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序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇重金屬污染的現(xiàn)狀范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。
關(guān)鍵詞：土壤重金屬污染；危害；修復技術(shù)
中圖分類號：X53 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170230224
就土壤本身來看，其之所以會產(chǎn)生重金屬污染，主要是因為人類在活動期間將重金屬物質(zhì)帶入到土壤內(nèi)部，使得土壤內(nèi)的重金屬含量增多，破壞生態(tài)環(huán)境。隨著農(nóng)村人口數(shù)量的增長和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對化肥和農(nóng)藥使用量的增加，導致土壤中有害物含量增多，自身生態(tài)結(jié)構(gòu)和環(huán)境質(zhì)量被破壞。其中，重金屬是對土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)影響最大的一種元素。為了重塑土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)，提高土壤內(nèi)部環(huán)境質(zhì)量，解決土壤存在的重金屬污染問題勢在必行。
1 土壤污染現(xiàn)狀和危害
1.1 重金屬污染現(xiàn)狀
在2005年到2013年的12月，我國土地管理局第一次開展了有關(guān)全國土壤污染情況的調(diào)查研究。按照我國在2014年由國土資源部和環(huán)保部共同的有關(guān)《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》所公示的調(diào)查結(jié)果看：當前我國土壤生態(tài)環(huán)境的狀況整體來講十分嚴峻，特別是重金屬污染問題，更是極為嚴重。在我國一些廢棄工礦所在區(qū)域的周邊位置，土壤的重金屬污染問題十分的突出。其中，我國有16.1%的土壤，重金屬污染總超標率相對較重，11.2%超標率屬于輕微范圍；而輕度超標率和中度以上的超標率分別達到了2.3%和2.6%。
1.2 重金屬污染的危害
同其他土壤污染類型相比，重金屬污染本身的隱匿性、長期性、不可逆性較強，且這種污染問題一旦出現(xiàn)，則很難消逝。一旦重金屬污染存在于土壤中，不僅很難被移動，還會長時間滯留在其產(chǎn)生區(qū)域，不斷污染周邊土壤。與此同時，重金屬污染物不僅無法被微生物有效降解，還會借助植物、水等介質(zhì)，被動植物所吸收，而后進入到人類食物鏈之中，對人體健康a生威脅。從具體的情況來看，重金屬污染主要存在以下幾種危害類型：對作物生產(chǎn)造成不利影響。因為重金屬污染物在土壤與作物系統(tǒng)遷移的過程中，會對作物正常的生長發(fā)育和生理生化產(chǎn)生直接影響，從而降低作物的品質(zhì)與產(chǎn)量。例如，鎘屬于對植物生長危害性較大的重金屬，如果土壤鎘含量較高，植物葉片上的葉綠素結(jié)構(gòu)就會被破壞，根系生長被抑制，阻礙根系吸收土壤中的養(yǎng)分與水分，降低產(chǎn)量；會對人體生命健康帶去影響。土壤中存在的重金屬污染物可以借助食物鏈對人體健康造成危害。例如，汞進入人體后被直接沉入到肝臟中，破壞大腦的視神經(jīng)。
2 解決重金屬污染問題的方法
2.1 工程治理法
所謂的工程治理法，是通過利用化學或者是物理學中的相關(guān)原理，對土壤中的重金屬污染問題展開有效治理的一種方法。現(xiàn)階段，工程治理法主要包括了熱處理法、淋洗法與電解法等[1]。在眾多重金屬污染處理方法中的處理效果更好、處理工藝的穩(wěn)定性更高。但該項方法處理過程和處理工藝復雜，需要花費的成本高，且經(jīng)過該方法處理后的土壤，其本身的肥力會有所降低。
2.2 生物治理法
該方法指的是借助生物在生長過程中的一些習性，來達到改良、抑制、適應(yīng)重金屬污染的目的。在該項治理方法中最為常見的就是微生物、植物和動物治理法。生物治理是利用鼠類和蚯蚓等動物能夠吸收重金屬的特性；植物治理則是利用植物積累到一定程度可以清除重金屬污染，對重金屬具有忍耐力的特質(zhì)。工程治理法相比，生物治理方式投資相對較小、管理便利、對環(huán)境破壞性小等優(yōu)勢，但治理時間較長[2]。
2.3 化學治理法
化學治理法是通過向已經(jīng)被重金屬污染的土壤中投入適量的抑制劑和改良劑等其他化學物質(zhì)的方式，增加有機質(zhì)、陽離子等在土壤中代換量和粘粒含量，來改變被污染土壤電導、Eh、pH等其他理化性質(zhì)，使重金屬可以通過還原、氧化、拮抗、吸附、沉淀、抑制等化學作用被有效消除[3]。
3 結(jié)束語
在社會經(jīng)濟發(fā)展水平不斷提升，重金屬對土壤污染程度逐漸加深的今天，對重金屬污染現(xiàn)狀，以及其可能會造成的危害等問題展開細致的分析與研究，并利用工程、生物、化學等方式來有效的緩解和治理土壤當前存在的重金屬嚴重污染問題，能夠?qū)ξ覈寥赖纳鷳B(tài)環(huán)境和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行重構(gòu)，為我國城市發(fā)展和社會建設(shè)提供充足的土壤資源。
參考文獻
Study on the status and detection technology of heavy metal pollution in water environment
CHEN Huiming， LIU Min， XIAO Nanjiao， LUO Yong
（Jiangxi Environmental Monitoring Center， 330039， Nanchang， PRC）
Abstract： this paper summarizes the current situation of heavy metal pollution in water environment in China .It has been found that many bays and rivers have been polluted by heavy metals in China， and they are mostly compound pollution. The author also introduces some detective methods， such as electrochemical analytical methods and spectral methods and etc. The research results can be used for providing technological support for detection of heavy metal and protection of ecological environment.
