導語：如何才能寫好一篇土壤重金屬，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

一、密云區菜田污染現狀

北京市密云區菜田面積達3.7萬畝，涉及17個鎮、124個村。我們對密云30個蔬菜園區土壤中重金屬元素鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、銅（Cu）、鉛（Pb）、鉻（Cr）、鋅（Zn）、鎳（Ni）含量進行測定，并按照國家相關標準對土壤環境質量及潛在生態風險進行評價。結果顯示，研究區內鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、銅（Cu）、鉛（Pb）、鉻（Cr）、鋅（Zn）、鎳（Ni）含量平均值分別為0.11、0.06、5.97、24.45、20.79、67.68、83.34、22.18 毫克/千克，均未超出土壤環境質量國家二級標準限值，土壤質量達到了保障農業生產、維護人體健康的安全水平。但與北京市土壤重金屬背景值相比，銅（Cu）、鉻（Cr）、鋅（Zn）元素含量平均值分別為北京環境背景值[鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、銅（Cu）、鉛（Pb）、鉻（Cr）、鋅（Zn）、鎳（Ni）元素背景值0.119、0.08、7.09、18.7、24.6、66.7、57.5、26.8毫克/千克]的1.31、1.01、1.45倍，超出環境背景值的比例分別為66.7%、43.3%、93.3%，甚至有小部分區域達到了中度污染和重度污染水平。若考慮重金屬的環境毒性，鎘（Cd）和汞（Hg）的潛在風險貢獻率[鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、銅（Cu）、鉛（Pb）、鉻（Cr）、鋅（Zn）、鎳（Ni）的潛在生態風險系數分別為27.57、28.93、8.42、6.54、4.23、2.03、1.45、4.14，風險系數越大，潛在風險越高]較高，有小部分區域達到了一般潛在風險級別。總體來說，密云菜園土壤受到一定人類活動影響，重金屬有所累積，尤其對銅（Cu）、鉻（Cr）、鋅（Zn）、鎘（Cd）、汞（Hg）的污染應引起重視。

二、重金屬從何而來

土壤中重金屬的主要來源為以下五個方面：

1. 污水灌溉

包括城市生活污水、工業廢水、石油化工污水等，尤其在我國的北方地區，由于水資源嚴重短缺，采用工礦業污水灌溉農田的情況十分普遍。

2. 大氣沉降

如工廠廢氣、汽車尾氣等，成分復雜且遷移擴散面大，通過自然沉降和降水進入土壤造成污染。

3. 化肥不合理施用

尤其是一些磷肥、鉀肥和復合肥，其原料礦石中含有一定量的鎘（Cd）、鉻（Cr）、鉛（Pb）、砷（As）等重金屬，在長時間的傳遞和富集后，污染問題隨即顯現出來。

4. 畜禽糞便和有機肥

目前，一些含銅（Cu）、鋅（Zn）、砷（As）制劑常作為飼料添加劑在飼料生產中廣泛應用，以殺死畜禽體內的寄生蟲，促進牲畜生長，這使得畜禽糞便及有機肥中的重金屬含量明顯增加。

5. 農藥

農藥中常含有各類重金屬元素，如福美砷等含砷農藥、醋酸苯汞等有機汞殺菌劑、波爾多液等無機銅素殺菌劑和丙森鋅等含鋅農藥，如施用不當，便會引起污染；此外，還有工業廢渣、電子垃圾、地下水等也是土壤重金屬污染的重要來源。

密云區的農業生態環境質量普查結果顯示，區域內工礦企業污染較少、農藥施用量較少、養殖場數量多。土壤重金屬污染主要來源為化肥、有機肥的施用和畜禽養殖業的廢棄物，尤其是有機肥的投入量過高，在北京郊區各區中僅次于大興，排名第二；此外，部分農灌水質存在潛在砷（As）、汞（Hg）污染。

三、污染土壤怎樣種出安全農產品

在農業生產中，對已受到一定程度污染的土壤，通過有效措施可以大大降低重金屬對農作物的毒害。

1. 科學合理施肥

化肥與有機肥配合施用、科學配比、平衡施肥，改變大量、過量施肥的傳統習慣，不使用未經無害化處理的有機肥料及不符合相應標準的化肥。

此外，不同化肥品種在重金屬含量和化學性質上存在一定差異，對土壤中的重金屬數量和有效性可產生不同程度的影響。有研究表明，施用銨態氮肥能降低作物根際土壤pH值，提高作物根際重金屬活性，促進作物吸收，而硝態氮肥則相反。因此不同類型化肥的選擇供應也可作為控制作物吸收重金屬的一種措施。

2. 施用生物有機肥

生物有機肥是指以動植物殘體為來源并經無害化處理、腐熟的有機物與特定功能微生物復合而成的肥料，兼具微生物效應和有機肥效應。研究發現生物有機肥可以改變重金屬的存在形態且對重金屬有很強的吸附性能，從而使重金屬無法進入食物鏈。但對于不同性質的土壤和不同種類的重金屬，修復效果也不同，因此要有針對性的選擇合適的生物有機肥。

3. 秸稈還田

還田的秸稈在腐熟分解過程中產生的有機酸、糖類及含氮、硫雜環化合物，能與金屬氧化物、金屬氫氧化物及礦物的金屬離子發生絡合反應，改變土壤重金屬的形態，降低其生物有效性，從而減少其對土壤生物和農作物的毒害。在秸稈腐熟過程中，可施入適量石灰，以減輕有機酸對作物根系的毒害作用。

4. 深耕、深翻

深耕、深翻土壤使聚集在土壤表層的重金屬分散到更深的土層，從而降低重金屬濃度。深耕深翻還能降低土壤容重、調節土壤含水量、加速土壤有機物腐殖化過程、提高土壤有機質含量。此方法適用于重金屬背景值較低或底層重金屬濃度較低的土壤。

5. 施用石灰

土壤中的重金屬一部分以陽離子形式存在，這部分重金屬的遷移性大、生物可利用性高、危害最大。在蔬菜保護地，長期施肥使北方堿性土壤酸化，加入少量石灰性物質，可提高土壤pH值，促進重金屬生成碳酸鹽、氫氧化物而沉淀，降低土壤中重金屬的有效性，從而抑制作物對重金屬的吸收。須注意的是，不宜連續大量施用，否則會破壞土壤結構，不利于作物生長。

四、土壤重金屬污染如何修復

目前，土壤重金屬污染主要采用物理工程措施、化學治理措施、生物修復措施進行治理。

1. 物理工程措施

物理工程措施主要有兩種：

①客土、換土法。即在被污染的土壤上覆蓋非污染土壤或挖除污染土壤而換上非污染土壤，此方法切實有效，但需花費大量人力財力，只適用于小面積嚴重污染土壤的治理。

②電動力學法。即在土壤中插入一些電極，把低強度直流電導入土壤以清除污染物，此方法不適于砂性土壤。

2. 化學治理措施

化學治理措施是利用化學提取修復方法，即運用試劑和土壤中的重金屬作用，形成溶解性的重金屬離子或重金屬――試劑絡合物，最后從提取液中回收重金屬，并循環利用提取液。此方法費用較低，僅適用于砂性土壤等滲透系數大的土壤或輕質土壤的地表污染修復。

3. 生物修復

生物修復主要包括微生物修復和植物修復。

①微生物修復是通過改變重金屬存在的氧化還原狀態及吸附作用降低重金屬的毒性。

篇2

關鍵詞：土壤；重金屬；污染；修復技術

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161033020

1 土壤重金屬污染分析

造成土壤重金屬污染嚴重化的主要原因就是人類活動的影響。土壤重金屬污染主要來源是工業、農業以及城市生活垃圾等。特別是工業污染影響最為嚴重，產生的三廢是主要的污染源。都會間接或者直接的排放到土壤中，對土壤成分的影響最為直接。城市汽車尾氣等也會通過其他途徑在土壤中得到釋放，融合到土壤中改變其成分。一些農業生產活動將使用污水，或者是含農藥成分較高的水源。長期使用以及堆砌垃圾也會提升土壤重金屬含量。一些重金屬含量較高的生活用品，例如溫度計、電池等隨意丟棄，能夠加重對土壤的重金屬污染。對環境資源的破壞也會使土壤成分發生改變。土壤重金屬污染問題已經成為影響國民經濟水平發展和人們生活質量提升的最為重要的因素。

