土壤重金属污染现状范文

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第1篇

关键词：土壤；重金属污染；防治

Abstract: such as rapid development of modern agriculture and industry at the same time, the situation of soil heavy metal pollution has become increasingly serious. This article mainly from the soil heavy metal pollution sources and present situation analysis, points out the harm of soil heavy metal pollution at the same time, puts forward some prevention measures, and provides a certain reference for environmental protection, promote the sustainable development and utilization of the soil.

Key words: soil; Heavy metal pollution; The prevention and control

中图分类号：文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

引言

土壤是城市生态系统的有机组成部分，是土壤圈中受人类活动影响最为强烈的部分，这类土壤广泛分布于公园、道路、体育场、城郊、垃圾填埋场、废弃工厂、矿山周围，有着不同于自然土壤的理化性质。重金属是有害元素，可通过吞食、吸入和皮肤吸收等主要途径进入人体，损害造血系统、消化系统，严重时则损害神经系统，直接对人特别是儿童的健康造成危害，还可通过污染食物、大气和水环境间接影响城市环境质量，危害人类健康。城市人口与土壤直接或间接接触的几率很高，相比于自然土壤或农用土壤而言，这类土壤的重金属污染更容易对人体健康造成危害。城市化所导致的环境恶化已成为影响居民健康的一个重要因素。因此，关注城市土壤的重金属污染来源及危害，有针对性采取污染治理措施，具有重要的科学价值和现实意义。

一、土壤中重金属污染的现状

在自然界的循环过程中，环境中的污染物很大一部分都会进入或者经过土壤。因为土壤中的重金属元素可能会通过食物链在生物体中聚集，从而造成人体内长期积蓄对人体造成危害。土壤中重金属的来源是多种途径的，除了大气干湿沉降的来源之外，农业生产、污水农用灌溉、等也可能会造成重金属对大气、土壤和水体的环境污染。

1.大气干湿沉降污染

伴随着社会的快速发展，工业生产、大量的石油以及汽车等排放的尾气等，它们燃烧之后的尾气进入大气后，使得空气中含有大量的重金属元素，它们主要是经自然沉降和雨淋沉降进人土壤，并且分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧，这些重金属元素既可以直接沉降到土壤中或者被土壤吸附，也可以被植物吸收后，通过植物传输土壤而引起土壤重金属污染。

2.农业生产污染

在农作物的成长过程中，为了促进生物的快速结果，往往会采用现代农业生产的方法，大量使用化肥、农药。而在使用含有铅、汞、福、砷等的农药的时候，由于重金属元素的长期积累，造成土壤中重金属元素的含量不断上升，导致土壤中重金属的污染。并且在有些地区，污水作为农田的常用水，因为工业污染的成分比较复杂，里面不同程度地含有重金属等有害物质，常常会引起一定的危害。

3.污水农用灌溉污染

由于城市工业化的快速发展，大量的工业污水成为农田灌溉的常用水。但是因为污水灌溉一般是属于面源污染，一旦污染，收到污染的面积就会很大。含有许多重金属离子的城市污水，进入河道，而进入土壤，从而引起水体污染，恶性循环，给人们带来无法估计的伤害，对农业及其人们的日常生活带来影响。

二、土壤重金属污染的危害

1.对城市生态景观植物危害

城市土壤受重金属污染后会形成土壤结块，同时重金属在土壤—植物系统中迁移会直接影响植物的生理生化和生长发育，从而引发土壤生物和植被退化等一系列较为严重的城市环境问题，直接危及城市居民的健康和安全。例如，镉是危害植物生长的有毒元素，如果土壤中镉含量过高， 植物叶片的叶绿素结构会遭到破坏，同时根系对水分和养分的吸收会减少， 根系生长受到抑制，从而阻碍植物生长，甚至引起植物死亡。

2.对人体的危害

受污染的土壤暴露在城市环境中，形成粉尘直接或间接进入动物和人体中，对人类产生危害。此外，郊区蔬菜基地土壤受到污染，重金属容易被植物利用而进入食物链，最终通过食物链影响人类的健康。如Pb 能伤害人体的神经系统， 特别对幼儿的智力发育有极其不良的影响；镉的毒性很大，在人体内蓄积会引起泌尿系统功能变化，还会影响骨骼发育。

三、土壤中重金属污染的防治

土壤的重金属污染防治要想取得一定的成效，必须从预防和防治相结合的方式进行实施。也就是说要做到，预防为主，防治结合的方法。从某种意义上来说，治理重金属的污染一方面可以通过物理化学的方法去除土壤中的重金属污染物，另一方面可以改变重金属在土壤中的存在形态。

1.工程治理方法

工程治理的治理方法主要是依据物理和化学的原理来治理土壤中重金属污染的途径。一般是运用客土、换土、去表土和深耕翻土等措施来达到这种目的。客土主要是在被污染的土壤中加入没有被污染的新土；换土是将以污染的土壤移去,换上未污染的新土;翻土是将污染的表土翻至下层;去表土是将污染的表土移去等。冲洗络合法是用清水冲洗被重金属污染的土壤，使重金属迁移至较深的根外层，减少作物根区重金属的离子浓度。另外，为了避免出现土壤的再次污染，可以利用一定比例的化合物进行土壤冲淋，使其能与重金属形成比较稳定的化合物，或者是利用带有阴离子的溶液，常用的是碳酸盐和磷酸盐进行，这样能收到比较好的效果，使重金属能形成多需要的沉淀。而对于低渗透性的粘土和淤泥土，我们可以用电动修复方法来完成，这样的重金属可以用到汞等。

这种工程治理的方法可以说收到的效果比较明确，而且具有较强的稳定性，但是往往实行以来会比较复杂，容易引起土壤肥力的降低。

2.农业治理方法

在治理土壤重金属污染的方法时，用到的农业治理方法一般是要改变一些耕作的管理来减轻重金属的含量和危害。这样就会对进入土壤中的有害物质有所降低。因为在污染土壤时，只要不进入食物链对人体的伤害就不会那么大。生活中我们可以利用控制土壤中的水分，来达到降低重金属污染的目的；在选择化肥时，选择最能降低土壤重金属污染的化肥，增加施加有机肥的利用，使其能够固定土壤中多种重金属以及降低土壤中重金属污染；还可以选择比较抗污染的植物并且不能在已经被污染的土壤上种植所需要的植物，以防止通过食物链的植物进入人体，对人体造成伤害。合理的利用农业生态系统工程措施,也可以保持土壤的肥力,改良和防治土壤重金属污染,提高土壤质量,并能与自然生态循环和系统协调运作。比如可以在污染区公路的两边种树、种花和种草，这样不但可以使得环境变得清新，还可以净化土壤，还可以进行农业的改良，就是在被污染的地区繁殖种子，然后在没有污染的地方种植，收获后把它们提取酒精，残渣压制纤维板,并提取糠醛,或将残渣制作沼气作能源。这种农业治理措施的比较切合实际，也比较容易实现，而且费用比较低，但是做起来的时间要求比较高，效果不会太显著。

3.物理修复

（1）电动修复

通过电流使土壤中的重金属离子(如Pb、Cd、Cr、Zn等)和无机离子以电透渗和电迁移的方式向电极运输，再集中收集处理。该方法适用于低渗透的粘土和淤泥土，可以控制污染物的流动方向。在沙土上的实验，土壤中Pb2+、Cr3+等重金属离子的除去率也可达90%以上。电动修复不搅动土层，修复时间短，是一种经济可行的原位修复技术。

（2）电热修复

利用高频电压产生的电磁波对土壤进行加热，使污染物从土壤颗粒内解吸出来，加快一些易挥发性重金属从土壤中分离，从而达到修复的目的。该技术可以修复被Hg和Se等重金属污染的土壤。

（3）土壤淋洗

利用淋洗液把土壤固相中的重金属转移到土壤液相中去，再把富含重金属的废水进一步回收处理。该技术要求寻找一种既能提取各种形态的重金属，又不破坏土壤结构的淋洗液。目前用于淋洗土壤的淋洗液，包括有机或无机酸、碱、盐和螯合剂。

4.化学修复

化学修复就是向土壤投入改良剂，将重金属吸附、氧化还原、拮抗或沉淀，降低重金属的生物有效性。常用改良剂有石灰、沸石、碳酸钙、磷酸盐、硅酸盐和促进还原作用的有机物质，不同改良剂对重金属的作用机理不同。化学修复简单易行，但它只改变了重金属在土壤中的存在形态，金属元素仍保留在土壤中，容易再度活化危害植物。

结 语

重金属污染土壤的治理是一个整体性的工程，需要多种治理技术。植物修复加上化学、微生物及农业生态措施，增加重金属的生物有效性，促进植物的生长和吸收，能更好地提高土壤重金属修复的效率。因此，生物修复综合技术前景广阔。

参考文献

[1]崔德杰，张玉龙.土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[N].土壤通报，2004，35（3）

第2篇

【关键词】土壤污染；重金属；治理方法

土壤，为人类提供生存所需的自然环境，为农业生产提供必要的资源。我们所面临的许多问题，诸如环境问题、粮食问题、资源问题等等，都和土壤息息相关。自上世纪20年代以来，工业发展，导致金属产量急剧增加，进而导致重金属环境污染问题。含有重金属的污染物通过多种方式进入土壤，导致土壤重金属污染问题。现在，很多发展中甚至发达国家，都面临着土壤污染问题。这一问题的日益严重，也引起了人们的广泛关注。因此，本文将围绕土壤重金属污染的现状、治理方法等方面展开。

1.我国土壤重金属污染的现状

目前，我国大陆受到重金属污染的耕地面积约为2000万公顷，大约占耕地总面积的1/5。其中，受矿区污染的耕地面积约200万公顷，受石油污染的耕地面积约500万公顷，受固体废弃物堆放污染的耕地面积约5万公顷，受“工业三废”污染的耕地面积约1000万公顷，受污水灌溉的耕地面积约330万公顷。由于土壤污染，我国农业粮食产量每年减少约1300万吨，更为严重的是，因为受到污染，土壤的多种功能，如营养功能、净化功能、缓冲功能、有机体的支持功能等功能正在逐渐丧失。

2.土壤重金属污染的后果

第一、土壤污染导致耕地资源短缺。

第二、土壤污染威胁人、畜的身体健康。

第三、土壤污染阻碍农业生产的发展。

第四、土壤污染会导致其他的环境污染问题。

第五、土壤污染危及子孙后代的利益，阻碍农村经济的健康、持续发展，不利于国家经济的可持续发展。

3.土壤重金属污染的治理

3.1物理防治

物理防治主要采取排土、换土、去表土、客土和深耕翻土等措施。不同地区应采取不同的措施：

（1）污染严重的地区，适合采取排土、换土、去表土、客土等措施。这些措施可以从根本上去除土壤中的重金属污染物。具体方法：将重金属重污染地区的土壤放到高温、高压的条件下，使之变成的玻璃态物质，然后将重金属固定在玻璃态物质中，进而达到去除重金属污染物的目的。这种方法可以在根本上去除土壤中的重金属污染物，而且见效迅速，但这种方法工作量大、费用高。因此，这种方法常被用在重金属重污染地区的抢救性修复工作中。

（2）污染较轻的地区，适合使用深耕翻土这种方法。这一方法可以降低土壤表层的重金属含量。

3.2化学防治

化学防治的方法很多，如：

3.2.1添加重金属改良剂

在土壤中添加一些处理重金属污染时的常用到的改良剂改良剂，诸如磷酸盐、石灰以及硅酸盐等。它们可以和土壤中的重金属污染物发生化学反应，进而生成难溶化合物，从而减少土壤和植被对重金属污染物的吸收。

3.2.2施加重金属螯合剂

土壤中的重金属大都吸附于土壤固体表层，因而土壤溶液中的重金属含量相对较少，所以，我们可以在土壤中施加重金属螯合剂。这样做可以提高土壤中重金属的有效态，更易于流动、吸收。

3.2.3施用重金属拮抗剂

在土壤中，重金属元素之间有拮抗作用。我们可以利用一些对人体没危害甚至是有益的金属元素的拮抗作用，减少土壤中重金属的有效态。所以，在轻度污染的土壤中、施加少量的有拮抗性的金属元素，将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

可以通过植物的吸收作用来减少土壤中的重金属污染物含量。这类植物很多，如羊蕨属植物、笕科植物等，这些植物对土壤中的重金属的吸收率可达到100%。

3.3.2微生物降解

使用清洗剂将土壤表层附着的重金属解吸到土壤溶液中，然后随着清洗液一起流入预定的水体中，并和微生物发生作用，从而实现消除土壤中重金属的目的。

3.3.3生物防治很多优点，如效果好、没有二次污染、费用低、易管理、易操作等，因此受到人们的普遍重视

3.4农业生态防治

农业生态防治，可以采取以下措施：

3.4.1控制土壤的氧化―还原条件

在浸水的土壤中，重金属常常以难溶态的硫化物的形式存在。所以，控制土壤中的水分和氧化―还原电位，在作物壮籽期间，保证土壤处于一个相对稳定的水淹期，就可以减少植物吸入的重金属含量，进而减少果实和籽中的重金属含量。

3.4.2改变作物品种

改变作物品种，也可以在一定程度上降低土壤中的重金属含量。如：在受污染较严重的地区，种植花卉和经济林目等；而在受污染较轻的地区，种植耐重金属性较强强的作物，如改旱地为水田，或者旱地、水田进行轮作，以调整PH、EH，从而降低土壤中重金属的有效性。

目前，以上列举的治理土壤重金属污染问题的技术还不能被广泛地应用，其原因有成本过高、实地应用的经验不足、处理效果不稳定等。随着科学技术的发展，开发、研究工作的深入与完善，这些治理方法一定可以日趋完善，并被广泛运用。

【参考文献】

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[2]邵学新，吴明，蒋科毅.土壤重金属污染来源及其解析研究进展.广东微量元素科学，2007.04（第14卷）（4）：1-6.

