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。

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關鍵詞 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，東大溝地區作為白銀市的主要工業區之一，流域內分布著以資源開發、加工為主的有色金屬、化工行業企業，流域周邊企業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、地下水等周邊生態環境構成潛在污染威脅[1]。

1 東大溝污染現狀

1.1 水環境質量現狀

東大溝流域多個斷面水質監測數據均不能滿足《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 土壤質量現狀

東大溝上游有色金屬加工企業重金屬粉塵、尾水、廢渣排放，導致河岸兩側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，部分區域污染深度達到50 cm，土壤污染現狀呈現以Zn為主的多種重金屬復合污染現象。

1.3 底泥質量現狀

底泥的污染來源于有色金屬加工企業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于20、80 cm，而Cu的最大峰值則出現于40、80 cm，As的最大峰值出現于80 cm。

2 治理工藝及技術可行性

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查中完全體現，根據已有的調查數據，研究區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現場挖據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，需要繼續向下挖掘，具體深度視分析結果而定。

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移出，改善水生態循環，遏制自然水體退化。該次治理區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，底泥自然蒸發脫水干化與廢渣密閉運至棄渣場妥善處置。

2.1.2 技術可行性。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》。根據對研究區域廢渣及表層污染底泥的重金屬濃度監測，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，屬于一般工業固廢。采用異位貯存方式是一種最為經濟、適宜處理大量工業廢渣且不受工業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域底泥進行固化/穩定化修復，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定性，為確保固化/穩定化處理達標，需要根據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混合藥劑，經氧化還原反應、礦化作用、分子鍵合反應和共沉淀反應將交換態重金屬離子轉化為重金屬的單質、硅鋁酸鹽、硅酸鹽和多金屬羥基沉淀物等自然環境中極穩定的物質，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，經吸附、氧化作用，實現重金屬污染底泥的固定化修復。

2.2.2 技術可行性。固化/穩定化是向污染底泥、土壤或廢渣中投加固化/穩定化制劑，改變土壤的酸堿性、氧化還原條件或離子構成情況，進而對重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀作用產生影響的穩定化技術，實現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地氣候，能夠在當地很好地生長，才能保證較好的修復效果[4]。根據白銀市當地土質情況及需修復的土壤現狀，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。

研究發現，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，轉運系數大于1，在重金屬污染土壤修復方面具有潛在的應用價值。上述植物均為當地常見物種，可以很好地適應當地環境，確保生長，同時對重金屬具有一定的修復效果。

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

3 結語

由于長期遭受重金屬毒害作用，東大溝河道生態功能已經完全喪失。針對東大溝典型重金屬復合污染問題及生態脆弱的現狀，采用異位貯存、固化/穩定化修復以及植物修復等重金屬治理技術對區域內的底泥、廢渣等介質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，可實現河道生態恢復和景觀重建，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

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論文關鍵詞：城市土壤，重金屬污染，污染治理

 

引言

城市是人類社會經濟發展的必然產物。從18世紀以來人口不斷向城市集中。如今隨著各國工業迅猛增長，社會經濟飛速發展，城市的數目和規模均不斷擴大[1]。而城市環境是一個以人為中心的城市經濟、社會生態的復合生態系統。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性發展中國。所以，建設一個綠色健康的城市環境是城市可持續發展的必然方向。

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的城區或郊區土壤[2]，是城市環境的重要組成部分，是城市生態系統地球化學循環的重要環節[3]，也是城市賴以存在發展的物質基礎。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境基準或環境標準時污染治理，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狀并提出相應的治理對策是可持續發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出

顯著的空間差異。一般地，人口聚集的城市中心區域土壤重金屬含量明顯高于郊區和農田。對紐約市“市區－郊區－農區”土壤研究發現，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污染治理，重金屬分布呈現出一定的規律性。一般的規律表現為：Pb的濃度為老工業區＞老居民區＞商業區＞開發區＞其它；Zn的濃度為老居民區＞商業區＞老工業區＞其它；Cu的濃度為老居民區＞商業區＞其它；Cd的濃度為老工業區＞老居民區＞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域。北京城區三十多個公園土壤Pb質量分數調查表明，盡管大多數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內公路兩側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構，土壤層次凌亂，重金屬在其垂直剖面方向分布變異較大，不同功能區重金屬元素在土壤中各層的聚集狀況沒有規律可循[11,12] 。