2 土壤修復技術

2.1 玻璃化技術

將含有重金屬的土壤放置在高溫高壓的環境中，通過長時間的放置，在經過冷卻之后土壤中會形成較為堅硬的玻璃化物質。這是土壤中的重金屬固化之后的表現。玻璃化技術能夠避免土壤中的重金屬物質發生轉移，達到固定重金屬的目的。但是玻璃化技術需要大量的電能，在修復成本上相對較高，沒有得到廣泛的應用。一般情況下只是針對較小面積的土壤開展的修復。玻璃化技術形成的物質不能夠被充分的進行降解，只能夠實現對土壤中的重金屬進行固化。熔化重金屬物質需要全面的計算成本。并且針對的重金屬物質的不同特性，在價格的體現上也具有差異性。成本核算結果相對較大，因此為了能夠控制資源、成本的投入使用。在技術開展的過程中需要控制含水量，適當添加粘土等，這樣能夠獲取到特殊處理效果。并且玻璃化之后形成的物質能夠進行循環使用，作為填充劑等材料。

2.2 固化穩定

在受到重金屬污染的土壤中添加固化穩定劑，在通過物理或者化學處理過程對土壤中的重金屬物質進行降解的技術。固化主要是將土壤中的重金屬物質進行包裹，這樣重金屬物質就會形成相對穩定的狀態。避免重金屬物質進一步的釋放。在土壤中添加適當的穩定劑，能夠對重金屬物質進行沉淀，使重金屬吸附在相對固定的物質上。降低重金屬物質的移動。固化穩定方式是使重金屬物質發生鈍化，這樣就能夠使重金屬物質減少向地下移動，控制重金屬的沉積。也能夠在一定程度上限制重金屬通過食物鏈方式轉移到人體中，使人們能夠避免受到威脅。選擇合適的固化穩定劑是進行重金屬治理的關鍵。固化穩定劑自身不能夠含有重金屬，不要產生二次污染。固化穩定劑的成本要得到控制，能夠持續的對重金屬發揮固化穩定作用。赤泥、石灰、蒙脫石等都能夠起到很好地固化穩定作用。土壤重金屬污染程度是固化穩定劑應用量的主要因素。通過詳細計算分析重金屬污染程度，制定充分的用量。固化穩定技術需要對污染土壤開展長期監控， 避免土壤中的重金屬在特定條件下得到激活，再次污染土壤。

2.3 生物修復技術

主要是利用植物、微生物等的生命代謝對污染的土壤進行的治理。通過微生物作用改變土壤中化學形態，起到固定重金屬或者降解的作用。提升土壤生命物體的移動效果。植物對土壤中的重金屬進行提取、分解，吸收其中存在的有毒物質，對土壤進行固化，轉變成分。通過植物將重金屬進行匯總集中處理。植物的根系能夠更好地進行重金屬過濾。植物修復技術是利用自然植物的綜合效應開展的修復，受到植物種類、土壤成分等多種因素的影響。能夠同時對污染的水資源進行修復。具有環境美化的功能，促進土壤中有機物質含量的提升。增強土壤肥力，構建有助于植物生長的環境。但是植物對于重金屬修復的耐性受到限制，只能夠對中等以下土壤重金屬污染開展修復。特別是一種植物一般情況只能夠針對一種重金屬修復，并且在修復的過程中很有可能激活其他重金屬。但是基因工程的發展正在逐漸的解決這種問題。針對植物修復技術的弱點進行了轉基因植物的研究，更好地發揮植物修復技術的功能。生物吸收使重金屬含量降低。生物修復技術效果明顯，并且成本投入較少，方便開展管理。不會產生二次污染。生物修復技術受到人們的特別關注。

3 結語

土壤重金屬污染嚴重的威脅到人們的生命安全。使農作物生產受到影響。土壤與大氣、水資源等環境有著密切的聯系。開展土壤重金屬修復技術的研究將會保證農產品質量，對提升人們的生命安全保障具有重要現實意義。通過多樣化形式進行土壤重金屬污染的修復。由于土壤重金屬污染具有復雜性特點，因此要構建高效率、低成本、實用性的土壤修復技術體系，在實踐中不斷地進行檢驗推廣。在不影響農產品產量的同時，充分的調動農民積極性參與到土壤治理過程中。

篇3

然而，仔細分析一下相關消息，筆者認為，按此方式得出的“污染圖”應該比較粗糙，難以符合公眾的預期。

首先是精度問題。據媒體報道，該“污染圖”以1：20萬圖幅為基準網格單元，每一個網格都布設采樣點位。這表明，該污染圖屬于中比例尺范圍，以此為基準的網格單元采樣點大體上是25平方公里采集1個樣點。

但實際上，土壤重金屬污染具有高度不均性特點。以水污染為例，其污染與地形高度相關，常常存在某條河流的一邊存在重度污染而另一邊卻潔凈無污染，這一塊田存在污染、但相鄰的一塊田潔凈無污染的現象。

1：20萬和1：25萬是中國目前主要的中比例尺區域地質調查，也是中國的基礎地質工作。但以中比例尺的圖幅制作的重金屬元素的“人類污染圖”，在精度上有存疑之處。

其次是計算方法。據媒體報道，“每個點位都采集一個深層土壤樣品和一個表層土壤樣品。深層樣品來自1米以下，基本代表未受人類污染的自然界地球化學背景；表層樣品來自地表25厘米以淺，是自然地質背景與人類活動污染的疊加。用表層含量減去深層含量，即得出重金屬元素‘人類污染圖’。”

不難看出，這個“污染圖”是以重金屬總量進行的計算。這種計算看起來很合理，但事實上，重金屬的總量并不能準確反映其毒性，重金屬的毒性主要反映在其“活性”部分，即常說的“有效性”（即對植物產生的影響）。

事實上，表層樣品來自地表25厘米以淺的土壤，正因為有“人類活動”，土壤的很多性質與1米以深的樣品有著極為顯著的差別。作為反映重金屬毒性的“活性”部分也因此有著極大的差別，不僅重金屬總量，“表層含量減去深層含量”同樣難以表達“人類污染圖”的毒性。

第三是重金屬的數量問題。報道稱，中國正在建立“涵蓋81個化學指標（含78種元素）的地球化學基準網地”。從學術研究的角度出發，此舉意義重大。

但在工業上真正劃入重金屬的，只有10種金屬元素：銅、鉛、鋅、錫、鎳、鈷、銻、汞、鎘和鉍。而從土壤—植物系統的角度來說，國際學界認為，只有鎘、鈷、硒等元素對動物和人類健康造成危害的風險最大。因為食物鏈而造成人體健康受損的，主要是鎘和硒。

雖然重金屬數量很多，但各種重金屬的毒性及其地球化學（研究地球的化學組成、化學作用和化學演化的科學）行為相差甚遠，對人類的影響程度不同，從食物鏈的角度來看，也只有關鍵的幾個。

第四，與土壤污染治理的關系。

有人說，“人類污染圖”有助于土壤重金屬的治理。但筆者認為，成功的土壤污染治理（尤其是農田）的前提是，必須對土壤本身的性質特征有一個透徹的了解，才能對癥下藥。同時，土壤污染具有高度的不均勻性、高度的局部性和區域性，而“人類污染圖”的采樣密度難以為土壤重金屬治理提供翔實和足夠的基礎資料。

重金屬在土壤中經歷各種物理、化學和生物學過程，在復雜多相的土壤體系中，重金屬以各種各樣的形態如水溶態、交換態、有機物結合態、鐵錳結合態和殘余態存在，這些形態對植物的有效性（即能被植物利用的程度）不同，且隨著土壤條件的變化（如土壤酸化），一些形態會發生相互轉化。

篇4

關鍵詞 重金屬；鈷；土壤污染；修復

中圖分類號 X53 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）07-0222-02

目前，全球經濟迅速發展的同時也造成了日趨嚴重的環境污染問題，其中土壤重金屬污染備受矚目[1]。重金屬在土壤中高度富集，惡化土壤環境質量，影響農作物的產量和品質，嚴重危害土壤的生態循環，其通過食物鏈進入人體，危害人們的身體健康，威脅人類的生存環境[2-4]。在各種重金屬中，高濃度的鈷明顯抑制植物生長發育，因此土壤中鈷污染越來越受到人們廣泛的關注[5-7]，鈷含量高的農產品也會損害人和動物的健康，造成心肌和胰腺損傷，降低甲狀腺濃縮碘的能力等[8]。

