè)煙塵、煤和石油產品的燃燒，使空氣成為人體一個重要鎘源。
鎘的毒性及對人體的危害
鎘被美國毒物管理委員會（ATSDR）列為第6位危及人體健康的有毒物質。腎臟是鎘最重要的蓄積部位和靶器官，般認為鎘所致的腎損傷是不可逆的。鎘對腎、肺、肝、、腦、骨骼及血液系統(tǒng)均可產生毒性。
人體鎘慢性中毒，主要表現(xiàn)為對腎的損害，引起再吸收障礙，臨床表現(xiàn)為高鈣尿、蛋白尿、糖尿、氨基酸尿，并導致負鈣平衡，引起骨質疏松癥。
鎘的檢測方法
根據國家標準GB/T 5009.15-2003《食品中鎘的測定》，第法石墨爐原子吸收光譜法，檢測限為0.01μg/Kg；第二法原子吸收光譜法，檢測限為5.0μg/kg：第三法比色法，檢測限為50μg/kg；第四法原子熒光法，檢測限1.2μg/Kg。
在國內對鎘的測定也有許多研究，分別為試紙法、電化學測定方法、分光光度法、熒光光度法、原子吸收、電感耦合等離子體電、共振光射法和液相色譜法。
汞 汞的來源
汞及其化合物分布廣泛，人類開采利用歷史悠久，汞元素性質穩(wěn)定，環(huán)境自凈效果微弱，污染廣泛而持久，已引起持久的關注和重視。汞生物富集效應明顯，有機汞能隨食物鏈濃縮100000倍以上，給人及生物健康帶來嚴重的危害。
汞的毒性及中毒癥狀
汞單質和化合物有毒，其中汞蒸氣、+2價汞鹽及有機汞劇毒。人類生產活動中排放的無機汞在環(huán)境微生物作用下能轉化為以甲基汞為主的有機汞類，毒性顯著增強，1mg甲基汞即可使人體神經系統(tǒng)造成不可逆轉的嚴重損害。乙基汞的人致死量僅為數毫克，是已知毒性最強的物質之一。+1價汞鹽毒性相對較低。
常見汞的中毒癥狀有頭暈、失眠、乏力、面部震顫，肝腎損害、胚胎毒性等，有機汞中毒則以知覺障礙、運動失調、聽障礙、語言障礙等神經癥狀為主，同時伴隨致畸作用。
食品中汞的檢測方法
根據國家標準GB/T 5009.17-2003《食品中總汞及有機汞的測定》，總汞的測定：第一法原子熒光光譜分析法，檢測限為0.15μg/kg，標準曲線最佳線性范圍為0～60μg/L：第二法冷原子吸收光譜法，其中壓力消解法檢測限為0.4μg/kg、其他消解法檢測限為10μg/kg：第三法二硫腙比色法，檢測限為25μg/Kg。甲基汞測定：氣相色譜法、冷原子吸收法，最低檢測限為0.02μg/mL。
（一）重金屬污染的形成機制。重金屬污染的形成機制，可以從產生因素、來源途徑、產生主體和產生時間等方面來分析。（1）產生因素：包括自然因素和人為因素。重金屬在大氣、水體、土壤、生物體中廣泛分布，個別地區(qū)如喀斯特地區(qū)因石漠化導致重金屬釋放而造成自然環(huán)境中重金屬污染；重金屬一般以天然濃度廣泛存在于自然界中，由于人類對重金屬的開采、冶煉、加工及商業(yè)制造活動日益增多，造成不少重金屬如鉛、汞、鎘、鈷等進入大氣、水、土壤中，人為引起嚴重的重金屬污染。（2）產生途徑：主要來源工業(yè)污染、交通污染和生活垃圾污染。工業(yè)污染大多通過廢渣、廢水、廢氣排入環(huán)境，在人和動物、植物中富集，從而對環(huán)境和人的健康造成很大的危害；交通污染主要是汽車尾氣的排放；生活污染主要是一些生活垃圾的污染，廢舊電池、破碎的照明燈、沒有用完的化妝品、上彩釉的碗碟等。（3）產生主體：首先，許多地方政府大力發(fā)展經濟，盲目追求GDP的高速增長。因此，對于涉重金屬污染的企業(yè)，不少地方政府往往采取非常寬松的投資政策，對涉重金屬企業(yè)項目考察不嚴格、監(jiān)管力度松散，發(fā)生了多起重金屬污染事故。據報道，某地由于土壤重金屬污染嚴重，曾經在2007年大規(guī)模整治鉛酸蓄電池生產企業(yè)，但被整治企業(yè)卻接到了山西、河南、湖南、廣西等地的邀請，將污染企業(yè)成功的轉移，也為后來各地的重金屬污染事故埋下了伏筆。其次，企業(yè)是造成重金屬污染的主要來源者。湘江流域涉重金屬企業(yè)總計1635家，湘江重金屬污染與地方產業(yè)結構直接相關。大部分大、中型企業(yè),尤其是有色金屬和稀有金屬礦藏的開采、冶煉企業(yè)在湘江流域齊聚。雖然湖南省在全國率先扛起重金屬污染治理示范大旗。盡管曠日持久的“排毒”戰(zhàn)已持續(xù)20多年，然而，專家的定性仍為“積重難返”。