Key words： water environment； heavy mental pollution； detection
前言
若金屬元素的原子密度超過每立方厘米五克，即可認為其是重金屬。如銅、鉛、鋅、鎘鐵、錳等，均屬于重金屬，共有四十五種。若水體內(nèi)排入的重金屬物質(zhì)，無法結(jié)合自凈能力將其凈化，而最終導致水體的性質(zhì)、組成等發(fā)生改變，影響水體內(nèi)生物生長，并對人的健康、生活產(chǎn)生不良影響的，即屬于水環(huán)境重金屬污染。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的同時，許多污染物被排入河流內(nèi)，其中也包含重金屬，最終導致水質(zhì)惡化，也由此產(chǎn)生了一系列嚴重后果。不論是在何種環(huán)境中，重金屬污染物的降解都極為困難，并且能夠積累在植物、動物體內(nèi)，并結(jié)合食物鏈不斷富集，最終進入人體，對人體健康產(chǎn)生危害，這類污染物也是對人體產(chǎn)生最大危害的一種污染物[1]。
1、目前我國水環(huán)境中重金屬污染的現(xiàn)狀
1.1我國水環(huán)境重金屬污染的范圍比較廣
不論是海南的三亞灣、還是廣東地區(qū)的北江、亦或是武漢的東湖、連云港的排淡河、山東地區(qū)的膠州灣、長春的松花江等，都體現(xiàn)出了極為顯著的重金屬污染特征。
1.2我國水環(huán)境中重金屬污染大多為復合污染
對比國家相關(guān)的水質(zhì)標準來看，山東曲阜的大沂河、包頭段黃河內(nèi)，均出現(xiàn)了極為嚴重的Cu等重金屬的污染。Cd污染，則主要出現(xiàn)在香港的四大重點河流之中；就黃浦江上游的飲用水源來看，不論是支流、還是干流，Hg的平均濃度均超過了地表水環(huán)境質(zhì)量標準（GB3838-2002）的Ⅲ類水標準，而對比Ⅲ類水標準后可以發(fā)現(xiàn)，不論是干流、還是支流的As濃度相對較低[2]。
1.3重金屬的含量與水環(huán)境的鹽度及pH值等有關(guān)
若鹽度偏高，則重金屬元素在水中的含量相對較高、水底沉積物內(nèi)則不會出現(xiàn)較高的金屬含量；若鹽度偏低，則恰好相反。當pH值相對偏高時，重金屬元素含量偏低的為水體，而偏高的則為水底沉積物；若pH值較低時，則正好相反[3]。
1.4重金屬含量一般表現(xiàn)為近岸高，中部低；沉積物中高，水相中較低
第二松花江中下游河段，水中重金屬平均含量都不高，且遠未達到國家制定的相關(guān)地表水水質(zhì)標準；對比河段水中的重金屬含量來看，沉積物內(nèi)的重金屬含量則明顯偏高。在巢湖湖區(qū)、支流沉積物內(nèi)重金屬含量的對比方面來看，支流的Cd、Zn等含量更高。
1.5重金屬的潛在生態(tài)風險較高
處于第二松花江中下游區(qū)域的沉積物，其重金屬含量目前已達到中等偏強的生態(tài)風險等級，且主要為Cd以及Hg。長江口表層水體內(nèi)存在的類金屬以及重金屬，就采樣點位來看，重金屬含量相對較低，但仍有潛在風險存在。香港重點河流，基本都面臨生態(tài)危害，有個別區(qū)域目前的生態(tài)危害已相對較強。此外，水量、季節(jié)的變化等，也都會導致水環(huán)境內(nèi)重金屬含量產(chǎn)生變化。
2、水環(huán)境中重金屬的檢測技術(shù)方法研究與發(fā)展
因為不論是人體、還是環(huán)境，都將因重金屬元素受到影響，所以檢測重金屬工作就顯得極為關(guān)鍵。當前，對重金屬進行檢測的方法主要有：電化學法、光譜法等。
2.1電化學分析法
結(jié)合電極上、溶液內(nèi)物質(zhì)的化學性質(zhì)，由此形成的一種分析方法，即為電化學分析法。結(jié)構(gòu)簡單、小巧、操作便捷，都是該方法的主要優(yōu)點，能夠進行連續(xù)、自動化分析，分析方法較為準確、便捷[4]。具體方法包括如下：
2.1.1伏安法和極譜法
結(jié)合電解過程，不論是極譜法、還是伏安法，都可對流-電位、電位-時間曲線進行分析，其區(qū)別在于：前者運用的是表面可周期更新的滴汞電極、后者則為表面無法更新、固體電極等液體電極。伏安法內(nèi)還包括了吸附溶出、陰極溶出伏安法等，其檢測下限極低，這也是伏安法的主要優(yōu)勢，能夠在現(xiàn)場、在線運用，同時也可實現(xiàn)多元素識別[5]。
2.1.2電位分析法
若此時的電流為零，電位分析法可對電池的電極電位、電動勢等進行測定，由此結(jié)合濃度以及電極電位的關(guān)系，實現(xiàn)物質(zhì)濃度的測定。該方法的優(yōu)點較多，如試樣需求較少、較好的選擇性，同時不會破壞試液，因此在分析珍貴試樣時，較為適用。這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)快速測定、操作相對簡單，因此連續(xù)化、自動化也可實現(xiàn)。