1 重金屬鈷污染土壤的特性和危害

土壤中含鈷量為0.05～65.00 mg/kg，中值為8 mg/kg。巖石風化的土壤，鈷的濃度變化不大，如含鈷為59 mg/kg的玄武巖風化后含鈷為81 mg/kg，略有富集[9-10]。試驗結果表明：鈷在土壤溶液中濃度為0.10～0.27、1.00、5.90 mg/L時，分別對西紅柿、亞麻、甜菜有毒害作用[11-12]。鈷濃度為10 mg/L時，可使農作物死亡。美國規定灌溉用水鈷的最大容許濃度為0.2 mg/L。前蘇聯提出生活供水水源中鈷的最大濃度為1 mg/L，漁業用水為0.01 mg/L[13-14]。隨著人類對鈷元素的開發和利用，鈷污染越來越嚴重，主要的污染來源有礦藏開采、原子能工業排放的廢物、核武器試驗的沉降物、醫療放射性、科研放射性等。鈷是植物生長的必需微量元素，是維生素B12的組成成分，適量的低濃度鈷對植物生長有促進作用，但是如果濃度過高將使植物受到毒害作用[15]。重金屬污染物對土壤的污染具有長期性、隱蔽性和不可逆性，不僅降低土壤質量，導致農作物產量和品質的下降，還危害人類健康。如果環境被具有放射性的鈷污染，其放射性是持久的，隨著衰變逐漸降低，放射性會嚴重影響周圍動植物的生長和發育，如果食用了含放射性鈷的食品，會導致脫發，嚴重損害人體血液內的細胞組織，造成白血球減少，引起血液系統疾病，如再生貧血癥，嚴重的會使人患上白血病（血癌），甚至死亡[16-18]。因此，修復重金屬污染鈷土壤，受到科學家們的廣泛關注。

2 治理重金屬污染土壤的方法

目前國內外采用多種方法且多為交叉使用方法來修復和治理重金屬污染的土壤[19-22]，一般分為3類，即化學修復法、物理修復法和生物修復法。化學修復法包括2種，一種是化學淋洗[23]，是指污染土壤中加入化學溶劑，通過外壓或者重力作用，將重金屬溶解在溶劑中，實現重金屬轉移至液相態，然后將溶液抽提出土層，再對溶液中重金屬進行處理；另一種是化學改良劑[24]，土壤添加改良劑以后，可以通過對重金屬的產生拮抗、氧化還原、吸附、沉淀等作用，使重金屬在土壤中的存在形態發生改變，然后進入土壤深層或地下水遷移，從而降低其生物有效性。物理修復法是基于機械物理的工程方法，主要包括3種，即翻土、換土和客土法、熱處理法和電動修復法。生物修復法是通過各種生物的代謝活動降低土壤重金屬含量，包括4種，即菌根修復法、微生物修復法、植物修復法及動物修復法。澳大利亞等國的研究較為深入，主要集中在利用超富集植物對土壤中的重金屬元素進行吸收，但大面積普及難度較高[25-26]。利用沸石等物質降低重金屬在土壤中的遷移等方面。國內也開展了關于土壤重金屬的污染治理研究，但仍然存在局限性，對于動物修復的機理還不是很明確，植物修復易造成植株生長緩慢、植株矮小、生長周期長等。

3 治理鈷污染土壤的方法

鈷分為2類，即不具有放射性和具有放射性，不具有放射性鈷就是一般的重金屬元素。目前，國內外對土壤中的重金屬鈷元素的研究主要集中在測量其含量、鈷在植物中遷移規律以及鈷對植物生長的影響[27-28]，而鈷污染土壤修復方法研究較少，在實踐中還是采用重金屬污染土壤常規的3種修復方法，即物理修復法、化學修復法和生物修復法。具有放射性鈷污染主要是由于礦藏的開采、鈷的利用、科學研究、核電站等造成的，對其處理國內外采取的主要方法是把污染的土壤封存起來，集中到一個地方，進行自然衰變，避免人和動物進入，但是礦藏污染比較難以控制，污染面積較大，由于自然界本身作用規律，遷移速率較快，對環境影響比較嚴重。輻射劑量較高的鈷污染土壤用固定的桶裝起來，放到處置場進行處置，每個國家都有專門的放射性污染處置場，這需要花費較大的人力和物力，而且占用地方比較大，時間較長。近年來，科學家們正開展常規重金屬污染土壤修復方法和放射性污染土壤處理方法聯合研究，利用生物修復法選擇富集度高的植物種植在被放射性物質污染的土壤中，放射性物質從土壤轉移到生物體內，達到了濃縮放射性物質的目的，同時美化了環境，減少了污染，然后再集中焚燒植株，進一步濃縮放射性物質，這給后續處理節省了大量人力、物力、財力等[29-31]，如日本福島核電站事故發生后，日本科學家們在被放射性污染的土壤中種植了向日葵、油菜等植物。

4 展望

隨著鈷污染日益加重的情況，鈷污染土壤修復技術的研究和應用勢在必行。物理方法和化學方法不僅費用昂貴而且常常導致土壤結構破壞，土壤生物活性下降和土壤肥力退化等，同時對具有放射性鈷污染土壤不能降低或者消除其放射性，生物修復法和放射性處理方法結合起來無論從技術上還是從實踐應用方面都是切實可行的，其優勢明顯可見。聯合修復技術今后應加強以下幾個方面的工作：一是加強對國內超高積累鈷植物的篩選工作，開展對富集鈷植物的培育工作，把生長慢、低生物量的超富集鈷植物，培育成生長快、生物量大的植物，進行推廣、商業化。二是鈷富集植物收獲后的處理，具有放射性的主要采用焚燒法，然后再集中桶裝；不具有放射性的采取堆肥法、高溫分解法、灰化法等多種處置技術。探求既有經濟效益，又能使污染物得到妥善處置的修復植物產后處理技術還需要不斷努力。

5 參考文獻

[1] 金聯平，畢華.蔬菜基地土壤重金屬污染與防治[J].綠色科技，2011（6）：1-2.

[2] 冷天利，蔣小軍，楊遠祥.鋅鉻復合污染對水稻根系可溶性糖代謝的影響[J].環境，2007，16（4）：1088-1091.

[3] 韓志萍，王趁義.不同生態型蘆竹對Cd的富集與分布[J].生態環境，2007，16（4）：106-109.

[4] 陳志良，仇榮光.重金屬污染土壤的修復技術[J].環境保護，2001（8）：17-19.

[5] 劉雪華，李繼云.微量元素鈷的研究[J].土壤學報，1995，32（1）：112-116.

[6] 樊文華，楊黎芳，薛曉光，等.施鈷對冬小麥產量和蛋白質含量及土壤有效鈷含量的影響[J].土壤通報，2005，36（1）：92-95.

[7] 楊黎芳，樊文華.鈷對冬小麥幼苗生長及鈷含量的影響[J].植物營養與肥料學報，2004，10（1）：101-103.

[8] 顏世銘.鈷與健康[J].廣東微量元素科學，2007，14（2）：35.

[9] KABATA-PENDIAS A.Cobalt as an Essential Element for BlueGreen Algae[J].Physiologia Plantarum，1954（7）：665-675.

[10] YOUNG R S.Cobalt in Biology and Biochemistry[M].London，New York，San Francisco：Academic Press，1979.

[11] KABATA P A. Trace elements in soils and plants[M].Inc Boca Raton Florida：CRC Press，1984.

[12] AERY A C，JAGETIYA B L. Effect of cobalt treatments on dry matter production of wheat and DTPA extractable cobalt content in soils[J].Communications in Soil Science and Plant Analysis，2002（31）：9-10.

[13] 鮑士旦.土壤農化分析[M].3版.北京：中國農業出版社，2000.

[14] 王英典，劉寧.植物生理學試驗指導[M].北京：高等教育出版社，2001.

[15] 劉雪華，邵小明.鉆對盆栽花生及混作玉米氮素吸收的影響[J].土壤肥料，1996（5）：44-45.

[16] 崔明善，孫方領，張云書.進口水產品中減鉀總β放射性水平檢測報告[J].中國國境衛生檢疫雜志，1994（S1）：70-71.

[17] 環境放射性檢測方法[M].北京：原子能出版社，1977：22-32.

[18] 約翰-H，哈利.環境放射性監測技術手冊[M].程榮林，譯.北京：衛生部工業衛生實驗所，1976.

[19] 夏星輝，陳靜生.土壤重金屬污染治理方法研究進展[J].環境科學，1997（3）：72-76.

[20] 丁圓.重金屬污染土壤的治理方法[J].土壤，2000，15（2）：25-28.

[21] 王慎強，陳懷滿.我國土壤環境保護研究的回顧與展望[J].土壤，1999，31（5）：255-260.

[22] 李永濤.土壤污染治理方法研究[J].農業環境保護，1997，16（3）：118-122.

[23] 苗旭玲峰，肖細元，郭朝暉，等.磷肥對鉛鋅礦污染土壤中鉛毒的修復作用[J].環境科學進展，2005，33（7）：115-119.

[24] 于穎，周啟星.污染土壤化學修復技術研究與進展[J].環境污染治理技術與設備，2005，6（7）：1-7.

[25] CHEN T B，WEI C Y. Arsenic hyperaccumulator Pteris vittata L.and its arsenic accumulation [J].Chin Sci Bull，2002（47）：902-905.