再者，日常生活中，民眾的不恰當處理廢舊電池等造成的重金屬污染也是組成部分。（4）產生時間：歷史的沉淀與現(xiàn)實的積累。重金屬污染的形成不是一朝一夕的，既有歷史的沉淀，以各種化學狀態(tài)或化學形態(tài)存在的重金屬，在進入環(huán)境或生態(tài)系統(tǒng)后就會存留、積累和遷移，造成危害。如隨廢水排出的重金屬，即使?jié)舛刃。部稍谠孱惡偷啄嘀蟹e累，被魚和貝的體表吸附，產生食物鏈濃縮，從而造成公害。根據湖南省環(huán)保廳歷年對湘江水質監(jiān)測數據,湘江總體水質在自上世紀90年代呈惡化趨勢,總體污染特征是以有機污染為主的重金屬、微生物復合污染,其中重金屬污染特征尤為突出。也有現(xiàn)代工業(yè)的三廢排放、農業(yè)化肥的過度使用和人們生活垃圾無序處理而形成的污染，而且，經濟越發(fā)達，重金屬污染的現(xiàn)象愈發(fā)嚴重。
（二）重金屬污染的主要特點。（1）來源復雜。重金屬污染來源于自然界，來源于工業(yè)、農業(yè)、人們的生活，來源于城市和鄉(xiāng)村。（2）主體多元化。人為造成重金屬污染的主體眾多，有政府、企業(yè)、公民。而且受害主體不特定化。（3）時間長，隱蔽性強。由于歷史的積累以及對重金屬污染防治的忽視，重金屬污染的時期長，其造成的危害不會馬上體現(xiàn)處理，不易為人們所重視。（4）影響深，危害大。“重金屬污染的危害主要體現(xiàn)在兩個方面：一是對環(huán)境的污染；二是對人體的傷害。”在環(huán)境污染方面，重金屬污染與其他有機化合物的污染不同，不少有機化合物可以通過自然界本身物理的、化學的或生物的凈化，使有害性降低或解除。而重金屬很難在環(huán)境中降解。在開采、冶煉、加工及商業(yè)制造活動中排放的重金屬污染物進入大氣、水，造成大氣污染和水污染，最終，大部分重金屬停留在土壤和河流底泥中。當環(huán)境變化時，底泥中的重金屬形態(tài)將發(fā)生轉化并釋放造成水污染。在對人體的傷害方面，重金屬通過大氣、水、食物鏈進入人體，在人體內和蛋白質及各種酶發(fā)生作用，使它們失去活性，并在人體的某些器官中富集，如果超過人體所能耐受的限度，會造成人體急性或慢性中毒，具有致癌、致畸及致突變作用，對人體會造成很大的危害。（5）綜合治理任務艱巨。重金屬污染防治涉及多個部門、多個地區(qū)、甚至多個省份的協(xié)調與綜合治理。湘江流域涉重金屬的防治就涉及株洲、衡陽、郴州、湘潭、婁底5個市。需要發(fā)改、財政、國土、環(huán)保、工信、衛(wèi)生、安全、科技等多部門的合力與協(xié)調。
二、重金屬污染的形成機制對構建司法保護機制的主要影響
我們所說的重金屬污染指的就是因人類活動導致環(huán)境中的重金屬含量增加，超出正常范圍，并導致環(huán)境質量惡化。從重金屬污染形成機制和特點來探析其法律機制的主要問題，能更好的對癥下藥。
（一）來源的多樣性突顯我國重金屬污染防治法律制度不完善。重金屬污染存在于水體、大氣和土壤等。對于重金屬污染的防治，我國的《水污染防治法》、《固體廢物污染環(huán)境防治法》、《土地管理法》、《危險化學品安全管理條例》等立法中均有涉及，但沒有形成系統(tǒng)的重金屬產過程中污染防治制度體系。原則性立法過多、可操作性差、基本法律制度沒有建立起來。（二）主體的多元化導致責任機制不健全。政府的監(jiān)督責任不健全甚至缺乏；污染企業(yè)的法律責任追究機制不健全；民眾環(huán)保意識不足，法律救濟途徑存在缺陷。（三）治理的長期性與復雜性彰顯出法律規(guī)定顧此失彼，不全面。我國重金屬污染防治注重工業(yè)排放的治理，對農業(yè)和生活垃圾污染缺乏應有的關注。我國環(huán)境污染防治法注重工業(yè)生重金屬的排放控制，忽視生活活動中重金屬的污染物的排放，也忽視對生活環(huán)境中重金屬污染物的監(jiān)測、評價與管理。④而隨著科學技術的高速發(fā)展，很多重金屬應用到日常消費產品及農業(yè)用品中。由于這些含有重金屬產品的使用日益廣泛，回收困難且沒有建立完整回收、處理系統(tǒng)，加上消費者對重金屬的存在及其危害缺乏了解而容易輕視，易導致含有重金屬產品在使用、丟棄、沖洗處理、掩埋中，擴散了重金屬污染的范圍，加重了污染的程度。