2.2城市土壤重金屬污染的來源

礦產冶煉加工、電鍍、塑料、電池、化工等行業是排放重金屬的主要工業源，其排放的重金屬可以氣溶膠形式進入到大氣，經過干濕沉降進入土壤；另一方面污染治理，含有重金屬的工業廢渣隨意堆放或直接混入土壤，潛在地危害著土壤環境[13]。隨著城市化發展，大量污染企業搬出城區，原有的企業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系統、環境及人體健康仍會產生長期效應。

隨著城市化發展，交通工具的數量急劇增加，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內堆放的垃圾中的重金屬以有效態形式[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形式存在的金屬元素幾乎不可能再結合為殘渣態，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

城市郊區是市區蔬菜的主要供應基地。因此，土壤－蔬菜系統是城市人群暴露土壤重金屬污染的主要途徑之一。目前研究發現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現工業地區甜菜中Cr的積累與攝入有可能導致癌癥發生率增加[21]。

城區內，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。研究發現[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環境的重要組成部分，是地球環境中進行物質、能量、信息交換的重要環節。當其中的重金屬含量超過其環境承載力后，將通過地表徑流、淋溶、大風揚塵等途徑對地表水、地下水和大氣環境產生危害。為了保證人類和諧地生活在高速發展的城市中和人類社會的可持續發展，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，提高城市環境質量

在可持續發展理論和生態優先的原則下，改進生產工藝，實現綠色生產和循環經濟，充分回收轉換工業生產過程中產生的重金屬有害物質，減少三廢排放，禁止任意堆放工業生產的廢渣，防止其中的重金屬物質下滲到土壤或揮發到大氣中。

減少煤的使用污染治理，開發清潔能源新技術，調整能源結構及能源供給方式，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。實驗研究發現采用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，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，因此應結合人體健康評估、土地利用方式和土壤中重金屬賦存狀態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，實現對城市土壤正確的評價，以便幫助政府相關部門制定出合理的法規，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。

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關鍵詞：植物修復；污染治理；有機污染物；重金屬

1引言

近年來，社會經濟的迅速發展，導致環境受到嚴重污染，對人們的日常生活具有不利影響，這種情況將會導致經濟可持續發展受挫。現階段的環境污染主要是工業或者是人們日常生活垃圾造成，為此治理環境污染，就需要對污染物治理引起高度重視。現階段，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。隨著科學技術的不斷發展，植物修復技術的出現，促使環境污染治理出現了春天，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點。關于植物修復技術應用原理主要是利用植物、微生物與環境的相互作用，從而清除、分解以及吸收環境污染物質，進而恢復生態原有環境。

2植物修復技術在廢水治理中的應用

2．1植物修復有機污染的一般原理

關于有機污染采取植物技術修復原理主要包括三方面的內容，分別是積累作用、降解轉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，并且在植物體內加以保存，從而使得污染物得到有效的分解；②降解轉化作用，主要是現階段土壤當中，富含了有機污染物（主要包括農藥、油等），植物將其吸收進入體內，通過植物內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，主要是充分發揮植物根系分泌特定的分泌物作用（酶、蛋白質、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，能夠加快聚氯聯苯（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，值得注意的是該種蛋白質與一般蛋白質具有本質的區別，其中含有氯芳香性物質TCDD，能夠促進微生物的分解，并且一直以溶解狀態呈現在人們面前。一種植物用于環境污染治理，通常情況下是特定的植物，并且其發揮的作用也是不盡相同。

2．2植物修復技術在富營養化水體及有機污染治理中的應用

隨著社會經濟的迅速發展，我國工業污染水以及人們日常生活污水大量排入湖泊當中，促使我國湖泊出現富營養化情況，或者是造成嚴重污染。根據有效調查數據顯示污染的湖泊高達90％，造成湖泊水體富營養化的主要化學元素包括N、P元素［2］。為使湖泊水體富營養化得到有效的治理，現階段，國家采用植物修復技術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，將可以得出一串數據，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］。總而言之，在對富營養化的水體進行處理時，通過植物修復技術進行水體的凈化，不僅僅能夠美化環境，還能夠有效促進經濟效益的增長。