[26] CHEN T B，FAN Z L，LEI M，et al.Arsenic uptake of hypeiaccu-mulating fern Pteris vittuta L：Effect of phosphorus and its significance[J].Chin Sci Bull，2002（47）：1876-1879.

[27] 孫志明，陳傳群，王壽祥，等.放射性鈷在模擬水稻田中的遷移模型[J].生態學報，2001，21（6）：938-941.

[28] 孫志明，陳傳群，王壽祥.放射性鈷在小麥-土壤系統中的遷移動力學[J].核技術，2001，24（1）：52-55.

[29] 湯澤平，陳迪云，宋剛.土壤放射性污染的植物修復與利用[J].安徽農業科學，2009，37（13）：6101-6103.

篇5

關鍵詞 土壤 重金屬污染 植物修復

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A

0引言

造成我國土壤重金屬污染的原因復雜多樣，如生活廢物、礦業廢物的隨意堆放，污水、廢水灌溉，農藥和化肥的不合理使用等。土壤污染具有普遍性，世界各國都有局部土壤存在不同程度的污染。全世界平均每年排放Hg約1.5萬t、Cu約340萬t、Pb約500萬t、Mn約1500萬t、Ni約100萬t。數量巨大的重金屬進入土壤對生態環境，給人類健康帶來嚴重危害，特別是重金屬污染土壤上種植的農作物產品，通過飲食進入人體，使重金屬在體內逐漸富集，可能造成人體制畸制癌的風險。因而，人們對重金屬污染的土壤采取了一系列修復措施。如易操作的客土、異位等物理修復方法，但其工程量大而且沒有真正解決土壤的重金屬污染；添加化學物質調節土壤理化性質或pH的化學修復方法，但費用高而且存在二次污染。相比較而言，利用超富集植物吸收土壤中重金屬的特性，對重金屬污染的土壤進行修復具有更好的應用前景。

1植物修復原理

植物修復這個概念的提出距今已有幾十年的歷史。它在20世紀80年代初發展起來，是一種利用自然生長或遺傳培育植物修復重金屬污染土壤的技術總稱。植物在去除土壤中重金屬的過程中發生了復雜的多相反應，其反應機理也十分復雜。學者們經過大量研究發現，植物修復的機理主要依靠植物的萃取作用、根系過濾作用、植物揮發作用和植物固定化作用。而植物修復作用途徑有兩個：一是改變土壤中重金屬的化學狀態，使其由有效態轉變為固定態；二是通過植物吸收、代謝從而降低土壤中重金屬含量。第一個途徑通過固定土壤中的重金屬從而降低了重金屬進入農作物內進而危害人體的潛在風險。第二個途徑通過降低土壤中重金屬含量從而使其慢慢降低到土壤中重金屬的本底值，進而減輕甚至消除其危害。

2 超富集植物

通常認為特定植物積累某種或多種重金屬元素含量，如Cr、Co、Ni、Cu、Pb等含量達到1000mg/kg以上，積累的Mn、Zn含量在10000mg/kg以上，積累的Cd含量在100mg/kg以上，我們成稱這樣的植物為超富集植物。經過多年研究發現了有的植物只能富集一種重金屬，而有的能富集兩種或多種重金屬，如Cd/Zn超富集的東南景天。然而，能夠富集多種重金屬的超富集植物很少，而土壤污染往往是多種重金屬污染，其余重金屬的存在會對植物的生長和富集帶來不利影響。因此，發現或培育能夠富集多種重金屬且富集能力強、修復效率高的超富集植物成為了當前植物修復研究的熱點。從超富集植物這個概念的提出到超富集植物的陸續發現，乃至進行盆栽試驗和實驗田的種植經歷了漫長的時間，科研工作者做出來大量的努力，取得了一定的成果。然而，超富集植物往往只對一種重金屬有吸收能力，且植物的生物量小、生長速度緩慢。此時，強化超富集植物的修復效率就具有必要性。

3植物修復強化

植物修復的缺陷使得它治理重金屬污染土壤的修復效果往往并不理想。此時，通過添加外來物質提高其生物量或者吸收能力就顯得十分必要。常用的措施有添加螯合劑、添加表面活性劑和調節pH。當螯合劑投加到土壤后，和土壤重金屬發生螯合作用，能夠形成水溶性的金屬-螯合劑絡合物，改變重金屬在土壤中的賦存形態，提高重金屬的生物有效性，進而可以強化植物對目標重金屬的吸收。常用的人工合成螯合劑有EDTA，EDDS等，常用的天然螯合劑有小分子酸如檸檬酸等。表面活性劑具有親水親脂的特性，表面活性劑經土壤界面吸附和重金屬締合后，通過降低表面張力和增流作用， 解吸被吸附的重金屬。從而增加植物對重金屬的吸收，增大其吸收能力，提高其修復效率；重金屬的溶解濃度與其所處環境的pH密切相關，同時所處環境的pH也會對植物生長帶來重大影響。所以，通過人工調控控制其pH在一個適宜范圍內亦可以增加其修復效率。除此之外，添加根際促生菌或者進行電動修復也是強化植物修復效果的方法，亦有很多學者做了大量研究并取得了一定成果。

4結論與展望

植物修復在治理重金屬污染上具有的優勢使得植物修復的研究日趨深入，克服其存在的缺點，具有廣闊的應用前景。通過添加外來物質，克服超富集植物具有生物量小、生長慢等缺點。同時，考慮到成本和二次污染的問題，開發出高效價廉且環保的物質，應用于植物修復的過程，培育或者尋找能夠富集多種重金屬的超富集植物具有十分重要的意義。

參考文獻

[1] 李法云，藏樹良，羅義.污染土壤生物修復技術研究[J].生態學雜志，2003，22（1）：35-39.

[2] SALTDE，BLAYLOCKM，NANDA-KUMARPBA，etal.Phytoremediation：A novel strategy for the removal of toxic metals from the environment using plants[J].Nature Biotechnology，1995（13）：468-474.

[3] 陳武.環境中重金屬污染土壤的植物修復研究進展[J].化學工程與裝備，2009，8（8）：191-192.

[4] 黃益宗，郝曉偉，雷鳴，鐵柏清.重金屬污染土壤修復技術及其修復實踐[J].農業環境科學學報，2013（3）：409-417.

[5] 徐良將，張明禮，楊浩，土壤重金屬污染修復方法的研究進展[J].安徽農業科學，2011，39（6）：3419-3422.

篇6

關鍵詞：土壤污染；重金屬；蔬菜基地

收稿日期：2011-05-20

基金項目：國家自然科學基金項目（編號：40963001）資助

作者簡介：金聯平（1985―），男,安徽潁上人,碩士研究生,主要從事熱帶海島地表過程與環境評價的學習與研究。

中圖分類號：X852

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2011）06-0001-02

1 引言

重金屬是指密度4.0以上的約60種元素或密度在5.0以上的45 種元素。As 和Se是非金屬,但是它們的毒性及某些性質與重金屬相似,所以將砷和硒列入重金屬污染物范圍內［1］。重金屬污染已成為全世界人們極為關注的焦點之一。隨著全球經濟化的迅速發展,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。重金屬在土壤中的高富集直接影響農作物的產量并使其品質下降［2］，并可通過食物鏈危害人類的健康; 也可導致大氣和水環境質量的進一步惡化; 即使重金屬富集程度不高,亦可能阻礙土壤中微生物群體的多樣性和活力,從而嚴重影響作為營養循環和持續農業基礎的土壤的生物量和肥力［3］。蔬菜基地的健康發展關系著人們的飲食安全和我國蔬菜的正常出口,因此治理蔬菜基地土壤重金屬污染具有重要的理論意義和現實意義。

2 蔬菜基地土壤重金屬污染物來源

土壤中重金屬元素的來源主要有兩種方式：自然因素來源,主要受成土母質和成土過程對土壤重金屬含量的影響；受人為因素的影響,在各種人為因素中,則主要包括工業、農業和交通等來源引起的土壤重金屬污染。

2.1 大氣降塵污染

大氣中的有害氣體主要是由工廠排出的有毒廢氣,因其成分復雜,遷移擴散污染面大,長期對土壤造成嚴重污染。工業廢氣的污染大致分為兩類，氣體污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氫化合物等; 氣溶膠污染,如工業粉塵、煙塵等固體粒子及煙霧、霧氣等液體粒子,它們通過沉降或降水進入土壤,造成污染［4］。公路、鐵路兩側農田土壤中的重金屬污染主要是以Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu 的污染為主,它們來自于含鉛汽油的燃燒,汽車輪胎磨損產生的含Zn 粉塵等,汽油中添加的抗暴劑烷基鉛會隨著汽車尾氣污染公路兩側100m范圍內的土壤［5］。

