土壤重金属环境污染论文范文

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摘要：土壤不仅是农业生产的重要元素，也是人类社会发展的基础，针对近年来不断加重的土壤污染问题，必须采取有效的治理措施。结合土壤重金属污染的现状，分析重金属土壤污染造成的危害，给出具体治理措施和未来发展方向建议。

关键词：土壤污染；重金属；危害；治理措施；发展方向

引言

土壤是由固体相、液体相、气体组成的，为植物生长提供了良好的条件。重金属污染，就是土壤中的重金属元素含量超标，统计数据显示，我国受到污染的耕地面积超过2000万hm2，因粮食减产造成严重的经济损失[1]。文中结合实践，探讨了重金属引起的土壤污染问题和治理措施。

1土壤重金属污染的现状

在土壤重金属污染中，常见的元素有锰、铬、铅、汞、砷等，这些重金属对土壤带来的污染，主要分为2个方面：一是随着重金属含量增高，会改变土壤成分的比例，破坏土壤的正常功能；二是不同重金属形态对土壤污染不同，其中液态重金属对土壤的危害严重，残存态重金属的危害较小，离子交换状态的重金属有利于植物吸收。土壤发生重金属污染后，生物体不能分解重金属，反而会在体内富集，一旦通过食物链进入人们体内，就会造成严重伤害。分析这些重金属的来源，一是自然来源，岩石风化后变为土壤，岩石自身含有多种重金属元素；大气中的重金属降尘，也会进入土壤中造成污染；在岩浆作用、质变作用下，地球化学过程会形成矿床，矿床周边的土壤重金属超标。二是人为因素，随着农业、工业的快速发展，重金属在人类的生产生活中应用广泛，在采矿、冶金、电镀、染料、纺织、石油加工中，形成的三废进入土壤，会造成重金属污染。此外，过量使用农药化肥，或使用污水灌溉农作物，也会造成重金属污染[2]。针对重金属污染，治理时主要采用2个途径：一是改变重金属的形态，从而降低生物可利用性、迁移性；二是去除或减少重金属的数量，确保土壤中重金属的含量满足规范标准。相关调查数据显示，我国每年因重金属污染导致粮食减产1000万t以上，财产损失超过200亿元，可见污染治理工作迫在眉睫。

2重金属土壤污染造成的危害

2.1对植物的危害

重金属对植物的危害，是通过自身含量超标实现的。植物体内的重金属含量超标，会导致内在结构变化，根、茎、叶的颜色和外形改变[3]。分析其原因，是重金属进入植物内部，会影响酶的活性，因活性降低或丧失，抑制植物的生长和代谢功能。此外，当重金属浓度达到一定水平，植物在土壤中吸收营养物质的能力会受到影响，甚至缩短植物寿命，导致植物枯萎坏死。

2.2对生物的危害

在土壤中，生活着大量的微生物，当重金属含量超标，就会影响微生物的生命活动。土壤和微生物，两者是相互依赖、相互影响的关系，土壤为微生物提供了生存环境，微生物则能调节土壤的营养物质。微生物在生存过程中，因重金属含量超标，会导致营养物质过量消耗。以线虫、蚯蚓为例，它们可以保证土壤的湿度平衡，一旦出现重金属污染，就会打破这种平衡，继而降低了土壤的功能。

2.3对酶的影响

土壤中含有多种酶物质，目前已知40种，例如氧化还原酶、水解酶、转移酶、裂解酶等，多以吸附态、游离态存在。这些酶参与土壤的生物化学过程，涉及腐殖质的分解合成、动植物体的分解、有机化合物的水解转化、无机物的氧化还原反应等。土壤发生重金属污染，会破坏酶的活性和功能，活性降低后，会影响正常的机体活动。

2.4对人类的危害

土壤重金属污染，对人类的危害是间接的。在重金属含量超标的土壤中，培育出的农作物进入人体内，就可能出现多种病变。例如：铅元素对人体的危害，会降低免疫力，增加骨质疏松的发病率；汞元素对人体的危害，会损伤中枢神经系统，出现汞中毒征象。有学者研究称[4]，一些重金属属于致癌物，进入人体内会增加癌症发生风险，威胁生命安全。

3由重金属引起的土壤污染的治理措施

3.1深耕翻土技术

从耕种角度看，治理重金属污染，常采用客土法、换土法，前者是在污染的土壤上覆盖一层无污染的土体；后者是使用无污染区的土体更换受到污染的土壤。深耕翻土技术，可以认为是这两种技术的结合，首先对土壤的上层、下层混合搅拌，然后加入适宜的肥料，从而降低土壤中的重金属含量。该技术的应用时间长，优点是修复效果稳定，不会造成二次污染；缺点是工程量大、成本高，会消耗大量的物力和时间。