3植物修復技術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

現階段，環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轉化成為另一形態，或者是進行金屬元素的擴散遷移，從而使得其發揮的作用實現逐步降低［4］。目前，通過植物修復技術治理重金屬，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。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，該種方式主要通過植物根系對土壤當中極易揮發的重金屬加以吸收，諸如汞、硒等，植物在吸收易揮發重金屬之后，利用蒸騰作用通過葉片將金屬蒸發，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對重金屬具有很強的解毒和積累能力。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，將會發現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，從這一數據就可以得出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％。根據報道，在1986年切爾諾貝核電站發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％，并且能夠將其長時間存儲在植物體內，從而有助于環境污染的治理。

4結語

隨著社會經濟的迅速發展，環境遭到了嚴重的污染，不利于經濟的可持續發展，這就需要有關部門重視環境污染治理。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，不利于經濟效益的提升。植物修復技術的應用，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。兩種治污技術進行比較，植物修復技術具有技術以及經濟的優越性。目前植物修復技術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。

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[關鍵詞]環境監測；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

在經濟和社會發展的過程中產生了許多有毒有害物質，這些物質來源于生活垃圾、工業廢物、礦山廢渣等生活和生產的多個環節，這些物質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。土壤是環境中的重要組成部分，承受著環境中約90%的污染物。同大氣和水體環境中的污染物相比，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無法發現而容易被忽略；當重金屬對人體的毒害作用顯著發生時，多數是屬于無法治愈且不可逆轉的。

土壤中的重金屬一般是通過食物鏈進而在人體內富集，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，可引發貧血、高血壓、骨痛病等疾病，其危害長達數十年。

一、土壤中重金屬的來源及我國的污染現狀

工業“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集中在經濟較發達的地區。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高達1000多萬噸，合計經濟損失至少200億元。農業部環保監測系統曾對全國24省、市320個嚴重污染區土壤調查發現，大田類農產品超標面積占污染區農田面積的20%，其中重金屬超標占污染土壤和農作物的80%。農業部調查發現：我國污灌區面積約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；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。國內蔬菜重金屬污染調查結果顯示：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，經調查其近郊蔬菜基地土壤重金屬汞和鎘均出現超標，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，如添加有機質可加速土壤中農藥的降解，減少農藥的殘留量。

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成可溶性，因而只在污染較輕地區尚能使用。

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。據研究，在水稻抽穗到成熟期，無機成分大量向穗部轉移，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，利用這一性質實行水旱輪作，是減輕或消除農業污染的有效措施。

4）客土深翻

污染土壤的排除，特別是重金屬的土壤污染，在土壤中產生積累，阻礙作物的生長發育。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。但如果是地區性的污染，實際采用客土法是不現實的。

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不宜采用。

5）采用農業生態工程措施

在污染土壤上繁殖非食用的種子、種經濟作物或種屬，從而減少污染物進入食物鏈的途徑。或利用某些特定的動植物與微生物較快地吸走或降解土壤中的污染物質，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、穩定、治本的措施。但投資大，適于小面積的重度污染區。

近年來，把其它工業領域，特別是污水、大氣污染治理技術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、陰陽離子膜代換法、生物反應器等。雖然大多數處于試驗探索階段，但積極吸收、轉化新技術、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。

結語

土壤中的重金屬除了會通過植物吸收進而對生物產生毒害作用外，還會經由雨水淋濾及地表徑流作用轉移進入地表水系統，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

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當前耕地土壤重金屬污染現狀和特征

綜合多部門調查結果判斷，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，污染區域主要為工礦企業周邊農區、污水灌區、大中城市郊區和南方酸性水稻土區等。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。除非有表觀現象，或者有繼發性的毒害事件，才會引起人們對土壤污染的關注。其次，土壤污染呈現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。通過連續三年的觀察，沒有發現兩者的必然聯系。后來查找了國際上很多相關研究，確實發現土壤污染對人體健康沒有直接的關系。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有了報道，包括我們自己也做了研究，多半與水系有關，具有一定的流域性，如發生在湘江流域、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、農業投入品都會影響耕地土壤中的重金屬含量。二是農業的種類繁多，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，不同部門的關注點不同，與耕地有關的有農業部、糧食局、質量監督局，還有環保部、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，國際上關于土壤修復的經驗非常多，已經有了比較完整的技術體系。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。具體的技術體系有挖掘、填埋等一系列技術方法。但是這些技術的發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。在為數不多的案例中，日本“痛痛病”發源地污染土壤花了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，我也檢索了國內外相關的科技文章，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就比較簡單，多半是固化/穩定化。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。

