土壤中重金屬污染的原因、危害及解決措施

李玘

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 國土資源學(xué)院，河北 保定 071000）

1 中國重金屬污染的原因

土壤是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類最基本的生產(chǎn)資料和勞動(dòng)對象，也是人類時(shí)代相傳的生存和生產(chǎn)條件，是人類的生命線[1]。

土壤重金屬污染指的是土壤中的各種重金屬元素超標(biāo)，超過土壤能夠承受的極限值。近年來由于盲目施肥現(xiàn)象較為嚴(yán)重，不合理的農(nóng)藥、化肥、塑料薄膜的使用，高礦企業(yè)的無序開采，導(dǎo)致土壤重金屬污染日益嚴(yán)重。

1.1 自然原因

由于自然環(huán)境的影響，成土母質(zhì)在風(fēng)化過程中會(huì)積累一些重金屬元素，在風(fēng)和雨的作用下，經(jīng)過物理和化學(xué)變化，土壤中的重金屬含量會(huì)發(fā)生改變[2]。

1.2 農(nóng)業(yè)污染源

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中，可能會(huì)造成土壤重金屬的污染，尤其是農(nóng)藥、化肥的過量使用。雖然肥料在增加作物產(chǎn)量、提高作物品質(zhì)和保證糧食安全方面起到了作用，但在其補(bǔ)充作物生長所需要的營養(yǎng)元素的同時(shí)，不可避免地將一些有毒有害重金屬元素帶入到了土壤中，這些有害物質(zhì)積累到一定程度，超出土壤自凈能力時(shí)，會(huì)影響植物的生長，進(jìn)而影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[3-4]。此外，農(nóng)用塑料薄膜生產(chǎn)應(yīng)用的熱穩(wěn)定劑中含有Cd、Pb等，塑料大棚和地膜的過量使用也會(huì)造成土壤重金屬污染。

1.3 工業(yè)污染源

工業(yè)污染是重金屬的主要污染源，科技是一把雙刃劍，隨著社會(huì)主義工業(yè)化的發(fā)展，中國在很多方面取得了顯著的進(jìn)步，但由此帶來的土壤危害越來越嚴(yán)重。例如工礦業(yè)的發(fā)展，工業(yè)廢渣、廢氣中重金屬會(huì)繼續(xù)擴(kuò)散、吸附、沉降等導(dǎo)致重金屬累積；此外，采礦及金屬的冶煉會(huì)導(dǎo)致重金屬含量增加，如濕法煉銅則會(huì)使土壤中銅的含量增加；化工生產(chǎn)的廢水直接用于灌溉也會(huì)造成土壤中重金屬含量增加。

1.4 交通污染源

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及交通道路的建設(shè)，汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，一些交通較發(fā)達(dá)地區(qū)的土壤重金屬污染更加嚴(yán)重，這是因?yàn)槠囄矚獾呐欧乓约拔矚庵泻械闹亟饘倏赡軙?huì)通過大氣的作用沉降到土壤中，造成土壤重金屬污染。汽車尾氣中含有上百種化合物，其中污染物主要有懸浮固體顆粒、鋁、氮氧化合物、鉛等，其中鉛是有毒的重金屬元素，汽車用油大多數(shù)摻有防爆劑四乙基鉛或甲基鉛，含鉛汽油的燃燒會(huì)使鉛這種重金屬元素存在于大氣中，并且可能會(huì)隨著大氣的沉降作用進(jìn)入土壤，造成土壤重金屬污染。此外，汽車可能會(huì)引起揚(yáng)塵以及交通運(yùn)輸過程中輪胎、車體的老化磨損等也會(huì)造成土壤重金屬的污染[5]。

2 中國重金屬污染的危害

2.1 影響農(nóng)作物的質(zhì)量安全

農(nóng)作物生長在土壤中，而土壤中有重金屬污染，過多的重金屬元素進(jìn)入農(nóng)作物中，影響農(nóng)作物的細(xì)胞及功能，影響這些細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能，最終導(dǎo)致農(nóng)作物生長緩慢[6]，重金屬可能會(huì)富集在農(nóng)作物中，影響農(nóng)作物的質(zhì)量安全。例如土壤中鎘元素含量過高，會(huì)抑制根系增長，進(jìn)而造成植物的生理障礙，降低農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)；土壤中銅元素含量過高會(huì)使植物根系伸長受到阻礙，褐變畸形，葉片黃化并有褐斑，會(huì)抑制種子萌發(fā)以及氨基酸的形成；鎘元素含量過高會(huì)破壞植物葉片的葉綠素結(jié)構(gòu)，減少根系對水分和養(yǎng)分的吸收，抑制根系生長，會(huì)造成植物生理障礙而降低產(chǎn)量。

2.2 危害人體健康

土壤重金屬具有長期性、滯后性、潛伏期長、危害大等特點(diǎn)，可以通過多種途徑進(jìn)入人體，嚴(yán)重影響人類健康[7-8]。例如鉛含量過高會(huì)導(dǎo)致人的生殖功能下降，機(jī)體免疫力降低會(huì)出現(xiàn)頭暈、頭疼、記憶力減退等一系列癥狀；汞含量過高會(huì)與人體內(nèi)酶或蛋白質(zhì)中許多帶負(fù)電的基團(tuán)結(jié)合，影響蛋白質(zhì)的形成，從而影響細(xì)胞的功能；鉻含量過高可能會(huì)造成遺傳性缺陷、惡心、腹痛，經(jīng)皮膚侵入可能會(huì)造成皮炎等。

