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

篇1

關(guān)鍵詞 重金屬；河道整治；修復；東大溝上游河道；甘肅白銀

中圖分類號 X522 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）16-0224-01

白銀市地處黃河中上游，東大溝地區(qū)作為白銀市的主要工業(yè)區(qū)之一，流域內(nèi)分布著以資源開發(fā)、加工為主的有色金屬、化工行業(yè)企業(yè)，流域周邊企業(yè)排放廢水和廢渣中含有大量重金屬，重金屬具有高度遷移性，長期堆置不僅造成大量有價金屬流失，而且對土壤、地下水等周邊生態(tài)環(huán)境構(gòu)成潛在污染威脅[1]。

1 東大溝污染現(xiàn)狀

1.1 水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀

東大溝流域多個斷面水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)均不能滿足《污水綜合排放標準（GB 8978-1996）》中一級標準的要求。水質(zhì)偏酸，氟化物含量超標，上游Zn、Cd的污染較為突出，下游COD、Cu、As污染顯著。

1.2 土壤質(zhì)量現(xiàn)狀

東大溝上游有色金屬加工企業(yè)重金屬粉塵、尾水、廢渣排放，導致河岸兩側(cè)土壤中重金屬嚴重超標，土壤中重金屬主要富集在地表以下0～20 cm，部分區(qū)域污染深度達到50 cm，土壤污染現(xiàn)狀呈現(xiàn)以Zn為主的多種重金屬復合污染現(xiàn)象。

1.3 底泥質(zhì)量現(xiàn)狀

底泥的污染來源于有色金屬加工企業(yè)冶煉廢渣堆放以及含重金屬廢水排放，通過對底泥樣品的采樣調(diào)查，底泥中重金屬As、Pb、Cu、Zn的含量最高值均高于加拿大制訂的NOAA標準，Pb、Zn 2種重金屬的最大峰值分別出現(xiàn)于20、80 cm，而Cu的最大峰值則出現(xiàn)于40、80 cm，As的最大峰值出現(xiàn)于80 cm。

2 治理工藝及技術(shù)可行性

重金屬污染河道治理工程主體工藝包括廢渣及表層污染底泥異位貯存，表層污染底泥重金屬固化/穩(wěn)定化修復工程以及重金屬污染植物修復[2-3]。

2.1 廢渣及表層污染底泥異位貯存

2.1.1 治理工藝。由于河道自身情況較為復雜，底泥的深度也難以在抽樣調(diào)查中完全體現(xiàn)，根據(jù)已有的調(diào)查數(shù)據(jù)，研究區(qū)域河道底泥挖掘深度擬定為50～120 cm，具體的挖掘情況應根據(jù)現(xiàn)場挖據(jù)底泥的顏色等進行定性判斷，并且在挖掘過程中對50 cm深度的底泥進行再次取樣分析，如果效果仍不能達標，需要繼續(xù)向下挖掘，具體深度視分析結(jié)果而定。

河道疏浚的目的是對污染底泥沉積層采用工程措施，最大限度地將儲積在該層中的污染物質(zhì)移出，改善水生態(tài)循環(huán)，遏制自然水體退化。該次治理區(qū)域大部分底泥含水量較低，為了不增加底泥的水力負荷以及廢水處理強度，采用機械疏浚的方式，底泥自然蒸發(fā)脫水干化與廢渣密閉運至棄渣場妥善處置。

2.1.2 技術(shù)可行性。含Cu、Pb、Zn、As等重金屬的廢渣、底泥及土壤均未列入《國家危險廢物名錄》。根據(jù)對研究區(qū)域廢渣及表層污染底泥的重金屬濃度監(jiān)測，pH值均在6～9，未超出《危險廢棄物鑒別標準——浸出毒性鑒別（GB5085.3-2007）》中要求的pH值范圍，屬于一般工業(yè)固廢。采用異位貯存方式是一種最為經(jīng)濟、適宜處理大量工業(yè)廢渣且不受工業(yè)廢渣種類限制的處理方式。

2.2 表層污染底泥重金屬固化/穩(wěn)定化修復

2.2.1 治理工藝。通過采樣分析，選取含As、Zn、Cu、Pb等重金屬離子污染程度均嚴重區(qū)域底泥進行固化/穩(wěn)定化修復，由于底泥中含有As、Zn、Cu、Pb等多種重金屬離子，且所含各種重金屬離子的種類和含量存在不穩(wěn)定性，為確保固化/穩(wěn)定化處理達標，需要根據(jù)污染元素和污染濃度來選取藥劑。

針對Zn、Cu、Pb的固化，通過加入天然礦物質(zhì)混合藥劑，經(jīng)氧化還原反應、礦化作用、分子鍵合反應和共沉淀反應將交換態(tài)重金屬離子轉(zhuǎn)化為重金屬的單質(zhì)、硅鋁酸鹽、硅酸鹽和多金屬羥基沉淀物等自然環(huán)境中極穩(wěn)定的物質(zhì)，防止其被植物的根系所吸收；針對As的固化，采樣鐵錳復合氧化物，經(jīng)吸附、氧化作用，實現(xiàn)重金屬污染底泥的固定化修復。

2.2.2 技術(shù)可行性。固化/穩(wěn)定化是向污染底泥、土壤或廢渣中投加固化/穩(wěn)定化制劑，改變土壤的酸堿性、氧化還原條件或離子構(gòu)成情況，進而對重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀作用產(chǎn)生影響的穩(wěn)定化技術(shù)，實現(xiàn)重金屬污染土壤的修復。采用該工藝處理后底泥中重金屬的浸出濃度低于一般工業(yè)固廢的入場標準，滿足Pb浸出毒性低于5 mg/L、Cu浸出毒性低于75 mg/L、Zn浸出毒性低于75 mg/L、As浸出毒性低于2.5 mg/L的要求。

2.3 重金屬污染植物修復

2.3.1 治理工藝。在清除廢渣和淺層底泥后回填基質(zhì)土種植重金屬超富集植物，對剩余底泥和部分河岸進行植物修復。普通植物體內(nèi)Pb含量一般不超過5 mg/kg，Cu的正常含量為5～20 mg/kg，過量重金屬對普通植物有很大的毒性，在Zn、Pb、Cu復合污染土壤中，種植普通植物很難達到從污染土壤中快速清除Zn、Pb、Cu復合污染物目的。因此，需要選擇對重金屬有較強耐受及吸收能力的植物作為首選修復物種，并且超富集植物必須適應白銀市當?shù)貧夂?，能夠在當?shù)睾芎玫厣L，才能保證較好的修復效果[4]。根據(jù)白銀市當?shù)赝临|(zhì)情況及需修復的土壤現(xiàn)狀，選取的修復植物為枸杞、紅柳、沙棗、國槐、火炬、垂柳、土荊芥、披堿草、蘆葦、紫花苜蓿等。

研究發(fā)現(xiàn)，禾本科多年生草本植物披堿草具有修復Pb污染土壤的潛力，狗尾草等對As有一定累積效果，且生物量大，為適宜的土壤重金屬污染修復植物。紫花苜蓿等牧草對Pb等有較強的富集能力，是土壤Pb污染的理想修復植物，且擁有強大的根系和頑強的生命力，兼具水土保持效果，可用于干旱地區(qū)重金屬污染的修復。灌木燈心草中的Pb含量測定符合Pb超富集植物，地上部分Pb富集量大于1 000 mg/kg的臨界標準，轉(zhuǎn)運系數(shù)大于1，在重金屬污染土壤修復方面具有潛在的應用價值。上述植物均為當?shù)爻Ｒ娢锓N，可以很好地適應當?shù)丨h(huán)境，確保生長，同時對重金屬具有一定的修復效果。

2.3.2 技術(shù)方案可行性。植物修復技術(shù)是利用植物來轉(zhuǎn)移、容納或轉(zhuǎn)化污染物，通過植物的吸收、揮發(fā)、根濾、降解、穩(wěn)定等作用達到土壤修復目的的方法，是一種成熟且發(fā)展迅速的清除環(huán)境污染的綠色技術(shù)[5]。該項目建設區(qū)表層50～120 cm表層污染底泥、廢渣經(jīng)處理后，剩余底泥仍具有不同程度的污染，需種植適應在當?shù)厣L的重金屬超富集植物，以達到較好的治理效果。植物修復技術(shù)成本低廉，能增加土壤有機質(zhì)肥力，且環(huán)境擾動小，大面積處理易為公眾所接受，并有很好的綠化作用。

3 結(jié)語

由于長期遭受重金屬毒害作用，東大溝河道生態(tài)功能已經(jīng)完全喪失。針對東大溝典型重金屬復合污染問題及生態(tài)脆弱的現(xiàn)狀，采用異位貯存、固化/穩(wěn)定化修復以及植物修復等重金屬治理技術(shù)對區(qū)域內(nèi)的底泥、廢渣等介質(zhì)進行無害化處理與處置，并建立重金屬污染土壤植物修復示范區(qū)，可實現(xiàn)河道生態(tài)恢復和景觀重建，初步恢復遭到重金屬污染脅迫的東大溝河道生境。

4 參考文獻

[1] 黃河上游白銀段東大溝流域重金屬污染整治與生態(tài)系統(tǒng)修復規(guī)劃[M].北京：北京大學出版社，2012.

[2] 蔣培.土壤鎘污染對蘆蒿生長和品質(zhì)安全的影響及調(diào)控措施研究[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學，2009.

[3] 卜全民，李鳳英.污染河道生態(tài)修復技術(shù)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2008（36）：16084-16085，16090.

篇2

論文關(guān)鍵詞：城市土壤，重金屬污染，污染治理

 

引言

城市是人類社會經(jīng)濟發(fā)展的必然產(chǎn)物。從18世紀以來人口不斷向城市集中。如今隨著各國工業(yè)迅猛增長，社會經(jīng)濟飛速發(fā)展，城市的數(shù)目和規(guī)模均不斷擴大[1]。而城市環(huán)境是一個以人為中心的城市經(jīng)濟、社會生態(tài)的復合生態(tài)系統(tǒng)。目前，城市人口劇增，人類活動頻繁污染治理，使得組成這個環(huán)境的水、空氣和土壤時刻處于被污染的狀況之下，影響著城市的可持續(xù)性發(fā)展中國。所以，建設一個綠色健康的城市環(huán)境是城市可持續(xù)發(fā)展的必然方向。

城市土壤是指受多種人為活動的強烈影響，原有繼承特性遭到強烈改變的厚度大于或等于50cm的城區(qū)或郊區(qū)土壤[2]，是城市環(huán)境的重要組成部分，是城市生態(tài)系統(tǒng)地球化學循環(huán)的重要環(huán)節(jié)[3]，也是城市賴以存在發(fā)展的物質(zhì)基礎。當大量的重金屬隨著各種各樣的人類活動進入城市土壤中，便造成這些元素在土壤中的積累。一般認為，土壤中污染物累積總量達到土壤環(huán)境背景值的2或3倍標準差時，說明土壤中該污染元素或化合物含量異常，已屬土壤輕度污染；當土壤污染物含量達到或超過土壤環(huán)境基準或環(huán)境標準時污染治理，說明該污染物的輸入、富集的速度和強度已超過土壤環(huán)境的凈化和緩沖能力，則屬重度土壤污染。由于城市人口密集，人類活動頻繁，與土壤接觸的機率很高，所以城市土壤的重金屬污染更容易通過大氣、水體或食物鏈而直接或間接地進入人體，威脅著人類的健康甚至生命。因此，研究城市土壤重金屬污染現(xiàn)狀并提出相應的治理對策是可持續(xù)發(fā)展城市所必需進行的重要的基礎工作。

1.城市土壤重金屬污染的現(xiàn)狀

2.1 空間分布特征

由于城市土壤受人類各種活動的強烈影響，因此其重金屬污染分布也呈現(xiàn)出

顯著的空間差異。一般地，人口聚集的城市中心區(qū)域土壤重金屬含量明顯高于郊區(qū)和農(nóng)田。對紐約市“市區(qū)－郊區(qū)－農(nóng)區(qū)”土壤研究發(fā)現(xiàn)，重金屬離子總量、重金屬離子多樣性等隨著距市中心距離的增加而降低，重要污染重金屬Pb、Cu、Ni、Cr的含量下降非常明顯[4]。

在城市不同的功能區(qū)污染治理，重金屬分布呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。一般的規(guī)律表現(xiàn)為：Pb的濃度為老工業(yè)區(qū)＞老居民區(qū)＞商業(yè)區(qū)＞開發(fā)區(qū)＞其它；Zn的濃度為老居民區(qū)＞商業(yè)區(qū)＞老工業(yè)區(qū)＞其它；Cu的濃度為老居民區(qū)＞商業(yè)區(qū)＞其它；Cd的濃度為老工業(yè)區(qū)＞老居民區(qū)＞其它[5 - 7]中國。

城市公園是人們與土壤直接接觸較多的特殊區(qū)域。北京城區(qū)三十多個公園土壤Pb質(zhì)量分數(shù)調(diào)查表明，盡管大多數(shù)公園土壤污染程度輕，但客流量大的故宮、頤和園等著名公園污染指數(shù)卻遠遠高于其它公園[8]。

城市土壤重金屬污染的另一特征是公路兩側(cè)一般為城市土壤重金屬污染最嚴重的地帶，且呈明顯的帶狀分布[9]。在50 m～80 m內(nèi)公路兩側(cè)土壤中鉛污染相當嚴重，100 m外土壤中的鉛含量沒有明顯增加[10]。

此外，建筑物的建設、垃圾的堆積填埋等嚴重破壞了自然土壤結(jié)構(gòu)，土壤層次凌亂，重金屬在其垂直剖面方向分布變異較大，不同功能區(qū)重金屬元素在土壤中各層的聚集狀況沒有規(guī)律可循[11,12] 。