[3]周以富，董亚英.几种重金属土壤污染及其防治的研究进展.环境科学动态，2003（1）.2003.1：15-17.

[4]宋静，朱荫湄.土壤重金属污染修复技术.农业环境保护，1998，17（6）：271-273.

[5]武正华.土壤重金属污染植物修复研究进展.盐城工学院学报，2002，6.（第15卷）（2）：53-57.

第3篇

关键词：土壤污染 重金属 危害 修复方法

土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分[1-2]。随着近年来经济发展，工农业生产不断扩大，所产生的废水和废渣也不断增多，不但破坏地表植被，而且其中有毒有害重金属还随废水的排放及废渣堆的风化和淋滤进入周边土壤环境[3-6]。目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染耕地面积近2，000万公顷，约占总耕地面积的1/5，其中工业“三废”污染耕地1，000万公顷，污水灌溉的农田面积已达330多万公顷。

1. 土壤重金属污染的定义

在自然界，重金属以各种形态存在，常见的金属元素有铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钼、金、银等；其中既有对生命活动所需要的微量元素，如锰、铜、锌等；但大多数重金属元素在环境中对环境都会有一定的污染作用，主要包括汞、镉、铅、铬以及类金属砷等对生物体具有显著毒害作用的元素[7]。重金属的密度一般在4.0以上，约60种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大，所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。由于土壤中铁和锰含量较高，因而一般不太注意它们的污染问题，但在强还原条件下，铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。

土壤重金属污染是指由于人类在生产活动中将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金属累积到一定程度，含量明显高于背景，并可造成土壤质量的退化、生态与环境的恶化现象[8]。土壤本身含有一定量的重金属元素，如植物生长所必需的Mn、Cu、Zn等。因此，只有当叠加进入土壤的重金属元素累积的浓度超过了作物需要和忍受程度，作物才表现出受毒害症状，或作物生长并未受害但产品中某种金属的含量超过标准，造成对人畜的危害时，才能认为土壤已被重金属污染[9]。如土壤环境质量标准值（GB15618-1995）[10]。

2. 土壤中重金属的来源、种类

土壤重金属污染主要是由工业产生的“三废”以及污水灌溉、农药和化肥的不合理施用等农业措施引起的。随着工农业生产的发展，重金属对土壤和农作物的污染问题越来越突出，部分地区土壤重金属污染现象十分严重。总体来讲，土壤重金属污染源较广泛，即有自然来源，又有包括人类活动带入土壤的部分，目前主要来源为人为因素。主要包括大气尘降、污水灌溉、工业废弃物得不当堆放、采矿及冶炼活动、农药和化肥的过多施用等[11-12]。

2.1 污水灌溉

污水灌溉通常指的是使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。中国水资源较为紧缺，部分灌区常把污水作为灌溉水源来利用。污水的种类按其来源可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城市混合污水等。城市生活污水中重金属含量虽然不多，但由于我国工业发展迅速，许多工矿企业污水未经分流处理而排入下水道与生活污水混合排放，从而造成污灌区土壤Hg、As、Cr、Pb、Cd、Zn等重金属含量逐年累积[15-16]。在分布上，往往是靠近污染源头和城市工业区土壤污染严重，远离污染源头和城市工业区，土壤几乎不受污水中的重金属污染。

污灌在北方比较严重，因为我国北方比较干旱，水资源短缺严重，并且许多大城市都是重工业大城市，所以农业用水更加紧张，污水灌溉在这些地区较为普遍。据统计，我国北方旱作地区污灌面积约占全国90%以上。南方地区相对较小，仅占6%，其余则在西北地区。污灌不仅导致土壤中重金属元素含量的增加，而且还会在人体内富集。研究显示我国沈阳、温州和遂昌等地由于污水灌溉引发了人体镉中毒；鞍山宋三污灌区土壤中Hg、Cd的累积显著，污染严重；用处理过的污水灌溉是解决干旱地区作物需水问题的一条可行途径。但由此导致的土壤污染特别是重金属污染必须引起重视。

2.2 农药和化肥污染

农药和化肥是重要的农用物资，对农业生产发展起到重要的推动作用，但如果不合理施用，则可导致土壤中重金属污染。部分农药在其组成中含有Hg、As、Cu、Zn等重金属元素，过量或不合理使用将会造成土壤重金属污染。肥料中含有大量的重金属元素，其中氮、钾肥料含量相对较低，而磷肥中则含有较多的有害重金属，另外复合肥的重金属含量也相对较高。施用含有重金属元素的农药和化肥，都可能导致土壤中重金属的污染。

2.3 矿山开采和冶炼加工

我国重金属矿产相对丰富，在金属矿山的开采、冶炼过程中，会产生大量废渣及废水，而这些废渣和废水随着矿山排水和降雨进入土壤环境中，便可直接地造成土壤重金属污染，这在我国南方地区表现得尤为突出。

3. 重金属污染的特点及危害

3.1 重金属元素污染土壤的主要特点

在土壤环境中重金属污染特点可以分为两部分：一是土壤环境中重金属自身的特点，二是重金属元素在不同介质中所表现的特点。具体特点如下：（1）形态变换较为复杂，重金属多为过渡元素，有着较多的价态变化，且随环境Eh，pH配位体的不同呈现不同的价态、化合态和结合态。重金属形态不同则其毒性也不同；（2）有机态比无机态的毒性大；（3）毒性与价态和化合物的种类有关；（4）环境中的迁移转化形式多样化；（5）生物毒性效应的浓度较低；（6）在生物体内积累和富集；（7）在土壤环境中不易被察觉；（8）在环境中不会降解和消除；（9）在人体内呈慢性毒性过程。（10）土壤环境分布呈区域性；

过量的重金属会引起动植物生理功能紊乱、营养失调、发生病变，重金属不易被土壤微生物降解，可在土壤中累积，也可通过食物链在人体内积累，危害人体健康。土壤一旦遭受重金属污染，就很难彻底消除，污染物还会向地下水和地表水中迁移，从而扩大其污染。因此重金属对土壤的污染是一类后果非常严重的环境问题。

3.2人类因土壤重金属污染而遭受的危害[25]

（1）土壤污染使本来就紧张的耕地资源更加短缺；（2）土壤污染给农业发展带来很大的不利影响；（3）土壤污染中的污染物具有迁移性和滞留性，有可能继续造成新的土地污染；（4）土壤污染严重危及后代人的利益，不利于可持续发展；（5）土壤污染造成严重的经济损失；（6）土壤污染给人民的身体健康带来极大的威胁；（7）土壤污染也是造成其他污染的重要原因。

4. 对重金属污染的防治及修复

4.1 对土壤污染的预防

目前，仍未找到可广泛应用且行之有效的重金属污染治理方法，但控制污染源，是防止土壤污染的根本措施之一，同时利用土壤的自净作用对污染物净化具有一定的预防作用。控制土壤重金属污染源，即控制进入土壤中的重金属污染物的数量和速度，通过土体自身的净化作用，降低污染。

（1）控制和消除工业“三废”

尽量利用循环无毒工艺，减少和消除重金属污染物的排放，对工业“三废”进行回收改善，使其化害为利，并严格控制工业生产中污染物排放量和浓度，使之符合排放标准。

（2）土壤污灌区的监测和管理

在污灌区对灌溉污水的重金属元素进行控制，监测水中重金属污染物质的成分、含量及其变化，避免引起土壤污染。

（3）合理施用化肥和农药

对于农药和化肥的施用，应以环保无毒为准则，禁止或限制使用高残留农药，大力发展高效、低毒、低残留农药，发展生物防治措施。为保证农业的增产，合理施用化学肥料和农药是必需的，但需控制好施用量，否则会造成土壤或地下水的污染。

（4）土壤容量和土壤净化能力的提高

在农业生产过程中，施用有机肥，改良松散型沙土，改善土壤胶体的种类和数量，增加土壤对有害重金属的吸附能力和吸附量，从而减少重金属在土壤中的生物有效性。利用微生物品降解土壤中的重金属，提高土壤净化能力。

4.2 土壤中重金属污染的修复方法

（1）工程措施

工程治理措施是指在土壤环境中，用物理或物理化学的原理来减少重金属污染物的措施。主要包括客土，换土，翻土，淋洗液热处理以及电解等方法。以上方法措施的治理效果相对彻底，但实工过程复杂、所需治理费用较高且比较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够在土壤中生存的生物的某些习性来抑制和改良土壤重金属污染。Nanda Kumar P B A等发现某些特殊植物对土壤中的重金属元素具有富集作用。寇冬梅等研究认为食用菌对重金属具有吸附作用。所用方法有动物治理，微生物治理，植物治理等。生物措施的优点是实施较为简便易行、投资较少且对环境破坏小，而缺点是在短期内不易得到治理效果。

（3）化学措施

化学治理方法是利用化学物质和天然矿物对重金属污染进行的原位修复技术，目前，在许多区域得到应用。化学治理措施主要包括利用土壤改良剂、抑制剂，增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量，改变pH、Eh和电导等理化性质，使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用，以降低重金属的生物有效性。化学治理措施优点是治理效果相对较明显，而缺点是容易再度活化。

（4）农业措施

农业治理措施是通过改变耕作方式和管理制度来达到降低土壤重金属危害的方法。M.Puschenreiter等探讨了利用农业耕作措施治理土壤重金属的方法，得出在不同污染地区种植不同的农作物可有效降低重金属的污染。治理方法主要包括控制土壤水分，选择合适的农药、化肥，增施有机肥，选择农作物品种等。农业治理措施的优点在于操作简单、费用不高，而缺点是需要较长治理周期却治理效果不显著。

参考文献

[1] 崔德杰,张玉龙.土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[J].土壤通报,2004,35(3):366-370.

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[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.