2.2 農藥、化肥等農用物資的不合理使用

農藥能防治病、蟲、草害,如果使用得當,可保證作物的增產,但它是一類危害性很大的土壤污染物,施用不當,會引起土壤污染。施用化肥是農業增產的重要措施,但不合理的使用,也會引起土壤污染［6］。長期大量使用氮肥,會破壞土壤結構,造成土壤板結,生物學性質惡化,影響農作物的產量和質量。

2.3 固體廢物對土壤的污染

工業廢物和城市垃圾是土壤的固體污染物。例如,各種農用塑料薄膜作為大棚、地膜覆蓋物被廣泛使用,如果管理、回收不善,大量殘膜碎片散落田間,會造成蔬菜基地“白色污染”。還有一些固體廢棄物被直接或通過加工作為肥料施入農田,造成土壤重金屬污染,如磷鋼渣作為磷源施入農田時,土壤中發現有Cr 的累積［7］。

2.4 污水灌溉和污泥施肥

污水中的重金屬隨著污水灌溉進入農田后以不同的方式被土壤截留固定從而引起污染。污泥中含有大量的有機質和N、P、K等營養元素,但同時也含有大量的重金屬,隨著大量的污泥進入農田,農田中的重金屬的含量在不斷增高,導致農作物中的重金屬殘留過多,如施用污泥和污水是造成蔬菜重金屬殘留的一個主要原因［8］。

3 蔬菜基地土壤重金屬污染的特點

3.1 潛伏性和滯后性

重金屬在土壤中不易隨水淋溶,不能被微生物分解,具有明顯的生物富集作用,重金屬主要通過對作物的產量和品質的影響來表現其危害。因此,土壤污染具有較長潛伏期。由于土壤、污染物及地域的復雜性,土壤一旦受到污染,其治理不僅見效慢、費用高,而且受到多種因素的制約［9］。

3.2 單向性和難治理性

進入土壤中的重金屬不能被微生物降解,易積累,所以一旦土壤被重金屬污染,很難恢復。某些被重金屬污染的土壤可能要100～200年時間才能夠恢復,因此土壤的重金屬污染一旦發生通常很難治理,而且其治理成本較高、治理周期較長。

3.3 間接性和綜合性

土壤重金屬對人的危害主要是通過食物鏈或者滲濾進入地下水體實現的。在生態環境中,往往是多種重金屬污染同時發生,形成復合污染,且污染強度顯示出放大性［10］。

4 蔬菜基地土壤重金屬污染的危害

4.1 直接危害農產品的產量和質量,造成經濟損失

土壤重金屬污染物直接危害農作物的正常生長和發育,導致產量下降,品質降低［11］,造成經濟損失。中國每年因重金屬污染導致的糧食減產超過1 000萬t,被重金屬污染的糧食多達1 200萬t,合計經濟損失至少200億元［12］。加入WTO之后,農產品的重金屬超標問題對我國農業沖擊更大。

4.2 威脅生態環境安全與人類的生存健康

土壤一旦被重金屬污染后,其危害性遠遠大于大氣和水體的污染。有研究表明,重金屬污染能明顯影響土壤微生物群落,降低土壤微生物量和活性細菌量,對土壤重金屬綜合污染指數的相關分析表明,在土壤綜合污染較輕的情況下,土壤微生物多樣性較高,隨著重金屬綜合污染指數的增加,微生物多樣性呈指數式迅速下降［13］。土壤重金屬污染使污染物在植物、蔬菜、水果等食物中Cd、Pb、Cr 、As 等重金屬含量超標或接近臨界值,從而使重金屬通過食物鏈富集到動物和人體,最終危害人類健康［14］。

5 蔬菜基地土壤重金屬污染的治理

由于農田土壤重金屬污染的特點,其治理應立足于“防重于治”的基本方針［15］,堅持“預防為主、防治結合、綜合治理”。對未被污染的土壤采取預防措施,要控制或消除污染源；對已經污染的土壤則要采取積極治理措施,將污染控制在最低限度。目前,大多數治理方法尚處于探索階段,治理方法各有利弊［16］。

5.1 控制污染源,減少污染的排放

控制污染源,即控制進入農田土壤中的污染物的數量和速度,使其在土體中緩慢地自然降解,而不致迅速而大量地進入農田,超過土壤的承受能力,引起土壤污染［17，18］。嚴格做好蔬菜基地的規劃,做到土壤的合理安全有效利用,按規劃的目標實施,防患于未然。合理使用化肥、農藥,重視開發高效低毒低殘留的化肥、農藥。

5.2 修復被重金屬污染的蔬菜基地土壤

修復措施主要包括客土、換土和深耕翻土等。通過客土、換土和深耕翻土與污土混合,可以降低土壤中重金屬的含量,減少重金屬對土壤植物系統產生的毒害,從而使農產品達到食品衛生標準［19］。對土壤重金屬污染嚴重的地段,依靠切斷污染源的方法則往往很難恢復,有時要靠深耕客土、淋洗土壤等方法才能解決問題。另外開展植物修復技術的研究及培養抗性微生物等。其他治理技術見效較慢、成本較高、治理周期較長。

參考文獻：

［1］ 鄭喜坤,魯安懷,高 翔,等.土壤中重金屬污染現狀與防治方法［J］.土壤與環境,2002,11（1）:79～84.

［2］ 陳志良,仇榮亮.重金屬污染土壤的修復技術［J］.環境保護,2001（8）:17～19.

［3］ 駱永明.金屬污染土壤的植物修復［J］.土壤,1999（5）:261～265.

［4］ 張 頌.農田土壤重金屬污染及防治措施［J］.遼寧化工,2010,39（5）：529～534.

［5］ 劉萬玲.重金屬污染及其對植物生長發育的影響［J］.安徽農學通報,2006,34（16）：4 026～4 027.

［6］ 沈景文.化肥農藥和污灌對地下水的污染［J］.農業環境保護,1992,11（ 3）:34～37.

［7］ 王煥校.污染生態學［M］.北京:高等教育出版社,2000：188～213.

［8］ 茹淑華,孫世友,王 凌,等.蔬菜重金屬污染現狀、污染來源及防治措施［J］.河南農業科學,2006,10（3）:88～91.

［9］ 李永濤,吳啟堂.土壤重金屬污染治理措施綜述［J］. 熱帶亞熱帶土壤科學,1997,6（2）:134～139.

［10］ 焦麗香,郭加朋.土壤重金屬的污染與治理進展研究［J］.科技情報開發與經濟,2009,19（1）：155～156.

［11］ 阮俊華,張志劍,陳英旭,等.受污染土壤的農業損失評估法初探［J］.農業環境保護,2002,21（2）:163～165.

［12］ 李其林,駱東奇.重慶市蔬菜基地土壤中重金屬含量及污染特征［J］.土壤與環境,2000,9（4）:270～273.

［13］ 肖鵬飛,李法云,付寶榮,等.土壤重金屬污染及其植物修復研究［J］ . 遼寧大學學報:自然科學版,2004,31（3）:279～283.

［14］ 胡正義.Cu 污染土壤――水稻系統中Cu 的分布特征［J］.環境科學,2000,21（2）:62～63.

［15］ 高拯民.我國環境保護科學研究現狀與展望［J］.土壤學報,1989,26（3）:262～272.

［16］ 鄭喜坤,魯安懷,周建利,等.我國城郊菜地土壤和蔬菜重金屬污染研究現狀和展望［J］.湖北農學院學報,2002,22（5）:476～479.

［17］ 趙其國.解決我國東南沿海經濟快速發展地區資源與環境質量問題刻不容緩［J］.土壤,2001,33（3）:113～118.