國內修復技術進展

中國真正關注土壤污染應該是在“十二五”期間，2006～2008年大家開始關注土壤污染，大規模研究也是在“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”項目中有關重金屬污染修復技術，主要是開展超富集植物的篩選，國家大約投入1000萬元來進行技術研究和產品開發。“十一五”期間，國家投入相對改變了，在礦山修復、石油污染修復、多環芳烴污染農田修復方面，大概投入了2000萬元。之后，國家環保部在“十一五”末期開展工業場地修復，這個階段農田修復反而被忽略了。“十二五”末期的“長株潭”試點和“十三五”的重點研發任務，對耕地污染的治理越來越重視，投入更多。目前內常用的技術體系主要有如下5種：

一是原位鈍化技術。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。該技術主要產品就是鈍化材料，現在已經開發得非常多。從原來非常簡單的含磷物質，到現在的納米材料等，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。就是種植低吸收品種，一種是通過常規的篩選方法，一種是通過選育方法，這種技術是非常有效的，能夠大幅度降低重金屬在農產品中的累積。例如，低吸收的水稻品種和常規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。這是我國發展最早的、在世界上最有話語權的技術，就是在污染區種超富集植物。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，他們發現了蜈蚣草。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研究，很有成效。

四是種植結構調整。針對中高風險的農田，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濟作物，切斷重金屬往植物轉運。很多人考慮能源植物、經濟作物、中草藥等，但最關鍵的，種植結構調整要形成新興的產業。

五是農藝調控措施。我推薦這種方法，這是目前很多區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，通過調整PH值也能夠改變。

湖南重金屬污染治理案例

2013年爆發的鎘大米事件，嚴重影響了水稻生產和銷售，造成不良影響，使“重金屬污染問題”成為社會關注的焦點。2014年農財兩部實施了“湖南重金屬污染耕地修復及農作物種植結構調整試點”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、財政經費大、人口數量多，也是目前世界上規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、農民自愿、收益不減”，主要修復技術就包括剛才講到的5項技術。針對湖南重金屬污染耕地，相關部門提出了“分區分類”治理方案，以農藝措施為主，實現“邊修復邊生產”。

湖南試點工作取得了不錯的成效。就種植結構調整措施而言，從經濟效益方面來說，我們發現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查，訪談對象包括農民、種植大戶、合作社等，發現目前試點工作還面臨著一系列的問題：最關鍵問題是治理資金；技術落實不到位，導致整個試點面臨著很大壓力；社會力量，包括企業、合作社，總體上參與程度不夠；修復方案設計與現實脫節。

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關鍵詞：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，也是人類生態環境的重要組成部分[1-2]。隨著近年來經濟發展，工農業生產不斷擴大，所產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“三廢”污染耕地1，000萬公頃，污水灌溉的農田面積已達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；但大多數重金屬元素在環境中對環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，所以在環境科學中人們通常關注鋅、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與重金屬相似，所以將砷、硒列入重金屬污染物范圍內。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，并可造成土壤質量的退化、生態與環境的惡化現象[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，作物才表現出受毒害癥狀，或作物生長并未受害但產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]。如土壤環境質量標準值（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產生的“三廢”以及污水灌溉、農藥和化肥的不合理施用等農業措施引起的。隨著工農業生產的發展，重金屬對土壤和農作物的污染問題越來越突出，部分地區土壤重金屬污染現象十分嚴重。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、工業廢棄物得不當堆放、采礦及冶煉活動、農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過一定處理的城市污水灌溉農田、森林和草地。中國水資源較為緊缺，部分灌區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，但由于我國工業發展迅速，許多工礦企業污水未經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區土壤污染嚴重，遠離污染源頭和城市工業區，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大城市，所以農業用水更加緊張，污水灌溉在這些地區較為普遍。據統計，我國北方旱作地區污灌面積約占全國90%以上。南方地區相對較小，僅占6%，其余則在西北地區。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了人體鎘中毒；鞍山宋三污灌區土壤中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 農藥和化肥污染

農藥和化肥是重要的農用物資，對農業生產發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

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

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

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

過量的重金屬會引起動植物生理功能紊亂、營養失調、發生病變，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）土壤污染給農業發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，不利于可持續發展；（5）土壤污染造成嚴重的經濟損失；（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。控制土壤重金屬污染源，即控制進入土壤中的重金屬污染物的數量和速度，通過土體自身的凈化作用，降低污染。

（1）控制和消除工業“三廢”