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第4篇

关键词 蔬菜基地；土壤；重金属污染；四川成都

中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）16-0212-03

随着城镇化的发展，城市近郊蔬菜地的土壤受到“三废”排放、城市垃圾污染、大气降尘、农药和化肥的不合理施用等因素影响，土壤重金属含量超标问题逐渐凸显[1]。近年来，人们的食品安全意识和环境保护意识得到提高，蔬菜质量和安全性越来越受到关注。因此，对城市周边的蔬菜地土壤重金属污染现状进行调查，对保障城市周边蔬菜地的食品安全有重要意义。

我国对蔬菜基地重金属污染状况的广泛研究始于21世纪初，自2004年我国实行食品质量安全市场准入制度以来，人们对食品安全更加重视。如，上海市对张江镇蔬菜基地的土壤重金属研究指出，其污染程度达到重度污染，主要污染元素为Cd、Cu、Zn、Hg，其主要原因是采用污水灌溉[2]。重庆市曾对沙坪坝区蔬菜基地的土壤进行调查，结果发现土壤污染程度为中度污染，主要重金属污染元素为Cd和Hg[3]。

有学者对成都地区几种蔬菜中重金属Hg、As、Cd、Pb的含量分析指出，Cd、Pb是成都地区蔬菜中的主要污染元素[4]，然而，其研究并未对蔬菜基地土壤中的重金属含量及其分布进行研究。因此，该文以成都市近郊——江家菜地和温江永宁镇的2个“菜篮子”基地为研究地点，通过实地采集地表土样，分别测定土壤中的重金属元素（Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr）含量，阐述了2个蔬菜基地的土壤重金属污染的现状，旨在为保障成都市蔬菜基地的土壤安全和防治等提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 研究区域范围

研究区域分别为成都市东郊锦江区江家菜地、西郊温江永宁镇2个蔬菜基地，海拔高度513～531 m。该区域位于成都平原，属亚热带湿润季风气候，夏季高温多雨，雨热同期，冬季温暖湿润，年降水量800 mm以上，作物一年两熟，土壤以紫色土为主。

1.2 样品采集

根据成都市近郊蔬菜地的分布现状，选取种植历史超过40年的蔬菜地——锦江区江家菜地和温江区永宁镇“菜篮子”2个基地作为研究对象，在2个蔬菜基地各布设4个样点，据GPS定位数据，用ArcGIS绘制了土壤采样点分布图（图1）。根据采样地实际情况采用对角线式采样法，为避免局部偶然因素，采集5个重复土样，每个样点采用5个土样等量混合。采样时，用木勺或竹刀采集植物根系土，采样深度0～20 cm。采集的土壤样品经自然风干后，剔除生物残骸、植物碎片、碎石和砾石，研磨过100目尼龙筛，用四分法取装入聚乙烯塑料袋备用。

1.3 样品分析方法

土壤pH值的测定方法采用电位测定法（PHS-2C型pH计）；土壤铅、镉的测定方法采取石墨炉原子吸收分光光度法（GB/T 17141-1997）[5]；铜、锌的测定方法采用火焰原子吸收分光光度法（GB/T 17138-1997）[6]；镍的测定方法采用火焰原子吸收分光光度法（GB/T 17139-1997）[7]；铬的测定方法采用火焰原子吸收分光光度法（GB/T 17137-1997）[8]。进行试样分析时所用的试剂均为分析纯，所用的水均为去离子水。

1.4 评价方法

1.5 评价标准

该文土壤污染物的评价标准依据《国家土壤环境质量标准（GB15618-1995）》中的2级标准，具体如表1所示；土壤综合评价分级标准依据《绿色食品产地环境质量状况评价纲要》中的分级标准[10]。根据中国绿色食品发展中心《绿色食品产地环境质量状况评价纲要》（试行）（1994 年）的规定，将土壤的污染情况划分为5个等级，污染等级划分标准如表2所示。

2 结果与分析

2.1 土样的pH值和重金属测定结果

江家菜地和温江区永宁镇2个样地的土壤pH值的分布情况如图2所示。可以看出，在8个采样点中，有7个采样点的土壤pH值均小于7.0，呈酸性；只有Y4采样点的pH值大于7.0，为7.03，呈弱碱性。总体而言，采样点的土壤呈酸性。

各样点重金属含量测定结果如表3所示。可以看出，江家菜地和温江区永宁镇2个样地Cd含量的均值分别为0.24、0.23 mg/kg；Pb含量的均值分别为30.36、29.69 mg/kg；Cu含量的均值分别为40.01、38.91 mg/kg；Ni含量的均值分别为64.87、64.98 mg/kg；Cr含量的均值分别为39.14、40.56 mg/kg。由此可以看出，两地的Cd、Pb、Cu、Ni、Cr含量差别很小。而Zn含量的均值分别为85.62、129.31 mg/kg，温江区永宁镇Zn含量明显高于锦江区江家菜地，高出43.69 mg/kg，但仍属于正常范围。

由图3可以看出，与各重金属标准含量相比，2个样地土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、Cr的含量均没有超过标准值（GB15618-1995），属于正常范围。而2个蔬菜基地的Ni元素明显高出标准值24 mg/kg左右。

2.2 评价结果

2.2.1 单项污染指数评价。土壤重金属的单项污染指数和评价结果如表4、图4所示。可以看出，江家菜地和永宁镇蔬菜基地的Cd、Pb、Cu、Zn、Cr的污染指数均小于1，这说明两地Cd、Pb、Cu、Zn、Cr的含量均未超标。而两地Ni的污染指数均为1.62，大于1，可见江家菜地和永宁镇蔬菜基地都存在镍污染。

2.2.2 综合污染指数评价。由于仅使用单因子评价不能反映整体的污染情况，综合污染评价采用兼顾了多种污染物的水平和某一种污染物的污染严重程度，能够综合地反映污物状况。从表4可以看出，江家菜地、温江区永宁镇的综合污染指数分别为1.24、1.25，根据土壤综合评价分级标准可以判断两地的污染等级为3级，均受到轻度的重金属污染。

3 结论与讨论

3.1 结论

成都市近郊江家菜地和永宁镇2个蔬菜基地土壤中重金属污染为轻度污染，污染等级为3级。其中，Ni含量超标，为污染下限值的130%；其余5种金属Cd、Pb、Cu、Zn、Cr的含量均未超标。

单项污染指数结果表明：土壤中Ni含量超标，单项污染指数达到1.62。其中，Cd、Cu含量虽然未超标（仅为污染下限值的80%），但超出四川省紫色土的背景值含量（紫色土的范围为7～54 mg/kg，平均值为23 mg/kg）[11]；而Pb含量均占污染下限标准值的12%；土壤中Zn元素含量，江家菜地的土壤Zn含量是污染标准值的43%，低于紫色土的背景值含量（紫色土的范围为48～131 mg/kg，平均值为109 mg/kg[11]），温江区永宁镇的Zn含量占污染下限值的65%，高于紫色土的背景值含量；土壤中Cr含量仅为污染下限值的25%。

综合污染指数表明：江家菜地和温江区永宁镇的重金属污染等级均达到3级，污染指数分别为1.24、1.25，Ni元素是污染元素，土壤污染程度属于轻度污染，作物开始受污染。

3.2 讨论

成都市某些蔬菜地的土壤虽然也受到重金属污染，但是与上海市、重庆市的一些蔬菜地土壤污染程度相比，成都市的蔬菜基地的土壤污染程度较轻且污染元素为单一的Ni。

上海市张江镇受污染的蔬菜基地，67%的土壤达到重度污染、33%为中度污染，污染元素为Cd、Cu、Zn、Hg 4种重金属元素；其污染途径可能与含Hg农药、含Cd的渣肥施用、污水大面积灌溉、化工污染物扩散以及采用黄浦江底泥作为耕作土壤有关。对于重庆市沙坪坝区受污染的土壤而言，污染程度属于中度污染，污染元素为Cd和Hg；污染途径与施用含Hg农药和含Cd的渣肥、污水灌溉和大气粉尘相关。

目前，虽然有研究指出土壤中Ni含量的多少主要受成土母质的影响，且与土壤粘粒、阳离子交换量等相关[12]。但对于成都市受Ni元素污染的土壤，其污染原因尚不明确，还需要做进一步研究，以便从源头上控制土壤中Ni元素污染。

4 参考文献

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[2] 姚春霞，陈振楼，张菊，等.上海市浦东新区土壤及蔬菜重金属现状调查及评价[J].土壤通报，2005，36（6）：884-887.

[3] 李其林，黄昀.重庆市近郊区蔬菜地土壤重金属含量变化及污染情况[J].土壤通报，2002，33（2）：158-160.

[4] 罗晓梅，张义蓉，杨定清. 成都地区蔬菜中重金属污染分析与评价[J].四川环境，2003，22（2）：49-51.

[5] 国家环境保护局.GB/T 17141-1997土壤环境质量标准[S].北京：中国标准出版社，1997：93-96.

[6] 国家环境保护局.GB/T 17138-1997土壤环境质量标准[S].北京：中国标准出版社，1997：101-107.

[7] GB/T 17139-1997土壤质量镍的测定火焰原子吸收分光光度法[S].北京：中国标准出版社，1997.

[8] 国家环境保护局.GB/T 17137-1997土壤环境质量标准[S].北京：中国标准出版社，1997：97-100.

[9] 赵军，张浩波，赵国虎.兰州市安宁区蔬菜地土壤酸度及重金属的测定和评价[J].甘肃农业大学学报，2012，47（2）：115-119.

[10] 国家环境保护总局.GB15618-1995土壤环境质量标准[S].北京：中国标准出版社，1997.

第5篇

关键词：金属矿山；土壤重金属污染；现状；修复措施

中图分类号： TD21 文献标识码： A

矿产资源作为人们生产生活的基本，这种资源的开发利用为发展国民经济起到重要推动力的同时，也引发了比较严峻的环境问题。我国部分地区矿产资源丰富，随着现代化工业的快速发展，越来越多的金属矿山被开采，随着矿山开采年份的延长，矿山周边土壤环境中重金属污染现象越来越严重，并逐渐为人们所关注，一旦土壤环境中的重金属积累到一定程度就会引起土地退化、地表水和地下水污染，并通过植物进入食物链被人或动物摄取，危害人体健康。因此，有必要对这一问题进行密切关注，并采取相应的防治措施。

1、金属矿山土壤重金属污染和危害

1.1金属矿山土壤重金属污染的来源

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

1.2金属矿山土壤重金属污染的影响

土壤重金属污染的影响主要体现在以下三点：首先，淋溶作用。是指在降水的淋溶作用土壤中的重金属向下渗透到深层土壤或地下水层。其次，被人或动物的吸入。由于受污染的土壤直接暴露在环境中，人或动物就会通过土壤颗粒物等形式直接或间接地吸入到体内。从而损坏人或动物健康。最后，就是通过植物吸收利用进入食物链，进而对食物链上的生物产生毒害。

1.3金属矿山土壤重金属污染的特点

与其它污染形态有所不同的是, 金属矿山含重金属废弃物种类繁多，并且土壤重金属污染有其自身特点，对环境的危害方式和污染程度都不一样，主要表现为:第一点，土壤重金属污染往往要通过对土壤及农作物样品进行监测后才能确定，具有滞后性和隐蔽性。第二点，重金属在土壤中不容易迁移、扩散和稀释，很容易在土壤中不断积累而超标，具有累积性。第三点，重金属污染的自然降解是非常困难的, 积累在土壤中的重金属很难靠稀释作用和自净作用来消除，具有难治理性和不可逆性。

1.4金属矿山土壤重金属污染的危害

土壤被污染后，大部分污染物质能较长时间存在于土壤环境中,难以消除，易被人们所忽视。土壤重金属污染的主要危害包括:首先，影响植物生长。土壤中的重金属通过雨水淋溶作用向下渗透, 不仅会导致地下水的污染，还会被金属矿山周围的植物吸收，影响植物的生长发育。其次，危害人体健康。受污染的土壤直接暴露在环境中,为人或动物所吸收后，会严重危害人体健康。最后，降低土壤的生态功能。重金属污染能明显影响土壤的理化性质，进而降低土壤微生物量和活性细菌量，减少土壤系统中的生物多样性, 从而影响土壤生态结构和功能的稳定。

2、金属矿山土壤重金属污染的治理途径

2.1物理方法

物理修复是借助物理手段去除土壤中污染物的技术。分为热力修复、蒸汽浸提修复等热处理，及 电动力学修复、压裂修复、稳定化修复、物理分离修复工程措施法。一般情况下，热处理法主要针对汞污染，效果比较明显，但工程量较大，耗能较多，且易使土壤有机质和土壤水遭到破坏。而工程措施是利用外来重金属多富集在土壤表层的特性，去除受污染的表层土壤后，将下层土壤耕作活化或用未被污染活性土壤覆盖，从而将耕作层土壤中的重金属浓度降至临界浓度以下。

2.2物理化学方法

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

2.3化学方法

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

2.4农业方法

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

2.5生物方法

污染土壤的生物修复分为植物修复技术、微生物修复技术和动物修复技术。植物修复技术是指利用自然生长或遗传工程培育的植物及其共存微生物体系，清除污染物的一种环境治理技术。微生物修复技术是指利用土壤中某些微生物的生物活性对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用，把重金属离子转化为低毒产物，从而降低土壤中重金属的毒性。动物修复技术是指利用土壤中某些动物能吸收重金属的特性，在一定程度上降低污染土壤中重金属含量。与其它治理重金属污染的技术相比生物修复技术设施较简便、投资较少、无二次污染，但是治理效率低。