2.2城市土壤重金屬污染的來源

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入到大氣，經(jīng)過干濕沉降進入土壤；另一方面污染治理，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[13]。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[14]。

燃煤釋放也是土壤重金屬重要來源之一， 195年中國燃煤排放汞302.9噸，其中向大氣排放量為213.8噸，北京、上海等超大城市排汞強度較高[15]。雖然近些年燃料使用及供暖方式的改變已明顯改善這些城市的空氣污染狀況，但過去燃煤釋放并已沉降至城市土壤中的重金屬對城市生態(tài)系統(tǒng)、環(huán)境及人體健康仍會產(chǎn)生長期效應。

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[16,17]，進入周圍的土壤環(huán)境污染治理，成為土壤重金屬污染的主要來源之一。此外，雨水淋洗也會使市區(qū)內(nèi)堆放的垃圾中的重金屬以有效態(tài)形式[18]滲漏釋放到土壤中，使城市土壤局部重金屬含量增加中國。而表生條件下以有效態(tài)形式存在的金屬元素幾乎不可能再結(jié)合為殘渣態(tài)，重金屬在土壤中遷移能力增加，進而污染地下水。

2.3城市土壤重金屬污染影響人體健康的途徑

城市郊區(qū)是市區(qū)蔬菜的主要供應基地。因此，土壤－蔬菜系統(tǒng)是城市人群暴露土壤重金屬污染的主要途徑之一。目前研究發(fā)現(xiàn)中國城郊菜地土壤已受到不同程度的重金屬污染[19,20]，其供應的許多蔬菜中重金屬含量已超過相應的標準。而西班牙的Nadal等通過建立評價模型發(fā)現(xiàn)工業(yè)地區(qū)甜菜中Cr的積累與攝入有可能導致癌癥發(fā)生率增加[21]。

城區(qū)內(nèi)，土壤中主要種植的是觀賞性或凈化空氣的植物，通過土壤－植物食物鏈對人體造成健康危害的可能性不大。但公園土壤與游人皮膚接觸[22]、兒童攝取[22]、風起揚塵被人體直接吸入等成為城市土壤直接接觸人體危害健康的又一個主要途徑。研究發(fā)現(xiàn)[23,24]沙塵暴時，揚塵中來源于土壤的重金屬元素Pb、Zn、Cd、Cu等的濃度比平常高出3~12倍，可吸入顆粒物的質(zhì)量濃度極高污染治理，人體吸入重金屬的量因此增加。

2.城市土壤重金屬污染的治理對策

城市土壤是城市生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，是地球環(huán)境中進行物質(zhì)、能量、信息交換的重要環(huán)節(jié)。當其中的重金屬含量超過其環(huán)境承載力后，將通過地表徑流、淋溶、大風揚塵等途徑對地表水、地下水和大氣環(huán)境產(chǎn)生危害。為了保證人類和諧地生活在高速發(fā)展的城市中和人類社會的可持續(xù)發(fā)展，尋找控制治理城市土壤重金屬污染的有效方法勢在必行中國。

3.1減少或切斷重金屬污染源，提高城市環(huán)境質(zhì)量

在可持續(xù)發(fā)展理論和生態(tài)優(yōu)先的原則下，改進生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)綠色生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟，充分回收轉(zhuǎn)換工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的重金屬有害物質(zhì)，減少三廢排放，禁止任意堆放工業(yè)生產(chǎn)的廢渣，防止其中的重金屬物質(zhì)下滲到土壤或揮發(fā)到大氣中。

減少煤的使用污染治理，開發(fā)清潔能源新技術(shù)，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)及能源供給方式，也是有效降低城市土壤重金屬污染的有效措施。

分類收集處理城市垃圾，回收其中有用的重金屬元素，在垃圾重金屬不超標的情況下才能進行填埋、堆肥和焚燒。

3.2修復污染土壤，降低對人體的危害

由于土壤揚塵已成為城市大氣重金屬污染的主要來源。因此，可采取化學方法去除土壤中重金屬。實驗研究發(fā)現(xiàn)采用EDTA溶液淋溶去除土壤重金屬的同時還可以回收利用這些物質(zhì)，因此其成為去除城市土壤重金屬的一種極有應用前景的方法。

當然，生物修復污染土壤有著工程措施無法相比的優(yōu)勢。種植植物不僅可以覆蓋城市土壤，減少土壤揚塵的機會，而且還美化城市景觀污染治理，凈化空氣，同時根據(jù)污染城市土壤的重金屬元素種類有目的地選擇植物種類合理搭配，可切實有效地從根源上修復城市土壤中的重金屬污染。

3.3 建立城市土壤重金屬健康評價標準

我國尚未制定出城市土壤重金屬健康評價標準，不易界定城市土壤重金屬污染，這不利于城市土壤不同功能的開發(fā)，因此應結(jié)合人體健康評估、土地利用方式和土壤中重金屬賦存狀態(tài)加大對城市土壤重金屬健康評價體系研究的力度，盡快建立相應完整的評價標準，實現(xiàn)對城市土壤正確的評價，以便幫助政府相關(guān)部門制定出合理的法規(guī)，有效地保護、管理城市土壤和正確指導城市土壤的合理開發(fā)。

參考文獻

[1]馬光,等.環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展導論[M].科學出版社, 2000

[2]張甘霖,朱永官,傅伯杰.城市土壤質(zhì)量演變及其生態(tài)環(huán)境效應[J ].生態(tài)學報, 2003, 23 (3) : 539 – 546.

[3]張甘霖.城市土壤的生態(tài)服務功能演變與城市生態(tài)環(huán)境保護[J].科技導報(北京) , 2005, 23(3): 16- 19.

[4]張金屯,POUYAT R. “城－郊－鄉(xiāng)”生態(tài)樣帶森林土壤重金屬變化格局[ J ]. 中國環(huán)境科學, 1997, 17 (5) : 410 - 413.

[5]馬建華,張麗,李亞麗.開封市城區(qū)土壤性質(zhì)與污染的初步研究[J]. 土壤通報, 1999, 30 (2) : 93 - 96.

[6]王美青,章明奎.杭州市城郊土壤重金屬含量和形態(tài)的研究[J].環(huán)境科學學報, 2002, 22 (2) : 603 - 608.

[7]盧瑛,龔子同,張甘霖.南京城市土壤Pb的含量及其化學形態(tài)[J]. 環(huán)境科學學報, 2002, 22 (2) : 156 -160

[8]鄭袁明,余軻,吳泓濤,等.北京市城市公園土壤鉛含量及其污染評價[J]. 地理研究, 2002, 21(4): 418 - 424.

[9]管東生,陳玉娟,阮國標.廣州市及近郊土壤重金屬含量特征及人類活動的影響[J ]. 中山大學學報(自然科學版) ,2001, 40 (4) : 93 - 97.

[10]師利明,郭軍慶,羅德春.對公路兩側(cè)土壤中鉛積累模式的理論探討[J ]. 西安公路交通大學學報, 1998, 18 ( 3 ) : 13-15.

[11]李敏,林玉鎖.城市環(huán)境鉛污染及其對人體健康的影響[J ].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù), 2006, 18 (5) : 6 -10.

[12]盧瑛,龔子同,張甘霖.南京市城市土壤Pb 的含量及其化學形態(tài)[J]. 環(huán)境科學學報, 2002, 22(2): 156-160

[13]潘海峰.鉻渣堆存區(qū)土壤重金屬污染評價[J ]. 環(huán)境與開發(fā),1994, 9 (2) : 268 - 270.

[14]孫俊,陳曉東,常文越,等.搬遷企業(yè)環(huán)境遺留問題分析及修復對策研究[J]. 環(huán)境保護科學, 2003, 29 (118) : 40 - 42.

[15]王起超,沈文國,麻壯偉.中國燃煤汞排放量估算[J]. 中國環(huán)境科學, 1999, 19(4): 318-321.

[16]FALAHI-ARDAKANI A. Contamination of environment with heavy metals emitted fromautomotives [J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 1984, 8: 152-161.

[17]劉廷良,高松武次郎,左瀨裕之.日本城市土壤的重金屬污染研究[J]. 環(huán)境科學研究, 1996, 9 (2) : 47 - 51.

[18]張輝,馬東升.城市生活垃圾向土壤釋放重金屬研究[J]. 環(huán)境化學, 2001, 20(1): 43-47.

[19]李其林,黃昀.重慶市近郊蔬菜基地蔬菜中重金屬含量變化及污染情況[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展, 2000, 17(2): 42-44.

[20]張勇.沈陽郊區(qū)土壤及農(nóng)產(chǎn)品重金屬污染的現(xiàn)狀評價[J]. 土壤通報, 2001, 32(4): 182-186.

[21]NadalM, SchuhmacherM, Domingo J L. Metal pollution of soils and vegetation inan area with petrochemical industry[ J ]. The Science of the Total Environment,2004, 321 (1 - 3) : 59 - 69

[22]ABRAHAMS P W. Soils: their imp lications to human health[ J ]. Sci TotalEnviron, 2002 , 291: 1 - 32.

[23]王瑋,岳欣,劉紅杰,等.北京市春季沙塵暴天氣大氣氣溶膠污染特征研究[J]. 環(huán)境科學學報, 2002, 22(4): 494-498.

[24]莊國順,郭敬華,袁蕙,等.2000年我國沙塵暴的組成、來源、粒徑分布及其對全球環(huán)境的影響[J]. 科學通報, 2001, 46(3): 191-197.

篇3

關(guān)鍵詞：植物修復；污染治理；有機污染物；重金屬

1引言

近年來，社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，導致環(huán)境受到嚴重污染，對人們的日常生活具有不利影響，這種情況將會導致經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展受挫。現(xiàn)階段的環(huán)境污染主要是工業(yè)或者是人們?nèi)粘Ｉ罾斐?，為此治理環(huán)境污染，就需要對污染物治理引起高度重視?，F(xiàn)階段，通常利用化學、物理方法對污染物進行處理，但是在處理過程中，極易造成二次污染，最為主要的是所耗費的成本較高，尤其是對大面積低濃度的污染物更是難以處理。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，植物修復技術(shù)的出現(xiàn)，促使環(huán)境污染治理出現(xiàn)了春天，其主要應用在污染的水體與土壤治理當中，具有操作簡單、耗費成本少、不造成二次污染等優(yōu)點。關(guān)于植物修復技術(shù)應用原理主要是利用植物、微生物與環(huán)境的相互作用，從而清除、分解以及吸收環(huán)境污染物質(zhì)，進而恢復生態(tài)原有環(huán)境。

2植物修復技術(shù)在廢水治理中的應用

2．1植物修復有機污染的一般原理

關(guān)于有機污染采取植物技術(shù)修復原理主要包括三方面的內(nèi)容，分別是積累作用、降解轉(zhuǎn)化作用以及催化作用。①積累作用，主要是植物將有機污染物加以吸收，并且在植物體內(nèi)加以保存，從而使得污染物得到有效的分解；②降解轉(zhuǎn)化作用，主要是現(xiàn)階段土壤當中，富含了有機污染物（主要包括農(nóng)藥、油等），植物將其吸收進入體內(nèi)，通過植物內(nèi)部組織對污染物加以分解，并且儲存在植物組織當中，或者是通過植物的光合作用，促使環(huán)境污染物得以全部分解為二氧化碳以及水；③催化作用，主要是充分發(fā)揮植物根系分泌特定的分泌物作用（酶、蛋白質(zhì)、糖類、有機酸、酚等），從而使得土壤中有機污染物得以分解，并且將分解物提供給植物為養(yǎng)料，促進植物生長，在植物生長的情況下，分泌物增多，從而有助于加速有機污染物的分解［1］。諸如在美國生長的一種桑葚（MorusrubraL．），該植物根系就能夠分泌一種多酚物質(zhì)，能夠加快聚氯聯(lián)苯（PCB）的細菌生物的分解；再比如葫蘆科植物，該植物根系就能夠分泌出蛋白質(zhì)，值得注意的是該種蛋白質(zhì)與一般蛋白質(zhì)具有本質(zhì)的區(qū)別，其中含有氯芳香性物質(zhì)TCDD，能夠促進微生物的分解，并且一直以溶解狀態(tài)呈現(xiàn)在人們面前。一種植物用于環(huán)境污染治理，通常情況下是特定的植物，并且其發(fā)揮的作用也是不盡相同。

2．2植物修復技術(shù)在富營養(yǎng)化水體及有機污染治理中的應用

隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國工業(yè)污染水以及人們?nèi)粘Ｉ钗鬯罅颗湃牒串斨?，促使我國湖泊出現(xiàn)富營養(yǎng)化情況，或者是造成嚴重污染。根據(jù)有效調(diào)查數(shù)據(jù)顯示污染的湖泊高達90％，造成湖泊水體富營養(yǎng)化的主要化學元素包括N、P元素［2］。為使湖泊水體富營養(yǎng)化得到有效的治理，現(xiàn)階段，國家采用植物修復技術(shù)的主要方式是利用特定植物的修復功能。目前在全球范圍內(nèi)使用最多的有鳳眼蓮（EichhotmiacrassipesSo－mis）、喜旱蓮子草（Al－ternantheraphiloxeroides）以及水浮蓮（PistiastratiotesL．）等植物。諸如荷蘭某廠在治理生活污水時，主要采用的是香蒲以及水浮蓮，通常情況下，是保持10d停留時間之后，將可以得出一串數(shù)據(jù)，BOD5的去除率為79．8％，N元素去除率高達95％，大腸桿菌去除率高達98％。除此之外，存在少數(shù)國家，諸如日本就采用寬葉香蒲進行生活污水的治理，該種方式的治理通常情況下需要保持24d，才能確保處理效果［3］?？偠灾?，在對富營養(yǎng)化的水體進行處理時，通過植物修復技術(shù)進行水體的凈化，不僅僅能夠美化環(huán)境，還能夠有效促進經(jīng)濟效益的增長。