2.1.3電導分析法
結(jié)合對溶液電導值的測量，獲得其中離子濃度的方法，即被認為是電導分析法，大致可分為兩種，分別是電導滴定法以及直接電導法。其優(yōu)勢在于便捷、快速，后者的靈敏度相對較高，缺點則是電導值的測定，為所有電導的總和，而不能對其中具體離子的含量進行測定和區(qū)分，由此影響選擇性。
2.2光譜法
2.2.1原子熒光光譜法
其原理在于，原子蒸氣對特定波長的光輻射進行吸收，由此得以激發(fā)，當原子被激發(fā)以后，結(jié)合該過程發(fā)射出特定波長的光輻射，即原子熒光。在相應(yīng)的實驗條件下，不論熒光類型是什么，其輻射強度均與被分析物質(zhì)的原子濃度為正比關(guān)系，按照波長分布可開展定性分析。這種方法的選擇性較強、靈敏度相對較高，方法相對簡單。其欠缺之處在于，應(yīng)用范圍并不廣泛，因為許多物質(zhì)的熒光產(chǎn)生，需要結(jié)合試劑加入才能實現(xiàn)[6]。另外，還需要深入的對化合物結(jié)構(gòu)、熒光產(chǎn)生過程的關(guān)系進行探究。
2.2.2原子發(fā)射光譜法
結(jié)合電激發(fā)、熱激發(fā)之下，試樣內(nèi)的不同離子、原子發(fā)射特征的電磁輻射，而開展的針對元素的定量、定性分析的方法，即為原子發(fā)射光譜法。其優(yōu)勢在于，有較好的選擇性、分析速度相對較快，隨待測元素的多少，會對準確度存在影響。其缺陷在于，設(shè)備相對昂貴，而如硫等非金屬元素，則無法較為靈敏的加以分析。一般以元素分析為主，但就樣品內(nèi)上述元素的化合物狀態(tài)，則無法確定。
2.2.3原子吸收光譜法
以蒸汽相內(nèi)被測元素的基態(tài)粒子為基礎(chǔ)，測定原子共振輻射的吸收強度、被測元素含量的一種方式，即為原子吸收光譜法?；鹧嬖游展庾V法的檢測限可達到10-9g/L，石墨爐原子吸收光譜法的檢測限可達到10-10～10-14g/L[7]。此種方式的優(yōu)勢在于：良好的選擇性、較高的準確性、易于消除、干擾相對較少；缺陷則在于：無法直接對許多非金屬元素加以測定，對一種元素分析之后，就需要對元素燈進行更換，對不同元素的測定，則需要對不同的元素燈進行更換，無法完成同時對各類元素的測定，若試樣相對復雜，則會產(chǎn)生嚴重干擾，儀器較為昂貴。
2.2.4電感耦合等離子體光譜法
在當前應(yīng)用的AES光源中，應(yīng)用最為廣泛的當屬電感耦合等離子體光源。對比上述方法來看，這種方法具備如下優(yōu)勢，干擾相對較少、分析速度相對較快、較寬的線性范圍，能實現(xiàn)多種被測元素特征光譜的同時讀取，此外還可以對多種元素同時進行定量、定性分析。其缺陷在于，操作以及設(shè)備費用相對較高，就部分元素而言，也不存在顯著優(yōu)勢。
2.2.5質(zhì)譜法
通過對待測物質(zhì)進行分子到帶電粒子的轉(zhuǎn)化，結(jié)合交變電場、穩(wěn)定磁場的利用，讓上述粒子可結(jié)合質(zhì)量大小的順序排序，并對此進行分離，形成具備一定規(guī)則，同時能夠檢測的質(zhì)量譜，即為質(zhì)譜法。和其他方式對比來看，這種方法具有如下優(yōu)勢：動態(tài)范圍相對寬泛、分析精密度相對較高、可同時對多種元素進行測定，其能夠精確的對同位素信息進行提供[8]。但是，這類儀器的造價相對過高，就目前而言，本方法的應(yīng)用依然以研究領(lǐng)域為主，并且，在預(yù)處理檢測樣品方面，步驟相對較多，對儀器自動化帶來了諸多困難。
此外，包括生物傳感器、酶抑制法等相關(guān)檢測方法，伴隨著檢測技術(shù)的逐漸發(fā)展，也在檢測水環(huán)境重金屬方面，發(fā)揮了越來越關(guān)鍵的作用。
3、結(jié)論
重金屬污染能夠不斷富集，并最終對動植物、人體以及環(huán)境產(chǎn)生一定負面影響，具備潛在的危險性，因此這也是一個不容忽視的問題。工業(yè)污染是重金屬污染的主要來源，企業(yè)的排放要達標，管理要嚴格，最為關(guān)鍵的是當前國家的管理機制尚未健全，仍需繼續(xù)完善。在水環(huán)境監(jiān)測工作方面，重金屬檢測工作能夠為此提供一定依據(jù)。近年來，伴隨著多種分析儀器的開發(fā)，重金屬檢測也逐步體現(xiàn)出準確性、靈敏度高等優(yōu)勢。各類檢測方法都具備各自的特點以及適用的范圍，如電感耦合等方法，具有較高的靈敏度，能夠在幾乎所有重金屬檢測方面運用，但就處理樣品以及檢測進程來看，相對復雜，因此若想實現(xiàn)在線、現(xiàn)場檢測，則相對困難，不論是使用儀器、還是安裝設(shè)備，都具有較高要求。
參考文獻