3、今后的发展方向

在各种修复技术中，工程修复技术虽然效果好，但费用昂贵，难以用于大规模污染土壤的改良，而且常常导致土壤结构破坏、生物活性下降和土壤肥力退化。而农业措施虽然周期长，但只适用于轻度污染的土壤。生物修复费用低廉，而且能带来一定的经济效益，还具有一定的生态效益，是一种较为理想的方法，但也存在着对土壤肥力、气候、水分、盐度等自然和人为条件要求严格、对一种或两种重金属选择性修复等问题。植物修复技术作为一种新兴高效、绿色廉价的生物修复途径，现已被科学界和政府部门认可和选用，并逐步走向商业化。尽管存在上面这些难点， 重金属污染土壤的植物修复技术作为一种新兴的环境友好型修复技术，在今后环境污染治理中有望发挥不可替代的作用。

4、结语

近年来，我国金属矿业迅速发展，所造成的重金属污染日益加剧，而现有的重金属污染土壤的修复技术很多虽然很多，但都有其局限性，难以达到预期效果，因此，还需要将多种修复技术科学地结合起来综合应用，取长补短，才能达到更好的效果。

参考文献：

第6篇

摘 要：一直以来，治理土壤中的重金属污染都是全球各国亟待解决的一项难题。当前我国土壤重金属污染问题相对较为严峻，且引发这一问题的因素相对也比较复杂。而此种污染问题的出现，不仅会对生物的生长带来极大的危害，还会降低作物的总产量，并对人的生命健康造成极大的威胁。对此，本文以土壤的重金属污染为立足点，通过对我国土壤污染现状和危害的分析，从而就缓解和解决土壤污染问题的策略展开研究。

关键词：土壤重金属污染；危害；修复技术

中图分类号：X53 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170230224

就土壤本身来看，其之所以会产生重金属污染，主要是因为人类在活动期间将重金属物质带入到土壤内部，使得土壤内的重金属含量增多，破坏生态环境。随着农村人口数量的增长和农业生产过程中对化肥和农药使用量的增加，导致土壤中有害物含量增多，自身生态结构和环境质量被破坏。其中，重金属是对土壤生态结构影响最大的一种元素。为了重塑土壤生态结构，提高土壤内部环境质量，解决土壤存在的重金属污染问题势在必行。

1 土壤污染现状和危害

1.1 重金属污染现状

在2005年到2013年的12月，我国土地管理局第一次开展了有关全国土壤污染情况的调查研究。按照我国在2014年由国土资源部和环保部共同的有关《全国土壤污染状况调查公报》所公示的调查结果看：当前我国土壤生态环境的状况整体来讲十分严峻，特别是重金属污染问题，更是极为严重。在我国一些废弃工矿所在区域的周边位置，土壤的重金属污染问题十分的突出。其中，我国有16.1%的土壤，重金属污染总超标率相对较重，11.2%超标率属于轻微范围；而轻度超标率和中度以上的超标率分别达到了2.3%和2.6%。

1.2 重金属污染的危害

同其他土壤污染类型相比，重金属污染本身的隐匿性、长期性、不可逆性较强，且这种污染问题一旦出现，则很难消逝。一旦重金属污染存在于土壤中，不仅很难被移动，还会长时间滞留在其产生区域，不断污染周边土壤。与此同时，重金属污染物不仅无法被微生物有效降解，还会借助植物、水等介质，被动植物所吸收，而后进入到人类食物链之中，对人体健康a生威胁。从具体的情况来看，重金属污染主要存在以下几种危害类型：对作物生产造成不利影响。因为重金属污染物在土壤与作物系统迁移的过程中，会对作物正常的生长发育和生理生化产生直接影响，从而降低作物的品质与产量。例如，镉属于对植物生长危害性较大的重金属，如果土壤镉含量较高，植物叶片上的叶绿素结构就会被破坏，根系生长被抑制，阻碍根系吸收土壤中的养分与水分，降低产量；会对人体生命健康带去影响。土壤中存在的重金属污染物可以借助食物链对人体健康造成危害。例如，汞进入人体后被直接沉入到肝脏中，破坏大脑的视神经。

2 解决重金属污染问题的方法

2.1 工程治理法

所谓的工程治理法，是通过利用化学或者是物理学中的相关原理，对土壤中的重金属污染问题展开有效治理的一种方法。现阶段，工程治理法主要包括了热处理法、淋洗法与电解法等[1]。在众多重金属污染处理方法中的处理效果更好、处理工艺的稳定性更高。但该项方法处理过程和处理工艺复杂，需要花费的成本高，且经过该方法处理后的土壤，其本身的肥力会有所降低。

2.2 生物治理法

该方法指的是借助生物在生长过程中的一些习性，来达到改良、抑制、适应重金属污染的目的。在该项治理方法中最为常见的就是微生物、植物和动物治理法。生物治理是利用鼠类和蚯蚓等动物能够吸收重金属的特性；植物治理则是利用植物积累到一定程度可以清除重金属污染，对重金属具有忍耐力的特质。工程治理法相比，生物治理方式投资相对较小、管理便利、对环境破坏性小等优势，但治理时间较长[2]。

2.3 化学治理法

化学治理法是通过向已经被重金属污染的土壤中投入适量的抑制剂和改良剂等其他化学物质的方式，增加有机质、阳离子等在土壤中代换量和粘粒含量，来改变被污染土壤电导、Eh、pH等其他理化性质，使重金属可以通过还原、氧化、拮抗、吸附、沉淀、抑制等化学作用被有效消除[3]。

3 结束语

在社会经济发展水平不断提升，重金属对土壤污染程度逐渐加深的今天，对重金属污染现状，以及其可能会造成的危害等问题展开细致的分析与研究，并利用工程、生物、化学等方式来有效的缓解和治理土壤当前存在的重金属严重污染问题，能够对我国土壤的生态环境和内部结构进行重构，为我国城市发展和社会建设提供充足的土壤资源。

参考文献

[1]崔德杰，张玉龙.土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[J].土壤通报，2004（3）：366-370.

第7篇

关键词：滨海新区；重金属；土壤污染；综合评价

中图分类号：X53 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.05.013

土壤环境的安全问题是农业生态环境安全的核心，土壤污染与防治已成为环境科学和土壤科学共同关注的热点[1]。土壤重金属污染具有潜伏性、滞留时间长、移动性差等特点，从遭受污染到产生后果有一个逐步积累的过程，因此，对于土壤重金属污染的监测已成为农业环境保护的重要内容之一。分析监测土壤重金属元素的含量变化和分布特征，可为调控土壤重金属的活性与毒性、制定合理的控制标准及选择修复技术提供必要的理论依据[2-4]。天津市滨海新区原来是农业区，自20世纪80年代以来，郊区开始出现较大规模的企业，其产生的废水、固体废弃物数量明显增加，污水排放及工业固体废弃物的扩散，导致水环境不断恶化。地下水污染、污水灌溉及碱渣扩散也使得污染物直接或间接进入土壤，影响到土壤环境质量，成为该地区土壤污染的主要原因之一[5-7]。近年来，随着滨海新区的快速发展，土地利用转型使得原有的土壤污染压力得到一定的缓解，但现有的基本农田中依旧存在污染的风险。因而，系统地开展农田重金属污染状况的调查具有重要的理论和实际意义。目前，在滨海新区的环境监测部门中，针对大气、水体和固废的监测已积累了丰富的资料，而对于土壤污染的数据还相对较少。所以，适时地补充该地区土壤中污染物含量与分布的信息显得十分必要。本研究以滨海新区现有的部分基本农田、果园、菜地和湿地土壤为研究对象，拟通过分析土壤中重金属含量，了解其主要污染物的分布特征，以期为正确认识该地区的土壤环境现状提供必要的科学依据。

1 材料和方法

1.1 样品采集

按照土壤的利用现状选择了农田、蔬菜地、果园及湿地4种类型的土壤。土样采集于2009年8月，采样点分布如图1所示。采集0～20 cm的表层土壤样品，自然风干后磨细，过0.25 mm土壤筛。土壤理化性质参见文献[8-10]。不同土壤样品的pH值分布为：农田土壤中6.5～7.5之间和>7.5的样品各占50%；菜地土壤均为6.5～7.5之间；果园土壤均>7.5；湿地土壤90%为6.5～7.5之间，10%为>7.5，并以此作为选择土壤环境质量评价标准的依据。

1.2 测定方法

土壤中重金属Cu、Zn、Pb、Cd、As、Hg、Cr、Ni全量的分析测定按照《土壤环境质量标准》（GB l5618―1995）[11]和《土壤环境监测技术规范》（HJ/T 166―2004）[12]规定的步骤进行。所用试剂均为优级纯或分析纯。土壤中铜、锌、镍、铅、镉、铬采用盐酸―硝酸―氢氟酸―高氯酸体系消解，原子吸收及分光光度法测定；土壤总砷和汞采用硝酸―高氯酸消解，原子荧光光度法。

1.3 土壤污染评价因子及方法

研究区土壤为城郊土壤，根据国家标准《农产品安全质量：无公害蔬菜产地环境要求》（GB/T 18407.1―2001）[13]、土壤环境质量标准（GB 15618―1995）[11]，选取国标中的8种元素（Cu，Zn，Pb，Cd，As，Hg，Cr和Ni）作为评价因子。评价方法采用单项污染指数和Nemerow综合污染指数法[14]。依据土壤样本pH值测定结果，标准限值采用土壤二级指标中相应的pH值要求（pH 6.5～7.5及>7.5的数值），农田和蔬菜地以农田的标准比对，果园土壤采用对应的果园标准，湿地土壤采用国家标准中相近的稻田土壤标准进行比较。土壤污染等级划分参照夏家淇[15]及姜芝萍[16]报道的方法。

2 结果与分析

2.1 不同土地利用方式土壤重金属分布特征

天津市滨海新区不同利用状况下土壤中8种元素含量测定结果如表1所示。由表1可以看出，研究区域内土壤重金属含量较天津土壤重金属背景值[17]有明显的增加，Cu、Zn、Pb、As、Hg、Ni的测定平均值分别为背景值的2.19，2.30，2.39，1.66，12.46，2.47倍，Hg的增加量最大；Cd和Cr为背景值的0.87和0.99倍，与背景值相当。

2.1.1 土壤中Cu含量变化 在4种土地利用类型中，农田土壤中铜含量的平均值达到50.10 mg・kg-1，菜园土壤中为58.59 mg・kg-1，果园土壤中为71.33 mg・kg-1，湿地土壤中为53.90 mg・kg-1。不同土地利用方式的土壤Cu含量变化如图2所示。由图2可以看出，农田和湿地土壤中不同采样点之间差异较大，而在蔬菜地之间差异较小，果园土壤中总体上大于其他类型的土壤。湿地中的S19样点含量最高，达到128.83 mg・kg-1，这与其处于碱渣堆附近的位置有关。农田采样点中的S5～S7和湿地中的S25及S26的铜含量相对较低。

2.1.2 不同土地利用方式土壤Zn含量变化 不同利用类型土壤中，农田土壤中锌含量的平均值达到104.3 mg・kg-1，菜园土壤中为160.1 mg・kg-1，果园土壤中为127.0 mg・kg-1，湿地土壤中为156.6 mg・kg-1。不同土地利用方式的土壤锌含量变化如图3所示。由图3可以看出，农田中除S3和S4样点含量较高外，其他样点集中在80 mg・kg-1上下；5个菜地土样的总体含量较高，含量分布在142.87～182.26 mg・kg-1之间；2个果园土壤中锌含量分别为109.5～144.5 mg・kg-1，显著低于菜园土壤中的含量；10个湿地土壤中含量差异较大，含量在106.1～247.4 mg・kg-1之间，其中S19样点的含量最高。

2.1.3 不同土地利用方式土壤Pb含量 不同土地利用方式的土壤铅含量变化如图4所示。由图4可以看出，农田土壤中的平均值达到29.71 mg・kg-1，但S3和S4样点的含量显著高于于其他样点；菜园土壤中平均为49.23 mg・kg-1，各采样点的铅含量在40.15～53.74 mg・kg-1之间，总体上含量较高；果园土壤中为35.14 mg・kg-1，尽管2个样点分布在海河南北，但二者之间差别较小；湿地土壤中平均为44.01 mg・kg-1，除S17和S19样点的铅含量达到73.84和85.67 mg・kg-1外，其他点的含量均在20.08～49.35 mg・kg-1之间。

2.1.4 不同土地利用方式土壤Cd含量 不同土地利用方式中土壤镉含量变化如图5所示。由图5可以看出，农田土壤中的平均值达到0.086 mg・kg-1，菜园土壤中为0.325 mg・kg-1，果园土壤中为0.131 mg・kg-1，湿地土壤中为0.137 mg・kg-1。在全部25个采样点中，镉含量在0.060～0.336 mg・kg-1之间，平均值为0.139 mg・kg-1，低于天津市土壤镉背景值（0.16 mg・kg-1）。农田土壤的含量均较低，菜园土壤中有4个样点超出背景值且含量较高（在0.228～0.303 mg・kg-1之间）、果园和湿地土壤中，除S19样点含量较高外（0.336 mg・kg-1），其他样点均低于土壤背景值。

