土壤重金屬污染防治措施研究進(jìn)展綜述

摘要對(duì)土壤重金屬污染的來(lái)源、危害進(jìn)行了概述，并且綜述了土壤重金屬污染預(yù)防和治理措施的研究進(jìn)展，提出了相關(guān)的土壤環(huán)境管理措施，以期為土壤重金屬污染治理及預(yù)防管理提供參考。

關(guān)鍵詞土壤；重金屬污染；治理措施

中圖分類(lèi)號(hào)S153.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）29-10070-02

作者簡(jiǎn)介王曉男（1981- ），女，遼寧興城人，工程師， 碩士研究生，從事環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方面的研究。

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，生產(chǎn)開(kāi)發(fā)活動(dòng)對(duì)土壤環(huán)境的破壞后果越來(lái)越凸顯出來(lái)。土壤重金屬污染已成為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，不但會(huì)影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和糧食安全問(wèn)題，而且會(huì)間接影響地下水等與人類(lèi)生活息息相關(guān)的環(huán)境要素的安全。國(guó)家《環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》中明確提出，加強(qiáng)土壤環(huán)境的保護(hù)，推進(jìn)重點(diǎn)地區(qū)污染場(chǎng)地和土壤修復(fù)。在此背景下，制定和研究土壤重金屬污染的措施就顯得尤為重要。筆者主要介紹了土壤重金屬污染的危害及各項(xiàng)防治措施。

1土壤重金屬污染的危害

土壤的重金屬污染具有長(zhǎng)期性、累積性和不可逆性等特點(diǎn)，一旦污染就很難消除，而且會(huì)通過(guò)生物鏈條傳遞下去，造成不可逆轉(zhuǎn)的影響。重金屬進(jìn)入植物并且累積到一定程度后就會(huì)產(chǎn)生毒害癥狀，表現(xiàn)出生長(zhǎng)受到抑制、植株矮小及失綠等現(xiàn)象[1-2]，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)；土壤污染還會(huì)影響生長(zhǎng)在其上面的農(nóng)作物的品質(zhì)，如蔬菜的味道變差、易爛，甚至出現(xiàn)難聞的異味等[3-6]，還會(huì)在農(nóng)作物體內(nèi)造成重金屬元素的累積污染，嚴(yán)重影響食品安全。

土壤中重金屬在植物體內(nèi)積累，通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，并且富集，危害人體健康，是主要的致癌元兇之一[7-8]。如20世紀(jì)發(fā)生在日本富山市地區(qū)的被稱為“痛痛病”的怪病，就是由于人們食用了含有重金屬鎘的稻米和飲用受鎘污染的河水。此外，食物中的鉛、砷、汞等超標(biāo)也都會(huì)出現(xiàn)中毒反應(yīng)，對(duì)人體健康造成很大的危害。

土壤重金屬污染還會(huì)導(dǎo)致與之密切相關(guān)的其他環(huán)境要素的污染。如地下水、地表水的污染，還會(huì)造成其他次生生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。土壤重金屬通過(guò)滲透作用和地下徑流對(duì)地下水造成污染，通過(guò)地表徑流對(duì)地表水造成污染；土壤重金屬污染還會(huì)造成土壤鹽漬化和鹽堿化等次生生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。

2土壤重金屬污染的防治措施

近年來(lái)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，土壤重金屬污染和糧食安全問(wèn)題受到廣泛而強(qiáng)烈的關(guān)注。各級(jí)政府和相關(guān)的研究機(jī)構(gòu)也給予高度的重視，相應(yīng)的制定和研究出一系列的管理和技術(shù)措施。

2.1技術(shù)治理措施目前主要的修復(fù)受到污染的土壤措施有化學(xué)措施、物理化學(xué)措施、生物修復(fù)措施以及農(nóng)業(yè)生態(tài)措施、工程措施等。選取的原則是因地制宜，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)、技術(shù)及效果的可達(dá)性等因素。