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基金項目：云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究自籌經(jīng)費項目(編號：2010ZC090)資助
作者簡介：吳 明（1987―），女,西南林業(yè)大學環(huán)境與科學工程系碩士研究生。
通訊作者：貝榮塔（1965―），男，廣西昭平人，碩士，副教授，主要從事土壤學、環(huán)境污染及環(huán)境生態(tài)等方面的教學與研究工作。
中圖分類號：X143
文獻標識碼：A
文章編號：16749944(2011)10009303
お
1 引言
自20世紀20年代以來,隨著采礦、冶煉、化工、電鍍、電子等行業(yè)的發(fā)展,以及民用固體廢棄物不合理填埋和堆放,大量化肥、農(nóng)藥的施用,使得各種重金屬污染物進入到生態(tài)環(huán)境當中。許多發(fā)展中和發(fā)達國家,都面臨著同樣嚴重的重金屬污染問題[1]。據(jù)我國環(huán)保部門統(tǒng)計,從2009年至今,我國已經(jīng)連續(xù)發(fā)生30多起特大重金屬污染事件。從2006年甘肅徽縣鉛中毒事件到2010年江蘇鹽城大豐市兒童血鉛事件;從2009年湖南婁底雙峰縣某公司違法轉(zhuǎn)移鉻渣引起鉻污染事件到2011年云南省鉻渣入水庫事件[2]，重金屬污染事件的頻繁發(fā)生，已經(jīng)對人們的生存構(gòu)成威脅,因此引起人們高度重視。
重金屬是指原子密度大于5g/cm3的金屬元素,大約有40種,主要包括Cd、Cr、Hg、Pb、Cu、Zn、Ag、Sn等[3]。因此,一般認為不超過一定濃度的重金屬都不會對人體造成危害。但是重金屬由于不能被生物降解,通過食物鏈的富集后進入人體。當達到一定濃度后就會對人體造成傷害[4]。實驗證明鉛是重金屬污染中毒性較大的一種。一旦進入人體很難排除。鉛不僅能直接傷害人的腦細胞,特別是胎兒的神經(jīng)系統(tǒng),造成先天智力低下,甚至有致癌、致突變作用[5]。鎘可以導致高血壓,引起心腦血管疾病,破壞骨骼和肝腎,引起腎功能衰竭。砷是砒霜的組成之一,有劇毒,會致人迅速死亡,長期少量接觸,會導致慢性中毒,并有致癌性[6]。因此,加強對重金屬污染治理的研究對社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。
2 野外采樣與測試分析
2.1 研究區(qū)域自然概況
東郊垃圾填埋場位于昆明市東南方向官渡區(qū)阿拉鄉(xiāng)白水塘村,是目前昆明市主城區(qū)生活垃圾處理兩大基地之一。該區(qū)域位于白水塘村東南方向，東經(jīng)102°51′36″~102°52′12″,北緯24°58′48″~25°0′0″,東西寬約1 000m,南北長約500m,占地面積約為0.48km2。該區(qū)域地形復雜,平均海拔為2 000m,屬低緯度高海拔地區(qū)。
本區(qū)域氣候?qū)俦本晛啛釒夂?夏無酷暑,冬無嚴寒,四季如春,分為明顯的干、濕兩季。平均氣溫14.5℃,最熱月平均氣溫19.7℃,最冷月平均氣溫7.5℃。全年降水量約1 031mm,相對濕度為74%。全年無霜期近年均在240d以上。全年晴天較多,日照數(shù)年均2445.6h,日照率56%.終年太陽投射角度大,年均總輻射量達129.78kCal/cm2,其中濕季62.78kCal/cm2,干季67kCal/cm2。該區(qū)域自然土壤為紅色土壤,堆填區(qū)無植被覆蓋,垃圾場四周植被稀疏,多為草本植物和小灌木,喬木以低齡松樹為主。
2.2 樣品采集
實驗材料來源于昆明市東郊垃圾填埋場的滲濾水處理廠。該處理廠采用的處理方法是利用露天過濾池對滲濾水進行過濾,同時進處理車間進行處理,然后將處理后的水排入處理后水池,最后排入環(huán)境。
在滲濾水處理廠中布點采樣,布點見圖1。用塑料瓶分別在各池和蓄積雨水地采集滲濾水水樣。在二級未過濾水池、一級未過濾水池、原水池、處理后水池以及蓄積雨水地取的水樣分別標號為1、2、3、4、0,其中1、2、3、4號水樣分別取4個重復,0號水樣取兩個重復。水樣存放于實驗室內(nèi),待分析測定。
2.3 測試分析
2.3.1 水樣中銅、鋅、鉛、鎘等測定分析過程
銅、鋅、鉛、鎘等金屬的測定分析采用原子吸收分光光度法[7~8]。使用儀器是北京瑞利原子吸收分光光度計[9]。水樣預(yù)處理:取50mL水樣放入100mL燒杯中,加入濃硝酸5mL,在電熱板上加熱消解(不要沸騰)。蒸至10mL左右,加入5mL硝酸和2mL高氯酸。繼續(xù)消解,直至1mL左右。如果消解不完全,再加入5mL硝酸和2mL高氯酸,再次蒸至1mL左右。取下冷卻,加水溶解殘渣,通過中速濾紙濾入50mL容量瓶中,用蒸餾水稀釋至標線。分別在原子吸收分光光度計上測定吸光度[10]。