2.1.5 不同土地利用方式土壤As含量 不同土地利用方式的土壤砷含量变化如图6所示。在4种土地利用类型中，农田土壤中的砷含量平均值为14.97 mg・kg-1，菜园土壤为15.92 mg・kg-1，果园土壤为13.54 mg・kg-1，湿地土壤的砷含量最高，达到18.36 mg・kg-1，但除S19样点含量较高（31.51 mg・kg-1）外，其他样点在11.71～20.51 mg・kg-1之间。总体上看，土壤砷含量分布比较均匀，但超出了土壤背景值。

2.1.6 不同土地利用方式土壤Hg含量 不同土地利用方式的土壤汞含量变化如图7所示。在4种土地利用类型中，农田土壤中Hg含量平均值为0.360 mg・kg-1，菜园土壤的砷含量为0.707 mg・kg-1，果园土壤为0.271 mg・kg-1，湿地土壤的砷含量最高，达到0.768 mg・kg-1。由图7可以看出，农田超出背景值的有3个样点，菜园和果园中超出背景值的有4个样点，而在湿地土壤中，90%的样点超出背景值，表明湿地土壤中汞的累积比较显著。

2.1.7 不同土地利用方式土壤Cr含量 不同土地利用方式的土壤铬含量变化如图8所示。4种不同土地利用类型中，菜园土壤中铬的平均浓度最高，达到75.26 mg・kg-1，其次为农田73.24 mg・kg-1，果园土壤中为71.06 mg・kg-1， 湿地土壤中为69.22 mg・kg-1。在25个样点中铬含量超出背景值的点占38.5%，但总体的平均值为71.86 mg・kg-1，低于背景值72.65 mg・kg-1，不同样点之间的Cr含量分布比较均匀。

2.1.8 不同土地利用方式土壤Ni含量 不同土地利用方式的土壤镍含量变化如图9所示。4种土地利用类型中，菜地土壤的镍含量平均浓度达到最高76.10 mg・kg-1，其次为湿地土壤71.90 mg・kg-1，农田和果园土壤含量分别为59.36 mg・kg-1和50.28 mg・kg-1。与天津市土壤背景值比较，在供试的25个土样中Ni含量均远远超出背景值，反映出土壤Ni含量的变化是影响该区土壤环境质量的要素之一。与其他元素类似，在农田中的S3～S4样点、菜地中的S10～S13样点及湿地中的S17～S25样点检出的Ni含量显著高于其他样点，反映出其污染途径具有相似性。

2.2 土壤环境质量状况评价

以国家土壤环境质量标准为基础，通过计算单项污染指数和Nemerow综合污染指数，得出滨海新区不同土地利用方式下不同重金属对土壤环境质量的影响现状（表2）。依据土壤样本pH值测定结果，标准限值采用土壤二级指标值，农田和蔬菜地以农田的标准比对，果园土壤采用对应的果园标准，湿地土壤采用国家标准中相近的稻田土壤标准进行比较。

从单项污染指数来看，采样区的25个土壤样本中Cu、Zn、Pb及Cr的Pi值均小于1，表现为清洁；除湿地土壤中S19样品外，Cd和As在其他24个样本中也达到清洁水平。样品S19的PCd和PAs分别为1.121及1.260，属于轻度污染，这与该采样点位于过去的晒盐场地附近有关。Hg和Ni是该地区污染率较高的元素，在25个样本中有16个达到轻度以上的污染水平，污染率均为64%，其中S19的Hg污染达到中度污染水平，表明该地区的Hg和Ni存在较大的污染风险，并且Hg和Ni的污染分布具有同步性。从不同利用类型土壤中的分布来看，农田的轻度污染率为37.5%，蔬菜地为80%，果园属于清洁，湿地土壤中为90%。分析其污染的原因，Hg和Ni污染与该地区污水中Hg和Ni排放有密切关系。湿地土壤主要分布在盐场、河口区域，排污河及海河水质污染是导致超标的主要原因。蔬菜地灌溉量大，灌溉水污染可导致土壤中累积量增大。从样点分布看，农田中的S3和S4、菜地中的S10～S13均分布在海河附近，所以存在较大的污染风险。

从综合污染指数看，25个样本中8%属于轻度污染，包括菜园土壤S10和湿地土壤S19；综合指数超过警戒级阈值（>0.7）的样本数占52%，包括了农田中的S3和S4样本，菜地土壤中的S11～S13，湿地土壤中的S17、S20～S26样本；样本中达到安全级别的占40%，以农田和果园土壤为主。

3 结论与讨论

土壤重金属的来源受成土母质、气候、人类活动等多种因素的影响，不同地区、不同种类的土壤、特别是人类活动较为频繁、容易受到扰动和污染的各种农用土地[18]。在针对土壤环境问题的研究和管理过程中，我国相继公布了土壤元素背景值和土壤环境质量标准，确定了Cu、Zn、Pb、Cd、As、Hg、Cr及Ni等8种重金属和类金属元素的含量限值，为土壤污染评估提供了必要的判别参考依据。由试验结果可知，除Cd和Cr外，其他元素的平均值均超出公布的天津市土壤元素背景值，其原因一方面与这些元素在土壤中的现存浓度或许较30年前有所增加有关，另一方面也与当年背景值测定时选取的采样地点和土壤类型有关。本研究主要是以滨海新区的土壤为研究对象，而背景值可能包括天津市较大的土壤范围，其土壤类型会有一定差别，因此，利用背景值仅仅是一种评估污染状况时的参考，而更主要的是以国家土壤环境质量标准为依据。

在监测的数据中，滨海新区不同类型土壤中Hg和Ni存在较大的污染风险，在25个样本中的污染率均为64%，污染分布具有同步性，并且主要分布在菜地和湿地土壤中。这一现象或许与人为活动导致的水污染有一定关系。在滨海新区特定的土壤环境下，其土壤以砂质为主，土层薄，导致水与土壤交换过程加剧，海河水系带入的污染物及过去晒盐过程引起的水与土壤中物质交换增加也许是其土壤中Hg和Ni元素积累量变化的重要原因。同时土地利用类型对土壤重金属含量分布的影响具有一定差异，农田的轻度污染率为37.5%，蔬菜地为80%，果园属于清洁，湿地土壤中为90%。综合污染指数评价的结果表明，25个样本中8%属于轻度污染，超过警戒级阈值的样本数占52%，达到安全级别的样本占40%。总体上表现为农田和果园土壤比较清洁，而蔬菜地和湿地土壤中存在一定的污染风险。

关于土壤污染状况的评估问题，目前学者们也有新的认识和共识，污染物在土壤中的含量（总量）高低不仅仅是判别土壤是否被污染的唯一依据，而要结合污染物受体是否产生危害及危害性的大小进行全面评估[19-20]。生物是土壤中的主要受体，污染物是否对生物产生毒害效应也需要结合土壤中污染物的存在形态、生物的蓄积量和毒性表现形式等多方面因素综合评判[21-22]。因此，监测土壤中重金属的现存量对于评价土壤可能存在的环境污染风险具有一定的意义。依据土壤环境质量标准的限值可知，其超标量越大则污染的风险亦越大。

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第8篇

关键词：高速公路路域土壤；重金属污染；健康风险评价；潜在生态风险评价；地积累指数

中图分类号：X825 文献标识码：A

随着交通运输业的发展，居民对交通的依赖程度越来越高，车辆流通量也随之迅猛增加.但是交通运输给居民生活带来方便的同时也产生了很多环境问题，成为城市土壤污染的主要来源之一[1-2].Bergbck等发现交通工具为高速公路土壤重金属污染主要来源，其中Cd，Cu，Cr，Pb和Zn分别占90%，40%，99%，85%和80%[3].主要来源于交通工具的燃油、刹车、轮胎、离合器、发动机及触媒转换器等[4].通过大气干沉积或湿沉降沉积在公路两侧土壤中.

2013年第68届联合国大会决议通过了每年的12月5日为世界土壤日，并宣布2015年为“国际土壤年”，以国际社会对土壤安全问题的高度重视.土壤重金属污染不仅可使土壤的肥力下降，降低农作物产量，且其不易降解而在生物体内传递，并通过食物链最终累积于人体中，当其达到一定浓度后将对人体产生毒害作用[5].土壤作为重金属的沉积池，可通过风力和降雨进入大气环境和周围水域，而对周围环境和人体健康产生二次污染.因此，研究高速公路对路域土壤的重金属污染现状对公路旁土壤重金属污染的防治和公路旁土地合理利用、规划和管理提供依据，具有重要的现实意义.

健康风险评价（Health Risk Assessment）是对暴露在污染物中的人群可能产生的伤害、疾病或者死亡的可能性进行的定性或定量的评价，作为污染物防治的辅助工具已经得到国际上的广泛认可.近年来，学者们纷纷对高速公路两侧路尘的重金属污染进行健康风险评价[6-7]，但对高速公路路域土壤重金属健康风险的研究很少.健康风险评价是根据不同的吸收途径和每日暴露剂量来估算有毒重金属对人体的健康风险进行评价.因此，高速公路土壤重金属健康风险评价对居民和政府缓解有毒重金属污染及对居民采取有效保护措施具有十分重要的意义.

1材料及分析方法

1.1采样点概况及样品采集

2014年湖南全省高速公路完成投资390亿元，通车总里程达到5 493 km，位居全国第五.其中京港澳高速（G4）和沪昆高速公路（G60）属于中国高速公路网的“五纵七横”主骨架网，相交于湖南湘潭市岳塘区的殷家坳，为湖南省交通承东启西、南联北进的代表.因此，本文以这两条高速公路展开调查研究.

本研究根据不同的开通时间和交通量，选取了3个采样路段分别为G4高速公路的临长段（LC）和长潭段（CT），G60高速公路的潭邵段（TS），具体采样位置见图1.每个采样地段根据与高速公路垂直距离（5 m，10 m，15 m，40 m 和 80 m），用采样器采取0～10 cm的土壤1 kg，每个采样点设3个平行样，总共采取45个土壤样品.采取的土壤样品在实验室进行自然风干，研磨后过筛网，储存于聚丙烯容器内，并将容器存放于4 ℃的冰箱内等待进一步检测.

2分析与讨论

2.1土壤特性、重金属浓度及其与距离的关系

高速公路路边土壤中的重金属浓度受土壤特性、交通量和气象条件的影响[22].本研究中的土壤样品的物理化学特性的分析结果见表3.土壤粒径分级显示本研究土壤样品的粒径较粗，特别是TS的土样.黏土含量为12.76%～34.13%，且越靠近高速公路的土样的黏土含量越少.可能是因为公路建设时填入的建筑材料的影响，如沙子，砾石.pH值表明本研究区域的土壤为酸性，LC，CT和TS的土壤pH值分别为4.14～6.53，4.42～4.98和5.06～6.45.表3显示，pH值和有机物含量随离高速公路的距离的增加而减少，可能是高速公路建设时在路边填入的石灰等碱性材料和路面缺少植被等原因造成.

重金属浓度的平均值、标准偏差见表4.大体上，此5种重金属的浓度随距离的增加而降低，显示其与交通的相关性.它们在LC，CT和TS路段的浓度梯度分别为Cr > Zn > Pb > Cu > Cd， Cr > Zn > Pb > Cu > Cd和Zn>Cr> Pb > Cu > Cd，此结果与孔德秀等人对衡枣高速公路的研究一致[23].

表3中显示LC和TS的运行年限都为13a，但是LC段的交通量为70 903 veh/d远大于TS段49 601 veh/d的交通量.LC段所研究的5种重金属的浓度大于TS段（表4），表明重金属的浓度与交通量成正比.再一次说明研究的5种重金属与交通状况的相关性.

由表4可见，5种重金属除了Cd和距离高速公路5 m处Cr的浓度外，其它重金属的浓度都低于中华人民共和国土壤标准值.重金属Cd在LC，CT和TS的浓度分别为0.2～1.0 mg/kg，0.3～1.4 mg/kg和0.1～1.0 mg/kg.其中距离高速公路5 m处Cd的浓度几乎是土壤标准值的4～5倍.可能的原因有：第一，高速公路来往车辆磨损并长期的积累.第二，中华人民共和国的土壤标准值是很早以前制定的，比其它国际的标准值都小，从而增大了比值.比如，在美国，其土壤污染等级划分为：0～1 mg/kg，无污染；1～3 mg/kg，轻度污染；3～10 mg/kg，重度污染[24].柏林的Cd的土壤背景值为1.05 mg/kg[25].