（四）影響的深遠與嚴重的危害性考量著國家司法的綜合執(zhí)行力。我國環(huán)境法學專家蔡守秋教授指出：“我國現(xiàn)行的污染防治法都存在一個最大的弊端：沒有有效的執(zhí)行手段和責任追究機制。”污染者因為處罰力度不夠大，于是污染事件時常發(fā)生。但問題的關鍵是法律法規(guī)的責任追究機制不健全、處罰力度不夠大。這已經成了解決土壤重金屬污染問題的一大頑疾。（五）綜合治理的艱巨性使得實踐操作中綜合治理與協(xié)調機制缺乏可操作性。整治重金屬污染是一項長期、復雜、艱巨的任務，影響包括重金屬污染防治在內的環(huán)境保護任務的實現(xiàn)，一是缺乏對政府及其有關部門環(huán)境保護責任及其監(jiān)督的法律規(guī)定，環(huán)境管理體制有待改革和完善。二是需要加強環(huán)境信息公開、公民環(huán)境知情權的保障、公眾參與環(huán)境決策和公眾監(jiān)督機制。三是一些重要的環(huán)境管理制度尚需建立和完善，一些環(huán)境制度可操作性不強，存在污染防治責任不明確、違法成本低、環(huán)境健康損害救濟難、環(huán)境公益損害救濟難等問題。
三、構建我國重金屬污染防治法律機制的對策
[關鍵詞]地質；土壤；重金屬；污染；污染治理
中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）22-0286-01
土壤重金屬污染是指土壤中重金屬過量累積引起的污染[1]。過量重金屬將對植物生理功能產生不良影響，使其營養(yǎng)失調。重金屬難以在生態(tài)系統(tǒng)中轉化、處理，并通過食物鏈層層傳遞最終在人體內積累，嚴重危害人類健康[2-3]。
1.土壤重金屬污染的來源
土壤重金屬污染存在大氣、污水、固體廢物、農藥化肥等多種來源，不同來源的污染治理方法也存在明顯差異。我國土壤重金屬污染來源主要有以下幾種：
1）大氣沉降。冶金、重化工等工業(yè)過程會產生含有重金屬的粉塵或氣體排放到空氣中，通過自然沉降和降水污染土壤。
2）污水污染。工業(yè)、生活污水如果未經處理就進行排放，將攜帶鉛、銅等重金屬元素進入河流或地下水中，影響人類、牲畜、農作物安全用水。
3）固體廢棄物。生活、醫(yī)療、工業(yè)產生的固體廢棄物在堆放或處理過程中，由于日曬、雨淋、水洗，重金屬極易移動，以輻射狀、漏斗狀向周圍土壤、水體擴散。
4）農用物資。農藥、化肥和地膜長期不合理施用，導致土壤重金屬污染。高毒農藥含有銅和鋅等重金屬元素，一旦噴灑到農作物上難以轉化、處理，造成糧食、水果重金屬超標，造成食品不安全。
2.土壤重金屬污染的地質因素分析
我國的南北方地理區(qū)域氣候、經濟發(fā)展差異，土壤地形、地質差異，將導致土壤重金屬污染呈現(xiàn)地質因素特性。具體分析如下：
1）南北方差異
從污染分布情況看，南方土壤污染重于北方。我國南方地區(qū)經濟較發(fā)達，尤其是有色金屬產業(yè)、外貿加工業(yè)較為集中，導致土壤重金屬超標嚴重。鎘、汞、砷、鉛4種無機污染物含量分布呈現(xiàn)從西北到東南、從東北到西南方向逐漸升高的態(tài)勢。
2）耕地土壤污染特點
耕地土壤污染主要由于含有重金屬的農資使用、工礦企業(yè)重金屬排放物遷移污染，并且前者具有全國普遍性，這主要因為我國農藥、地膜安全標準較低所致。根據統(tǒng)計，我國耕地土壤重金屬超標率超過1/5，主要污染物為砷、銅、汞、鉛、鉻等，并且呈現(xiàn)污染程度逐漸加劇的趨勢。
3）酸堿地質差異
我國熱帶、亞熱帶地區(qū)，廣泛分布著各種紅色或黃色土壤的酸性土壤。南方土壤受到氣高溫高、強降雨量影響，pH一般低于6，較強的酸性土壤對銅、鋅等金屬元素具有天然的吸附能力。而我國北方地區(qū)多呈現(xiàn)鹽堿地質。不同酸堿度土壤對重金屬元素的吸附能力也不相同。
4）礦山礦區(qū)差異
我國中南地區(qū)分布較多的金屬礦山，由于采礦長流程、大滯后、多變量耦合工藝的影響，導致礦山不同區(qū)域土壤具有差異的重金屬污染特性，因此需要針對不同礦區(qū)進行有針對性的分析，以標定重金屬污染元素以及量級程度。不同礦區(qū)的污染程度、重金屬元素具有明顯差異。