3植物修復技術(shù)在重金屬污染治理中的應用

3．1植物修復治理重金屬污染的機理

現(xiàn)階段，環(huán)境污染物主要包括化合物以及金屬污染。金屬污染的治理不同于化合物污染治理，化合物的治理主要通過植物的降解，從而實現(xiàn)污染物的消除，但是金屬元素以及放射性核素造成的污染治理就不同于有機污染物，該種污染治理主要通過一種形態(tài)轉(zhuǎn)化成為另一形態(tài)，或者是進行金屬元素的擴散遷移，從而使得其發(fā)揮的作用實現(xiàn)逐步降低［4］。目前，通過植物修復技術(shù)治理重金屬，主要方式包括四種類型，分別是植物富集、根系過濾、植物固化以及植物蒸發(fā)。①植物富集，該種方式主要是利用植物將重金屬進行積累在植物內(nèi)部，或者是將土壤當中超出部分的重金屬通過植物根系加以分割，從而使得重金屬污染得到有效的治理；②根系過濾，該種方式治理重金屬污染，主要是利用耐重金屬植物，或者是超積累植物促使重金屬的活性得到有效的降低，從而使得重金屬難以滲透到地下水或者是進入食物鏈當中；③植物固化，該種治理方式，主要是通過超積累植物或者是耐重金屬植物，不斷吸收污水當中的有毒重金屬，并且將其沉淀以及富集在植物根部；④植物蒸發(fā)，該種方式主要通過植物根系對土壤當中極易揮發(fā)的重金屬加以吸收，諸如汞、硒等，植物在吸收易揮發(fā)重金屬之后，利用蒸騰作用通過葉片將金屬蒸發(fā)，從而使得土壤中的金屬污染得到有效的處理［5］。值得注意的是植物在修復環(huán)境時，任何一種的修復方式的修復效率，主要取決于植物特性。

3．2植物修復技術(shù)在重金屬污染治理中的應用

在上述分析中，從中可以了解到重金屬治理方式與有機污染物的處理方式完全不同，其主要通過轉(zhuǎn)化，或者是積累方式。為此，在重金屬污染治理過程中，通常情況下是利用超積累植物，該種植物主要的特點便是能夠?qū)χ亟饘倬哂泻軓姷慕舛竞头e累能力。在英國Bak－er等人首次進行了田間試驗，并且對實驗結(jié)果進行了深入的研究，該項研究主要針對的是鋅污染土壤，實驗結(jié)果表明土壤中含鋅444μg／g時，采用超積累植物（T．caerulescens）加以吸收，將會發(fā)現(xiàn)田間鋅含量是土壤中16倍，同非超積累植物蘿卜（Raphnussatinus）相比，含鋅量比為1∶150，從這一數(shù)據(jù)就可以得出T．cae－rulesens從土壤中吸收的全鋅量為30．1kg／hm2。此外，植物在治理放射性核素方面，同樣具有較好的效果，通常情況下，在植物種植3個月之后，就可以使得土壤137Cs放射性強度減少3％。根據(jù)報道，在1986年切爾諾貝核電站發(fā)生了放射性元素的泄露，造成大面積土壤受到污染，在當時主要采用紅根莧植物進行修復，并且取得了良好的效果［6］。此外，我國的周風帆早在1989年就對鳳眼蓮凈化放射性核素60Co、65Zn、137Cs進行了深入的研究，從研究結(jié)果來看，鳳眼蓮對放射性核素具有較強的選擇性吸收，并且相對而言，吸收度快，尤其是對鈷與鋅的吸收率很高，分別高達97％與80％，并且能夠?qū)⑵溟L時間存儲在植物體內(nèi)，從而有助于環(huán)境污染的治理。

4結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，環(huán)境遭到了嚴重的污染，不利于經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，這就需要有關(guān)部門重視環(huán)境污染治理。化學方法以及物理方法進行治污，極易造成二次污染，并且所需成本較高，不利于經(jīng)濟效益的提升。植物修復技術(shù)的應用，不僅僅是一條生物學的、綠色的凈化途徑，還是一種有效的、廉價的綠色技術(shù)。兩種治污技術(shù)進行比較，植物修復技術(shù)具有技術(shù)以及經(jīng)濟的優(yōu)越性。目前植物修復技術(shù)在全世界治污當中得到了廣泛的應用，但是由于實踐起步較晚，存在經(jīng)驗不足等情況，為此還需要進行深入探究，從而促使其得到進一步的推廣應用。

參考文獻：

［1］王慶海，卻曉娥．治理環(huán)境污染的綠色植物修復技術(shù)［J］．中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2013（2）：261～266．

［2］劉福興，宋祥甫，鄒國燕，等．農(nóng)村面源污染治理的“4R”理論與工程實踐———水環(huán)境生態(tài)修復技術(shù)［J］．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2013（11）：2105～2111．

［3］范陽．根際促生菌強化植物修復技術(shù)治理重金屬污染［J］．邊疆經(jīng)濟與文化，2014（4）：171～172．

［4］黑亮．植物修復技術(shù)治理土壤重金屬污染的機制研究進展及其應用前景［J］．安徽農(nóng)業(yè)科學，2014（18）：39～40，77．

［5］何明珠，胡天光，程斌讓，等．干旱區(qū)尾礦污染環(huán)境的植物修復技術(shù)研究進展［J］．中國沙漠，2014（5）：1329～1336．

篇4

[關(guān)鍵詞]環(huán)境監(jiān)測；土壤；重金屬污染

中圖分類號：X830 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）26-0340-01

引言

在經(jīng)濟和社會發(fā)展的過程中產(chǎn)生了許多有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)來源于生活垃圾、工業(yè)廢物、礦山廢渣等生活和生產(chǎn)的多個環(huán)節(jié)，這些物質(zhì)往往含有多種重金屬。隨著沉淀和富集，無法被凈化的重金屬慢慢滲透并富集到土壤中。土壤是環(huán)境中的重要組成部分，承受著環(huán)境中約90%的污染物。同大氣和水體環(huán)境中的污染物相比，土壤中的污染物更不易遷移，更易集中富集。由于重金屬大多對人體有毒害作用，這種毒害作用隨著含量的增多而增大；當重金屬的濃度在一定范圍下時，其毒害作用因在短時間內(nèi)無法發(fā)現(xiàn)而容易被忽略；當重金屬對人體的毒害作用顯著發(fā)生時，多數(shù)是屬于無法治愈且不可逆轉(zhuǎn)的。

土壤中的重金屬一般是通過食物鏈進而在人體內(nèi)富集，當某種重金屬的量超過安全閾值時就會嚴重危害人體健康。研究表明，人體內(nèi)的有70%鎘來源于大米和蔬菜，而大米和蔬菜中積累的鎘大部分來源于土壤，少量來源于灌溉水和空氣。鎘會影響酶的活性，影響人正常的新陳代謝，可引發(fā)貧血、高血壓、骨痛病等疾病，其危害長達數(shù)十年。

一、土壤中重金屬的來源及我國的污染現(xiàn)狀

工業(yè)“三廢”排放、采礦和冶煉、家庭燃煤、生活垃圾滲出、汽車尾氣排放等是我國重金屬污染的主要來源。工業(yè)廢水、礦坑涌水、垃圾滲濾液等液體成分復雜，是土壤重金屬污染物的主要來源。

目前我國受污染的耕地約1.5億畝，固廢堆存地約300萬畝，合計超過1.8億畝。這些受污染的土地大多數(shù)集中在經(jīng)濟較發(fā)達的地區(qū)。全國每年受重金屬污染的糧食多達1200萬噸、因重金屬污染而導致糧食減產(chǎn)高達1000多萬噸，合計經(jīng)濟損失至少200億元。農(nóng)業(yè)部環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)曾對全國24省、市320個嚴重污染區(qū)土壤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大田類農(nóng)產(chǎn)品超標面積占污染區(qū)農(nóng)田面積的20%，其中重金屬超標占污染土壤和農(nóng)作物的80%。農(nóng)業(yè)部調(diào)查發(fā)現(xiàn)：我國污灌區(qū)面積約140×104公頃，遭受重金屬污染的土地面積占污染總面積的64.8%，其中輕度污染占46.7%，中度污染占9.7%，嚴重污染占8.4%，其中以汞和鎘的污染面積最大。全國目前約有1.3×104公頃耕地受到鎘的污染，涉及11個省市的25個地區(qū)；約有3.2×104公頃的耕地受到汞的污染，涉及15個省市的21個地區(qū)。國內(nèi)蔬菜重金屬污染調(diào)查結(jié)果顯示：中國菜地土壤重金屬污染形勢更為嚴峻。珠三角地區(qū)近40%菜地重金屬污染超標，其中10%屬“嚴重”超標。重慶蔬菜重金屬污染程度為鎘>鉛>汞，經(jīng)調(diào)查其近郊蔬菜基地土壤重金屬汞和鎘均出現(xiàn)超標，超標率分別為6.7%和36.7%。廣州市蔬菜地鉛污染最為普遍，砷污染次之。保定市污灌區(qū)土壤中鉛、鎘、銅和鋅的檢出超標率分別為50.0%、87.5%、27.5%和100%，蔬菜中鎘的檢出超標率為89.3%。

二、防治土壤重金屬污染的措施

1）施加改良劑

施加改良劑的主要目的是加速有機物的分解與使重金屬固定在土壤中，如添加有機質(zhì)可加速土壤中農(nóng)藥的降解，減少農(nóng)藥的殘留量。

施用重金屬吸收抑制劑（改良劑），即向土壤施加改良抑制物（如石灰、磷酸鹽、硅酸鈣等），使它與重金屬污染物作用生成難溶化合物，降低重金屬在土壤及土壤植物體內(nèi)的遷移能力。這種方法起到臨時性的抑制作用，時間過長會引起污染物的積累，并在條件變化時重金屬又轉(zhuǎn)成可溶性，因而只在污染較輕地區(qū)尚能使用。

2）控制土壤氧化-還原狀況

控制土壤氧化-還原條件，也是減輕重金屬污染危害的重要措施。據(jù)研究，在水稻抽穗到成熟期，無機成分大量向穗部轉(zhuǎn)移，淹水可明顯地抑制水稻對鎘的吸收，落干則促進水稻對鎘的吸收。

重金屬元素均能與土壤中的硫化氫反應生成硫化物沉淀。因此，加強水漿管理，可有效地減少重金屬的危害。但砷相反，隨著土壤氧化-還原電位的降低而毒性增加。

3）改變耕作制度

通過土壤耕作改變土壤環(huán)境條件，可消除某些污染物的危害。旱田改水田，DDT與六六六在旱田中的降解速度慢，積累明顯；在水田中DDT的降解速度加快，利用這一性質(zhì)實行水旱輪作，是減輕或消除農(nóng)業(yè)污染的有效措施。

4）客土深翻

污染土壤的排除，特別是重金屬的土壤污染，在土壤中產(chǎn)生積累，阻礙作物的生長發(fā)育。防治的根本辦法是徹底挖去污染土層，換上新土的排土與客土法，以根除污染物。但如果是地區(qū)性的污染，實際采用客土法是不現(xiàn)實的。

耕翻土層，即采用深耕，將上下土層翻動混合，使表層土壤污染物含量減低。這種方法動土量較少，但在嚴重污染的地區(qū)不宜采用。

5）采用農(nóng)業(yè)生態(tài)工程措施

在污染土壤上繁殖非食用的種子、種經(jīng)濟作物或種屬，從而減少污染物進入食物鏈的途徑?；蚶媚承┨囟ǖ膭又参锱c微生物較快地吸走或降解土壤中的污染物質(zhì)，而達到凈化土壤的目的。

6）工程治理

利用物理（機械）、物理化學原理治理污染土壤，主要有隔離法，清洗法，熱處理，電化法等，是一種最為徹底、穩(wěn)定、治本的措施。但投資大，適于小面積的重度污染區(qū)。

近年來，把其它工業(yè)領域，特別是污水、大氣污染治理技術(shù)引入土壤治理過程中，為土壤污染治理研究開辟了新途徑，如磁分離技術(shù)、陰陽離子膜代換法、生物反應器等。雖然大多數(shù)處于試驗探索階段，但積極吸收、轉(zhuǎn)化新技術(shù)、新材料，在保證治理效果的基礎上降低治理成本，提高工程實用性，有著重要的實際意義。

結(jié)語

土壤中的重金屬除了會通過植物吸收進而對生物產(chǎn)生毒害作用外，還會經(jīng)由雨水淋濾及地表徑流作用轉(zhuǎn)移進入地表水系統(tǒng)，通過地表水和地下水的交互作用污染地下水體，進而對飲用水的安全構(gòu)成威脅；土壤中的重金屬還可能會緩慢的、微量的釋放到空氣中，對大氣環(huán)境造成污染。土壤重金屬污染是一個比較嚴峻的問題。開展土壤重金屬的整治工作對社會、對人類意義重大。

參考文獻

[1] 陳懷滿.土壤-植物系統(tǒng)中的重金屬污染[M].北京：科學出版社，1996：27-28.

[2] 戴軍，劉騰輝.廣州菜地生態(tài)環(huán)境的污染特征[J].土壤通報，1995，26（3）：102-104.

[3] 夏來坤，郭天財，康園章等.土壤里金屬污染與修復技術(shù)研究進展[J].河南農(nóng)業(yè)科學，2005（5）：88-92.