3.2固化稳定技术

固化稳定技术是向土壤中加入稳定剂、黏合剂，促使污染物和固化剂相结合，通过物理反应或化学反应，改变污染物的结构，降低迁移能力，最终转化为不溶态、稳定的小块固体。结合实际，该技术的应用，虽然能在短时间内解决重金属污染问题，恢复土壤的生态平衡；但随着时间延长，重金属污染物可能再次释放出来，造成二次污染。

3.3电动力修复技术

电动力修复技术属于原位修复的一种，是在重金属含量超标的土壤中，插上双电极，使用交流电或直流电形成完整的电场。该技术的应用，能促使重金属在电极的正极、负极聚集起来，实现去除目标。结合实际，电动力修复技术的缺点，是应用范围较窄，需要分析土壤的组分和缓冲性能；且重金属去除过程中，也会产生副作用。随着科学技术的进步，在电动力修复技术的基础上进行改进，出现了电渗析法、酸碱中和法、表面活性剂法等，能减少对土壤的负面影响。

3.4生物修复技术

（1）植物修复。在植物的生长周期内，利用植物对重金属进行吸收、降解、挥发，从而降低重金属的含量。植物修复的机制，主要是提取、挥发、稳定，将土壤中的重金属，转移到植物体内。实际应用中，植物提取技术的应用，需要生长周期短、生物量大、耐受性强的植物，因此应用有局限。当然，植物修复的优点，是成本低、可对重金属回收，且不会造成二次污染。（2）动物修复。动物修复是利用土壤中的低等动物，例如蚯蚓，吸收重金属后，修复土壤的正常功能。有研究显示[5]，土壤中铅元素的质量分数在170~180mg/kg时，蚯蚓的富集因子为0.36，首先在受到铅污染的土壤中投放蚯蚓，然后采用清水法、电激法处理蚯蚓，即可达到治理效果。（3）微生物修复。在土壤中，微生物主要包括以下几种：根系细菌、共生根细菌、游离真菌等。微生物变异后，能在重金属环境中生存，继而产生解毒机制，例如生物吸附、细胞外沉淀、生物富集、外排等。在此作用机制下，微生物可以固化重金属，降低重金属的活性和生物利用度，促使有毒有害的重金属，转化为无毒害的物质，在植物根部进行吸收和运输。

4重金属土壤污染治理的发展方向

4.1联合修复技术

在重金属土壤污染的治理中，相关治理技术较多，但不同技术的应用有优点也有缺点。此外，在生态系统、经济、效率等因素的影响下，限制了这些技术的应用，难以大面积推广。在未来，联合修复技术会成为一种常态，是将两种或多种修复技术结合起来，通过取长补短，增强污染治理的效果。以植物修复+微生物修复技术为例，可对污染的土壤进行定向修复，既能提高重金属的清除效率，又能加快土壤功能的修复。

4.2生物基因工程

生物基因工程，是以分子遗传学为基础，经过基因拼接、DNA重组，在体外构建DNA分子，然后导入活细胞，从而改变生物的原有遗传特征，获得新品种[6]。在土壤污染治理上，生物基因工程的应用，首先应该完善基因库，将有利的植物基因引入生物体内，发挥出数量大、生长周期短、耐受性强的优势，培育出具有富集性的植物。在未来，生物基因工程在重金属土壤污染中具有较高的应用价值。

参考文献

[1]杨伟光，王美娥，陈卫平.新疆干旱区某矿冶场对周围土壤重金属累积的影响[J].环境科学，2019，40（1）：445-452.

[2]石磊.土壤重金属污染及防治方法研究综述[J].魅力中国，2018（40）：283.

[3]冯为为.土壤污染防治任重道远现阶段应以“防”为主[J].节能与环保，2018（8）：36-38.

[4]胡鹏杰，李柱，吴龙华.我国农田土壤重金属污染修复技术、问题及对策诌议[J].农业现代化研究，2018，39（4）：535-542.

[5]王梦姣，杨国鹏，乔帅，等.植物-根际微生物协同修复有机物污染土壤的研究进展[J].江苏农业科学，2017，45（1）：5-8.

[6]邢介明，颜廷山，史波芬，等.重金属引起的土壤污染问题与治理措施[J].资源节约与环保，2015（11）：185.

作者：李冬 周婧 单位：深圳深态环境科技有限公司