3.基于地質因素考慮的土壤重金屬污染治理方案
1）農藥污染土壤的治理
對于農藥、化肥、地膜等農資污染的耕地土壤可以采用熱脫附技術進行治理以提高土壤的自我更新能力，保持土壤的活性。在采用該技術時需要控制兩個參數指標即加熱溫度和保持時間以控制污染物在不同相之間的遷移轉變，尤其是將重金屬通過蒸發(fā)、排放、冷凝、剔除等處理至達標后進行無危害轉移與安全排放，以避免土壤的二次污染。
2）鹽堿土壤污染治理
在鹽堿地的耕作過程中，利用粉壟螺旋鉆頭設置底層粉壟暗溝系統(tǒng)，利用天然降水的下滲運動，使土壤中的鹽分下沉，并借助粉壟土壤疏松在氧氣、微生物等作用下，使土壤中的部分鹽分下移，增加了微生物對重金屬、有機污染物等的吸著和轉化。
3）土壤污染的固化穩(wěn)定處理
土壤污染的固化穩(wěn)定處理其原理為削弱土壤金屬元素的遷移擴散能力，避免重金屬污染的傳遞與二次污染以降低其危害，消除其對生態(tài)環(huán)境的進一步影響。需要指出的是該技術并不是消除重金屬，而是隔絕其對其它環(huán)境的影響。圖1顯示固化穩(wěn)定化處理在土壤修復治理方案中使用率達到22.2%。
4）酸性土壤的治理特點
酸性土壤對重金屬元素的易污染程度由高到低依次為As Ni Pb Cu Cd Zn Cr Hg，空間分布不均勻程度由大到小依次為Cd As Pb Zn Cu Cr Ni Hg。Cd的含量與pH值呈正相，As的含量與F的含量呈正相關性，Cr、Hg的含量與F的含量呈負相關性，Cr、Cd的含量與海拔高度呈正相關性，Cu與As、Cu與Ni、Hg與Cr呈正相關性，Zn與Pb、As與Ni呈負相關性。
5）礦區(qū)污染土壤的治理特點
針對金屬礦區(qū)土壤污染特性，有針對性的對其Zn、Pb、Cd、Cu和As等金屬元素進行吸收、轉化與格力處理。并且，根據礦山不同區(qū)位的污染程度設定不同等級的重金屬處理標準，在有限污染處理成本的前提下實現(xiàn)礦山土壤綜合治理的最優(yōu)化效果。可見，針對礦區(qū)污染土壤的特點需要設計有針對性的處理方案。
4.結論
土壤重金屬污染嚴重危害人類健康，且其污染治理受到污染源多樣化、異質性影響存在較大難度，因此該課題受到國內外廣泛關注。針對不同地質因素重金屬污染的形式存在差異這一特點，提出基于地質因素考慮的土壤重金屬污染治理方案。所提方案對開展土壤重金屬治理工作具有借鑒意義。
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鉛是文獻記載最多的毒性重金屬，其污染可直接影響人類健康，而兒童尤其對鉛污染敏感。鎘的毒性較大，被鎘污染的空氣和食物對人體危害嚴重，被人體吸收后可積存于肝或腎臟造成危害，尤以對腎臟損害最為明顯。人們對一些化工產品如油漆中的鉛污染風險已有比較清楚的了解和認識，但隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的發(fā)展，鉛、鎘等重金屬污染可以從大氣、水、土壤和農產品等多個渠道進入到食物鏈中，為人類健康帶來潛在的危害。
小麥生產重金屬污染源
小麥是重要的糧食作物，中國小麥常年播種面積在2400 萬公頃左右，總產量1億公斤左右，小麥的生產與國家糧食和食品安全及人民健康息息相關。從總體情況來看，中國小麥生產受到重金屬污染的比例非常小，僅在局部地區(qū)檢測到鉛、鎘等重金屬超標的現(xiàn)象。但有越來越多的研究表明，小麥鉛、鎘等重金屬污染已經呈現(xiàn)出范圍逐漸擴大、并逐年加重的趨勢，必須引起足夠的重視。
中國小麥生產重金屬污染的來源主要有以下幾個方面：1.大氣和土壤污染。工業(yè)排放是中國重金屬污染的主要來源（Cheng，2003）。在工業(yè)發(fā)達的地區(qū)鎘、鉛等重金屬污染要遠遠高于偏遠的鄉(xiāng)村。煤、油等能源的燃燒、汽車尾氣排放和垃圾廢棄物的焚化使重金屬污染排放到大氣中，并逐漸沉降到土壤中，在大中型城市周圍的農田受到了日益增多的重金屬污染威脅。此外，許多研究表明，公路兩側的農田均受到不同程度的重金屬污染，而以高速公路兩側250米范圍內鉛污染最為嚴重。