篇5

當前耕地土壤重金屬污染現(xiàn)狀和特征

綜合多部門調(diào)查結(jié)果判斷，目前我國重金屬污染耕地面積約1.8～2.7億畝，主要分布在我國南方湘、贛、鄂、川、桂、粵等省區(qū)，污染區(qū)域主要為工礦企業(yè)周邊農(nóng)區(qū)、污水灌區(qū)、大中城市郊區(qū)和南方酸性水稻土區(qū)等。土壤重金屬污染具有以下特征：首先，土壤重金屬污染具有隱蔽性和滯后性，一般是看不見摸不著的。因此，很多人都會問土壤污染到底是不是病？比如說重金屬鎘污染，都看不到鎘，無法讓地方政府和老百姓感覺到有害。除非有表觀現(xiàn)象，或者有繼發(fā)性的毒害事件，才會引起人們對土壤污染的關(guān)注。其次，土壤污染呈現(xiàn)的危害一般是潛伏和間接的。我在湖南做了一個案例，試圖找到土壤污染與人體健康間的關(guān)系。在一個信息隔絕的小村子里，土壤受到了污染，但這個地方的水是干凈的，老百姓吃的蔬菜也是干凈的。通過連續(xù)三年的觀察，沒有發(fā)現(xiàn)兩者的必然聯(lián)系。后來查找了國際上很多相關(guān)研究，確實發(fā)現(xiàn)土壤污染對人體健康沒有直接的關(guān)系。再次，土壤中的重金屬具有積累性和地域性。我國大面積的土壤重金屬污染已經(jīng)有了報道，包括我們自己也做了研究，多半與水系有關(guān)，具有一定的流域性，如發(fā)生在湘江流域、西江流域的土壤污染。最后，土壤重金屬污染具有不可逆性和難以修復的特點。耕地土壤重金屬污染為什么非常復雜？一是污染來源非常復雜，灌溉水、大氣沉降、農(nóng)業(yè)投入品都會影響耕地土壤中的重金屬含量。二是農(nóng)業(yè)的種類繁多，有水田、旱地，有的種小麥、有的種菜。因為種類繁多，所以目標值比較多樣化，這就導致修復非常復雜。三是在耕地污染治理方面，部門管理割裂。由于重金屬污染影響的目標非常多樣，不同部門的關(guān)注點不同，與耕地有關(guān)的有農(nóng)業(yè)部、糧食局、質(zhì)量監(jiān)督局，還有環(huán)保部、水利部、國土部等，這種部門割裂導致了土壤治理的復雜性。

國際修復的經(jīng)驗

國際上，美國和日本這些國家對于土壤污染的認識至少比中國早二三十年。美國1935年開始有土壤保護法，1978年因拉弗河（Love Canal）污染事件促使了超級基金法案的誕生，開始對污染場地治理和管理。目前，國際上關(guān)于土壤修復的經(jīng)驗非常多，已經(jīng)有了比較完整的技術(shù)體系。按照位置變化，有原位、異位、原地、異地處理；按操作來講有物理、化學、生物、綜合方法。具體的技術(shù)體系有挖掘、填埋等一系列技術(shù)方法。但是這些技術(shù)的發(fā)展基本上以物理化學為基礎，大部分是不適合治理耕地污染的。在為數(shù)不多的案例中，日本“痛痛病”發(fā)源地污染土壤花了30～40億來治理，采用的是客土法；臺灣的這種案例采取的方法是翻耕稀釋法，也就是大家俗稱的深耕改土。

同時，我也檢索了國內(nèi)外相關(guān)的科技文章，2005年到2010年之間大部分都是生物修復、植物修復、鈍化修復。2010年以后，技術(shù)開始多樣化。但是，1600多篇文獻中大概有一半是針對污染場地的，一半是針對耕地的。治理污染場地的方法比較多樣化，但治理污染耕地技術(shù)就比較簡單，多半是固化/穩(wěn)定化。SCI檢索的大部分文章都是停留在機理研究。在耕地研究方面，中國的研究非常多，國際上基本上沒有。

國內(nèi)修復技術(shù)進展

中國真正關(guān)注土壤污染應該是在“十二五”期間，2006～2008年大家開始關(guān)注土壤污染，大規(guī)模研究也是在“十二五”后期。有幾件較有影響的事情，其中有2000年啟動的“863”項目，和2014年啟動的湖南“長株潭”試點。

“十五”期間的一個“863”項目中有關(guān)重金屬污染修復技術(shù)，主要是開展超富集植物的篩選，國家大約投入1000萬元來進行技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)?！笆晃濉逼陂g，國家投入相對改變了，在礦山修復、石油污染修復、多環(huán)芳烴污染農(nóng)田修復方面，大概投入了2000萬元。之后，國家環(huán)保部在“十一五”末期開展工業(yè)場地修復，這個階段農(nóng)田修復反而被忽略了。“十二五”末期的“長株潭”試點和“十三五”的重點研發(fā)任務，對耕地污染的治理越來越重視，投入更多。目前內(nèi)常用的技術(shù)體系主要有如下5種：

一是原位鈍化技術(shù)。通過吸附、耦合、沉淀、氧化還原反應，把重金屬變成不活潑的，減少植物對重金屬的吸收。該技術(shù)主要產(chǎn)品就是鈍化材料，現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)得非常多。從原來非常簡單的含磷物質(zhì)，到現(xiàn)在的納米材料等，還包括各種新型材料，這是我國目前研究的熱點。

二是植物阻隔技術(shù)。就是種植低吸收品種，一種是通過常規(guī)的篩選方法，一種是通過選育方法，這種技術(shù)是非常有效的，能夠大幅度降低重金屬在農(nóng)產(chǎn)品中的累積。例如，低吸收的水稻品種和常規(guī)的水稻品種的鎘吸收量相差一倍；不同的蔬菜品種，鎘的累積有很大的差別。

三是超富集植物提取技術(shù)。這是我國發(fā)展最早的、在世界上最有話語權(quán)的技術(shù)，就是在污染區(qū)種超富集植物。所謂超富集植物，就是植物地上部污染物的積累量大于根部的積累量。最早提出超富集植物的是一位國外科學家，國內(nèi)最早研究超富集植物的是南京大學馬奇英教授和中科院地理科學與資源研究所陳同斌研究員，他們發(fā)現(xiàn)了蜈蚣草。目前，有很多團隊比如南土所、浙江大學在做超富集植物提取的相關(guān)研究，很有成效。

四是種植結(jié)構(gòu)調(diào)整。針對中高風險的農(nóng)田，也就是說在重金屬污染的田地，種植不具備超富集植物能力的經(jīng)濟作物，切斷重金屬往植物轉(zhuǎn)運。很多人考慮能源植物、經(jīng)濟作物、中草藥等，但最關(guān)鍵的，種植結(jié)構(gòu)調(diào)整要形成新興的產(chǎn)業(yè)。

五是農(nóng)藝調(diào)控措施。我推薦這種方法，這是目前很多區(qū)域做示范時采用的方法。這種方法比較簡單，比方針對鎘，長期淹水就能夠降低鎘，通過施磷肥能夠明顯降低植物中砷的吸收，通過調(diào)整PH值也能夠改變。

湖南重金屬污染治理案例

2013年爆發(fā)的鎘大米事件，嚴重影響了水稻生產(chǎn)和銷售，造成不良影響，使“重金屬污染問題”成為社會關(guān)注的焦點。2014年農(nóng)財兩部實施了“湖南重金屬污染耕地修復及農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整試點”工作，近期我所作為委托方對試點工作進行第三方評估。湖南試點工作涉及耕地面積廣、財政經(jīng)費大、人口數(shù)量多，也是目前世界上規(guī)模最大的一個耕地污染治理工程。

耕地修復的總體原則就是“因地制宜、政府引導、農(nóng)民自愿、收益不減”，主要修復技術(shù)就包括剛才講到的5項技術(shù)。針對湖南重金屬污染耕地，相關(guān)部門提出了“分區(qū)分類”治理方案，以農(nóng)藝措施為主，實現(xiàn)“邊修復邊生產(chǎn)”。

湖南試點工作取得了不錯的成效。就種植結(jié)構(gòu)調(diào)整措施而言，從經(jīng)濟效益方面來說，我們發(fā)現(xiàn)不同替代作物的凈收益差距還是很大的，其中蛋白桑的效益最好，其既可作為飼料，也可以作為蔬菜食用。從成本分析來看，人工成本投入是最大的，其次是物料成本和農(nóng)機成本。

對于湖南試點工作情況，我們進行了大面積的訪談和問卷調(diào)查，訪談對象包括農(nóng)民、種植大戶、合作社等，發(fā)現(xiàn)目前試點工作還面臨著一系列的問題：最關(guān)鍵問題是治理資金；技術(shù)落實不到位，導致整個試點面臨著很大壓力；社會力量，包括企業(yè)、合作社，總體上參與程度不夠；修復方案設計與現(xiàn)實脫節(jié)。

篇6

關(guān)鍵詞：土壤污染 重金屬 危害 修復方法

土壤是人類賴以生存的主要自然資源之一，也是人類生態(tài)環(huán)境的重要組成部分[1-2]。隨著近年來經(jīng)濟發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不斷擴大，所產(chǎn)生的廢水和廢渣也不斷增多，不但破壞地表植被，而且其中有毒有害重金屬還隨廢水的排放及廢渣堆的風化和淋濾進入周邊土壤環(huán)境[3-6]。目前我國受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染耕地面積近2，000萬公頃，約占總耕地面積的1/5，其中工業(yè)“三廢”污染耕地1，000萬公頃，污水灌溉的農(nóng)田面積已達330多萬公頃。

1. 土壤重金屬污染的定義

在自然界，重金屬以各種形態(tài)存在，常見的金屬元素有銅、鉛、鋅、鐵、鈷、鎳、錳、鎘、汞、鉬、金、銀等；其中既有對生命活動所需要的微量元素，如錳、銅、鋅等；但大多數(shù)重金屬元素在環(huán)境中對環(huán)境都會有一定的污染作用，主要包括汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷等對生物體具有顯著毒害作用的元素[7]。重金屬的密度一般在4.0以上，約60種元素。但是由于不同的重金屬在土壤中的毒性差別很大，所以在環(huán)境科學中人們通常關(guān)注鋅、銅、鈷、鎳、錫、釩、汞、鎘、鉛、鉻、鈷等。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)。由于土壤中鐵和錳含量較高，因而一般不太注意它們的污染問題，但在強還原條件下，鐵和錳所引起的毒害亦應引起足夠的重視。

土壤重金屬污染是指由于人類在生產(chǎn)活動中將重金屬帶入到土壤中，致使土壤中重金屬累積到一定程度，含量明顯高于背景，并可造成土壤質(zhì)量的退化、生態(tài)與環(huán)境的惡化現(xiàn)象[8]。土壤本身含有一定量的重金屬元素，如植物生長所必需的Mn、Cu、Zn等。因此，只有當疊加進入土壤的重金屬元素累積的濃度超過了作物需要和忍受程度，作物才表現(xiàn)出受毒害癥狀，或作物生長并未受害但產(chǎn)品中某種金屬的含量超過標準，造成對人畜的危害時，才能認為土壤已被重金屬污染[9]。如土壤環(huán)境質(zhì)量標準值（GB15618-1995）[10]。

2. 土壤中重金屬的來源、種類

土壤重金屬污染主要是由工業(yè)產(chǎn)生的“三廢”以及污水灌溉、農(nóng)藥和化肥的不合理施用等農(nóng)業(yè)措施引起的。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，重金屬對土壤和農(nóng)作物的污染問題越來越突出，部分地區(qū)土壤重金屬污染現(xiàn)象十分嚴重。總體來講，土壤重金屬污染源較廣泛，即有自然來源，又有包括人類活動帶入土壤的部分，目前主要來源為人為因素。主要包括大氣塵降、污水灌溉、工業(yè)廢棄物得不當堆放、采礦及冶煉活動、農(nóng)藥和化肥的過多施用等[11-12]。

2.1 污水灌溉

污水灌溉通常指的是使用經(jīng)過一定處理的城市污水灌溉農(nóng)田、森林和草地。中國水資源較為緊缺，部分灌區(qū)常把污水作為灌溉水源來利用。污水的種類按其來源可分為城市生活污水、石油化工污水、工業(yè)礦山污水和城市混合污水等。城市生活污水中重金屬含量雖然不多，但由于我國工業(yè)發(fā)展迅速，許多工礦企業(yè)污水未經(jīng)分流處理而排入下水道與生活污水混合排放，從而造成污灌區(qū)土壤Hg、As、Cr、Pb、Cd、Zn等重金屬含量逐年累積[15-16]。在分布上，往往是靠近污染源頭和城市工業(yè)區(qū)土壤污染嚴重，遠離污染源頭和城市工業(yè)區(qū)，土壤幾乎不受污水中的重金屬污染。

污灌在北方比較嚴重，因為我國北方比較干旱，水資源短缺嚴重，并且許多大城市都是重工業(yè)大城市，所以農(nóng)業(yè)用水更加緊張，污水灌溉在這些地區(qū)較為普遍。據(jù)統(tǒng)計，我國北方旱作地區(qū)污灌面積約占全國90%以上。南方地區(qū)相對較小，僅占6%，其余則在西北地區(qū)。污灌不僅導致土壤中重金屬元素含量的增加，而且還會在人體內(nèi)富集。研究顯示我國沈陽、溫州和遂昌等地由于污水灌溉引發(fā)了人體鎘中毒；鞍山宋三污灌區(qū)土壤中Hg、Cd的累積顯著，污染嚴重；用處理過的污水灌溉是解決干旱地區(qū)作物需水問題的一條可行途徑。但由此導致的土壤污染特別是重金屬污染必須引起重視。