LC，CT和TS路段距离高速公路5 m处Zn的浓度分别为122.09 mg/kg，102.37 mg/kg和143.86 mg/kg，其它在37～75 mg/kg之间波动.Zn的浓度在5～10 m之间急剧减少表明其与交通工具的正相关性.有研究显示，Zn以锌氧化物添加在车轮中，它是橡胶硫化的重要反应物.Cr在LC段距离公路5 m处的浓度最大，为135.99 mg/kg，其它研究区的浓度在30～90 mg/kg之间波动.Pb和Cu的浓度稍微偏低，分别为25～61 mg/kg和15～25 mg/kg.

重金属的浓度结合表3中的交通量和运行年限，可以看出重金属Cd，Pb和Cu与交通量及运行年限成正相关.Othman等人也发现了高速公路路域土壤中Pb浓度和交通量这种正相关的关系[26].Zn和Cr与交通量及运行年限的关系并不明显.

2.2重金属的污染程度评估

地积累指数（Igeo）评估结果见表4.重金属Cd的Igeo值最大，距离高速公路5 m处的Igeo>3，表明该区域的Cd为重度污染.其污染程度随距离的增加而降低，但是远到距离高速公路80 m处仍有轻度污染.Cu的Igeo都小于零，表明其无污染.其它3种重金属（Pb，Zn和Cr）分别在5 m处显示了轻度污染，其它地方都为无污染.

5种重金属的潜在生态风险评估结果见图2.它们的潜在生态风险指数梯度为Cd>Pb>Cu>Cr>Zn.其数值随着与高速公路的垂直距离的增加而减小.表中显示除了Cd其它重金属的单项重金属潜在生态风险指数都小于40，表明都对当地的土壤系统无潜在危害.因此，研究区域土壤环境主要的污染物为Cd.其在距离高速公路5 m处的Eir>320，表明其生态风险危害程度高.且其在80 m处仍为轻微的生态风险.

在研究的3个路段中，潜在生态风险指数的大小为CT > LC > TS.3个研究路段距离高速公路5 m处的RI值都大于300，表明都有中度的生态风险.

从以上的讨论可以看出，地积累指数和潜在生态风险指数两种重金属污染程度评价存在一些分歧.比如，按地积累指数评价法重金属Pb几乎是无污染的，但是由于其高毒性，按潜在生态风险指数法为低污染程度.翟云波等也发现它们存在一些分歧[27].但是，根据定义，地积累指数侧重于单项的金属污染程度，但并没有考虑单项重金属的毒性.而潜在生态风险指数更注重评价的重金属的综合污染程度.因此，为了获得更全面的和精确的评价结果，本文采用了2种评价方法.

2.3健康风险评价

图3和图4分别给出了消化道、皮肤接触和呼吸（空气）3种暴露途径下生活在高速公路路域的成年人和未成年人的非致癌风险商数.整体而言，未成年人的非致癌风险商数要大于成年人的.5种重金属通过呼吸道，皮肤接触和呼吸3种暴露途径的非致癌风险商数的大小为：Cr>Pb>Cd>Cu>Zn，Cr>Cd>Pb>Cu>Zn 和Cr>Pb>Cd>Cu>Zn.

3种暴露途径的非致癌风险商数之和为非致癌污染指数.5种重金属的非致癌污染指数见图5.从图中可以看出，Cr的非致癌污染指数是最大的，其次分别是Cd，Pb，Cu和Zn，且随高速公路的距离的增加而降低.根据美国环保局的健康风险评估条例[28]：如评价的单项重金属的HQ或者HI1，则其对周围的居民存在慢性的健康危害风险.不难看出，图5 Cd和Cr的非致癌污染指数超过了1，且对于未成年人，3个研究路段80 m处，Cd和Pb的非致癌污染指数也超过了1，表明它们对周围居民有潜在的健康风险危害.有研究显示，过量摄入Cr，可能会触发肺癌和胃癌.在3个研究路段非致癌污染主要来源于皮肤接触，其次是经口摄入被消化道吸收.因此，周围的居民应注意饮食摄入，最好不要让皮肤直接接触土壤，且最好居住于距离高速公路80 m 以外.

另一个健康分析评价的重要参数是致癌风险.3个研究路段中重金属对成年人和未成年人的致癌风险值见图6.由于缺少Pb，Cu和Zn的致癌坡度因子，本文只讨论了Cd和Cr的致癌风险.显然，Cr的致癌风险要大于Cd，且二者的致癌风险随距离高速公路的距离的增加而降低.根据Fryer等人的评估[29]，CR>1×10 4，则其致癌风险是不能接受的，CR值在10 6～10 4之间，则表示存在致癌风险，但在可容忍的范围内.从图6可以看出，重金属Cr对未成年人的致癌风险在10 6～10 4之间，属于可以接受的范围，但也存在轻微的致癌风险.其致癌风险随高速公路距离的增加而降低，LC和CT远在80 m处仍明显大于10 6，TS段80 m处降至接近10 6.对于成年人，两种重金属Cr和Cd的致癌风险都在安全范围内.

综上所述，高速公路G4和G60的3个研究路段（LC，CT和TS）的健康风险评价结果表明，5种重金属对周围居民的健康危害风险随与高速公路距离的增加而降低.其中Cr，Cd和Pb对周围的居民存在潜在的健康危害风险.Cr的致癌风险要大于Cd，且Cr对未成年人有轻微的致癌风险.但总体而言，致癌风险都在安全范围内.非致癌污染指数和致癌风险指数表明高速公路周围的居民应居住在距离高速公路80 m之外.

3结论

受交通运输的影响，G4和G60高速公路路域土壤中所研究的5种重金属的浓度较高，靠近高速公路的采样点中Cd和Cr浓度超过了土壤环境二级标准.重金属浓度随离公路的距离的增加而降低，且与高速公路的交通量成正比.所检测的5种重金属的污染状况是Cd>Pb>Cr>Zn>Cu，其中Cd超过了国家土壤质量标准值的3～4倍，为重度污染，存在严重生态风险.在CT路段远到80 m处Cd仍显示轻微的污染.其它重金属为轻度污染或者无污染.健康风险评价表明，所研究的5种重金属对未成年人的非致癌伤害大于成年人的.其中Cd，Cr和Pb对周围的居民存在潜在的非致癌污染.3个研究路段80 m处，Cr和Cd对未成年人有轻微的致癌风险，但在可接受的范围内.因此，周围的居民应注意饮食摄入，最好不要让皮肤直接接触路域土壤，且应居住于高速公路80 m之外.

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第9篇

关键词 农药企业；土壤；重金属污染；生态风险

中图分类号 X825 文献标识码 A 文章编号 1002-2104（2013）04-0067-06 doi：12.3969/j.issn.1002-2104.2013.04.013

随着工业发展和城市化进程的加剧，通过工业排放、现代农业活动、交通运输和大气沉降等造成土壤重金属污染的现象越来越严重。土壤中的重金属可以通过吞食、呼吸摄入和皮肤吸收等途径进入人体，直接对人体健康带来危害[1-2]，还可以通过污染水环境、食物链富集等途径间接危害居民身体健康。重金属污染自身所具有的生物累积性、潜伏性、长期性和难降解性等特点导致了这种污染对人类健康的威胁越来越严重。如过量的铅对人体多种器官有毒害作用；长期食用镉含量高的食品会引起人体肾脏功能紊乱，导致死亡率上升、寿命缩短；铜是人体必需微量元素，但摄入过量铜可影响人体的生殖系统、影响婴儿的免疫功能[3-4]。

农药的使用是保障农业丰收的重要措施，农药化工企业的发展对我国农业经济发展有十分重要的影响。农药化工生产过程中，合成农药本身含有的重金属及农药合成时使用的金属催化剂等都会对周边土壤环境带来重金属污染[3]。重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力作用下进入到大气和水体中，导致大气和地表水污染。此外，由于淋洗作用，重金属还将导致地下水污染等生态环境问题。地表灰尘与土壤存在相互转化关系，灰尘极易受人为或自然条件扰动而进入大气，更易被人体吸收，因而受重金属污染的土壤对人类健康的危害非常大[5-6]。因此，农药化工企业周边土壤重金属污染状况研究以及风险评价备受人们的关注，至今相关研究报道较少。本研究选择河北省以生产农药、杀虫剂、除草剂等化工产品为主的某农药化工企业为研究对象，对企业厂区内及周边环境土壤中铜、镍、镉、锌、铬、铅、汞和砷8种重金属的含量及风险状况进行分析，旨在明确农药化工企业对周边土壤环境的重金属污染，为地方有关管理部门提供科学管理的依据和决策支持。

1 材料与方法

1.1 采样及分析方法

第10篇

关键词：土壤污染；重金属；蔬菜基地

收稿日期：2011-05-20

基金项目：国家自然科学基金项目（编号：40963001）资助

作者简介：金联平（1985―），男,安徽颍上人,硕士研究生,主要从事热带海岛地表过程与环境评价的学习与研究。

中图分类号：X852

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2011）06-0001-02

1 引言

重金属是指密度4.0以上的约60种元素或密度在5.0以上的45 种元素。As 和Se是非金属,但是它们的毒性及某些性质与重金属相似,所以将砷和硒列入重金属污染物范围内［1］。重金属污染已成为全世界人们极为关注的焦点之一。随着全球经济化的迅速发展,重金属的污染物通过各种途径进入土壤,造成土壤严重污染。重金属在土壤中的高富集直接影响农作物的产量并使其品质下降［2］，并可通过食物链危害人类的健康; 也可导致大气和水环境质量的进一步恶化; 即使重金属富集程度不高,亦可能阻碍土壤中微生物群体的多样性和活力,从而严重影响作为营养循环和持续农业基础的土壤的生物量和肥力［3］。蔬菜基地的健康发展关系着人们的饮食安全和我国蔬菜的正常出口,因此治理蔬菜基地土壤重金属污染具有重要的理论意义和现实意义。

2 蔬菜基地土壤重金属污染物来源

土壤中重金属元素的来源主要有两种方式：自然因素来源,主要受成土母质和成土过程对土壤重金属含量的影响；受人为因素的影响,在各种人为因素中,则主要包括工业、农业和交通等来源引起的土壤重金属污染。

2.1 大气降尘污染

大气中的有害气体主要是由工厂排出的有毒废气,因其成分复杂,迁移扩散污染面大,长期对土壤造成严重污染。工业废气的污染大致分为两类，气体污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氢化合物等; 气溶胶污染,如工业粉尘、烟尘等固体粒子及烟雾、雾气等液体粒子,它们通过沉降或降水进入土壤,造成污染［4］。公路、铁路两侧农田土壤中的重金属污染主要是以Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu 的污染为主,它们来自于含铅汽油的燃烧,汽车轮胎磨损产生的含Zn 粉尘等,汽油中添加的抗暴剂烷基铅会随着汽车尾气污染公路两侧100m范围内的土壤［5］。

2.2 农药、化肥等农用物资的不合理使用

农药能防治病、虫、草害,如果使用得当,可保证作物的增产,但它是一类危害性很大的土壤污染物,施用不当,会引起土壤污染。施用化肥是农业增产的重要措施,但不合理的使用,也会引起土壤污染［6］。长期大量使用氮肥,会破坏土壤结构,造成土壤板结,生物学性质恶化,影响农作物的产量和质量。

2.3 固体废物对土壤的污染

工业废物和城市垃圾是土壤的固体污染物。例如,各种农用塑料薄膜作为大棚、地膜覆盖物被广泛使用,如果管理、回收不善,大量残膜碎片散落田间,会造成蔬菜基地“白色污染”。还有一些固体废弃物被直接或通过加工作为肥料施入农田,造成土壤重金属污染,如磷钢渣作为磷源施入农田时,土壤中发现有Cr 的累积［7］。

2.4 污水灌溉和污泥施肥

污水中的重金属随着污水灌溉进入农田后以不同的方式被土壤截留固定从而引起污染。污泥中含有大量的有机质和N、P、K等营养元素,但同时也含有大量的重金属,随着大量的污泥进入农田,农田中的重金属的含量在不断增高,导致农作物中的重金属残留过多,如施用污泥和污水是造成蔬菜重金属残留的一个主要原因［8］。