3 土壤重金屬污染的解決對策

農(nóng)業(yè)土壤中重金屬污染主要有Cu、Zn、Ni、Cr、Pb、Cd、As和Hg等元素。研究表明，土壤重金屬污染不但影響土壤自身理化性質(zhì)，而且會(huì)影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，影響人體健康，影響大氣和水環(huán)境質(zhì)量。此外，重金屬污染具有隱蔽性、滯后性，土壤一旦受到污染，則需要較長的修復(fù)時(shí)間。由于土壤重金屬污染具有難遷移、毒性大和難治理等特點(diǎn)，并可通過食物鏈進(jìn)入動(dòng)植物體內(nèi)，最終威脅動(dòng)植物生存和人類健康，因此，土壤重金屬治理刻不容緩。

3.1 嚴(yán)格控制數(shù)量和質(zhì)量

許多研究表明，土壤中重金屬污染一部分是由于某些肥料中含有汞、鎘和一些汞、鎘殺菌劑造成的。因此，要加強(qiáng)對化肥、農(nóng)藥的監(jiān)測，控制土壤重金屬污染。同時(shí)還要不斷研發(fā)新技術(shù)，爭取在減少化肥用量的同時(shí)增加農(nóng)作物產(chǎn)量。

3.2 采用植物修復(fù)技術(shù)

植物修復(fù)技術(shù)是解決土壤重金屬污染的一項(xiàng)有效生態(tài)措施，是利用綠色植物及其根系微生物對土壤污染的吸收、揮發(fā)、轉(zhuǎn)化和降解去除土壤中污染物的修復(fù)技術(shù)，通過某些植物對某些重金屬的敏感性，從而對重金屬進(jìn)行吸收和轉(zhuǎn)化，減少重金屬造成的污染。植物修復(fù)技術(shù)具有高效性和經(jīng)濟(jì)型，不同地區(qū)要因地制宜，如種植超富集植物來減少土壤中重金屬的含量。同時(shí)，可以采用植物和微生物的聯(lián)合修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)主要是對土壤中污染物進(jìn)行分解，以便增強(qiáng)植物向上轉(zhuǎn)移重金屬的能力，提高植物修復(fù)效率[9]。

3.3 加大環(huán)境治理力度

土壤重金屬污染防治要從源頭防治，要不斷制訂相關(guān)詳細(xì)的法律法規(guī)，不斷宣傳土壤對于人類生產(chǎn)生活的重要性，增強(qiáng)大眾的環(huán)境保護(hù)意識，增強(qiáng)企業(yè)的減污意識，從源頭上減少污染物的排放，從而降低土壤中重金屬含量。有些政府部門為追求短期政績，重視經(jīng)濟(jì)增長而輕環(huán)境保護(hù)，環(huán)境立法部門要制訂相關(guān)法律法規(guī)，執(zhí)法監(jiān)督部門要加大環(huán)境監(jiān)管力度，嚴(yán)格查處環(huán)境違法行為，做到執(zhí)法必嚴(yán)、違法必究，嚴(yán)格控制污染物的排放量，例如要不斷加強(qiáng)土壤環(huán)境監(jiān)測，完善土壤環(huán)境監(jiān)測治理體系，提高土壤重金屬監(jiān)測水平；要實(shí)施重金屬企業(yè)的環(huán)境保護(hù)達(dá)標(biāo)公告制度，強(qiáng)化環(huán)境管理，對于那些不符合國家產(chǎn)業(yè)政策和環(huán)保要求的企業(yè)，要堅(jiān)決予以停產(chǎn)、關(guān)閉[10]；各個(gè)部門要協(xié)調(diào)配合，加強(qiáng)溝通合作，為減少土壤中重金屬含量作出自己的貢獻(xiàn)。

3.4 利用化學(xué)修復(fù)技術(shù)修復(fù)土壤重金屬污染

化學(xué)修復(fù)技術(shù)是通過化學(xué)修復(fù)劑與土壤中污染物發(fā)生氧化、還原、吸附、沉淀、聚合、絡(luò)合等反應(yīng)，使污染物從土壤中分離、降解、轉(zhuǎn)化或穩(wěn)定成低毒、無毒、無害等形式或形成沉淀除去?；瘜W(xué)修復(fù)劑與土壤中污染物的相互作用可以降低污染物的遷移性以及被植物的吸收性，可以避免其進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，通過食物鏈不斷轉(zhuǎn)移?；瘜W(xué)修復(fù)技術(shù)的種類有很多，主要包括溶劑萃取法、化學(xué)淋洗法、氧化法、還原法以及鈍化技術(shù)等，化學(xué)修復(fù)方法因投入低、修復(fù)迅速、操作簡單等特點(diǎn)，對大面積土壤污染修復(fù)具有比較大的優(yōu)越性，能更好地滿足當(dāng)前中國治理土壤中重金屬污染以及保障農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的迫切要求[11]。

4 結(jié)束語

土壤是人類賴以生存的基礎(chǔ)，土壤重金屬污染具有形態(tài)多變、容易在生物體內(nèi)積累、不易被降解而消除、潛伏期長、危害大的特點(diǎn)，因此解決土壤重金屬污染首先應(yīng)從源頭抓起，要充分認(rèn)識土壤重金屬污染的長期性，土壤重金屬污染會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物的產(chǎn)量降低，而且會(huì)通過食物鏈進(jìn)入人體，因此要加強(qiáng)土對壤重金屬污染的治理，不斷改進(jìn)方法，加強(qiáng)對土地的管理與保護(hù)。