2.2 農(nóng)藥和化肥污染

農(nóng)藥和化肥是重要的農(nóng)用物資，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展起到重要的推動作用，但如果不合理施用，則可導致土壤中重金屬污染。部分農(nóng)藥在其組成中含有Hg、As、Cu、Zn等重金屬元素，過量或不合理使用將會造成土壤重金屬污染。肥料中含有大量的重金屬元素，其中氮、鉀肥料含量相對較低，而磷肥中則含有較多的有害重金屬，另外復合肥的重金屬含量也相對較高。施用含有重金屬元素的農(nóng)藥和化肥，都可能導致土壤中重金屬的污染。

2.3 礦山開采和冶煉加工

我國重金屬礦產(chǎn)相對豐富，在金屬礦山的開采、冶煉過程中，會產(chǎn)生大量廢渣及廢水，而這些廢渣和廢水隨著礦山排水和降雨進入土壤環(huán)境中，便可直接地造成土壤重金屬污染，這在我國南方地區(qū)表現(xiàn)得尤為突出。

3. 重金屬污染的特點及危害

3.1 重金屬元素污染土壤的主要特點

在土壤環(huán)境中重金屬污染特點可以分為兩部分：一是土壤環(huán)境中重金屬自身的特點，二是重金屬元素在不同介質(zhì)中所表現(xiàn)的特點。具體特點如下：（1）形態(tài)變換較為復雜，重金屬多為過渡元素，有著較多的價態(tài)變化，且隨環(huán)境Eh，pH配位體的不同呈現(xiàn)不同的價態(tài)、化合態(tài)和結(jié)合態(tài)。重金屬形態(tài)不同則其毒性也不同；（2）有機態(tài)比無機態(tài)的毒性大；（3）毒性與價態(tài)和化合物的種類有關(guān)；（4）環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化形式多樣化；（5）生物毒性效應的濃度較低；（6）在生物體內(nèi)積累和富集；（7）在土壤環(huán)境中不易被察覺；（8）在環(huán)境中不會降解和消除；（9）在人體內(nèi)呈慢性毒性過程。（10）土壤環(huán)境分布呈區(qū)域性；

過量的重金屬會引起動植物生理功能紊亂、營養(yǎng)失調(diào)、發(fā)生病變，重金屬不易被土壤微生物降解，可在土壤中累積，也可通過食物鏈在人體內(nèi)積累，危害人體健康。土壤一旦遭受重金屬污染，就很難徹底消除，污染物還會向地下水和地表水中遷移，從而擴大其污染。因此重金屬對土壤的污染是一類后果非常嚴重的環(huán)境問題。

3.2人類因土壤重金屬污染而遭受的危害[25]

（1）土壤污染使本來就緊張的耕地資源更加短缺；（2）土壤污染給農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來很大的不利影響；（3）土壤污染中的污染物具有遷移性和滯留性，有可能繼續(xù)造成新的土地污染；（4）土壤污染嚴重危及后代人的利益，不利于可持續(xù)發(fā)展；（5）土壤污染造成嚴重的經(jīng)濟損失；（6）土壤污染給人民的身體健康帶來極大的威脅；（7）土壤污染也是造成其他污染的重要原因。

4. 對重金屬污染的防治及修復

4.1 對土壤污染的預防

目前，仍未找到可廣泛應用且行之有效的重金屬污染治理方法，但控制污染源，是防止土壤污染的根本措施之一，同時利用土壤的自凈作用對污染物凈化具有一定的預防作用?？刂仆寥乐亟饘傥廴驹?，即控制進入土壤中的重金屬污染物的數(shù)量和速度，通過土體自身的凈化作用，降低污染。

（1）控制和消除工業(yè)“三廢”

盡量利用循環(huán)無毒工藝，減少和消除重金屬污染物的排放，對工業(yè)“三廢”進行回收改善，使其化害為利，并嚴格控制工業(yè)生產(chǎn)中污染物排放量和濃度，使之符合排放標準。

（2）土壤污灌區(qū)的監(jiān)測和管理

在污灌區(qū)對灌溉污水的重金屬元素進行控制，監(jiān)測水中重金屬污染物質(zhì)的成分、含量及其變化，避免引起土壤污染。

（3）合理施用化肥和農(nóng)藥

對于農(nóng)藥和化肥的施用，應以環(huán)保無毒為準則，禁止或限制使用高殘留農(nóng)藥，大力發(fā)展高效、低毒、低殘留農(nóng)藥，發(fā)展生物防治措施。為保證農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)，合理施用化學肥料和農(nóng)藥是必需的，但需控制好施用量，否則會造成土壤或地下水的污染。

（4）土壤容量和土壤凈化能力的提高

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，施用有機肥，改良松散型沙土，改善土壤膠體的種類和數(shù)量，增加土壤對有害重金屬的吸附能力和吸附量，從而減少重金屬在土壤中的生物有效性。利用微生物品降解土壤中的重金屬，提高土壤凈化能力。

4.2 土壤中重金屬污染的修復方法

（1）工程措施

工程治理措施是指在土壤環(huán)境中，用物理或物理化學的原理來減少重金屬污染物的措施。主要包括客土，換土，翻土，淋洗液熱處理以及電解等方法。以上方法措施的治理效果相對徹底，但實工過程復雜、所需治理費用較高且比較容易引起土壤肥力效果降低。

（2）生物措施

生物治理是指利用能夠在土壤中生存的生物的某些習性來抑制和改良土壤重金屬污染。Nanda Kumar P B A等發(fā)現(xiàn)某些特殊植物對土壤中的重金屬元素具有富集作用?？芏返妊芯空J為食用菌對重金屬具有吸附作用。所用方法有動物治理，微生物治理，植物治理等。生物措施的優(yōu)點是實施較為簡便易行、投資較少且對環(huán)境破壞小，而缺點是在短期內(nèi)不易得到治理效果。

（3）化學措施

化學治理方法是利用化學物質(zhì)和天然礦物對重金屬污染進行的原位修復技術(shù)，目前，在許多區(qū)域得到應用。化學治理措施主要包括利用土壤改良劑、抑制劑，增加土壤有機質(zhì)、陽離子代換量和粘粒的含量，改變pH、Eh和電導等理化性質(zhì)，使土壤重金屬發(fā)生氧化、還原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用，以降低重金屬的生物有效性?；瘜W治理措施優(yōu)點是治理效果相對較明顯，而缺點是容易再度活化。

（4）農(nóng)業(yè)措施

農(nóng)業(yè)治理措施是通過改變耕作方式和管理制度來達到降低土壤重金屬危害的方法。M.Puschenreiter等探討了利用農(nóng)業(yè)耕作措施治理土壤重金屬的方法，得出在不同污染地區(qū)種植不同的農(nóng)作物可有效降低重金屬的污染。治理方法主要包括控制土壤水分，選擇合適的農(nóng)藥、化肥，增施有機肥，選擇農(nóng)作物品種等。農(nóng)業(yè)治理措施的優(yōu)點在于操作簡單、費用不高，而缺點是需要較長治理周期卻治理效果不顯著。

參考文獻

[1] 崔德杰,張玉龍.土壤重金屬污染現(xiàn)狀與修復技術(shù)研究進展[J].土壤通報,2004,35(3):366-370.

[2] 方一豐,鄭余陽,唐娜等.生物可降解絡合劑聚天冬氨酸治理土壤重金屬污染[J].生態(tài)環(huán)境,2008,17(1):237-240.

[3] Zhang L C,Zhao G J.The species and geochemical characteristics of heavy metals in the sediments of Kangjiaxi River in the Shuikoushan Mine Area,China[J].Appl Geochem,1996,11(1/2):217-222.

[4] 尚愛安,黨志,漆亮等.兩類典型重金屬土壤污染研究[J].環(huán)境科學學報,2001,21(4):501-504.

[5] 王慶仁,劉秀梅,董藝婷等. 典型重工業(yè)區(qū)與污灌區(qū)植物的重金屬污染狀況及特征[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護,2002,21(2):115-118,149.

[6] Dang Z, Liu C Q, Martin J H. Mobility of heavy metals associated with the natural weathering of coalmine spoils[J]. Environ Pollut, 2002,118(3):4l9-426.

[7] 韓張雄,王龍山,郭巨權(quán)等.土壤修復過程中重金屬形態(tài)的研究綜述[J].巖石礦物學雜志,2012,31(2):271-278.

[8] 王紅旗,劉新會,李國學等.土壤環(huán)境學[M].北京：高等教育出版社,2007.

[9] 張輝.土壤環(huán)境學[M].北京：化學工業(yè)出版社,2006.

[10] GB15618-1995.土壤環(huán)境質(zhì)量標準值[S].國家環(huán)境保護局,1995.

[11] 李錄久,許圣君,李光雄等.土壤重金屬污染與修復技術(shù)研究進展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2004,32(1):156-158.

[12] 任旭喜.土壤重金屬污染及防治對策研究[J].環(huán)境保護科學,1999,25(5):31-33.

[13] 郭彬,李許明,陳柳燕等.土壤重金屬污染及植物修復金屬研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2007,35(33):10776-10778.

篇7

關(guān)鍵詞：土壤污染；重金屬；防治

1 引言

隨著我國加入世界貿(mào)易組織，經(jīng)濟全球化的迅速發(fā)展，含重金屬的污染物通過各種途徑進入土壤，造成土壤嚴重污染。土壤重中金屬污染不僅對生物的生存有危害，對于人類自身的危害同樣十分嚴重。農(nóng)村因農(nóng)藥的的大量使用從而導致土壤重金屬污染嚴重，城市則因為工業(yè)原因?qū)е峦寥乐亟饘傥廴緡乐亍?/p>

而在處理重金屬污染方面，目前國內(nèi)有資質(zhì)處理重金屬污染的公司寥寥無幾。由于我國經(jīng)濟的快速發(fā)展、工業(yè)化的快速發(fā)展使得土壤的重金屬污染問題越來越嚴峻，土壤的重金屬污染又與人民的生活息息相關(guān)，所以我們必須重視土壤重金屬污染問題，研究其解決方法。

2 現(xiàn)狀

根據(jù)我國有關(guān)權(quán)威相關(guān)部門的顯示，目前在我國東部發(fā)達經(jīng)濟地區(qū)為數(shù)不多的耕地中，其中有超^七成以上的土地被污染，并且照這個趨勢來看，如果不及時采取有效措施，污染的情況還會持續(xù)加劇，對地下水資源的質(zhì)量和人們的身體健康構(gòu)成嚴重威脅，影響十分惡劣。

根據(jù)國家環(huán)境監(jiān)測中心的調(diào)查結(jié)果，我國的土壤污染種類多樣，從重度金屬污染到輕度污染、中度污染、高度污染都有不同程度的涉及，其中尤以重金屬污染最為嚴重，由于重金屬近年來在工程使用超標，在嚴重污染領域已經(jīng)首當其沖，需要引起人們的高度重視。

鎘、砷、汞等有毒重金屬所導致的重金屬污染比起傳統(tǒng)的水污染影響是十分惡劣的，破壞力強，恢復時間久，修復速度慢 在一些重金屬超標污染嚴重的工業(yè)區(qū)，我國有些城市的大片農(nóng)田受多種重金屬污染，超過十成的的土壤已經(jīng)基本喪失土地生產(chǎn)力，近十年都無法進行耕種收獲。

嚴峻的問題越來越導致周圍環(huán)境的惡化和生態(tài)的變化，也開始引發(fā)人們的思考和行動，早在2005年，我國有關(guān)立法機關(guān)便通過了對污染的防御和治理的有關(guān)條款進行規(guī)定，要求企業(yè)和公司在生產(chǎn)過程中承擔社會責任，減少污染物的排放，為人們的生命健康和生態(tài)環(huán)境的改善從法律角度提供了理論基礎，讓企業(yè)、公司有法可依。

3 污染來源

從上文的統(tǒng)計結(jié)果中我們可以看出，我國的當前主要污染以重金屬為主，那么主要是哪些金屬構(gòu)成的呢？它們是怎么來的呢？研究表明，我國目前的重金屬污染以鎘、鉛、鉻、銅、鋅等為主，其中鎘的污染最為嚴重。而重金屬的主要來源是人類的生產(chǎn)生活活動，例如工業(yè)污染物的排放、農(nóng)業(yè)用水農(nóng)藥污染以及人類生活污水的排放等。

3.1 鉛的來源

鉛作為原料應用于蓄電池、電鍍、顏料、橡膠、農(nóng)藥、燃料等制造業(yè)；鉛板制作工藝中排放的酸性廢水中鉛濃度最高，電鍍廢液產(chǎn)生的廢水鉛濃度也很高。

3.2 鎘的來源

鎘可以為鋼、鐵等電鍍，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%的鎘用于電鍍、顏料、塑料穩(wěn)定劑、合金及電池等行業(yè)。

3.3 鎳的來源

鎳在廢水中主要以二價離子存在，主要是硫酸鎳、硝酸鎳以及與許多無機和有機絡合物生成的鎳鹽。電鍍業(yè)、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)是含鎳廢水的工業(yè)來源，其中以電鍍業(yè)為主。

3.4 銀的來源

硝酸銀是常見銀鹽中唯一可溶的，廢水中含銀的主要成分也是硝酸銀。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)硝酸銀有著廣泛應，電鍍業(yè)和照相業(yè)則是含銀廢水的主要來源。