3 蔬菜基地土壤重金属污染的特点

3.1 潜伏性和滞后性

重金属在土壤中不易随水淋溶,不能被微生物分解,具有明显的生物富集作用,重金属主要通过对作物的产量和品质的影响来表现其危害。因此,土壤污染具有较长潜伏期。由于土壤、污染物及地域的复杂性,土壤一旦受到污染,其治理不仅见效慢、费用高,而且受到多种因素的制约［9］。

3.2 单向性和难治理性

进入土壤中的重金属不能被微生物降解,易积累,所以一旦土壤被重金属污染,很难恢复。某些被重金属污染的土壤可能要100～200年时间才能够恢复,因此土壤的重金属污染一旦发生通常很难治理,而且其治理成本较高、治理周期较长。

3.3 间接性和综合性

土壤重金属对人的危害主要是通过食物链或者渗滤进入地下水体实现的。在生态环境中,往往是多种重金属污染同时发生,形成复合污染,且污染强度显示出放大性［10］。

4 蔬菜基地土壤重金属污染的危害

4.1 直接危害农产品的产量和质量,造成经济损失

土壤重金属污染物直接危害农作物的正常生长和发育,导致产量下降,品质降低［11］,造成经济损失。中国每年因重金属污染导致的粮食减产超过1 000万t,被重金属污染的粮食多达1 200万t,合计经济损失至少200亿元［12］。加入WTO之后,农产品的重金属超标问题对我国农业冲击更大。

4.2 威胁生态环境安全与人类的生存健康

土壤一旦被重金属污染后,其危害性远远大于大气和水体的污染。有研究表明,重金属污染能明显影响土壤微生物群落,降低土壤微生物量和活性细菌量,对土壤重金属综合污染指数的相关分析表明,在土壤综合污染较轻的情况下,土壤微生物多样性较高,随着重金属综合污染指数的增加,微生物多样性呈指数式迅速下降［13］。土壤重金属污染使污染物在植物、蔬菜、水果等食物中Cd、Pb、Cr 、As 等重金属含量超标或接近临界值,从而使重金属通过食物链富集到动物和人体,最终危害人类健康［14］。

5 蔬菜基地土壤重金属污染的治理

由于农田土壤重金属污染的特点,其治理应立足于“防重于治”的基本方针［15］,坚持“预防为主、防治结合、综合治理”。对未被污染的土壤采取预防措施,要控制或消除污染源；对已经污染的土壤则要采取积极治理措施,将污染控制在最低限度。目前,大多数治理方法尚处于探索阶段,治理方法各有利弊［16］。

5.1 控制污染源,减少污染的排放

控制污染源,即控制进入农田土壤中的污染物的数量和速度,使其在土体中缓慢地自然降解,而不致迅速而大量地进入农田,超过土壤的承受能力,引起土壤污染［17，18］。严格做好蔬菜基地的规划,做到土壤的合理安全有效利用,按规划的目标实施,防患于未然。合理使用化肥、农药,重视开发高效低毒低残留的化肥、农药。

5.2 修复被重金属污染的蔬菜基地土壤

修复措施主要包括客土、换土和深耕翻土等。通过客土、换土和深耕翻土与污土混合,可以降低土壤中重金属的含量,减少重金属对土壤植物系统产生的毒害,从而使农产品达到食品卫生标准［19］。对土壤重金属污染严重的地段,依靠切断污染源的方法则往往很难恢复,有时要靠深耕客土、淋洗土壤等方法才能解决问题。另外开展植物修复技术的研究及培养抗性微生物等。其他治理技术见效较慢、成本较高、治理周期较长。

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第11篇

关键词 重金属；河道整治；修复；东大沟上游河道；甘肃白银

中图分类号 X522 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）16-0224-01

白银市地处黄河中上游，东大沟地区作为白银市的主要工业区之一，流域内分布着以资源开发、加工为主的有色金属、化工行业企业，流域周边企业排放废水和废渣中含有大量重金属，重金属具有高度迁移性，长期堆置不仅造成大量有价金属流失，而且对土壤、地下水等周边生态环境构成潜在污染威胁[1]。

1 东大沟污染现状

1.1 水环境质量现状

东大沟流域多个断面水质监测数据均不能满足《污水综合排放标准（GB 8978-1996）》中一级标准的要求。水质偏酸，氟化物含量超标，上游Zn、Cd的污染较为突出，下游COD、Cu、As污染显著。

1.2 土壤质量现状

东大沟上游有色金属加工企业重金属粉尘、尾水、废渣排放，导致河岸两侧土壤中重金属严重超标，土壤中重金属主要富集在地表以下0～20 cm，部分区域污染深度达到50 cm，土壤污染现状呈现以Zn为主的多种重金属复合污染现象。

1.3 底泥质量现状

底泥的污染来源于有色金属加工企业冶炼废渣堆放以及含重金属废水排放，通过对底泥样品的采样调查，底泥中重金属As、Pb、Cu、Zn的含量最高值均高于加拿大制订的NOAA标准，Pb、Zn 2种重金属的最大峰值分别出现于20、80 cm，而Cu的最大峰值则出现于40、80 cm，As的最大峰值出现于80 cm。

2 治理工艺及技术可行性

重金属污染河道治理工程主体工艺包括废渣及表层污染底泥异位贮存，表层污染底泥重金属固化/稳定化修复工程以及重金属污染植物修复[2-3]。

2.1 废渣及表层污染底泥异位贮存

2.1.1 治理工艺。由于河道自身情况较为复杂，底泥的深度也难以在抽样调查中完全体现，根据已有的调查数据，研究区域河道底泥挖掘深度拟定为50～120 cm，具体的挖掘情况应根据现场挖据底泥的颜色等进行定性判断，并且在挖掘过程中对50 cm深度的底泥进行再次取样分析，如果效果仍不能达标，需要继续向下挖掘，具体深度视分析结果而定。

河道疏浚的目的是对污染底泥沉积层采用工程措施，最大限度地将储积在该层中的污染物质移出，改善水生态循环，遏制自然水体退化。该次治理区域大部分底泥含水量较低，为了不增加底泥的水力负荷以及废水处理强度，采用机械疏浚的方式，底泥自然蒸发脱水干化与废渣密闭运至弃渣场妥善处置。

2.1.2 技术可行性。含Cu、Pb、Zn、As等重金属的废渣、底泥及土壤均未列入《国家危险废物名录》。根据对研究区域废渣及表层污染底泥的重金属浓度监测，pH值均在6～9，未超出《危险废弃物鉴别标准——浸出毒性鉴别（GB5085.3-2007）》中要求的pH值范围，属于一般工业固废。采用异位贮存方式是一种最为经济、适宜处理大量工业废渣且不受工业废渣种类限制的处理方式。

2.2 表层污染底泥重金属固化/稳定化修复

2.2.1 治理工艺。通过采样分析，选取含As、Zn、Cu、Pb等重金属离子污染程度均严重区域底泥进行固化/稳定化修复，由于底泥中含有As、Zn、Cu、Pb等多种重金属离子，且所含各种重金属离子的种类和含量存在不稳定性，为确保固化/稳定化处理达标，需要根据污染元素和污染浓度来选取药剂。

针对Zn、Cu、Pb的固化，通过加入天然矿物质混合药剂，经氧化还原反应、矿化作用、分子键合反应和共沉淀反应将交换态重金属离子转化为重金属的单质、硅铝酸盐、硅酸盐和多金属羟基沉淀物等自然环境中极稳定的物质，防止其被植物的根系所吸收；针对As的固化，采样铁锰复合氧化物，经吸附、氧化作用，实现重金属污染底泥的固定化修复。

2.2.2 技术可行性。固化/稳定化是向污染底泥、土壤或废渣中投加固化/稳定化制剂，改变土壤的酸碱性、氧化还原条件或离子构成情况，进而对重金属的吸附、氧化还原、拮抗或沉淀作用产生影响的稳定化技术，实现重金属污染土壤的修复。采用该工艺处理后底泥中重金属的浸出浓度低于一般工业固废的入场标准，满足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 重金属污染植物修复

2.3.1 治理工艺。在清除废渣和浅层底泥后回填基质土种植重金属超富集植物，对剩余底泥和部分河岸进行植物修复。普通植物体内Pb含量一般不超过5 mg/kg，Cu的正常含量为5～20 mg/kg，过量重金属对普通植物有很大的毒性，在Zn、Pb、Cu复合污染土壤中，种植普通植物很难达到从污染土壤中快速清除Zn、Pb、Cu复合污染物目的。因此，需要选择对重金属有较强耐受及吸收能力的植物作为首选修复物种，并且超富集植物必须适应白银市当地气候，能够在当地很好地生长，才能保证较好的修复效果[4]。根据白银市当地土质情况及需修复的土壤现状，选取的修复植物为枸杞、红柳、沙枣、国槐、火炬、垂柳、土荆芥、披碱草、芦苇、紫花苜蓿等。

研究发现，禾本科多年生草本植物披碱草具有修复Pb污染土壤的潜力，狗尾草等对As有一定累积效果，且生物量大，为适宜的土壤重金属污染修复植物。紫花苜蓿等牧草对Pb等有较强的富集能力，是土壤Pb污染的理想修复植物，且拥有强大的根系和顽强的生命力，兼具水土保持效果，可用于干旱地区重金属污染的修复。灌木灯心草中的Pb含量测定符合Pb超富集植物，地上部分Pb富集量大于1 000 mg/kg的临界标准，转运系数大于1，在重金属污染土壤修复方面具有潜在的应用价值。上述植物均为当地常见物种，可以很好地适应当地环境，确保生长，同时对重金属具有一定的修复效果。

2.3.2 技术方案可行性。植物修复技术是利用植物来转移、容纳或转化污染物，通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用达到土壤修复目的的方法，是一种成熟且发展迅速的清除环境污染的绿色技术[5]。该项目建设区表层50～120 cm表层污染底泥、废渣经处理后，剩余底泥仍具有不同程度的污染，需种植适应在当地生长的重金属超富集植物，以达到较好的治理效果。植物修复技术成本低廉，能增加土壤有机质肥力，且环境扰动小，大面积处理易为公众所接受，并有很好的绿化作用。

3 结语

由于长期遭受重金属毒害作用，东大沟河道生态功能已经完全丧失。针对东大沟典型重金属复合污染问题及生态脆弱的现状，采用异位贮存、固化/稳定化修复以及植物修复等重金属治理技术对区域内的底泥、废渣等介质进行无害化处理与处置，并建立重金属污染土壤植物修复示范区，可实现河道生态恢复和景观重建，初步恢复遭到重金属污染胁迫的东大沟河道生境。

4 参考文献

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第12篇

关键词：土壤重金属； 污染特点； 治理策略

1 引言

在环保领域对重金属污染的定义是能够使生物遭受显著毒性的金属，这些物质包括汞元素、铅元素、锌元素、钴元素、镍元素、钡元素等，有时候也包括锂元素与铝元素等等。一项来自研究机构的调查统计数据表明，近年来全球汞排放量达每年1.5万吨，铅排放量达每年500万吨，这些元素进入农田和城市，为所经地区的土壤带来严重的重金属污染，这些污染一方面能够影响地下水和农作物的品质，另一方面也通过食物链对当地居民产生不容忽视的影响。当前，如何进行土壤重金属污染的分析、评估、预防和治理，是一个世界性的问题，本文首先从土壤重金属的主要来源和土壤重金属污染的危害两个方面分析了重金属污染的现状，在此基础上进一步阐述了土壤重金属污染的空间差异以及污染整体的形态特征，最后深入论述了土壤重金属污染的预防以及修复策略。本文的成果对于环境保护和土地利用均有着比较好的理论价值和实践意义。

2 土壤重金属污染现状分析

2.1重金属来源分析

（1）交通运输

我国正在进行着大规模的城镇化建设，各类交通工具的数量近年来一直呈现出大幅攀升的态势，因此其排放的废气也逐年增加，导致土壤里重金属元素逐步累积，形成污染。以汽车为例，污染源包括尾气排放、汽油燃烧、轮胎磨损等，会逐渐排放出铅、汞、铜、锌等重金属元素，一方面对大气质量造成破坏，另一方面也导致土壤重金属超标。

（2）工业和矿产业

工业生产会排放出重金属元素，以烟尘或者废气废水的形式进入大气与土壤，而大气中的重金属则会逐渐沉降入土。工业生产中的废渣是更加主要的重金属污染来源，比如金属冶炼企业、电解铝企业、电镀企业等，在其日常生产排放的废渣中含有大量的重金属元素，如果在不经处理的情况下随意露天堆放，或者直接倾倒进土壤中，会为土壤带来极大的污染。