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

（2）土壤污灌區的監測和管理

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

（3）合理施用化肥和農藥

對于農藥和化肥的施用，應以環保無毒為準則，禁止或限制使用高殘留農藥，大力發展高效、低毒、低殘留農藥，發展生物防治措施。為保證農業的增產，合理施用化學肥料和農藥是必需的，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

在農業生產過程中，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等發現某些特殊植物對土壤中的重金屬元素具有富集作用。寇冬梅等研究認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。生物措施的優點是實施較為簡便易行、投資較少且對環境破壞小，而缺點是在短期內不易得到治理效果。

（3）化學措施

化學治理方法是利用化學物質和天然礦物對重金屬污染進行的原位修復技術，目前，在許多區域得到應用。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、陽離子代換量和粘粒的含量，改變pH、Eh和電導等理化性質，使土壤重金屬發生氧化、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。化學治理措施優點是治理效果相對較明顯，而缺點是容易再度活化。

（4）農業措施

農業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等探討了利用農業耕作措施治理土壤重金屬的方法，得出在不同污染地區種植不同的農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，選擇合適的農藥、化肥，增施有機肥，選擇農作物品種等。農業治理措施的優點在于操作簡單、費用不高，而缺點是需要較長治理周期卻治理效果不顯著。

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關鍵詞：土壤污染；重金屬；防治

1 引言

隨著我國加入世界貿易組織，經濟全球化的迅速發展，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。農村因農藥的的大量使用從而導致土壤重金屬污染嚴重，城市則因為工業原因導致土壤重金屬污染嚴重。

而在處理重金屬污染方面，目前國內有資質處理重金屬污染的公司寥寥無幾。由于我國經濟的快速發展、工業化的快速發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，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 現狀

根據我國有關權威相關部門的顯示，目前在我國東部發達經濟地區為數不多的耕地中，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加劇，對地下水資源的質量和人們的身體健康構成嚴重威脅，影響十分惡劣。

根據國家環境監測中心的調查結果，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區，我國有些城市的大片農田受多種重金屬污染，超過十成的的土壤已經基本喪失土地生產力，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境的惡化和生態的變化，也開始引發人們的思考和行動，早在2005年，我國有關立法機關便通過了對污染的防御和治理的有關條款進行規定，要求企業和公司在生產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環境的改善從法律角度提供了理論基礎，讓企業、公司有法可依。

3 污染來源

從上文的統計結果中我們可以看出，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生活活動，例如工業污染物的排放、農業用水農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、農藥、燃料等制造業；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，因此工業上90%的鎘用于電鍍、顏料、塑料穩定劑、合金及電池等行業。

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、采礦、冶金、石油化工、紡織等工業，以及鋼鐵廠、印刷等行業是含鎳廢水的工業來源，其中以電鍍業為主。

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硝酸銀有著廣泛應，電鍍業和照相業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、生物方法以及農業方法。

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，使土壤中的揮發性污染物揮發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、穩定等優點，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，對環境極為友好，但是所需時間極長，短期內治理效果十分不理想。

4.4 農業方法

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。農村的土壤重金屬污染的主要來源是農藥的大量使用，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缺點后，在應用過程中取長補短，才能更大的發揮其修復能力。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、生態學、化學、遺傳學、環境保護學和生物工程等多個學科的共同努力來實現。

修復的成功和失敗經驗，特別是結合我國國情，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系統中具有多樣、復雜的復合效應機制，包括協同作用、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，在不破壞環境的前提下治理污染問題。

參考文獻

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篇8

關鍵詞：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的過程中的必要環節。土壤的重金屬污染是指在人類的生產活動中，排出重金屬含量較高的物質散落在土壤中，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象。在重金屬污染的土壤中耕作農作物，農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域的隔離，將其污染控制在一定的范圍之內。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換，再向土壤調換處加入新土，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，發生氧化還原反應。從而達到去鉛的目的。以上方法都能夠對土壤鉛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轉化成液體形態，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，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

生物修復技術早在上世紀90年代初就已經興起，它是一種新型治理土壤鉛污染的技術，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，生物修復技術主要包括的內容有：植物修復技術、微生物修復技術、動物修復技術以及基因工程技術和細胞工程技術等。利用這些方法治理土壤鉛污染的優勢在于二次污染小、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，并且比較經濟適用，符合生態發展要求，具有相當廣泛的發展前景，其方法手段主要有植物揮發、植物提取和植物鈍化三種。微生物修復技術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。動物修復技術是指利用蚯蚓對礦山土壤污染進行治理，通過大量放養蚯蚓使之在土壤中對有毒物質進行體內分解，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。基因和細胞工程技術則是通過改變細胞內的關鍵酶或酶系統，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，并杜絕鋁污染現象的再次發生，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，為人類的生存環境的改善創造條件。