4 土壤污染的修復

對于土壤的重金屬污染處理方法，目前主要有四大類，即化學方法、工程方法、生物方法以及農(nóng)業(yè)方法。

4.1 化學方法

該方法針對不同的土壤狀況，選擇合適的化學試劑加入土壤，用以去除土壤中的重金屬，降低土壤中重金屬的含量。也可抑制污染物質(zhì)的再次溶出、擴散，從而最終達到降低重金屬污染的目的。

4.2 工程方法

該方法是將污染的土壤移除后加入未污染土壤，并且對已污染的土壤進行處理，從而達到修復土壤的目的。可以對已污染土壤通過熱處理（將污染土壤加熱，使土壤中的揮發(fā)性污染物揮發(fā)并收集起來進行回收或處理）、淋洗（用淋洗液來淋洗污染的土壤）、電解（使土壤中重金屬在電解、電遷移、電滲和電泳等的作用下在陽極或陰極被移走）等方式加以處理。該種方法具有效果徹底、穩(wěn)定等優(yōu)點，但同時操作方式較為復雜、治理費用高并且易引起土壤肥力降低等缺點。

4.3 生物方法

該方法通過利用某些生物的特殊習慣以及生理功能來適應、改善土壤的重金屬污染狀況。利用蚯蚓和鼠類吸收土壤中的重金屬，利用微生物的生物功能對土壤中的重金屬進行吸附、沉淀、氧化、還原，降低土壤中溶解的重金屬含量。該種方法實施簡便，投資少，對環(huán)境極為友好，但是所需時間極長，短期內(nèi)治理效果十分不理想。

4.4 農(nóng)業(yè)方法

該方法通過因地制宜的改變一些耕作管理制度、在污染土壤上種植不進入食物鏈的植物來減輕重金屬的危害。農(nóng)村的土壤重金屬污染的主要來源是農(nóng)藥的大量使用，因此改進耕種制度便顯得極為重要。選擇合理有效科學的耕種方式可以很大程度的降低土壤再次被污染程度，輔以生物方法可以解決長期的污染問題，并且對于環(huán)境很友好，非常值得提倡。

5 前景

土壤的重金屬污染存在治理難、治理時間長的難題，因而如何有效的在不對土壤肥力造成影響的情況處理重金屬污染就顯得極為重要。而目前的大部分方法都處于實驗室試驗階段，并沒有合理有效的處理方式，因此研究出一種優(yōu)秀的土壤重金屬污染處理方式極為重要，目前我國土壤重金屬污染形勢十分嚴峻，可以說刻不容緩。

通過對以上一些土壤重金屬污染修復技術(shù)的介紹，可以預測，在今后的重金屬污染治理中，生物方法將發(fā)揮巨大作用。同時，修復過程不僅僅局限于一種修復方式，而將成為兩種或多種修復方式共同作用的情況。因此，在我們了解各種修復方式的實際操作方法及其優(yōu)缺點后，在應用過程中取長補短，才能更大的發(fā)揮其修復能力。并通過一些新的修復思路和方法的探索，為今后的研究指明方向，這還需要植物生理學、土壤學、生態(tài)學、化學、遺傳學、環(huán)境保護學和生物工程等多個學科的共同努力來實現(xiàn)。

修復的成功和失敗經(jīng)驗，特別是結(jié)合我國國情，加強研究，將會使我國污染土壤及地下水和地表水的生物修復的工作進入到一個嶄新的階段。

6 結(jié)語

重金屬復合污染是當前土壤污染研究的重要科學問題。由于土壤中重金屬復合污染的普遍性及它們在生態(tài)系統(tǒng)中具有多樣、復雜的復合效應機制，包括協(xié)同作用、拮抗作用以及加和作用等，還有復合污染的復雜性和特殊性，因此，土壤重金屬復合污染是很難治理的。因此我們要大力研究其治理方式，尤其是生物方法，在不破壞環(huán)境的前提下治理污染問題。

參考文獻

[1]重金屬污染土壤修復技術(shù)述評_何啟賢

[2]重金屬土壤污染修復技術(shù)初探_林帥

[3]土壤的重金屬污染及其防治_張國印

[4]重金屬污染及其生物修復_諸振兵

[5]土壤重金屬污染修復技術(shù)及其研究進展_孫鵬軒

篇8

關(guān)鍵詞：鉛污染 重金屬污染 治理 方法

土壤是人類賴以生存的必要條件，也是重金屬元素在循環(huán)的過程中的必要環(huán)節(jié)。土壤的重金屬污染是指在人類的生產(chǎn)活動中，排出重金屬含量較高的物質(zhì)散落在土壤中，在土壤中形成反應，超過一定時間后其土壤的微量金屬含量值超過土壤本身的微量金屬含量值，最終導致土壤重金屬含量過高的一種現(xiàn)象。在重金屬污染的土壤中耕作農(nóng)作物，農(nóng)作物也會受到重金屬污染，人們長期食用后致使重金屬在體內(nèi)累積，嚴重危害了人們的身體健康，而降水、灌溉等使重金屬從地表流入到地下水中，也可導致地下水重金屬污染。鉛污染是重金屬污染之一，在治理鉛污染的過程中，要以預防為主，防治兼施的方式進行治理。其治理方法包括物理方法、化學方法及生物方法。

一、土壤鉛污染的治理方法

（一）物理方法

通過物理方法對土壤鉛污染進行治理，主要以換土、隔離、客土以及電化學的方法進行處理，從而減輕土壤的鉛污染并防止其擴散。

換土法是指將受到鉛污染的土壤進行固定移除，移除后將沒有被污染的土壤進行填補。隔離法是指以修建墻體的方式進行對鉛污染區(qū)域的隔離，將其污染控制在一定的范圍之內(nèi)。受成本等方面的影響，隔離法只適用于受污染面積較小且污染相對嚴重的區(qū)域。客土法是將表層的土壤通過采用機器挖翻的方法與深層土壤調(diào)換，再向土壤調(diào)換處加入新土，從而降低被鉛污染的土壤及植物的污染程度。電化學法是通過增加直流場，使土壤中的鉛離子在直流場的作用下，發(fā)生氧化還原反應。從而達到去鉛的目的。以上方法都能夠?qū)ν寥楞U污染進行有效的治理，但這些方法在實施的過程中會耗費大量人力物力和財力，而且對修復后的鉛污染土壤進行處理的難度也很大，所以不適合廣泛推廣。

（二）化學方法

化學方法中主要采取化學修復的方法對鉛污染的土壤進行治理。化學修復法是通過利用化學試劑加入到受鉛污染的土壤中，使化學試劑與鉛元素發(fā)生化學反應，而達到鉛離子的降低或遷移。進行化學修復法的主要的方法有化學固定法、淋洗液洗脫法、螯合劑處理法、氧化還原法等方法。

化學固定法是通過固定劑與土壤中的鉛元素進行化學反應，降低其生物有效性和遷移性，使土壤含鉛程度降低，從而達到降低土壤鉛污染的目的。淋洗液洗脫法是通過選取土壤淋洗液對鉛污染的土壤進行淋洗，使鉛離子由固體形態(tài)轉(zhuǎn)化成液體形態(tài)，再將回收的淋洗液進行處理。螯合劑處理法也稱為整合誘導修復技術(shù)，是通過促進植物對鉛的超吸收而達到預期目的。常用的螯合劑主要有兩種，分別是小分子有機酸類螯合劑和氨基多羧酸類螯合劑。此方法的優(yōu)點在于能夠快速降低土壤含鉛量，缺點在于使用中存在水污染的風險，并能對植物產(chǎn)生危害。氧化還原法就是在受鉛污染的土壤中添加還原劑，使其與土壤發(fā)生氧化還原反應，使土壤中的鉛元素低化，從而降低土壤中鉛的毒性和活性。

（三）生物方法

生物修復技術(shù)早在上世紀90年代初就已經(jīng)興起，它是一種新型治理土壤鉛污染的技術(shù)，其方法旨在通過利用生物的一些特性來抑制土壤污染的生物方法，生物修復技術(shù)主要包括的內(nèi)容有：植物修復技術(shù)、微生物修復技術(shù)、動物修復技術(shù)以及基因工程技術(shù)和細胞工程技術(shù)等。利用這些方法治理土壤鉛污染的優(yōu)勢在于二次污染小、治理成本低、操作相對簡單和治理效果顯著。植物修復技術(shù)是指通過利用某些植物對土壤鉛元素吸收的方法進行減少土壤中的鉛含量，這種方法既快捷又簡單方便，并且比較經(jīng)濟適用，符合生態(tài)發(fā)展要求，具有相當廣泛的發(fā)展前景，其方法手段主要有植物揮發(fā)、植物提取和植物鈍化三種。微生物修復技術(shù)是指通過利用微生物進行對土壤中鋁元素進行化解，從而使土壤鋁污染得以減輕。動物修復技術(shù)是指利用蚯蚓對礦山土壤污染進行治理，通過大量放養(yǎng)蚯蚓使之在土壤中對有毒物質(zhì)進行體內(nèi)分解，這種方法不僅治理成本低，而且還沒有二次污染，是一種改良土壤的好方法?；蚝图毎こ碳夹g(shù)則是通過改變細胞內(nèi)的關(guān)鍵酶或酶系統(tǒng)，可以提高微生物的降解速率，并形成降解有毒污染物的新型催化活性，從而對土壤鋁污染進行治理。

（四）對污染源頭的尋找與防治

如果土壤存在鋁污染，則一定有其污染源，如果一昧的對鋁污染進行治理，而不尋找其源頭，那么治理也將毫無意義，所以，必須對造成土壤鋁污染的污染源進行尋找，并杜絕鋁污染現(xiàn)象的再次發(fā)生，而且找到污染源后必須通過以上方法去解決土壤鋁污染問題，只有這樣，土壤的鋁污染才會得到根治。

二、土壤鉛污染治理的意義

對土壤鋁污染進行治理，具有重大的現(xiàn)實意義。

（一）對土壤鋁污染進行治理可以使土壤的毒性減弱或消除，使土壤恢復正常的機能，從而適合植物的生長，為人類的生存環(huán)境的改善創(chuàng)造條件。

（二）污染是目前社會比較關(guān)注的公共話題，解決了土壤的鋁污染，有利于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施。

（三）農(nóng)作物的生長離不開優(yōu)質(zhì)的土壤，對土壤鋁污染進行治理，利于農(nóng)作物的種植，為人們的物質(zhì)生活提供保障。從大的角度來講，可以提升國家的糧食儲備能力。

三、結(jié)束語

目前隨著社會的不斷發(fā)展，城市工業(yè)化不斷加快，環(huán)境及土壤的污染也日益嚴重，因此對污染的治理工作顯得尤為重要。針對污染的治理，需要我們采取適當?shù)姆椒ㄈミM行，不要盲目的去進行治理，而導致土壤污染的狀況惡化，要根據(jù)其污染的性質(zhì)及污染的來源去進行綜合治理，要利用科學技術(shù)進行對其改造，并以預防為主，防治兼施的原則去認真看待土壤的重金屬污染。

參考文獻：

[1]王林，徐應明，梁學峰，等.新型雜化材料鈍化修復鎘鉛復合污染土壤的效應與機制研究[J].環(huán)境科學，2011，32（2）：581-588.

[2]呂小王.植物對土壤中重金屬的吸收效應研究[D].南京理工大學，2014.

[3]史永進，黃金秀.簡述土壤重金屬污染及其治理方法[J].安徽農(nóng)學通報，2011，17（18）：

126-127.

篇9

關(guān)鍵詞：固化劑；重金屬污染底泥；固化/穩(wěn)定化修復技術(shù)

中圖分類號 X52 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）13-0097-05

重金屬是指相對密度在4.5g/cm3以上，或比重大于5的金屬。與有機物不同，重金屬無法被微生物降解，且能夠富集在生物體內(nèi)，因此重金屬污染物潛在危害性大。由泥沙、黏土、有機質(zhì)及各種礦物混合形成的底泥，經(jīng)過一系列物理化學、生物、水體傳輸?shù)茸饔枚练e于水體底部形成。重金屬一旦進入水體，可通過吸附、絡合、沉淀等作用，富集在河床表層底泥中，其在底泥中的含量可超過上覆水體含量數(shù)個數(shù)量級，成為水體重金屬的儲存庫和歸宿[1]。當環(huán)境條件變化時，部分重金屬可能會通過解吸、溶解、氧化還原等作用，從底泥中釋放，引起水體二次污染[2]。底泥中重金屬的不斷積累不僅對水生生物、沿河居民飲用水和農(nóng)田安全灌溉構(gòu)成嚴重威脅，還可能通過食物鏈危害人體健康。因此，對重金屬污染底泥安全處置顯得尤為必要。

當前國內(nèi)外對于底泥中污染物的修復方法主要有4種，分別是原位固定、原位處理、異位固定和異位處理[3]。原位固定或處理是指對污染的底泥不進行疏浚而直接采用固化/穩(wěn)定化或者生物降解等手段消除底泥污染的行為；異位固定或處理是指將污染的底泥疏浚后再進行處理，消除污染物對水體的危害的行為。原位處理的效率一般情況下低于異位處理的效率，且工藝過程控制較困難，不能徹底消除其毒性，所以原位處理技術(shù)并未在實際工程中廣泛應用[4]。

固化主要是指向土壤或底泥中添加固化劑而形成石塊狀固體，并將污染物轉(zhuǎn)化為不易溶解、遷移能力弱和毒性小的狀態(tài)的過程[5]；或投加固化劑使底泥由顆粒狀或者流體狀變?yōu)槟軡M足一定工程特性（如路基填料）的緊密固體，并將重金屬包裹在固化體中，減少重金屬向外界的遷移[6]；穩(wěn)定化是指在底泥中投加螯合劑使重金屬由不穩(wěn)定態(tài)（水溶態(tài)、離子交換態(tài)）轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定態(tài)（殘渣態(tài)），顯著降低重金屬的生物活性[7]。利用固化/穩(wěn)定化技術(shù)處理重金屬污染底泥，是現(xiàn)階段比較合理的處理方式[8-9]。本文將從當前我國底泥重金屬污染現(xiàn)狀及固化/穩(wěn)定化修復技術(shù)發(fā)展進行綜述，為底泥重金屬污染綜合治理與修復提供科學依據(jù)。