（3）燃煤释放

煤的燃烧会向大气中排放大量的污染物质，并逐渐沉降入土壤中。我国的燃煤企业，包括火力发电厂和钢铁企业等，会排放大量的汞金属，其中约三分之一的汞元素最终进入土壤。一些经济发达的大城市，汞元素的排放有其严重，这些污染能够为城市的环境质量和生态系统带来致命的影响。

（4）居民垃圾

居民如果将大量垃圾不加分类地堆放在户外，由于垃圾中存在不少未经处理的废弃物，例如电池等，将会使其中的重金属逐步渗透和扩散至周围的环境中，逐步导致土壤的重金属污染。

3 土壤重金属的污染治理策略

土壤重金属的污染的治理，可以从预防和修复两方面进行着手。

3.1重金属污染预防策略

控制污染，应从源头做起。因此在农村地区，应注重灌溉用水的质量，谨慎使用污水灌溉。在农田使用杀虫剂和肥料时也应合理用量，并且坚决杜绝汞含量超标的农药，也应禁止使用含镉化肥等对环境带来危害的农药和杀虫剂。对于城市地区的工业企业，则应严格控制对三废的排放。而居民区则应对废弃垃圾进行再回收利用或者分类处理。对于日益增多的交通工具，则应改善燃油质量、并积极鼓励以新型环保燃料代替传统燃油，从而减少废弃物的排放。

此外还应以完善的法规控制重金属排放。土壤污染已经被国际相关领域视为化学炸弹，是一个极其严峻而棘手的问题。只有通过立法的方式才能使污染的防范和治理进入可持续发展的轨道。而我国的环保法治进程目前尚需加速。举例来讲，当前有不少养殖户所购买的饲料里往往含有铜、铅等重金属，而禽类和畜类一旦食用并排出体外，便会对土壤形成污染，而我国当前并未将重金属列在畜禽养殖业污染物排放标准里，形成管理的漏洞。因此，亟需制定切合我国实际的法律法规进行重金属污染的防范。

3.2重金属污染治理策略

随着国际上对于土壤重金属污染的重视以及研究成果的和应用，在重金属污染治理方面有许多值得借鉴的策略，下面分别进行简述：

3.2.1 基于物理法的重金属污染治理

物理法治理又可以进一步分为以下几种方法：

一是热解吸法，这种方法以加热来把一些具有较强会发特性的重金属进行解吸和收集，再妥善处理或者合理利用。以汞元素为例，美国已经形成了比较成熟的基于热解析法的汞元素回收，并在现场治理中取得了较好的效果，使用此项处理方法的地域已经在汞含量方面达标。

二是电化法，这种方法以电解原理进行污染土壤的处理。在受到污染的土壤里设置石磨电极，并以1～5毫安的电流进行激励，从而在阴极收集到金属阳离子，并进行处理或者再利用。这种方法对于铅元素和二甲苯等物质的处理效果比较好。

三是洗土法，这种方法通过试剂与土壤里所含有的重金属物质发生反应，并最终生成可溶于水的金属离子，通过对提取液进行处理，得到重金属，再进行处理或者回收利用。这种方法非常适合于对铜金属、镍金属、铅金属和铂金属的回收处理。

四是玻璃化法，这种方法以电极对受到污染的土壤进行加热，从而使之进入熔化状态，在其最后冷却时，便会变成玻璃状态。这种方法尚在实验中，其成本较高，目前尚未得到的面积推广。

3.2.2基于化学法的重金属污染治理

这种方法在受到污染的土壤中按比例注入一定的化学试剂，从而改良土壤本身的性质，达到减轻重金属活性的作用，可以降低作物对土壤里重金属的富集效应。化学法治理主要指的是土壤添加物法，把一定充分的有机物料或者改良剂加入受污染的土壤之中，能够通过化学作用而使重金属离子沉淀，再对其进行收集，从而减轻污染；还可以通过化学试剂中的酸性物质与重金属元素反应，生成难溶于水的物质，从而使土壤污染得到减轻。这种方法适用于镍离子、锌离子等重金属物质的治理。

3.2.3基于生态工程的重金属污染治理

这种方法可以是在已经被重金属污染的土壤之上加厚一层正常土壤，或者把受到重金属污染的土壤全部挖除，也可以通过灌溉的方式，逐渐使受污染土壤中的重金属物质渐渐迁移到地层深处等，也能对土壤污染起到一定的作用。

3.2.4基于生物的重金属污染治理

这种方法可以通过植物或者微生物等来修复土壤质量。某些植物的根系可以吸收被污染土壤中的重金属，例如蜈蚣草被证实可以有效降低土壤中砷的含量；微生物则可以通过细胞转化作用使被污染土壤中的重金属沉淀或者氧化，从而使其对土壤的影响显著降低。

4 结束语

在世界各地，尤其是经济较为发达的地区均存在着较为严重的土壤重金属污染，重金属的来源是多方面的，当前，学界和环保组织对重金属的污染一般聚焦于污染程度的定性描述和分析。事实上怎样才能实现对重金属污染源进行量化分析，同样对治理逐渐严重的土壤污染有着不容忽视的作用，因此量化分析将是重金属污染研究的发展方向。当前，我国尚未构建完善的城市和农村地区土壤重金属污染的监控网络，因此并不能及时准确地检测土壤重金属污染状况，也难以为土壤重金属污染的治理提供必要的依据。只有制定出严格而适用的土壤重金属评价标准，才能有利于土壤的保护，从而推动经济的可持续发展。■

参考文献

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第13篇

摘要：本文综述了蔬菜重金属的污染现状、重金属污染的危害、 蔬菜对重金属的富集规律，分析了蔬菜和土壤中重金属含量之间的关系，最后根据菜对重金属的吸收和积累能力的差异提出了对土地的合理利用。

关键词：蔬菜富集重金属污染

导言

蔬菜是人们日常饮食中必不可少的食物,可提供人体所必需的多种维生素和矿物质,也是十分重要的经济作物，随着现代工业的发展，环境污染加剧，含重金属的农药、除草剂、化肥的不合理使用，含重金属废水的污灌等农业措施，重金属对土壤和农作物的污染问题越来越突出。土壤、水体一旦被重金属污染，不仅对植物生长和发育产生直接影响，而且重金属在植物根、茎、叶及籽粒中的大量积累会通过食物链进人人体，危及人类健康。因此，全面、系统的了解蔬菜重金属的污染现状以及不同种类蔬菜对重金属吸收的的差异，合理进行蔬菜的生产布局，掌握降低和控制蔬菜重金属污染的对策，不仅对蔬菜生产的持续发展具有积极的指导意义，而且对保障食品安全具有广泛的现实意义，还能指导人们科学的合理地食用蔬菜。

1、蔬菜重金属污染现状

据估测，目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近2000万hm3，约占耕地总面积的1／51，每年因土壤污染而减产粮食1000万吨，另外还有1200万吨粮食，其污染物超标，两者的直接经济损失达200多亿元。

我国的各大中城市如北京、上海、杭州、天津、等都曾较为系统地对郊区菜园土壤、蔬菜中重金属污染状况做过调查，基本摸清了蔬菜重金属的污染现状。

北京市污水灌溉影响的耕地面积为80万公顷，占北京市耕地面积的23％，其中有70％~80％受到轻度污染，5％~10%受到中度污染；20世纪90年代对上海市蔬菜的研究结果表明，上海市蔬菜受到重金属的污染，尤以镉和铅污染为甚，超标率分别为13.29％和12.0％。在天津市郊检测的大白菜、荠菜、水萝卜、小白菜4种蔬菜36个样品中，重金属的检出率为100％，镉超标40％。2002年魏秀国等调查了广州市蔬菜地的重金属污染情况，结果表明，蔬菜的铅污染比较普遍，但就污染程度而言，镉污染最为严重，其次为砷、汞。总的来看，根据中国的蔬菜食品卫生标准，我国主要大、中城市郊区的蔬菜都已受到一定程度的重金属污染。尽管各城市采用的评价标准不一，但是重金属元素在蔬菜中的积累明显，部分已达较高的残留水平，有的甚至已超过食品卫生标准。

2、重金属污染的危害

1）重金属对植物生物膜伤害机理

重金属是脂质过氧化诱导剂,当重金属处理植物时,细胞内自由基的产生和清除之间的平衡受到破坏,导致大量的活性氧自由基产生,自由基引发膜中不饱和脂肪酸产生过氧化反应,破坏膜的结构和功能。

2）重金属对植物生长代谢的影响

虽然有些重金属是植物生长必需元素，在一定浓度范围内可促进植物的生长发育，但所有重金属在较高浓度时对植物都会产生毒害作用。重金属毒害造成氧化胁迫、叶绿素和糖及蛋白质合成受阻、养分失调，引起光合强度和呼吸强度下降、碳水化合物代谢失调及其它一系列生理代谢紊乱，阻碍植物根系生长．影响种子萌发以及植株生长，最终导致生长量和产量的下降。

3、蔬菜重金属富集规律

1）蔬菜重金属富集系数

蔬菜中对土壤重金属元素的吸收是有选择性的，蔬菜种类不同其吸收各种重金元素的量与土壤中该元素的存在量是不一致的。因此可以用富集系数来衡量蔬菜吸收和富集土壤重金属元素的能力。所谓富集系数是指：蔬菜可食部位中某污染物含量占土壤中该污染物含量的百分率。富集系数愈大，表明蔬菜愈易从土壤中吸收该元素，也表明重金属的活动性强。

2）蔬菜不同品种间吸收积累重金属的差异

同一种蔬菜的不同基因型对重金属的吸收积累也存在差异。McLaughlin等发现不同品种马铃薯块茎的镉浓度相差 2~3倍。Michalik，B等(1995)的研究发现，胡萝卜肉质根吸收重金属存在基因型差异。他们把4个变种的胡萝卜播种在3个不同程度重金属污染的地方，发现无论在何处，变种“Kama”肉质根中的Ph、Ni、Cr、Cu、Mn等重金属含量为最高。

3）蔬菜不同部位重金属累积差异

蔬菜从土壤中吸收的重金属在其体内的分布并不均匀，蔬菜不同的器官组织对重金属的富集能力是有差异的。

叶菜类蔬菜各部位重金属含量普遍为：茎，叶

4、蔬菜和土壤中重金属含量之间的关系

植物从土壤中吸收重金属的量和土壤中重金属的总量有一定关系，土壤中重金属含量是造成蔬菜重金属污染的主要因素。但士壤重金属总量并不是植物吸收程度的一个可靠指标。有研究表明，植物体内铬的累积量与土壤总铬量往往并不具有明显正相关。由于土壤组成的复杂性和土壤理化性状(pH，Eh等)的可变性，造成了重金属在土壤环境中形态的复杂和多样性。重金属的存在形态才是决定其危害的关键因素。研究表明，重金属在土壤环境中的存在形态分为水溶态、交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、沉淀念，有机结合态和残渣态七种形态。这七种不同赋存形态的重金属，其生理活性和毒性均有差异。其中水溶态、交换态的活性、毒性最大，残留态的活性、毒性最小，其它态的活性、毒性居中。

5、合理利用蔬菜对重金属的富集规律

根据不同蔬菜对不同重金属具有不同的富集特性，重金属元素在不同种类的蔬菜中累积量不同，叶菜类富集量最高，根茎类次之，瓜果类最低。针对菜地重金属污染状况选择相应种植模式和蔬菜品种，对一些易受污染的根茎类和叶菜类蔬菜，如莴苣、葱、青菜、生菜等，可安排在土壤质量较好的地区种植；而西红柿、刀豆等瓜果类蔬菜，其抗污染性能较强，可在轻度或中度污染的土壤中种植，在铬高污染区尽量避开种植叶菜，可选择种植瓜果类蔬菜；对污染较重的土壤，应改为绿化用地或建筑用地,汪雅各等人在上海宝山区进行蔬菜重金属的富集轮作试验，他们根据各种蔬菜的重金属富集率强弱不一的特点，合理安排蔬菜轮作茬口。结果表明低富集轮作与普通轮作相比，可使污染田块的蔬菜镉含量降低50％～80％，有明显减少镉进入食物链的效果，而且还可明显提高蔬菜产量和产值。

参考文献:

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第14篇

关键词：重金属污染；土壤污染；生物修复；超量积累

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

1 土壤重金属污染预防的发展历程

1.1 预防体制

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

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

1.2 预防技术

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

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

2 土壤重金属污染治理方法

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

2.1 工程治理法

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

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

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

2.2 农业治理

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

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

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

2.3 生物治理

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

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

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

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

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

3 发展论述

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

4 结束语

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

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第15篇

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