小麥是中國北方的主要作物，生長周期長（每年的10月至翌年的6月），城市周邊和公路兩側的小麥極易通過葉片吸收空氣中的鉛等重金屬，在小麥的葉片、莖桿、根系和籽粒中積累。對江蘇省典型區(qū)地震帶農田土壤和小麥中重金屬的污染研究表明小麥籽粒中鉛、鉻、汞樣品超標率分別為100%、58.97%、33.33%（陳京都等，2012）。對工業(yè)比較發(fā)達的太湖流域小麥樣品檢測發(fā)現(xiàn)鉛、鎳、鎘平均含量分別超標52. 6 倍、43. 8 倍、37. 7 倍（楊彥等，2013）。重金屬污染小麥可能以大氣降塵為主，中國農業(yè)科學院農產品加工研究所的研究顯示，大氣降塵和耕層土壤對小麥籽粒鉛質量比的貢獻率分別為90%～99%和1%～10%（趙多勇等，2012）。
2.污水灌溉。礦業(yè)、鍍鋅、染織業(yè)、油漆和輪胎業(yè)是重金屬污染的主要來源。在中國許多地區(qū)有利用處理后的工業(yè)污水灌溉的傳統(tǒng)，尤其是水資源缺乏的地區(qū)。同時，隨著城市化的進程，城市或生活污水經處理后也可作為農業(yè)水資源。通常情況下采用污水灌溉的土壤中汞、鉛、鋅等重金屬超標可達到50-300%，種植在污水灌溉土壤中的小麥等農作物都會不同程度地受到重金屬的污染。對新鄉(xiāng)市污灌區(qū)土壤和小麥籽粒中重金屬污染檢測表明，小麥籽粒中Cd、Ni、Cr 和Zn 含量分別是國家食品衛(wèi)生標準的25.5、12.98、6.12 和1.32 倍（朱桂芬等，2009）。對河南焦作市礦區(qū)礦井水排放對小麥籽粒中重金屬污染的檢測結果表明，鉛、鎘等達到重度污染水平（馬守臣等，2012）。而河南開封市污水灌溉區(qū)小麥籽粒受鉛污染最嚴重，鎘、鉻、砷污染次之（周振民，2013）。
3.有機肥中重金屬污染。集約化養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展產生了大量畜禽糞便，是中國農村主要面源污染之一。畜禽糞便作為有機肥施用是治理畜禽糞便污染、提高農田肥力的主要途徑。但在畜禽養(yǎng)殖過程中大量施用微量元素添加劑，而這些重金屬元素在畜禽體內的消化吸收利用率極低，大部分隨畜禽糞便排出體外，造成區(qū)域性的重金屬污染。城市污泥、畜禽糞便作為有機肥的施用可導致農產品中重金屬含量超標，通過生物鏈傳遞，最終會影響人體健康。城市污泥中以鎘、鉛等重金屬的污染為主，雞糞和豬糞農用區(qū)小麥Cr、Ni、Pb 均有不同程度的超標，牛糞農用區(qū)污染較輕（葉必雄等，2012）。
4.生產、加工、儲運過程污染。目前在小麥的收獲、晾曬、加工、儲存、運輸和銷售過程中均大量使用機械化作業(yè)，小麥籽粒所接觸的機械、管道、容器以及因工藝需要加入的添加劑都可能使小麥受到鉛等重金屬污染。麥收時節(jié)，在農村的公路上經常可以見到晾曬的小麥，過往車輛的尾氣和瀝青中的重金屬可導致小麥的二次重金屬污染。
重金屬污染防治對策
首先，加強監(jiān)管，控制排放。冬小麥是華北地區(qū)主要的糧食作物，也是主要的灌溉耗水作物，由于目前各污水處理廠的處理效果和利用能力不盡相同，部分廠、礦違規(guī)排放，造成許多環(huán)境污染事件。有關部門必須加強管理，大力推進實施清潔能源利用，提高污水處理排放標準，提升再生水生產工藝，加大鎘、鉛等重金屬清除的工藝指標要求。
關鍵詞：土壤；重金屬；污染；現(xiàn)狀；修復技術
中圖分類號 X833 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）07-0103-03
Abstract：This paper describes the present situation of soil heavy metal pollution in our country，analyzes the sources of soil heavy metals from sewage irrigation，atmospheric deposition，industrial production and agricultural activities，and analyzes the heavy metal contaminated soil remediation technology briefly.