1 我國底泥重金屬污染現(xiàn)狀

1.1 底泥重金屬污染物的來源 底泥中重金屬的來源包括自然源和人為源2個方面。自然源中，成土母質(zhì)及成土過程對底泥中重金屬的含量影響較大；而人為源則是底泥中重金屬的最重要來源。重金屬通過各類廢水、土壤沖刷、地表徑流、大氣降塵、大氣降水及農(nóng)藥施用等途徑進入水體后[10]，通過復雜的物理、化學、生物和沉積過程在底泥中逐漸富集。

1.1.1 各類廢水 工業(yè)廢水和城市生活污水是造成底泥重金屬污染的重要原因。通常，河流沿岸分布著大大小小的企業(yè)，如印染廠、制衣廠、皮革廠等等。一方面，一些未經(jīng)（充分）處理的廢水直接進入水體；另一方面，盡管一些廢水重金屬污染物濃度未超標，但由于廢水排放量巨大，使得水體和底泥吸納了大量污染物，呈現(xiàn)緩慢污染的現(xiàn)象。同時，很多地方的生活污水沒有連接到排污管網(wǎng)而直接排放入水體，當進入水體的污染物數(shù)量超過了水體的自凈能力，導致水體質(zhì)量下降和惡化，進而造成水體和底泥的污染。

1.1.2 固體廢棄物 靠近城鎮(zhèn)的河流周邊經(jīng)常隨意堆放大量的建筑垃圾、生活垃圾，自然降水（尤其是酸雨）和排水使固體廢棄物中所含的重金屬元素以廢棄堆為中心向四周環(huán)境擴散，進入水體，被底泥富集。另外，大型工礦企業(yè)的礦渣場（如馇、鋼渣等）、灰渣場、粉煤灰場等，在雨水和地表徑流的沖刷下，重金屬會通過地表徑流進入附近水體底泥中。

1.1.3 土壤沖刷 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(diào)查公報》顯示，我國耕地質(zhì)量堪憂，Cd成為首要污染物（點位超標率7.0%），其含量呈從西北到東南、從東北到西南逐漸增加的趨勢。2015年《中國耕地地球化學報告》顯示，我國污染或超標耕地約0.076億hm2，主要分布在湘鄂贛皖區(qū)、閩粵瓊區(qū)和西南區(qū)。土壤中的重金屬可通過降雨、地表徑流等方式轉(zhuǎn)移到底泥中。如磷肥中重金屬Cd的含量較高，長期施用磷肥，會造成土壤中重金屬Cd含量增大；規(guī)?；B(yǎng)殖場使用的有機肥料中大都含有重金屬添加劑（如Zn、Cu等），這些有機肥料在農(nóng)田施用時，會導致Zn、Cu等重金屬元素含量增加。

1.1.4 大氣沉降 交通運輸、能源產(chǎn)業(yè)（發(fā)電廠）、冶金和建筑材料生產(chǎn)產(chǎn)生的氣體和粉塵，金屬礦山的開采和冶煉、電鍍等是大氣中重金屬污染物的主要來源。這類污染源中的重金屬基本上是以氣溶膠的形態(tài)進入大氣中，通過干沉降（主要是顆粒物）或濕沉降（主要是雨水）的方式進入水體、土壤，進而沉積到底泥中并最終影響人類健康[11-12]。

1.2 底泥重金屬污染現(xiàn)狀 滑麗萍等[13]通過搜集我國不同區(qū)域湖泊底泥重金屬含量背景值發(fā)現(xiàn)，我國湖泊底泥重金屬污染程度不均，臨近工礦企業(yè)及人類經(jīng)濟活動區(qū)的湖泊底泥重金屬污染較重，遠離這些區(qū)域的湖泊則保持比較潔凈的水體環(huán)境。張穎等[14]采用潛在生態(tài)風險指數(shù)分析法對松花江全江段表層沉積物調(diào)查發(fā)現(xiàn)，松花江表層沉積物中重金屬Hg和As的空間分布離散性較大，Cd和Pb相對較均勻，整體上松花江重金屬污染處于低度風險水平，僅個別斷面處于中度風險水平。戴秀麗等[15]通過對太湖沉積物重金屬含量的分析發(fā)現(xiàn)，太湖Cu的污染級別高于其他污染金屬，且集中在太湖北部地區(qū)；Cr屬輕度污染，但其空間分布較廣且均衡，與周邊污染點源關(guān)系密切。李鳴等[16]通過測定鄱陽湖湖區(qū)、入湖口及出湖口水體及底泥中重金屬含量發(fā)現(xiàn)，鄱陽湖水體中重金屬含量較低（遠低于國家標準），但鄱陽湖底泥中重金屬積累較嚴重，Zn、Cu、Pb、Cd的含量均超過背景值。張鑫等[17]對安徽銅陵礦區(qū)水系沉積物中重金屬進行潛在生態(tài)危害評價表明，沉積物中Cu、Pb和Zn的含量變化大，Hg和Cr變化小，除Hg、Cr和Zn外，其他重金屬都為強和極強生態(tài)危害。

2 固化/穩(wěn)定化修復技術(shù)

底泥重金屬污染按修復原理可分為物理、化學、生物及聯(lián)合修復技術(shù)。由于目前尚缺乏經(jīng)濟高效的手段將重金屬從底泥中直接去除，因此，通過化學手段降低重金屬活性，減小污染物向食物鏈的遷移是進行底泥重金屬污染修復的重要方法。固化/穩(wěn)定化的目的是封閉污染物，最大程度地減少污染物釋放到環(huán)境中，同時提高廢物的物理力學性質(zhì)。相比于微生物和植物修復的低效率、長周期以及物理修復高成本的缺點，固化/穩(wěn)定化技術(shù)具有操作簡單、成本低、效率高等優(yōu)點。

固化劑的選擇是重金屬固化/穩(wěn)定化修復技術(shù)的關(guān)鍵，固化/穩(wěn)定化所用的惰性材料稱為固化劑[18]，常用的固化劑類型為無機固化劑、有機固化劑和復配固化劑。無機固化劑主要有磷礦石、磷酸氫鈣、羥基磷灰石等磷酸鹽類物質(zhì)以及硅藻土、膨潤土、天然沸石等礦物；有機固化劑主要有草炭、農(nóng)家肥、綠肥等有機肥料[27]。固化材料有水泥、粉煤灰、石灰和石膏粉等。

水泥固化主要產(chǎn)生起膠結(jié)作用的水化硅酸鈣；粉煤灰與水泥混合使用產(chǎn)生水化鋁酸鈣和水化硅酸鈣；粉煤灰主要起充填作用；石灰固化產(chǎn)生碳酸鈣，具有一定的脫水作用；石膏固化產(chǎn)生鈣礬石，具有充填作用[20]，具體如表1。

2.2 磷酸鹽類固化劑 羥基磷灰石和磷酸氫鈣等磷酸鹽類固化劑效果好、性價比較高，磷酸鹽將重金屬元素吸附在其表面或與重金屬發(fā)生反應生成沉淀或礦物[19]。陳世寶[21]等為了研究含磷化合物對固化/穩(wěn)定化土壤中有效態(tài)鉛的影響，向重金屬污染的土壤中施加了不同性質(zhì)的含磷化合物，結(jié)果表明，在重金屬污染的土壤中加入羥基磷灰石、磷酸氫鈣和磷礦粉能明顯降低土壤表層的有效態(tài)鉛含量，并且發(fā)現(xiàn)有效態(tài)鉛的含量隨施入的磷含量的增加而顯著降低。

2.3 含鐵類固化劑 一些研究表明，針鐵礦、鐵砂FeSO4、Fe2（SO4）3、FeCl3和石灰對As有良好的固定作用[25-27]。在堿性和氧化條件下，鐵主要以Fe3+存在，水解生成Fe（OH）3。Fe（OH）3既能吸附不穩(wěn)定擴散狀態(tài)的膠體，起到水質(zhì)凈化的作用，又可以利用其自身帶有正電荷的特性，強烈地吸附磷，降低底泥磷的釋放。此外，F(xiàn)e（OH）3還能與磷反應生成磷酸鐵以及絡合物（FeOOH-PO4）的形態(tài)而去除磷[28]。但含鐵類固化劑的處理效果容易受氧化還原電位和pH值的影響，通常都需結(jié)合其他的輔助措施[5]。近年來出現(xiàn)的復合鐵鹽與高分子聚合鐵鹽，如復合亞鐵、聚硫酸鐵等被逐漸應用于重金屬污染底泥的固化處理中且效果較好[29]。

2.4 鋁鹽類 作為底泥固化/穩(wěn)定化應用最早和最廣泛的鋁鹽，主要有硫酸鋁（明礬）、氯化鋁和聚合氯化鋁等，其水解后形成的A1（OH）3絮狀體，既能去除水體中的顆粒物并吸附底泥中溶出的磷[5]，又可以吸附水體中的重金屬離子，如鉻、銅、鉛、鋅等[30]。鋁鹽用于底泥鈍化效果較穩(wěn)定，不受氧化還原電位影響，成本低，且有效時間長。如在美國佛蒙特州的Morey lake，投加鋁酸鈉和明礬來控制底泥磷的釋放，5年后該湖上層水體總磷濃度由20～30μg/L下降至10μg/L以下[31]。

2.5 天然礦物類固化劑 海泡石、沸石等天然礦物材料，顆粒小、比表面積大，礦物表面富集負電荷，具有較強的離子交換能力和吸附性。章萍等[32]向蘇州河的污染底泥中加入了膨潤土，結(jié)果表明，鈣基膨潤土對銅、鉛和鋅均具有較大的吸附性能，且溶液pH值升高時，對這3種重金屬的吸附效果增強。

2.6 有機物料 農(nóng)家肥一類的有機質(zhì)用于固化/穩(wěn)定化底泥中的重金屬，作用機理主要是含有的胡敏素和胡敏酸等能夠與底泥中的重金屬離子發(fā)生絡合作用，形成難溶物，以此降低重金屬毒性及生物可利用性[19]。華珞[33]等向重金屬污染的土壤中施加了豬廄肥進行固化/穩(wěn)定化研究，結(jié)果顯示，施入豬廄肥可以使土壤中的碳酸鹽態(tài)鋅和有效態(tài)鋅的含量升高，而鐵猛氧化物結(jié)合態(tài)鎘、有效態(tài)鎘及鐵猛氧化物結(jié)合態(tài)鋅的含量降低。Houben等[34]向重金屬污染底泥中施加有機肥后，可交換態(tài)的鉛、鎘和鋅的含量均有大幅度的減少，固化/穩(wěn)定化效果明顯。

2.7 復配固化劑 底泥和土壤中重金屬污染多為復合污染，多種重金屬之間有相互作用，且不同固化劑對不同重金屬的固化效果存在差異?，F(xiàn)階段，通常將多種固化劑復配后再使用，以此達到對多種重金屬污染高效修復的效果[19]。曾卉[22]等用海泡石、膨潤土、硅藻土、沸石分別與石灰石以不同的質(zhì)量比進行復配，對重金屬污染的底泥進行固化試驗，結(jié)果表明，石灰石與硅藻土以質(zhì)量比2∶1復配時固化效果最好。

3 展望

近年來，水體污染治理力度不斷加大，2015年2月《水污染防治行動計劃》的頒布后，與水體水質(zhì)密切相關(guān)的底泥重金屬污染的治理也越來越得到人們的關(guān)注。2016年3月17日，中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要提出開展66.67萬hm2受污染耕地治理修復和266.67萬hm2受污染耕地風險管控，深入推進以湘江流域為重點的重金屬污染綜合治理。這些條例和規(guī)劃綱要的，都有助于我國大氣、土壤和水體環(huán)境質(zhì)量的改善。因此，當前底泥重金屬污染治理重要的是進一步減少進入水體和底泥的污染物，達到“控源”目的，以及針對歷史遺留的重度污染底泥區(qū)進行修復和治理，減少底泥污染物的總量，實現(xiàn)“減存”目標。

然而，當前能夠?qū)崿F(xiàn)底泥污染物“減存”的方法成本高，操作復雜，少有推廣應用。更多的是采用固化方法，降低污染物的活性，減少污染物對其他生物的毒性，且目前已經(jīng)有一些實際應用案例。如1996年長春南湖湖區(qū)內(nèi)用硫酸鋁鈍化底泥，顯著增加了底泥中可溶性磷酸鹽的去除率[35]。2006年，為了解決香港城門河水質(zhì)惡臭問題，特區(qū)政府按照“生化處理為主，疏浚為輔”的原則，疏浚底泥29×104m3，采用投加硝酸鈣原位鈍化方法從根本上治理城門河淤泥，改善了城門河的生態(tài)環(huán)境[36]。

盡管如此，固化方法當前還存在很多不足。首先，對于固化劑材料本身，需要滿足高效、不產(chǎn)生二次污染、低成本且操作便捷；其次，由于底泥性質(zhì)差異大，對于多種重金屬復合污染，既要考慮到重金屬之間的相互作用，又要考慮到不同固化劑所針對不同重金屬的固化效果的不同（如能夠較好固定Cu、Cd、Pb的堿性固化劑，往往會增加As的活性），將多種固化劑復配之后使用，以達到高效修復的效果。

當前已經(jīng)有不少學者在重金屬底泥固化方面進行了大量的研究，但在實際的底泥固化中，仍存在固化效率不穩(wěn)定、底泥固化速率差異大等現(xiàn)象，尤其是酸雨的作用可能會導致固化后底泥污染物的二次釋放，可能會危害水生生物生存，甚至導致魚類死亡。關(guān)于底泥固化修復技術(shù)的實施，國內(nèi)還缺少自主生產(chǎn)的機械設備，如固化劑造粒設備、機械化投加固化劑設備等），需要加強研發(fā)，降低修復工程中對施工人員的健康的危害，提高可操作性。

因此，今后的一段時間內(nèi)，在固化劑產(chǎn)品的研發(fā)上，要加強復合固化劑的研發(fā)力度，研發(fā)出高效、綠色、低成本、效果持久的新產(chǎn)品。同時，要加強固化機理的研究，明確固化劑產(chǎn)品的最佳投加環(huán)境條件，加強對固化修復技術(shù)裝備的研發(fā)投入，降低對國外機械的依賴程度。最后，結(jié)合國內(nèi)底泥重金屬污染形勢（如湖南湘江流域、廣西環(huán)江流域、江西鄱陽湖流域），適當選取部分嚴重污染區(qū)，開展重金屬污染底泥的固化修復示范試點，總結(jié)好的經(jīng)驗，進行更大范圍的推廣示范。

參考文獻

[1]包建平，朱偉，汪順才，等.固化對淤泥中重金屬的穩(wěn)定化效果[J].河海大學學報（自然科學版），2011，39（1）：24-28.