2.1.1化學(xué)治理措施?；瘜W(xué)修復(fù)就是向土壤投入改良劑，通過(guò)一系列的化學(xué)作用來(lái)降低重金屬的生物有效性。不同改良劑對(duì)重金屬的作用機(jī)理不同。廖敏等[9]研究發(fā)現(xiàn)，在低石灰水平下，土壤有機(jī)質(zhì)的羥基、羧基與 OH-反應(yīng)，促使土壤可變電荷增加，有機(jī)結(jié)合態(tài)的重金屬增加，并且Cd2+與CO32-結(jié)合生成難溶于水的 CdCO3。在沈陽(yáng)張士污灌區(qū)的試驗(yàn)表明，施用1 500～1 875 kg/hm2石灰后，籽實(shí)含鎘量下降50%。劉琴等[10]通過(guò)向土壤中添加改良劑進(jìn)行黑麥草盆栽試驗(yàn)，研究了天然凹凸棒石和改性凹凸棒石Zn/Cd模擬污染土壤的修復(fù)效果。

2.1.2物理化學(xué)修復(fù)。

2.1.2.1電動(dòng)修復(fù)。土壤中的重金屬離子在電場(chǎng)的作用下以電透滲和電遷移的方式向電極運(yùn)輸，然后進(jìn)行集中收集處理。該方法特別適合于滲透性低的黏土和淤泥土。胡宏韜[11]研究了土壤重金屬污染的電動(dòng)力學(xué)修復(fù)方法，發(fā)現(xiàn)在電場(chǎng)作用下土壤中重金屬的濃度分布發(fā)生明顯變化，使得大部分重金屬能在電極附近富集而被去除。

2.1.2.2電熱修復(fù)。該技術(shù)可以修復(fù)被Hg和Se等重金屬污染的土壤。邱瑩等[12]選取貴州清鎮(zhèn)地區(qū)汞污染農(nóng)田土壤作為修復(fù)試驗(yàn)對(duì)象，應(yīng)用低溫?zé)峤馓幚砑夹g(shù)研究處理土壤中的汞，獲得比較滿意的結(jié)果。結(jié)果表明，處理溫度越高，汞去除效率越大；處理時(shí)間越長(zhǎng)，汞的去除率越高。

2.1.2.3土壤淋洗。土壤淋洗是利用淋洗液把土壤中的重金屬轉(zhuǎn)移到土壤液相中去，再把富含重金屬的廢水進(jìn)一步回收處理的土壤修復(fù)方法。目前，淋洗液的品種多種多樣，包括酸、堿、鹽和螯合劑。方一豐等[13]通過(guò)選擇PASP作為重金屬的絡(luò)合劑，研究其修復(fù)土壤重金屬污染的效果。研究結(jié)果表明，PASP可作為環(huán)保型的絡(luò)合劑，達(dá)到修復(fù)土壤重金屬污染的目的。

2.1.3生物修復(fù)措施。生物修復(fù)技術(shù)是一項(xiàng)新技術(shù)，利用生物的生命代謝活動(dòng)，降低土壤環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度或使其完全無(wú)害化，從而使得被污染土壤環(huán)境能夠部分或完全地恢復(fù)到初始狀態(tài)的過(guò)程。生物修復(fù)技術(shù)與傳統(tǒng)的處理技術(shù)相比具有成本低、處理效果好、生化處理后污染物殘留量可達(dá)到很低水平、對(duì)環(huán)境的影響小且沒(méi)有二次污染等優(yōu)勢(shì)。生物對(duì)重金屬污染的修復(fù)是解決環(huán)境中重金屬污染問(wèn)題的一個(gè)很有前景選擇。

2.1.3.1植物修復(fù)技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)是一種利用自然生長(zhǎng)或遺傳培育植物修復(fù)重金屬污染土壤的技術(shù)。祝遵凌等[14]研究了植物對(duì)高速公路路基邊坡重金屬的富集能力。李玉雙等[15]研究了乙二胺四乙酸（EDTA）對(duì)白菜富集重金屬及其生長(zhǎng)狀況的影響，發(fā)現(xiàn)EDTA能夠提高白菜對(duì)土壤中Cu、Cd、Pb和Zn的植物提取效率。趙燁等[16]研究表明，陸地棉能有效地將土壤耕作層中IB族重金屬元素（Cu、Ag和Au）吸附，并富集于其植株之中。