Key words：Soil；Heavy metal；Pollution；Present situation；Remediation technology
土壤是一個開放的緩沖動力學系統(tǒng)，承載著環(huán)境中50%～90%的污染負荷[1-2]。隨著礦產資源開發(fā)、冶煉、加工企業(yè)等規(guī)模的擴大以及農業(yè)生產中農藥、化肥、飼料等用量的增加和不合理的使用，致使土壤中重金屬含量逐年累積，明顯高于其背景值，造成生態(tài)破壞和環(huán)境質量惡化，對農業(yè)環(huán)境和人體健康構成嚴重威脅。重金屬在土壤中移動性差、滯留時間長、難降解，可以通過生物富集作用和生物放大作用進入到農牧產品中[3]，從而影響產出物的生長、產量和品質，潛在威脅人體健康[4]。本文對我國土壤重金屬污染現(xiàn)狀進行了簡要分析，概述了土壤中重金屬的來源，簡單介紹了物理修復、化學修復和生物修復技術在土壤重金屬污染修復方面的研究進展，以期為土壤重金屬污染修復提供參考。
1 我國土壤重金屬污染現(xiàn)狀
隨著礦山開采、冶煉、電鍍以及制革行業(yè)的蓬勃發(fā)展，一些企業(yè)盲目追逐經濟利益，輕視環(huán)境保護，再加上農藥、化肥、地膜、飼料添加劑等的大量使用，我國土壤中Pb、Cd、Zn等重金屬的污染狀況日益嚴重，污染面積逐年擴大，危害人類和動物的生命健康。據報道，2008年以來，全國已發(fā)生100余起重大污染事故，其中Pb、Cd、As等重金屬污染事故達30多起。據2014年國家環(huán)境保護部和國土資源部的全國土壤污染狀況調查公報顯示，全國土壤環(huán)境總狀況體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質量堪憂，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出。全國土壤總的點位超標率為16.1%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。據農業(yè)部對我國24個省市、320個重點污染區(qū)約548萬hm2土壤調查結果顯示，污染超標的大田農作物種植面積為60萬hm2，其中重金屬含量超標的農產品產量與面積約占污染物超標農產品總量與總面積的80%以上，尤其是Pb、Cd、Hg、Cu及其復合污染尤為明顯[5]。我國的一些主要水域如淮河流域、長江流域、太湖流域、膠州灣等也都出現(xiàn)了重金屬污染[6]。
2 土壤重金屬來源
土壤中重金屬來源主要有內部來源和外部來源兩種。在內部來源中，由于成土母質、地形地貌、水文氣象及植被和土地利用類型等的不同，對土壤重金屬含量的影響有很大差異[7]，致使部分地區(qū)土壤背景值較高。外部原因主要是人為活動的影響，是土壤重金屬污染的主要來源，主要包括以下幾個方面：
2.1 隨大氣沉降進入土壤中的重金屬 大氣沉降是造成土壤重金屬污染的一個重要途徑[6]。工業(yè)生產、汽車尾氣排放及輪胎摩擦可產生含有重金屬的有毒氣體和粉塵，經自然沉降和雨雪沉降進入土壤中，污染元素主要為Pb、Cu、Zn等。礦山開采和冶煉所帶來的大氣沉降也是土壤重金屬的重要來源[5]。有毒氣體和粉塵容易遷移和擴散，在工礦煙囪、廢物堆和公路附近的土壤中，土壤重金屬含量較高，向四周和兩側擴散減弱。研究人員對某鉛鋅冶煉廠的土壤重金屬空間分布特征的研究發(fā)現(xiàn)，Zn、Pb、As的主要污染來源是廢氣的大氣沉降，風力和風向是其空間分布的主要影響因子[7]。
2.2 隨污水灌溉進入土壤中的重金屬 污水灌溉一般是指利用經過一定處理的城市污水灌溉農田[6]，利用污水灌溉是農業(yè)灌溉用水的重要組成部分。但由于污水中含有大量的重金屬，隨污水進入到土壤中，使得土壤中重金屬含量不斷富集。我國自20世紀60年代至今，污灌面積迅速擴大，以北方旱做地區(qū)污染最為普遍，約占全國污灌面積的90%以上，污灌導致農田重金屬Hg、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb等含量的增加[7]。
2.3 工礦企業(yè)生產帶入土壤中的重金屬 工業(yè)生產中廣泛使用重金屬元素，工礦企業(yè)將未經嚴格處理的廢水直接排放，導致廢水中的重金屬滲入到土壤中，使得土壤中有毒重金屬含量增加[11]。礦業(yè)和工業(yè)固體廢棄物露天堆放或處理過程中，經日曬、雨淋、水洗等作用，使重金屬以射狀、漏斗狀向周圍土壤擴散。南京某合金廠周圍土壤中的Cr大大超過土壤背景值，Cr污染以工廠煙囪為中心，范圍達到1.5km2[12]。電子廢棄物在堆放和拆解過程中，會造成Pb、Cr等重金屬進入農田土壤[13-14]。
2.4 農事活動帶入土壤中的重金屬 隨著人們對農業(yè)產出物不斷增長的需求，農藥、化肥、地膜等使用量不斷增加，導致土壤中的重金屬不斷富集，造成土壤重金屬污染。農藥中含有Hg、As、Zn等重金屬，長期使用就會導致土壤中重金屬的累積。磷肥天然伴有Cd，隨著磷肥及復合肥的大量施用，土壤中有效Cd的含量不斷增加，作物吸收Cd量也在增加[15]。地膜在生產過程中加入了含Cd、Pb等重金屬的熱穩(wěn)定劑，也會造成土壤重金屬含量的增加。當前有機肥肥源大多來源于集約化的養(yǎng)殖場，大多使用飼料添加劑，其中大多含有Cu和Zn[16]，使得有機肥料中的Cu和Zn含量也明顯增加，并隨著施肥帶入到土壤中。