篇7

關鍵詞：重金屬;土壤污染;修復；植物修復

一、土壤重金屬的來源

1、自然環境形成的污染源。土壤重金屬污染的一個來源是自然界本身的變化形成的。由于自然界的風雨變換，巖石受到了風化的反應。因為一些巖石含有不少的重金屬元素，除了抗風能力強的巖石如石英受影響較小，基本很少會出現重金屬物質風化泄露的問題外，一些抗風能力弱的巖石如碳酸鹽類巖石就會較明顯的影響到土壤中的重金屬含量。另外，大氣中也存在著一定的重金屬，諸如火山爆發、森林火災、風力揚塵這些自然狀況發生的都會出現重金屬物質懸浮在空氣中，在降塵之后進入土壤，從而造成土壤重金屬污染。一旦這些污染物被植物、水體吸收，還會進一步影響到更大的范圍。最后，自然界的土質污染也是土壤重金屬污染的一個主要源頭，由于巖漿以及重金屬本身的質變作用，部分含有大量重金屬物質的工業礦床會隨著地下水、土壤層本身的發育變化而發生性質改變，一些被搬運的突然和巖石物質會含有大量的重金屬物質。

2、人為因素造成的土壤重金屬污染。現代生活節奏越來越快，各種城市化的腳步也越來越快，工農業面臨著大跨步式發展。工農業生產中各種有色金屬的應用非常廣泛，這就直接造成了重金屬的環境污染。一些工礦企業，諸如采礦、冶金、紡織染料等等企業的重金屬排放都是比較嚴重的，經常可見在這些企業對外排放的廢水呈現深黑色、惡臭的狀態。當然了，由于這些企業通常只在一些地區造成局部地區的土壤重金屬污染，然而城市中的突然重金屬污染同樣不可小覷，最為嚴重的就是汞和鉛的污染，如汽油的燃燒就造成了重金屬污染物的排放，另外，農業中化肥、農藥也是土壤重金屬污染的主要始作俑者。由于化肥本身的原料中就含有一定的重金屬物質，因此長期使用化肥務必會使土壤造成不可逆轉的重金屬污染。

二、重金屬污染土壤的治理途徑

1、改土法。此法適用于小面積污染嚴重的土壤治理,一種方法是在被污染的土壤上覆蓋一層非污染土壤;另一種方法是將污染土壤部分或全部換掉,覆土和換土的厚度應大于耕層土壤的厚度.此方法最早在英國、荷蘭、美國等國家應用,對于降低作物體內重金屬含量,治理土壤重金屬污染是一種切實有效的方法.但是,由于該方法需花費大量的人力與財力,并且在換土過程中,存在著占用土地、滲漏、污染環境等不良因素的影響.因而,并不是一種理想土壤重金屬污染的治理方法.

2、電化法。此法是由美國路易斯安那州立大學研究出的一種凈化土壤污染的原位修復的方法,也可稱為電動修復(Electroremediation).此法在歐美一些國家發展很快,已經進入商業化階段.其原理是,在水分飽和的污染土壤中插入一些電極,然后通一低強度的直流電,金屬離子在電場的作用下定向移動,在電極附近富集,從而達到清除重金屬的目的,對Cr的清除效果要優于其它幾種重金屬.采用的電極最好是石墨,因為金屬電極本身容易被腐蝕,容易引起二次土壤污染.電極的多少、間距及深度,電流的強度一般根據實際需要而定.此法經濟合理,特別適合于低滲透性的黏土和淤泥土,每立方米污染土壤需要100美元左右.而且,可以回收多種重金屬元素.但對于滲透性高、傳導性差的砂質土壤清除重金屬的效果較差.

3、沖洗絡合法。用清水沖洗重金屬污染的土壤,使重金屬遷移至較深的根外層,減少作物根區重金屬的離子濃度.為防止二次污染,再利用含有一定配位體的化合物沖淋土壤,使之與重金屬形成具有穩定絡合常數的絡合物;或用帶有陰離子的溶液,如碳酸鹽、磷酸鹽沖洗土壤,使重金屬形成化合物沉淀,已有研究表明,CaCO3在酸性紅壤和K2HPO4對堿性的碳酸鹽褐土重金屬Cd污染的治理效果較為顯著[9].此種方法適用于對面積小、污染重的土壤治理,但同時也容易引起某些營養元素的淋失和沉淀.

4、熱處理法。對于具有揮發性的重金屬汞,熱處理法可將其有效地從土壤中清除去.其原理是向汞污染土壤通入熱蒸汽或用低頻加熱的方法,促使其從土壤中揮發并回收再處理.在處理土壤時,首先將土壤破碎,向土壤中加入能夠使汞化合物分解的添加劑.然后,再分兩個階段通入低溫氣體和高溫氣體使土壤干燥,去除其它易揮發物質,最后使土壤汞汽化,并收集揮發的汞蒸汽.有試驗表明,應用熱處理法可使砂性土、粘土、壤土中Hg含量分別從15000mg/kg、900mg/kg、225mg/kg降至0.07mg/kg、0.12mg/kg和0.15mg/kg,回收的汞蒸汽純度達99%.熱處理法對于修復Hg污染土壤是一種行之有效的方法,并可以回收Hg.它的不足之處是易使土壤有機質和土壤水遭到破壞,而且需消耗大量能量。

總之,用工程治理土壤重金屬污染,對于污染重、面積小的土壤具有治理效果明顯、迅速的優點,但對于污染面積較大的土壤則需要消耗大量的人力與財力,而且容易導致土壤結構的破壞和土壤肥力的下降。

三、結語

以上談到的這些處理土壤重金屬污染的方法經實踐證明都有較好的效果，相關研究人員又發現了植物對重金屬污染的防治技術，這是對付土壤重金屬污染的更好方式。一些對重金屬富集能力較強的植物往往是植株矮小，生長速度慢，且容易受到生長環境的限制，但是與常規的填埋法比起來仍然有很大的優勢，因此我們下一步應該加大對植物的篩選和修復技術的研究，從而提高土壤重金屬污染的處理力度。

參考文獻：

[1] 李錄久,許圣君,李光雄,張祥明,王允青,劉英,況晶. 土壤重金屬污染與修復技術研究進展[J]安徽農業科學, 2004,(01) .

[2]陳懷滿.土壤―植物系統中的重金屬污染[M].北京:科學出版社, 1996:71-85

篇8

關鍵詞：重金屬 采樣方法 消解方法 測定方法

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（c）-0220-01

土壤與人類的生活密不可分。即使經濟技術高速發展，土壤仍舊是人類最基本的生產物質的載體。然而，隨著城市化與工農業的發展，由此造成的環境污染問題越來越嚴重。重金屬、農藥、化肥等污染都是比較典型的污染。其中，重金屬是一種難以降解的污染物，具有生物累積性、富集性等特點。通過污水灌溉農田、大氣沉降等途徑進入土壤。影響土壤理化性質，最終直接或間接影響人類健康。

該文綜合了幾種土壤重金屬消解和測定方法，為今后解決土壤重金屬污染這一難題提供幫助。

1 采集土壤樣品方法

對角線布點法適用于污水污染的田塊；梅花形布點法適用于污染程度均勻的土壤；棋盤式布點法適用于地形較不均勻的土壤；網格布點法適用于地勢平坦的土壤。

2 土壤樣品預處理

土樣在室內風干、磨碎，分別過尼龍篩，貯存、備用。

3 土壤樣品消解方法

3.1 酸式消解法

測定土壤中重金屬常選用的消解方法是酸式消解法。消解常用的土樣混合酸消解體系有：鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸、硝酸-氫氟酸-高氯酸、硝酸-硫酸-磷酸等。為了加速溶解土壤中的重金屬組分，也可以添加其他的氧化劑或還原劑，如高錳酸鉀、五氧化二釩等。在消解過程中，需要嚴格控制好消解的溫度和時間。溫度如果過高，消解樣品的時間將會變短。還可能將樣品的溶液蒸干，這樣會導致最后測定結果偏低。

3.2 堿熔消解法

堿熔消解法是將土樣與堿混合，在高溫下熔融，使土樣分解。張曄霞等[1]稱取了0.5 g土樣于鋁坩堝中。加入過氧化鈉，攪拌均勻。放于馬弗爐內，高溫熔融。熔融后取出土樣，冷卻。移入燒杯中，加微沸水浸取，加HCl提取。將溶液轉移至容量瓶中，冷卻后定容。該方法消解土樣，樣品完全消解且操作簡便，快速，不會產生大量的酸蒸氣，但由于使用了大量的試劑，會引入大量的可溶性鹽和污染物質。

3.3 高壓釜密閉消解法

該方法是將用水潤濕土壤樣品并加入混合酸，搖勻，放入能密封嚴格的聚四氟乙烯坩堝內，放置在耐壓的不銹鋼套筒中，放入烘箱內加熱（溫度一般低于180 ℃）的消解方法。該法具有用酸量少、易揮發元素損失少、并且土壤樣品可以同時進行消解等特點。其不足之處是：觀察不到坩堝內的分解反應過程，只能在冷卻后開封才能判斷樣品是否消解完全；消解的土壤樣品質量一般不超過1.0 g，使測定的元素含量極低的稱樣受到限制。

3.4 微波消解法

微波消解法是稱取土樣放入聚四氟乙烯消解罐中，加入混合酸，搖勻，將聚四氟乙烯消解罐套上套筒，放入微波消解儀中消解的方法。微波消解是將土樣與混合酸作為發熱體，從內部加熱，幾乎沒有外部的熱傳導損失，所以微波消解的熱效率非常高，并且利用微波能激烈攪拌和充分混勻土樣，使其消解速度加快。劉善江等[2]準確稱取0.5 g左右干燥的土樣，加入5mLHNO3和2mLHF，充分混合均勻。把裝有樣品的消解管放進高壓消解罐中，擰上罐蓋，進行微波消解。消解后取出消解管，放置在溫度智能控制電加熱器上，溫度調至140 ℃等酸近干。將管中溶液轉移至50 mL容量瓶中定容，然后才可以對消解后的土樣進行測定分析。