2.3.2 水樣中砷的測定分析過程
水樣中砷的測定采用二乙氨基二硫代甲酸銀分光光度法[7~8]。使用的儀器是北京普析TU-1800紫外分析光度計[9]。取50mL水樣放入100mL燒杯中,加入4mL濃硫酸和5mL濃硝酸。在電熱板上加熱消解至產(chǎn)生白色煙霧。如溶液不澄清,可再加5mL濃硝酸,繼續(xù)加熱至溶液澄清。取出冷卻,定容到50mL容量瓶中。把消解液倒入砷發(fā)生器中(預(yù)先接好),加入4mL碘化鉀,2mL氯化亞錫,搖勻,放置15min。取5mL吸收液置于干燥的吸收管中,插入導氣管,與砷發(fā)生器中迅速放入4g無砷鋅粒,并立即將導氣管與發(fā)生器連接好(保證連接處不漏氣),在室溫下反應(yīng)1h,使砷完全釋出。反應(yīng)完全后,用三氯甲烷將吸收液體積補足到5mL[10]。
3 結(jié)果與分析
3.1 滲濾水中主要重金屬成分及含量
通過用北京普析TU-1800紫外分析光度計和北京瑞利原子吸收分光光度計分析,得到了垃圾滲濾水中的主要重金屬成分及含量(表1)。
注：0.000 0代表未檢出
由表1看出,昆明市東郊垃圾填埋場滲濾水處理廠中滲濾水中主要重金屬包括砷、鉻、銅、鋅、鉛、鎘、錳。從平均值可以看出,重金屬含量從高到低依次是鉛、錳、鋅、鎘、砷、鉻、銅。隨著分級的處理,1、2、3號池中重金屬砷、鉻、銅、鋅、錳的含量逐步降低,鎘的含量有少量降低,而鉛的含量有所波動。在4號池中,除了鉛的含量不穩(wěn)定外,各重金屬的含量均是降低的。由0號水樣數(shù)據(jù)可以看出,除了鉛,其他重金屬含量均與4號相近。由此,可以推斷出東郊垃圾場滲濾水處理廠所采用的露天蒸發(fā)等處理技術(shù)對鉛的去除力不明顯,對其他金屬的去除力較明顯。
3.2 滲濾水中重金屬污染狀況
3.2.1 地表水環(huán)境質(zhì)量
地表水環(huán)境質(zhì)量標準(GB3838-88)[2]規(guī)定,依據(jù)地面水水域使用目的和保護目標將其劃分為5類。該區(qū)域用水屬于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域,應(yīng)該執(zhí)行Ⅴ類標準。本區(qū)域中地表水包括過濾池池水和蓄積雨水。根據(jù)標準限制不同,將數(shù)據(jù)分為兩組,分別對比（表2）。
3.2.2 砷、鉻、鎘達標狀況
結(jié)合圖2和表2,可以看出,水樣在進處理車間前,即水在過濾池內(nèi)時,除鉻外,其他重金屬的含量均不能達到Ⅴ類標準。而蓄積雨水中,鎘含量不達標,砷、鉻含量達標。
3.2.3 銅、鋅、錳、鉛達標狀況
結(jié)合圖3和表2,可以看出,水樣在過濾池內(nèi)時,鉛的含量嚴重超標,銅和鋅含量微小,錳的含量只在原水中超標。而蓄積雨水中,除鉛外,其他重金屬含量均遠遠小于標準值。
可以得出,從重金屬方面看,水樣在進處理車間前,砷、鎘、鉛含量達不到Ⅴ類標準,其他重金屬達標;在蓄積雨水中,鎘、鉛達不到Ⅴ類標準,其他重金屬均達標。滲濾水水質(zhì)達不到Ⅴ類標準,處理后也不能達到Ⅴ類標準,不能用于用水。蓄積雨水,也達不到Ⅴ類標準,可見當?shù)氐乇硭驯晃廴尽?/p>
圖3 銅、錳、鉛、鋅含量おお
3.3 滲濾水中重金屬排放狀況
根據(jù)污水綜合排放標準(GB8978-88)[2],按地面水域使用功能要求和污水排放去向,對地面水水域和城市下水道排放的污水分別執(zhí)行一、二、三級標準。該區(qū)域用水屬于農(nóng)業(yè)用水,對應(yīng)標準中的一般保護水域,因此執(zhí)行二級標準。將排放處測定值與測定標準進行比較,見表3。
表3 污染物最高允許排放濃度及測量數(shù)據(jù)比較mg/L
AsCuZnPbCdMnCr
排放處測定值0.0130.000 00.000 00.3650.096 30.098 50.884 6
第一類污染物0.51.00.11.5
第二類污染物(二級標準)1.05.05.0
結(jié)果達標達標達標達標達標達標達標
東郊垃圾場滲濾水處理廠處理后水樣中7種主要重金屬的含量均低于污染物最高允許排放濃度,可以排放進入環(huán)境中。從而推斷出滲濾水原水必須經(jīng)過處理后才能進行排放,否則會對環(huán)境造成重金屬污染，因此垃圾場滲濾水處理廠的建設(shè)是非常必要的。
4 結(jié)語
昆明市東郊垃圾填埋場滲濾水處理廠中滲濾水中主要重金屬包括砷、鉻、銅、鋅、鉛、鎘、錳。從平均值可以看出,重金屬含量從高到低依次是鉛、錳、鋅、鎘、砷、鉻、銅。處理技術(shù)對鉛的去除力不明顯,其他重金屬均較明顯。可見該滲濾水處理廠需改進技術(shù),加強對鉛的去除能力。
從重金屬方面看,水樣在進處理車間前,砷、鎘、鉛含量達不到Ⅴ類標準,其他重金屬達標;在蓄積雨水中,鎘、鉛達不到Ⅴ類標準,其他重金屬均達標。