3 土壤重金屬污染修復技術
3.1 物理修復 一是客土、換土和深耕翻土等措施。通過這一措施，可以降低表層土壤重金屬含量，減少土壤重金屬對植物的毒害。深耕翻土適用于輕度污染的土壤，客土和換土適用于重度污染的土壤。工程措施具有穩(wěn)定、徹底的有點，效果較好，但是需要大量的人力、物力，投資較大，并會破壞土體結構，降低土壤肥力。二是電動修復、電熱修復、土壤淋洗等。物理修復效果好，但是成本高，還存在著造成二次污染的風險。
3.2 化學修復 化學修復是主要是采用化學的方法改變土壤中重金屬的化學性質，來降低土壤中重金屬的遷移性和生物可利用率，減少甚至去除土壤中的重金屬，達到的土壤治理和修復的效果[17]。該技術的關鍵在于經濟有效改良劑的選擇，常用的改良劑有石灰、沸石、碳酸鈣等無機改良劑和堆肥、綠肥、泥炭等有機改良劑，不同的改良劑對重金屬的作用機理不同。化學修復是在土壤原位上進行，不會破壞土地結構，簡單易行。但是化學修復只是改變了重金屬在土壤中的存在形態(tài)，并沒有去除，在一定條件下容易活化，再度造成污染。
3.3 生物修復 生修復是利用微生物或植物的生命代謝活動，改變重金屬在土壤中的化學形態(tài)，使重金屬固定或解毒，降低其在土壤環(huán)境中的移動性和生物可利用性。該方法效果好，易于操作，是目前重金屬污染的研究重點。目前生物修復技術主要集中在植物和微生物2個方面[18-19]，對植物修復方面研究的較多[20-23]。生物修復不會引起二次污染，成本低，易于推廣，在技術和經濟上都優(yōu)于物理修復和化學修復，已經得到了廣泛的研究和應用，是目前土壤重金屬污染治理的研究熱點。
3.4 農業(yè)生態(tài)修復 不同作物對重金屬有不同的吸附作用，可以通過采取不同的耕作制度、作物品種和種植結構的調整、肥料種類的選取等措施，增加作物對土壤重金屬的吸收，降低土壤中的重金屬含量。研究表明，調節(jié)土壤水分、pH值以及土壤水分、養(yǎng)分等狀況，實現(xiàn)對污染物所處環(huán)境介質的調控[24-25]，可以改善土壤的理化性質，促使土壤中重金屬被作物有效地吸收。
4 展望
土壤是人來賴以生存的重要自然資源之一，是人類生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。土壤重金屬污染問題已經成為當今社會的主要環(huán)境問題之一。2016年出臺的《土壤污染防治行動計劃》，無疑是我國土壤環(huán)境管理歷史上里程碑式的文件，明確了我國土壤污染防治路線圖和時間表。
土壤是一個復雜的生態(tài)系統(tǒng)，一旦受到污染，要將進入到土壤中的污染物清除，達到安全生產的目的是十分困難的。重金屬對土壤的污染以現(xiàn)有的技術而言是不可逆的。因此，土壤污染預防要比土壤污染治理重要的多。要堅持源頭預防和過程治理，以源頭控制為主，杜絕污染物進入水體、土體，有效降低污染物的排放。在土壤重金屬污染修復技術研究中，要把物理方法、化學方法、生物技術和農業(yè)生態(tài)修復措施綜合起來處理污染題，研究出更加經濟高效的治理措施，應該加大生物修復技術研究，減少物理和化學方法的使用，以免造成二次污染。
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關鍵詞：農田土壤；重金屬污染；修復技術；環(huán)境保護
中圖分類號：S153 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170432024
1 我國農田重金屬污染現(xiàn)狀
1.1 重金屬普遍超標
農田重金屬污染主要是指Pb、Cu、Hg、Zn、Cr、Cd等重金屬元素在農田土壤中的含量超過土壤背景值，根據農田部、環(huán)保部等部門近年來報告數據顯示，全國有300多個重點污染區(qū)重金屬超標，占農田污染的80%，抽取數據顯示，我國農田平均重金屬超標率在2010年前就已經高達12%，在一些大城市，例如北京、上海、深圳等地，各類重金屬元素在農田土壤中的含量尤其高，城市發(fā)展對于農田重金屬污染影響極為嚴重，目前我國農田重金屬污染形勢嚴峻，污染情況已經得到重視，各類措施也在緊急籌備和實施之中。我國農田重金屬污染現(xiàn)狀具有范圍大，種類多，相對集中，分布不均，普遍嚴重的特點。雖然污染依然嚴重，但隨著環(huán)保力度的增強和范圍的擴大，污染情況正在逐步改善。
1.2 污染主要來源
農田重金屬污染修復，關鍵在防、治二字，要做到對重金屬污染的防治，需要了解農田中重金屬的來源，污染來源主要有4類，分別是：污水、大氣、農業(yè)廢棄物以及固體垃圾。空氣污染是我國環(huán)境保護的一大難題給農田也帶來了極大的影響，空氣中夾雜著來自工業(yè)、交通、礦山等的污染物中，不乏各類重金屬物質，在大氣沉降過程中，重金屬便進入了農田土壤之中。大量數據實例表明，在工業(yè)區(qū)、道路旁，土壤中含重金屬量較其他地區(qū)明顯高出數倍，環(huán)保部研究青藏鐵路沿線兩側、北京等城市道路旁農田土質以及種植物，發(fā)現(xiàn)不僅土壤重金屬含量高，植物中也含有較高的重金屬元素。含重金屬的污水一旦進入農田并沉淀，就容易造成農田重金屬含量的增加，農業(yè)材料，如農藥、農肥等，在大面積、長期使用之下，重金屬會慢慢滲入土壤之中，而一些固體堆積物更是含有大量重金屬，在堆積中容易滲入地下。
2 農田重金屬污染修復技術