[2]Pejman A，Bidhendi G N，Ardestani M，et al.A new index for assessing heavy metals contamination in sediments：A case study[J].Ecological Indicators，2015，58：365-373.

[3]楚維國.污染底泥重金屬去除技術(shù)研究進展[J].廣東化工，2013，40（12）：95-96.

[4]何光俊，李俊飛，谷麗萍.河流底泥的重金屬污染現(xiàn)狀及治理進展[J].水利漁業(yè)，2007，27（5）：60-62.

[5]賈陳蓉，吳春蕓，梁威，等.污染底泥的原位鈍化技術(shù)研究進展[J].環(huán)境科學與技術(shù)，2011，34（7）：118-122.

[6]劉軍，劉云國，許中堅.湘江長株潭段底泥重金屬存在形態(tài)及生物有效性[J].湖南科技大學學報，2009，24（1）：116-121.

[7]Dermatas D，Meng X G.Utilization of fly ash for stabilization/solidification ofheavy metal contaminated soils[J].EngineeringGeology，2003，（70）：377-394.

[8]謝華明，曾光明，羅文連，等.水泥、粉煤灰及 DTCR 固化/穩(wěn)定化重金屬污染底泥[J].環(huán)境工程學報，2013，7（3）：1121-1127.

[9]王川，楊朝暉，曾光明，等.DTCR 協(xié)同水泥固化/穩(wěn)定化重金屬污染底泥的研究[J].中國環(huán)境科學，2012，32（11）：2060-2066.

[10]王華，馮啟言，郝莉莉.我國底泥重金屬污染防治[J].污染防治技術(shù)，2004，17（1）：75-78.

[11]吳辰熙，祁士華，方敏，等.福建省泉州灣大氣降塵中的重金屬元素的沉降特征[J].環(huán)境科學研究，2006，19（6）：27-30.

[12]龔香宜，祁士華，呂春玲，等.福建省興化灣大氣重金屬的干濕沉降[J].環(huán)境科學研究，2007，19（6）：31-34.

[13]滑麗萍，華珞，高娟，等.中國湖泊底泥的重金屬污染評價研究[J].土壤，2006，38（4）：366-373.

[14]張穎，周軍，張寶杰，等.松花江表層沉積物有毒重金屬污染評價[J].湖南大學學報：自然科學版，2015，42（6）：113-118.

[15]戴秀麗，孫成.太湖沉積物中重金屬污染狀況及分布特征探討[J].上海環(huán)境科學，2001，20（2）：71-75.

[16]李鳴，劉琪Z.鄱陽湖水體和底泥重金屬污染特征與評價[J].南昌大學學報：理科版，2010，34（5）：486-489.

[17]張鑫，周濤發(fā)，等.銅陵礦區(qū)水系沉積物中重金屬污染及潛在生態(tài)危害評價[J].環(huán)境化學，2005，24（1）：106-107.

[18]張春雷.基于水分轉(zhuǎn)化模型的淤泥固化機理研究[D].南京：河海大學，2007.

[19]王猛.重金屬污染底泥羥基磷灰石復配固定化技術(shù)研究[D].濟南：山東建筑大學，2014.

[20]范昭平，朱偉，張春雷.有機質(zhì)含量對淤泥固化效果影響的試驗研究[J].巖土力學，2005，26（8）：1327-1334.

[21]陳世寶，朱永官，馬義兵.不同磷處理對污染土壤中有效態(tài)鉛及磷遷移的影響[J].環(huán)境科學學報，2006，26（7）：1140-1144.

[22]曾卉，徐超，周航，等.幾種固化劑組配修復重金屬污染土壤[J].環(huán)境化學，2012，31（9）：1368-1374.

[23]蘇良湖，梁美生，趙由才.不同固化劑對底泥重金屬穩(wěn)定化效果的研究[J].環(huán)境工程學報，2010（7）：1655-1658.

[24]周雪飛，張亞雷，章明，等.金山湖底泥重金屬穩(wěn)定化處理效果及機制研究[J].山東建筑大學，2008，29（6）：1705-1712.

[25]Moore TJ，Rightmire CM，Vempati RK，et al.Ferrous iron treatment of Soils contaminated with arsenic-containing wood-preserving solution[J].Soil and Sediment Contamination，2000，9（4）：375-405.

[26]Hartly W，Edwards R，Lepp NW.Arsenic and heavy metal mobility in iron oxide-amended soils as evaluated by short-and long-term leaching tests[J].Environment Pollution，2004，131（3）：495-504.

[27]雷鳴，曾敏，等.3種含鐵材料對重金屬和砷復合污染底泥穩(wěn)定化處理[J].環(huán)境工程學報，2014，8（9）：3983-3988.

[28]黃建軍.城市河道底泥營養(yǎng)鹽釋放及化學修復研究[D].天津：天津大學，2009.

[29]雷曉玲，巫正興，冉兵，等.原位鈍化技術(shù)及其在環(huán)保疏浚中的應用[J].環(huán)境科學與技術(shù)，2014，37（3）：200-204.

[30]王綠洲，管薇，李維平，等.富營養(yǎng)化湖泊中沉積物原位治理技術(shù)進展[J].陜西師范大學學報（自然科學版），2006，34：76-81.

[31]Smeltzer EA.Successful alum/aluminate treatment of lake MoreyVermont[J].Lakeand Reservoir Management，1990，6：9-19.

[32]章萍，錢光冬，周文斌，等.膨潤土對底泥重金屬的抑制效果及機制探討[J].南昌大學學報（工科版），2012，34（4）：43-48.

[33]華珞，白鈴玉，韋東普，等.有機肥鎘鋅交互作用對土壤鎘鋅形態(tài)和小麥生長的影響[J].中國環(huán)境科學，2002，22（4）：346-350.

[34]Houben D，Pircar J，Sonnet P.Heavy metal immobilization by cost-effective amendments in a contaminated soil：effects on metal leaching and phytoavailability[J].Journal of Geochemical Exploration，2012，123：87-94.

篇10

環(huán)境材料又稱生態(tài)材料或是環(huán)境功能材料，這個概念首次出現(xiàn)是在20世紀90年代，是日本東京大學山本良一教授提出的，環(huán)境材料包括新開發(fā)的環(huán)境材料和傳統(tǒng)的現(xiàn)有材料兩種，其概念是那些在加工、制造、使用和再生過程中的人類所需材料，其使用功能最大化但是環(huán)境負荷最低。環(huán)境材料的特點主要體現(xiàn)在以下三個方面，（1）先進性，就是指各自最主要的功能性；（2）環(huán)境的協(xié)調(diào)性，在材料的生產(chǎn)過程中，能夠降低對資源以及能源的消耗，減少溫室氣體的排放，同時對廢棄物的循環(huán)再利用起到了很大的作用，符合21世紀對于新材料性能方面的要求；（3）具有舒適性，即經(jīng)濟性，具有美觀舒適的外形以及較強的經(jīng)濟實用性。循環(huán)再生材料、高分子材料、地環(huán)境復合材料等等都屬于環(huán)境材料，目前在環(huán)保、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)等領域都得到了廣泛應用。

2在鹽堿地的土壤改良中，環(huán)境材料的相關(guān)應用

2.1鹽堿地的危害我國非常常見又十分嚴重的農(nóng)業(yè)環(huán)境問題之一就是土壤鹽堿化，在我國，鹽堿地分布廣泛、面積大，現(xiàn)有的鹽堿化土地占耕地面積的比重約為20%，大多數(shù)位于西部的內(nèi)陸干旱和半干旱地區(qū)，同時還有濱海地區(qū)。當土壤表層的易溶性鹽分大于百分之零點六時就能稱之為鹽土，鹽堿化了的土壤會因為鹽分濃度過高而造成植物的吸水困難，或是植物在土壤中吸入的某種高濃度離子過多，在植物的體內(nèi)大量積累使植物承受“單鹽毒害”。另外，植物體內(nèi)鹽分過多會使其出現(xiàn)一系列的生理代謝失調(diào)狀況，對光合作用造成不利影響，低鹽濃度有助于呼吸而高鹽濃度阻礙呼吸，加速了植物的蛋白質(zhì)分解以及植物的死亡。

2.2環(huán)境材料與鹽堿地的改良有很多方法可以改良鹽堿地，比方說，物理措施、水利措施、化學措施以及生物措施等等，其中采用環(huán)境材料進行土壤改良是比較新的現(xiàn)代化化學措施，循環(huán)經(jīng)濟以及現(xiàn)代化工的發(fā)展推動了這種措施的廣泛應用。目前，用于改良鹽堿地的環(huán)境材料有兩類，一類是起替換作用的加鈣環(huán)境材料，例如石灰石、氧化鈣、煤矸石和石膏等；另一類是起化學作用的加酸環(huán)境材料，例如硫磺、腐殖酸、硫酸鋁以及酸性肥料等。

3在土壤重金屬污染治理中，環(huán)境材料的相關(guān)應用

3.1土壤重金屬污染的危害土壤重金屬污染常常是由于工業(yè)與城市污染以及農(nóng)業(yè)施肥和污水灌溉等引起的，城市化和工業(yè)化的加速使得土壤重金屬污染更為嚴重。我國約有2500×104hm2的土地是受到重金屬污染的，約占總農(nóng)田面積的1/5。過量的重金屬在土壤中會滯留在土壤耕作層，對植物生長有非常嚴重的影響，同時土壤中的重金屬在土壤中會滯留很長時間，也不容易被微生物分解，時間久了，水以及種植在土壤中的植物就成為重金屬危害傳遞的介質(zhì)，給人類的健康帶來不利的影響，然而治理與恢復難度也是十分大的。

3.2在土壤重金屬污染治理中，環(huán)境材料的應用重金屬污染土壤的修復技術(shù)分為四種，分別是生物措施、物理化學措施、化學改良措施和工程措施，其中包含微生物菌劑以及植物，以化學固化修復技術(shù)和生物修復技術(shù)應用最為廣泛。從大的范圍上來講，化學固化修復是化學修復技術(shù)之一，往土壤里加重金屬鈍化劑和重金屬固化劑，使土壤和土壤里的重金屬的理化性質(zhì)發(fā)生改變，這樣土壤中的重金屬的遷移能力和生物有效性會因為吸附和沉淀而降低。粘土礦物、磷酸鹽、無機礦物、有機堆肥和微生物等都是常見的重金屬穩(wěn)定固化修復材料。其中有機材料和礦物材料可以對重金屬發(fā)揮良好的穩(wěn)定效應，這些有機質(zhì)可以對土壤中的Cr6+進行還原，變?yōu)镃r3+從而降低其毒性，同時讓重金屬生成硫化物沉淀。而沸石、磷酸鹽和含鐵礦物等材料優(yōu)點是便于獲得、價格低廉并且高效，對重金屬污染土壤的控制和修復作用明顯。高分子保水材料是目前新發(fā)現(xiàn)的一種環(huán)境材料，對重金屬有較好的固化作用，實驗證明高分子化合物一方面可以讓重金屬對植物污染的作用降低，所以作物不會過多的吸收重金屬；另一方面可以對土壤結(jié)構(gòu)進行改良、轉(zhuǎn)化養(yǎng)分并且直接給作物的根系提供水分。

4環(huán)境材料應用于農(nóng)業(yè)抗旱節(jié)水中

農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開水源，我國每年有約4×1011m3的水用于農(nóng)業(yè)活動，約占總用水量的70%，而其中90%的水都用于農(nóng)田灌溉。對于農(nóng)業(yè)灌溉用水來說有三個問題最為顯著，（1）水資源欠缺，干旱問題十分嚴重制約了農(nóng)業(yè)灌溉的面積；（2）不能科學合理的利用那部分已被開發(fā)利用的水資源，出現(xiàn)了十分嚴重的浪費情況，例如寧夏回族自治區(qū)以及依舊運用農(nóng)田漫灌的灌溉方式，灌溉水利用率僅有40%左右，而發(fā)達國家的利用率在90%左右；（3）水資源的污染情況非常嚴重。在農(nóng)業(yè)抗旱節(jié)水中應用的環(huán)境材料主要有土壤保水劑與作物葉面抗蒸騰劑，這些都屬于物理性材料的范疇。

5結(jié)語