(1)滲濾水中含有多種重金屬污染物,對于難去除的重金屬應(yīng)該特別對待,建議在露天蒸發(fā)過程中應(yīng)對過濾池進行防滲處理。
(2)昆明在雨季時,降雨量較大,此時應(yīng)該對滲濾池進行保護,以防正在進行過濾的滲濾水溢出,進入河水或者水庫,污染更多水體。
(3)建議相關(guān)政府部門加強對垃圾場環(huán)境的宣傳及管理工作,發(fā)動周邊群眾一起監(jiān)督垃圾場的工作。
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隨著化學工業(yè)的飛速發(fā)展，人們對金屬礦產(chǎn)品的需求也呈現(xiàn)日益增長的趨勢。小到餐廳廚房的炊具以及珠寶首飾，大到核工業(yè)的核能物質(zhì)。而由金屬污染引發(fā)的環(huán)境問題日趨嚴重，其對生態(tài)系統(tǒng)中水體及土壤的破壞基本上難以修復，并且人為的改造和維護也很難進行。尤其是前段時間的“牛奶河”事件再一次為我們敲響了環(huán)境保護的警鐘以及讓我們清楚地看到化工行業(yè)引起的水體及土壤重金屬污染的現(xiàn)狀和不爭的事實。
一、重金屬污染的種類及來源
所謂重金屬污染，是指由重金屬及其化合物引起的環(huán)境污染。尤其是由化工行業(yè)引起的水體及土壤重金屬污染具有永久性以及明顯的累積效應(yīng)。如下圖為重金屬在水體及土壤中的遷移轉(zhuǎn)化機理[1]。
1.1 水重金屬污染
重金屬在水體中積累到一定的限度就會對水體-水生植物-水生動物系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重危害，并可能通過食物鏈直接或間接地影響到人類的自身健康[2]。對水質(zhì)產(chǎn)生污染的重金屬主要有Cd、Pb、As、Hg、Cr和Co等。其中以Hg的毒性最大，Cd次之。此外，As由于其毒性可將其歸為重金屬污染。
1.2 土壤重金屬污染
土壤重金屬污染是指由于人類活動將重金屬帶入到土壤中，致使土壤中重金屬含量明顯高于背景含量、并可能造成現(xiàn)存的或潛在的土壤質(zhì)量退化、生態(tài)與環(huán)境惡化的現(xiàn)象[1]。污染土壤的重金屬包括生物毒性顯著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As，以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。
1.3 重金屬污染的來源
重金屬的污染主要來源化學工業(yè)污染，污染源主要有冶煉、化工、電鍍、電子、制革等行業(yè)排放的“三廢”等以及民用固體廢棄物不合理填埋堆放和大量化肥、農(nóng)藥的施用，使得各種重金屬污染物以單質(zhì)或離子形態(tài)進入水體、土壤以及人體[2]。
二、重金屬污染的防治措施
2.1水體重金屬污染的防治對策
2.1.1 控制水體重金屬污染源
控制重金屬污染源，預(yù)防水體的污染。一方面要加強水資源的管理力度；另一方面要嚴格控制各種污水的排放源頭以及監(jiān)督、管理和控制有關(guān)工業(yè)部門和改革其生產(chǎn)工藝[3]。
2.1.2 水體重金屬污染的工程治理
目前常用的治理水體重金屬污染的工程工程措施主要有三類，即物理處理法、化學處理法及生物處理法[3]。
2.1.2.1 物理和化學方法
物理和化學方法屬于傳統(tǒng)處理重金屬污染水體的的措施，包括沉淀法、螯合樹脂法、高分子捕集劑法、天然沸石吸附法、膜技術(shù)、活性炭吸附工藝以及離子交換法等[4]。物理和化學方法具有凈化效率高、周期較短等優(yōu)點；但存在選擇性小、流程長、操作麻煩以及處理費用高等缺點。
2.1.2.2 生物處理法
生物處理法相對常規(guī)水處理法有投資小、成本低以及工藝簡單等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。國外，Groudeva等[5]（2001） 對用生物修復水體的重金屬污染作了最新的綜述。總之，水體有害重金屬的生物修復技術(shù)有著廣泛、低廉的原材料及很好的前景。
2.2 土壤重金屬污染的防治對策
土壤受重金屬污染后，蓄積在土壤中的有害重金屬能遷移到水、空氣和植物中難以消除[6]。因此，土壤受重金屬污染應(yīng)以“預(yù)防為主”。
2.2.1 綜合防護措施
控制和消除土壤的重金屬污染源，同時采取消除土壤中的重金屬污染物或控制重金屬污染物遷移轉(zhuǎn)化的措施，使其不能進入食物鏈[6]。
2.2.2 生物防治
土壤污染物質(zhì)可通過生物降解或植物吸收而凈化土壤。如羊齒鐵角蕨植物對土壤中Cd的吸收率可達10%，多年可使土壤Cd含量降低50% [7]。
2.2.3 施加抑制劑