（二）污染是目前社會比較關注的公共話題，解決了土壤的鋁污染，有利于可持續發展戰略的實施。

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

三、結束語

目前隨著社會的不斷發展，城市工業化不斷加快，環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，需要我們采取適當的方法去進行，不要盲目的去進行治理，而導致土壤污染的狀況惡化，要根據其污染的性質及污染的來源去進行綜合治理，要利用科學技術進行對其改造，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。

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關鍵詞：固化劑；重金屬污染底泥；固化/穩定化修復技術

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，因此重金屬污染物潛在危害性大。由泥沙、黏土、有機質及各種礦物混合形成的底泥，經過一系列物理化學、生物、水體傳輸等作用而沉積于水體底部形成。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個數量級，成為水體重金屬的儲存庫和歸宿[1]。當環境條件變化時，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田安全灌溉構成嚴重威脅，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，并將污染物轉化為不易溶解、遷移能力弱和毒性小的狀態的過程[5]；或投加固化劑使底泥由顆粒狀或者流體狀變為能滿足一定工程特性（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]；穩定化是指在底泥中投加螯合劑使重金屬由不穩定態（水溶態、離子交換態）轉變成穩定態（殘渣態），顯著降低重金屬的生物活性[7]。利用固化/穩定化技術處理重金屬污染底泥，是現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狀及固化/穩定化修復技術發展進行綜述，為底泥重金屬污染綜合治理與修復提供科學依據。

1 我國底泥重金屬污染現狀

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，如印染廠、制衣廠、皮革廠等等。一方面，一些未經（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，呈現緩慢污染的現象。同時，很多地方的生活污水沒有連接到排污管網而直接排放入水體，當進入水體的污染物數量超過了水體的自凈能力，導致水體質量下降和惡化，進而造成水體和底泥的污染。

1.1.2 固體廢棄物 靠近城鎮的河流周邊經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境擴散，進入水體，被底泥富集。另外，大型工礦企業的礦渣場（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，我國耕地質量堪憂，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、閩粵瓊區和西南區。土壤中的重金屬可通過降雨、地表徑流等方式轉移到底泥中。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；規模化養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、能源產業（發電廠）、冶金和建筑材料生產產生的氣體和粉塵，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 底泥重金屬污染現狀 滑麗萍等[13]通過搜集我國不同區域湖泊底泥重金屬含量背景值發現，我國湖泊底泥重金屬污染程度不均，臨近工礦企業及人類經濟活動區的湖泊底泥重金屬污染較重，遠離這些區域的湖泊則保持比較潔凈的水體環境。張穎等[14]采用潛在生態風險指數分析法對松花江全江段表層沉積物調查發現，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現，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；Cr屬輕度污染，但其空間分布較廣且均衡，與周邊污染點源關系密切。李鳴等[16]通過測定鄱陽湖湖區、入湖口及出湖口水體及底泥中重金屬含量發現，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]對安徽銅陵礦區水系沉積物中重金屬進行潛在生態危害評價表明，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危害。

2 固化/穩定化修復技術

底泥重金屬污染按修復原理可分為物理、化學、生物及聯合修復技術。由于目前尚缺乏經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境中，同時提高廢物的物理力學性質。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/穩定化技術具有操作簡單、成本低、效率高等優點。

固化劑的選擇是重金屬固化/穩定化修復技術的關鍵，固化/穩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。

水泥固化主要產生起膠結作用的水化硅酸鈣；粉煤灰與水泥混合使用產生水化鋁酸鈣和水化硅酸鈣；粉煤灰主要起充填作用；石灰固化產生碳酸鈣，具有一定的脫水作用；石膏固化產生鈣礬石，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/穩定化土壤中有效態鉛的影響，向重金屬污染的土壤中施加了不同性質的含磷化合物，結果表明，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鉛含量，并且發現有效態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既能吸附不穩定擴散狀態的膠體，起到水質凈化的作用，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，Fe（OH）3還能與磷反應生成磷酸鐵以及絡合物（FeOOH-PO4）的形態而去除磷[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，通常都需結合其他的輔助措施[5]。近年來出現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 農家肥一類的有機質用于固化/穩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/穩定化研究，結果顯示，施入豬廄肥可以使土壤中的碳酸鹽態鋅和有效態鋅的含量升高，而鐵猛氧化物結合態鎘、有效態鎘及鐵猛氧化物結合態鋅的含量降低。Houben等[34]向重金屬污染底泥中施加有機肥后，可交換態的鉛、鎘和鋅的含量均有大幅度的減少，固化/穩定化效果明顯。