2.1.3.2微生物修復(fù)技術(shù)。微生物在修復(fù)被重金屬污染的土壤方面具有獨(dú)特的作用。其主要作用原理是微生物可以降低土壤中重金屬的毒性；微生物可以吸附積累重金屬；微生物可以改變根際微環(huán)境，從而提高植物對(duì)重金屬的吸收、揮發(fā)或固定效率[17-18]。楊卓等[19]通過(guò)盆栽試驗(yàn)研究了巨大芽胞桿菌和膠質(zhì)芽胞桿菌的混合微生物制劑（A處理）和黑曲霉發(fā)酵液（B處理）對(duì)植物修復(fù)Cd、Pb、Zn污染土壤的作用效果。結(jié)果表明，巨大芽胞桿菌和膠質(zhì)芽胞桿菌的混合微生物制劑是一種有助于植物修復(fù)Cd、Pb、Zn污染土壤的微生物制劑。

2.1.3.3農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)措施。以植物修復(fù)為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)土壤環(huán)境和植物2個(gè)方面的控制來(lái)提高修復(fù)效率。我國(guó)在這一方面的研究較多，并且取得一定的成效。但是，利用該技術(shù)修復(fù)污染土壤周期長(zhǎng)，效果不顯著。王丹丹等[20]研究了蚯蚓活動(dòng)對(duì)Zn污染土壤的養(yǎng)分狀況及土壤Zn形態(tài)的影響。李揚(yáng)等[21]對(duì)蚯蚓糞作為土壤重金屬污染修復(fù)劑的潛力進(jìn)行總結(jié)、分析，認(rèn)為蚯蚓糞修復(fù)土壤重金屬污染具有很好的應(yīng)用前景。

2.1.4工程措施。主要包括客土、換土和深耕翻土等措施。它具有徹底、穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，但實(shí)施工程量大，投資費(fèi)用高，破壞土體結(jié)構(gòu)，引起土壤肥力下降，還要對(duì)換出的污土進(jìn)行堆放或處理。

2.2管理措施

2.2.1轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局。結(jié)合產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和升級(jí)規(guī)劃，調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與布局；調(diào)整農(nóng)業(yè)用地的分布，在重要的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地周?chē)拗浦匚廴酒髽I(yè)的發(fā)展；改變污染土地的利用方式，停止在污染嚴(yán)重的耕地上進(jìn)行食用農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)。

2.2.2加強(qiáng)源頭治理，嚴(yán)格控制“三廢”排放。對(duì)于工礦及冶煉企業(yè)，應(yīng)嚴(yán)格控制生產(chǎn)過(guò)程中有毒元素的排放、泄漏，廢棄物的排放、堆放采取物理化學(xué)措施處理，減少它們對(duì)環(huán)境的污染；強(qiáng)化重污染行業(yè)的管理；有效控制污染源，建設(shè)廢棄物無(wú)害化處理工程；提高農(nóng)藥化肥利用率，優(yōu)化用肥結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)利用優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥，規(guī)范農(nóng)藥和化肥中的重金屬含量等。

2.2.3完善法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。建立土壤污染防治的專(zhuān)門(mén)性法律，完善和改進(jìn)現(xiàn)有的涉及重金屬污染的相關(guān)法律。建立污染責(zé)任體系，確立“誰(shuí)污染誰(shuí)治理”及預(yù)防為主的原則。

2.2.4加快土壤重金屬污染監(jiān)管與評(píng)價(jià)體系建設(shè)。建立重金屬污染場(chǎng)地環(huán)境監(jiān)管檔案，研究和建立重金屬污染場(chǎng)地與土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系。

2.2.5加大宣傳力度，引導(dǎo)民眾參與防治。通過(guò)宣傳、科普普及等方式讓人們意識(shí)到土壤重金屬污染主要是由人類(lèi)的活動(dòng)引起的，自覺(jué)約束人自身破壞環(huán)境的行為，增強(qiáng)人們的環(huán)保意識(shí)。

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