土壤施加某種抑制劑，可改變重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化，減少作物吸收，如使用石灰可增加土壤PH，使Cu、Zn、Hg、Cd等金屬或氫氧化物沉淀。研究表明，施用石灰后稻米含Cd量可降低30%[6]。
三、結(jié)論
隨著水體及土壤重金屬污染的日益嚴重化以及重金屬污染物進入生態(tài)系統(tǒng)后造成難以修復的危害，其正越來越為人們所了解和重視。目前重金屬污染的治理方法以物理化學方法為主，生物修復技術(shù)作為經(jīng)濟、高效和環(huán)保的治理技術(shù)在治理和防治重金屬污染方面將發(fā)揮更大作用。新型高效的水體及土壤重金屬污染防治措施有待優(yōu)化及創(chuàng)新。
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中圖分類號 X56 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）13-0227-01
東莞市位于廣東省中南部，屬珠江、東江沖積平原，土地肥沃，有豐富的土地、森林資源，瀕臨南海，地處北回歸線以南，屬于南亞熱帶海洋性氣候，年平均氣溫22.3 ℃，降水量1 780.4 mm，日照量1 780.4 h，具有良好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)氣候條件。蔬菜在東莞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)了極其重要的地位，一直以來是我國供港蔬菜的生產(chǎn)和出口基地，2014年東莞蔬菜的播種面積保持在2萬hm2左右，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，大量工廠產(chǎn)生的廢氣廢水致使蔬菜中重金屬檢出率很高[1]。蔬菜重金屬污染問題不僅影響了東莞市蔬菜出口和菜農(nóng)收入，還影響消費者的健康。本文在綜述東莞蔬菜重金屬污染狀況的基礎(chǔ)上，提出生產(chǎn)過程中的多種防治措施。
1 蔬菜重金屬污染現(xiàn)狀
近年來，東莞城市化和工業(yè)化快速發(fā)展，大量工廠的出現(xiàn)，給農(nóng)業(yè)土壤帶來了嚴重的污染過，特別是土壤重金屬污染。經(jīng)過調(diào)查，珠江三角洲典型地區(qū)中山市與東莞市鉛、鎘的污染比較嚴重，平均有13.2%的蔬菜樣品中鉛與鎘的含量超過國家衛(wèi)生標準的允許量[2]。土壤中鎘污染為5種重金屬中最嚴重，平均污染指數(shù)超過警戒線4倍，為嚴重污染等級[1]。東莞市菜地土壤整體受到了輕度的重金屬污染，以西北部污染較為嚴重，東北部污染最輕[3]。東莞市土壤中主要受到Cd和Hg污染，許多蔬菜對重金屬都有積累能力，例如芥蘭對汞和鉻積累的能力較強，空心菜、白菜和油菜對鉛、鎘的積累能力強。
2 蔬菜重金屬污染來源
2.1 大氣污染
東莞市有一些大型的蔬菜基地位于交通繁忙地帶或毗鄰高速公路。大氣污染主要來源于工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放。大量的有害氣體和粉塵中含有重金屬。氣體中的重金屬經(jīng)過自然沉降和水沉降進入土壤。污染物以二氧化硫、煙塵和粉塵為主，其次還有氮氧化物、一氧化碳、硫化氫、氟、鉛等。
2.2 水污染
東莞市的蔬菜用地環(huán)境受到周邊企業(yè)工業(yè)“三廢”、城鎮(zhèn)生活垃圾和農(nóng)業(yè)垃圾等涌入河道，使得河道里的水資源受到污染，污水中的重金屬隨著灌溉進入農(nóng)田。
2.3 土壤污染
土壤污染表現(xiàn)在肥料元素積累過多、多種重金屬污染嚴重、農(nóng)藥和有機物污染物殘留量高等方面。過度施肥造成土壤酸化，導致土壤鹽漬化，土壤中的污染物主要包括Hg、Cd、As、Zn、Pb等重金屬。
3 防治措施
隨著社會的不斷發(fā)展，環(huán)境污染問題日益突出。蔬菜重金屬污染具有潛伏性、地域性、長期性、難治理性等特點，其防治應(yīng)堅持“預(yù)防為主，防治結(jié)合、綜合治理”的基本方針。針對東莞蔬菜重金屬污染提出幾點防治措施。
3.1 合理規(guī)劃蔬菜生產(chǎn)基地
隨著社會工業(yè)經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)化水平不斷提高，工業(yè)產(chǎn)區(qū)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)不斷向郊區(qū)轉(zhuǎn)移。蔬菜生產(chǎn)基地應(yīng)該遠離工業(yè)產(chǎn)區(qū)和城市生活污染區(qū)，選擇環(huán)境較好的地區(qū)作為蔬菜生產(chǎn)基地。除此之外，對基地的環(huán)境要進行實時動態(tài)監(jiān)測與評價。