4 土壤重金屬含量的測定分析

4.1 電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES）

電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES）是基于等離子體為激發光源的原子發射光譜的測定分析方法，可用于多元素的測定。與其他土壤重金屬含量測定分析的方法相比，ICP-AES法具有以下幾個優點：分析靈敏度高、分析速度快、分析準確度和精密度較高。ICP-AES法也有不足之處，不足之處在于它的設備和操作費用相對較高，而且樣品一般需要轉化為溶液（直接固體進樣會降低準確度），該法對有些元素的測定分析不明顯。于云江等[3]在實驗中利用該方法同時測出了Hg，Cr，Cd等元素的含量，并對這幾種元素進行了評價分析，取得了較好的結果。

4.2 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法是在紫外光和可見光范圍之內，處于氣態的基態原子的外層電子對原子共振輻射線的吸收強度，來測定被測元素含量多少的分析方法，是一種特定的原子測量光輻射的吸收方法。該方法主要適用于樣品中微量或痕量組分的分析。但該法在原則上不能多種元素同時測定。阮心玲等[4]利用石墨原子吸收法測定Cd的含量，可以精確地測定出元素含量的多少，并進行了分析。

4.3 分光光度法

分光光度法，是在一定波長范圍或特定波長，測定被測物質的光的吸光度，并對該物質進行定量和定性分析的方法。

5 結語

隨著環境污染的加劇，土壤污染逐漸受到了社會的廣泛關注，人們尤其對土壤重金屬的關注日益增加。在不斷進步的科學技術下，土壤重金屬含量的測定方法有了很大的發展。各種分析測定儀器的操作不僅簡單快速，選擇性好，而且檢測精度和靈敏度都得到了一定的提高。它們在測定重金屬含量方面的應用越來越廣泛，使得土壤重金屬的測定變得更加簡單和準確。

參考文獻

[1] 張曄霞，沈清.堿熔法消解――原子熒光法測定土壤中的錫[J].污染防治技術，2011，24（4）.

[2] 劉善江，高利娟.微波消解法在制備土壤重金屬同意測試溶液中的應用[J].現代儀器，2008（6）.

篇9

重金屬系指密度4.0以上約60種元素或密度在5.0以上的45種元素。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。環境污染方面所指的重金屬主要是指生物毒性顯著的汞、福、鉛、鉻以及類金屬砷，還包括具有毒性的重金屬鋅、銅、鉆、鎳、錫、釩等污染物。 隨著全球經濟化的迅速發展，含重金屬的污染物通過各種途徑進人土壤，造成土壤嚴重污染。。因而如何有效地控制及治理土壤重金屬的污染，改良土壤質量，將成為生態環境保護工作中十分重要的一項內容。

一、土壤重金屬污染的來源

土壤重金屬污染的來源主要包括工業，農業和交通過程所產生污染。

1.工業污染

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，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。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。

2.交通污染

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，進入周圍的土壤環境，成為土壤重金屬污染的主要來源之一。

3.農業污染

農業生產過程中農藥、化肥和有機肥的不合理使用以及使用污水灌溉農田的行為都會造成土壤的重金屬污染。在現代農業過程中，許多農藥，如殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑、除學劑的大量使用引起土壤中As ， Cu等污染。

二、土壤重金屬污染的危害

受污染的土壤暴露在城市環境中，形成粉塵直接或間接進入動物和人體中，對人類產生危害。此外，郊區蔬菜基地土壤受到污染，重金屬容易被植物利用而進入食物鏈.最終通過食物鏈影響人類的健康。曾昭華研究得出，癌的產生和發展與土壤環境中Sn元素質量分數有關，居住在Sn元素質量分數高的地區的人群癌癥死亡率較高。 現有的研究表明，城市土壤中的重金屬可通過吞食、吸人和皮膚吸收等主要途徑進入人體，直接對人特別是兒童的健康造成危害，還可通過污染食物、大氣和水環境間接的影響城市環境質量和危害人體健康。兒童血液中Pt含量等間接結果表明，污染的城市土壤揚塵是影響人體健康的重要因素。據調查，中國兒童血鉛超過國家標準（100 g/L）者達二成，大城市超標率達60%以上，且市區普遍高于郊區；據美國學者研究網，城市兒童血Pb 與城市土壤Ph含量呈顯著的指數關系（血Pb = 18. 5 + 7.2xPb10.4）。土壤重金屬污染兒素Pb， Cd， Ni， Hg， As，Cn.zn等人體中的積累都會對健康造成嚴重的危害。

三、土壤重金屬污染治理方法

1.傳統方法——生物修復法

生物修復技術是近年來發展起來的一種有效的用于污染土壤治理的方法，包括微生物、植物和動物等修復方法，具有成本低、無二次污染和處理效果好等優點，能達到對污染土壤永久清潔修復的日的。生物修復有原位和異位兩種，原位微生物修復在西方發達國家應用較為普遍，是指在不破壞土壤基本結構的情況下，依賴于土著微生物或外源微生物的降解能力失除污染物。 重金屬污染土壤的植物修復主要是利用植物對重金屬的吸收、富集和轉化能力把土壤中殘存的重金屬吸收、富集到植物體內，然后收獲植物，通過焚燒等方法回收重金屬，減少進人土壤中重金屬的含量。對于重金屬污染土壤的植物修復，關鍵是尋找與篩選出超富集植物。動物修復法是土壤中的一些大型動物如蛆叫，能吸收或富集土壤中的殘留農藥，并通過其代謝作用，把部分農藥分解為低毒或無毒產物。同時土壤中還生存著豐富的小型動物群，如線蟲、跳蟲、娛蛤、蜘蛛、土蜂等，均對土壤中的農藥有一定的吸收和富集作用，可以從土壤中帶走一部分農藥。

2.新興方法——污染生態化學修復法

污染生態化學修復技術是近年來興起的一種技術，并被有關專家認為是21世紀污染土壤修復技術的發展方向。它是微生物修復、植物修復和化學修復技術的綜合，具有比其他方法更好的優勢，主要表現在：生態影響小，生態化學修復注意和土壤的自然生態過程相協調，其最終的產物為CO、水和脂肪酸，不會形成二次污染；費用低，緊密結合市場，容易被大眾接受；應用范圍廣，可以在其他方法不能進行的場地進行，同時還可以處理地下水污染，易操作，容易推廣。

3.新方法的提出——環境礦物學新方法

人們一直強調土壤自身的凈化能力，但土壤自凈化能力離不開土壤中礦物種對重金屬的吸附與解吸作用、固定與釋放作用，土壤中具體礦物的凈化能力才真正體現土壤自身的凈化能力和容納能力。土壤中有毒有害元素含量的高低，并不是直接判定土壤環境質量優劣乃至土壤生態效應的唯一標志，關鍵問題是要揭示這些重金屬在土壤中與各種無機物之間具有怎樣的環境平衡關系。在國內外為尋求地下水和土壤有機污染的修復方法而直接對土壤中多種粘土礦物進行改性研究，即利用有機表面活性劑去置換天然粘土礦物中存在著的大量可交換的無機陽離子，以形成有機粘土礦物，可有效截住或固定有機污染物，阻止地下水的進一步污染，限制有機污染物在土壤環境中遷移擴散。但特別需要指出的是，在粘土礦物改性過程中，其中的固定態重金屬也一并被置換出來，導致土壤系統中業已建立環境平衡被打破，使得土壤環境中解吸釋放態重金屬污染物總量大大增加。至此，土壤中重金屬污染物既來源于土壤中活動態的重金屬，又來源于改性粘土礦物時被置換釋放出來的重金屬。

參考文獻

[1]張浩，王濟，曾希柏.城市上壤重金屬污染及其生態環境效應 [J]環境監測管理與技術，2010.22 （2） ：11-18.