2.1 物理、化學修復技術
物理修復技術主要有換土、深耕翻土、填土以及加熱法，前3種方法原理一致，皆是使淺層土壤以舊換新，這些方法工程量大，效果穩(wěn)定，修復徹底，但是不僅換土需要大量工程，集中處理土壤的耗損也非常大，因此并不適合大規(guī)模應用。加熱法是利用加熱使揮發(fā)性重金屬從土壤中揮發(fā)析出，雖然有一定作用，但是容易導致一些元素酸化或者相互反應，產生更為嚴重的后果，且析出氣體的收集也很棘手。化學修復方法也是如此，無論是電動修復還是淋洗修復，都容易導致嚴重的污染，電動修復是通過土壤兩側通電以電場作用將重金屬帶到電極，在兩極集中收集并進行處理，淋洗是將水或者其他制劑放入土壤之中進行沖洗，制劑的選擇和二次污染的防治成為淋洗的重點，物理、化學方法雖然效果好，但是成本高且對環(huán)境極可能造成二次污染，因此實踐中應用甚少，相關部門正在加緊研究改善重金屬污染治理之中。
2.2 生物修復技術
生物修復技術成本較低，有利于規(guī)模化操作，并且生物法的優(yōu)勢在于其環(huán)境有益性，不僅能夠有效處理農田土壤重金屬污染，更重要的是，生物修復有助于修復自然界的正常循環(huán)，有利于全面改善環(huán)境，目前的環(huán)境保護實踐對于生物方法也極為推崇。生物修復法主要是利用植物和微生物、動物進行土壤修復，利用植物根系固定重金屬，減少擴散，植物還能夠從土壤中吸收重金屬，儲存在植物體內，我國已經發(fā)現(xiàn)大量對重金屬具有吸收能力的植物，在實踐中也有一定研究和應用，植物修復是較為推崇的方法，綠色植物的大量種植能夠固定土壤、防風固沙、凈化空氣，大量種植能夠吸收重金屬的植物，則一舉數得，值得注意的是，植物吸收重金屬存于體內，勢必導致重金屬含量過高，這些植物一定不能作為食品銷售。微生物、動物與植物修復法類似，生物修復技術容易破壞生態(tài)平衡，尤其是微生物、動物修復，因此也需要進一步研究，目前而言，選取植物進行大規(guī)模種植修復土壤似乎是于環(huán)境保護最有益處的方法。
3 結語
環(huán)境于人類而言重如生命，l展中的破壞已經造成，如何修復才是關鍵，農田土壤重金屬污染，重在防治，切斷污染源的同時改良污染土壤方為可行之路。
參考文獻
關鍵詞：土壤重金屬； 污染特點； 治理策略
1 引言
在環(huán)保領域對重金屬污染的定義是能夠使生物遭受顯著毒性的金屬，這些物質包括汞元素、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。一項來自研究機構的調查統(tǒng)計數據表明，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，這些元素進入農田和城市，為所經地區(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作物的品質，另一方面也通過食物鏈對當地居民產生不容忽視的影響。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，各類交通工具的數量近年來一直呈現(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)和礦產業(yè)
工業(yè)生產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，在其日常生產排放的廢渣中含有大量的重金屬元素，如果在不經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，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。因此在農村地區(qū)，應注重灌溉用水的質量，謹慎使用污水灌溉。在農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藥，也應禁止使用含鎘化肥等對環(huán)境帶來危害的農藥和殺蟲劑。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。土壤污染已經被國際相關領域視為化學炸彈，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，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。化學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與重金屬元素反應，生成難溶于水的物質，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 結束語
在世界各地，尤其是經濟較為發(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，我國尚未構建完善的城市和農村地區(qū)土壤重金屬污染的監(jiān)控網絡，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。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，從而推動經濟的可持續(xù)發(fā)展。■
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