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。現階段，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量比進行復配，對重金屬污染的底泥進行固化試驗，結果表明，石灰石與硅藻土以質量比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，與水體水質密切相關的底泥重金屬污染的治理也越來越得到人們的關注。2016年3月17日，中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要提出開展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。這些條例和規劃綱要的，都有助于我國大氣、土壤和水體環境質量的改善。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進行修復和治理，減少底泥污染物的總量，實現“減存”目標。

然而，當前能夠實現底泥污染物“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，且目前已經有一些實際應用案例。如1996年長春南湖湖區內用硫酸鋁鈍化底泥，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惡臭問題，特區政府按照“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環境[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、不產生二次污染、低成本且操作便捷；其次，由于底泥性質差異大，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定、底泥固化速率差異大等現象，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。關于底泥固化修復技術的實施，國內還缺少自主生產的機械設備，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，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，在固化劑產品的研發上，要加強復合固化劑的研發力度，研發出高效、綠色、低成本、效果持久的新產品。同時，要加強固化機理的研究，明確固化劑產品的最佳投加環境條件，加強對固化修復技術裝備的研發投入，降低對國外機械的依賴程度。最后，結合國內底泥重金屬污染形勢（如湖南湘江流域、廣西環江流域、江西鄱陽湖流域），適當選取部分嚴重污染區，開展重金屬污染底泥的固化修復示范試點，總結好的經驗，進行更大范圍的推廣示范。

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篇10

環境材料又稱生態材料或是環境功能材料，這個概念首次出現是在20世紀90年代，是日本東京大學山本良一教授提出的，環境材料包括新開發的環境材料和傳統的現有材料兩種，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境負荷最低。環境材料的特點主要體現在以下三個方面，（1）先進性，就是指各自最主要的功能性；（2）環境的協調性，在材料的生產過程中，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，即經濟性，具有美觀舒適的外形以及較強的經濟實用性。循環再生材料、高分子材料、地環境復合材料等等都屬于環境材料，目前在環保、農業生產和工業等領域都得到了廣泛應用。

2在鹽堿地的土壤改良中，環境材料的相關應用

2.1鹽堿地的危害我國非常常見又十分嚴重的農業環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，現有的鹽堿化土地占耕地面積的比重約為20%，大多數位于西部的內陸干旱和半干旱地區，同時還有濱海地區。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，在植物的體內大量積累使植物承受“單鹽毒害”。另外，植物體內鹽分過多會使其出現一系列的生理代謝失調狀況，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分解以及植物的死亡。

2.2環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，其中采用環境材料進行土壤改良是比較新的現代化化學措施，循環經濟以及現代化工的發展推動了這種措施的廣泛應用。目前，用于改良鹽堿地的環境材料有兩類，一類是起替換作用的加鈣環境材料，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，環境材料的相關應用

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與城市污染以及農業施肥和污水灌溉等引起的，城市化和工業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，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，環境材料的應用重金屬污染土壤的修復技術分為四種，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和生物修復技術應用最為廣泛。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發生改變，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揮良好的穩定效應，這些有機質可以對土壤中的Cr6+進行還原，變為Cr3+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現的一種環境材料，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構進行改良、轉化養分并且直接給作物的根系提供水分。

4環境材料應用于農業抗旱節水中

農業的發展離不開水源，我國每年有約4×1011m3的水用于農業活動，約占總用水量的70%，而其中90%的水都用于農田灌溉。對于農業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業灌溉的面積；（2）不能科學合理的利用那部分已被開發利用的水資源，出現了十分嚴重的浪費情況，例如寧夏回族自治區以及依舊運用農田漫灌的灌溉方式，灌溉水利用率僅有40%左右，而發達國家的利用率在90%左右；（3）水資源的污染情況非常嚴重。在農業抗旱節水中應用的環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結語