篇10

關鍵詞:土壤污染、生物修復、研究進展

前言

土壤重金屬污染是指由于人類活動將金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態環境質量惡化的現象。加之重金屬離子難移動性，長期滯留性和不可分解性的特點，對土壤生態環境造成了極大破壞，同時食物通過食物鏈最終進入人體，嚴重危害人體健康，已成為不可忽視的環境問題。隨著我國人民生活水平的提高，生態環境保護日趨受到重視，國家對污染土壤治理和修復的人力，物力的投入逐年增加，土壤污染物的去除以及修復問題，已成為土壤環境研究領域的重要課題。而生物修復技術是近20年發展起來的一項用于污染土壤治理的新技術，同傳統處理技術相比具有明顯優勢，例如其處理成本低，只為焚燒法的1/2-1/3，處理效果好，生化處理后污染物殘留量可達到很低水平;對環境影響小，無二次污染，最終產物CO2、H2O和脂肪酸對人體無害，可以就地處理，避免了集輸過程的二次污染，節省了處理費用，因而該技術成為最有發展潛力和市場前景的修復技術。

1.污染土壤生物修復的基本原理和特點

土壤生物修復的基本原理是利用土壤中天然的微生物資源或人為投加目的菌株，甚至用構建的特異降解功能菌投加到各污染土壤中，將滯留的污染物快速降解和轉化成無害的物質，使土壤恢復其天然功能。由于自然的生物修復過程一般較慢，難于實際應用，因而生物修復技術是工程化在人為促進條件下的生物修復，利用微生物的降解作用，去除土壤中石油烴類及各種有毒有害的有機污染物，降解過程可以通過改變土壤理化條件(溫度、濕度、pH值、通氣及營養添加等)來完成，也可接種經特殊馴化與構建的工程微生物提高降解速率。

2.污染土壤生物修復技術的種類

目前，微生物修復技術方法主要有3種:原位修復技術、異位修復技術和原位-異位修復技術。

2.1 原位修復技術：

原位修復技術是在不破壞土壤基本結構的情況下的微生物修復技術。有投菌法、生物培養法和生物通氣法等，主要用于被有機污染物污染的土壤修復。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌，同時投加微生物生長所需的營養物質，通過微生物對污染物的降解和代謝達到去除污染物的目的。生物培養法是定期向土壤中投加過氧化氫和營養物，過氧化氫則在代謝過程中作為電子受體，以滿足土壤微生物代謝，將污染物徹底分解為CO2和H2O。生物通氣法是一種加壓氧化的生物降解方法，它是在污染的土壤上打上幾眼深井，安裝鼓風機和抽真空機，將空氣強行排入土壤中，然后抽出，土壤中的揮發性有機物也隨之去除。在通入空氣時，加入一定量的氨氣，可為土壤中的降解菌提供所需要的氮源，提高微生物的活性，增加去除效率。

2.2 異位修復技術：

異位修復處理污染土壤時，需要對污染的土壤進行大范圍的擾動，主要技術包括預制床技術、生物反應器技術、厭氧處理和常規的堆肥法。預制床技術是在平臺上鋪上砂子和石子，再鋪上15-30cm厚的污染土壤，加入營養液和水，必要時加入表面活性劑，定期翻動充氧，以滿足土壤微生物對氧的需要，處理過程中流出的滲濾液，即時回灌于土層，以徹底清除污染物。生物反應器技術是把污染的土壤移到生物反應器，加水混合成泥漿，調節適宣的pH值，同時加入一定量的營養物質和表面活性劑，底部鼓入空氣充氧，滿足微生物所需氧氣的同時，使微生物與污染物充分接觸，加速污染物的降解，降解完成后，過濾脫水這種方法處理效果好、速度快，但僅僅適宜于小范圍的污染治理。厭氧處理技術適于高濃度有機污染的土壤處理，但處理條件難于控制。常規堆肥法是傳統堆肥和生物治理技術的結合，向土壤中摻入枯枝落葉或糞肥，加入石灰調節pH值，人工充氧，依靠其自然存在的微生物使有機物向穩定的腐殖質轉化，是一種有機物高溫降解的固相過程。上述方法要想獲得高的污染去除效率，關鍵是菌種的馴化和篩選。由于幾乎每一種有機污染物或重金屬都能找到多種有益的降解微生物。因此，尋找高效污染物降解菌是生物修復技術研究的熱點。

3.影響污染土壤生物修復的主要因子

3.1 污染物的性質：

重金屬污染物在土壤中常以多種形態貯存，不同的化學形態對植物的有效性不同。某種生物可能對某種單一重金屬具有較強的修復作用。此外，重金屬污染的方式(單一污染或復合污染)，污染物濃度的高低也是影響修復效果的重要因素。有機污染物的結構不同，其在土壤中的降解差異也較大。

3.2 環境因子：

了解和掌握土壤的水分、營養等供給狀況，擬訂合適的施肥、灌水、通氣等管理方案，補充微生物和植物在對污染物修復過程中的養分和水分消耗，可提高生物修復的效率。一般來說土壤鹽度、酸堿度和氧化還原條件與重金屬化學形態、生物可利用性及生物活性有密切關系，也是影響生物對重金屬污染土壤修復效率的重要環境條件。

3.3 生物體本身：

微生物的種類和活性直接影響修復的效果。由于微生物的生物體很小，吸收的金屬量較少，難以后續處理，限制了利用微生物進行大面積現場修復的應用，

植物體由于生物量大且易于后續處理，利用植物對金屬污染位點進行修復成為解決環境中重金屬污染問題的一個很有前景的選擇。但由于超積累重金屬植物一般生長緩慢，且對重金屬存在選擇作用，不適于多種重金屬復合污染土壤的修復。因此，在選擇修復技術時，應根據污染物性質、土壤條件、污染程度、預期修復目標、時間限制、成本及修復技術的適用范圍等因素加以綜合考慮。

4.發展中存在的問題：

生物修復技術作為近20年發展起來的一項用于污染土壤治理的新技術，雖取得很大進步和成功，但處于實驗室或模擬實驗階段的研究結果較多，商業性應用還待開發。此外，由于生物修復效果受到如共存的有毒物質(Co-toxicants)(如重金屬)對生物降解作用的抑制；電子受體(營養物)釋放的物理性障礙;物理因子(如低溫)引起的低反應速率;污染物的生物不可利用性;污染物被轉化成有毒的代謝產物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化學能力的微生物等因素制約。因此，目前經生物修復處理的污染土壤，其污染物含量還不能完全達到指標的濃度要求。

5.應用前景及建議：

隨著生物技術和基因工程技術的發展，土壤生物修復技術研究與應用將不斷深入并走向成熟，特別是微生物修復技術、植物生物修復技術和菌根技術的綜合運用將為有毒、難降解、有機物污染土壤的修復帶來希望。為此，建議今后在生物修復技術的研究和開發方面加強做好以下幾項工作:

(1)進一步深入研究植物超積累重金屬的機理，超積累效率與土壤中重金屬元素的價態、形態及環境因素的關系。

(2)加強微生物分解污染物的代謝過程、植物-微生物共存體系的研究以及植物-微生物聯合修復對污染物的修復作用與植物種類具有密切關系。

(3)應用現代分子生物學與基因工程技術，使超積累植物的生物學性狀(個體大小、生物量、生長速率、生長周期等)進一步改善與提高，培養篩選專一或廣譜性的微生物種群(類)，并構建高效降解污染物的微生物基因工程菌，提高植物與微生物對污染土壤生物修復的效率。

(4)創造良好的土壤環境，協調土著微生物和外來微生物的關系，使微生物的修復效果達到最佳，并充分發揮生物修復與其他修復技術(如化學修復)的聯合修復作用。

(5)盡快建立生物修復過程中污染物的生態化學過程量化數學模型、生態風險及安全評價、監測和管理指標體系。

結論

綜上所述，我們不難發現由于土壤重金屬來源復雜，土壤中重金屬不同形態、不同重金屬之間及與其它污染物的相互作用產生各種復合污染物的復雜性增加了對土壤重金屬治理和修復難度，且重金屬對動植物和人體的危害具有長期性、潛在性和不可逆性，同時進一步惡化了土壤條件，嚴重制約了我國農業生產的加速發展，所以要更好的防治土壤重金屬污染還需要廣大科研工作者不懈的努力，研發出更好的效率更高的修復治理技術，同時我們還不應該忘記必須加強企業自身的環保意識，提高企業自我約束能力，始終將防治污染積極治理作為企業工作的頭等大事來抓，把企業對環境的污染程度降到最低限度，形成全社會都來重視土壤污染問題的良好環保氛圍，逐步改善我們的土壤生態環境。

參考文獻

[1] 錢暑強，劉錚.污染土壤修復技術介紹[J].化工進展，2000(4):10-12，20.

[2] 陳玉成.土壤污染的生物修復[J].環境科學動態，

1999，(2):7-11.

[3] 李凱峰，溫青，石汕.污染土壤的生物修復[J].化學工程師，2002，93(6):52-53.

[4] 楊國棟.污染土壤微生物修復技術主要研究內容和方法

[5] 張春桂，許華夏，姜晴楠.污染土壤生物恢復技術[J].生態學雜志，1997，18(4):52-58.

[6] 李法云，臧樹良，羅義.污染土壤生物修復枝木研究[J].生態學雜志，2003，22(1):35-39.

[7] 滕應，黃昌勇.重金屬污染土壤的微生物生態效應及修復研究進展[J].土壤與環境，2002，11(1):85-89.

[8] 沈德中.污染環境的生物修復(第一版)[M].北京:化學工業出版社，2001:14，311.