3.2 隔絕污染源，控制重金屬流入食物鏈
治理重金屬污染問題，首先最重要的是從源頭上做起，控制和消除污染源。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，減少化肥和農(nóng)藥的使用量，減少其在土壤中的殘留。此外，對于用來灌溉的水源，要制定相應(yīng)的標準，禁止使用污水進行灌溉。土壤中的重金屬主要通過植物的吸收積累，進而通過食物鏈對人體造成危害。因此，控制植物對重金屬的吸收，可減少其在植物可食部分的積累量。
3.3 根據(jù)不同蔬菜累積重金屬的能力，合理布局
對于不同區(qū)域主要污染重金屬，篩選出選擇可食部分低累積重金屬的蔬菜作物或?qū)ξ廴局亟饘儆袕娍剐缘氖卟似贩N栽培，并合理安排茬口進行輪作。
3.4 改良土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤重金屬污染的抵抗能力
從源頭上改善土壤的組成與結(jié)構(gòu)，從而減少土壤中的重金屬，降低作物對重金屬的吸收累積量。改變土壤中重金屬的存在形態(tài)，如增加有機肥的使用量，可增加土壤膠體對重金屬的吸附能力，使得重金屬元素不易被作物吸收，也可促使土壤中某些重金屬的形態(tài)發(fā)生變化，從而有效降低其毒性[4]。
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土壤是地球表面的疏松表層，它是人類賴以生存的重要自然資源，并且在生態(tài)環(huán)境中占有重要地位。而近年來，隨著工業(yè)的快速發(fā)展和鄉(xiāng)鎮(zhèn)城市化，土壤重金屬污染日益嚴重，由此會破壞人類生態(tài)環(huán)境，從而影響人們的健康，因此，土壤重金屬污染的修復技術(shù)已成為一個研究熱點。
一、土壤重金屬污染的危害
隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，多種工業(yè)如采礦、冶煉、電鍍、廢電池處理、金屬加工等的排放以及農(nóng)業(yè)中各種農(nóng)藥，化肥的施用均是土壤重金屬污染的來源。據(jù)報道，全世界平均每年排放Hg約1.5萬噸，Cu 340萬噸，Mn 1500萬噸，Pb 500萬噸，Ni 100萬噸[1]。土壤重金屬污染具有污染面積達、積累時間長、不易被微生物降解、有明顯的生物富集作用等特點，被重金屬污染的土壤會嚴重影響到農(nóng)作物的生長和發(fā)育，從而導致農(nóng)作物的減產(chǎn)并污染農(nóng)作物。安志裝等人[2]研究發(fā)現(xiàn)鎘與巰基氨基酸和蛋白質(zhì)的結(jié)合會引起氨基酸蛋白質(zhì)的失活，甚至使植物死亡。另外，土壤中的重金屬會被農(nóng)作物吸收并在農(nóng)作物體內(nèi)富集，通過食物鏈進入人體，從而嚴重危害人體健康。
二、土壤重金污染修復技術(shù)
1.物理化學修復技術(shù)
1.1化學固化
化學固化法指的是通過在土壤中加入土壤固化劑來改變土壤的有機質(zhì)含量、礦物組成、pH值和Eh值等理化性質(zhì)，再經(jīng)重金屬的吸附或共沉淀作用來調(diào)節(jié)其在土壤中的移動性，從而降低其共生物有效性。固化劑將污染土壤中的重金屬固定后，不僅可以減少重金屬通過徑流和淋洗作用對地表水和地下水的污染，而且被污染的土壤還有可能重建植被[3]。雖然化學固化法可以固化土壤中的重金屬，但固化劑只是改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)，重金屬仍留在土壤中，因而該方法還有待進一步的研究探討。
1.2電動修復
電動修復是近年來快速發(fā)展的技術(shù)，其作用機理是將電極對插入被污染的土壤中，在通入微弱電流形成電場，使土壤中的重金屬在電場形成的各種電動力學效應(yīng)下定向移動，在電極區(qū)附近富集，從而將重金屬處理或分離。
對于低滲透的粘土和淤泥土的修復，電動修復是常用的技術(shù)。鄭喜坤等人[4]研究了電動修復技術(shù)對沙土中Pb2+、Cu3+等重金屬離子的去除效果，結(jié)果表明，重金屬離子的去除率達99%以上。電動修復技術(shù)是一種原位修復技術(shù)，它可以有效的去除土壤中的重金屬離子，并且經(jīng)濟效益好，是一種可行的修復技術(shù)。
1.3土壤淋洗
土壤淋洗是一種適用于治理大面積重廢污染土壤的方法。所謂淋洗，是指利用提取劑（包括有機或無機酸、堿、鹽、表面活性劑和聚合劑等）將土壤中的固相重金屬轉(zhuǎn)化為液相，土壤在經(jīng)水淋洗處理后可歸回原位利用，而對于富含重金屬的廢水也可進行回收處理，從而達到修復土壤的目的[5]。吳華龍等人[6]研究了被銅污染土壤修復的有機調(diào)控機理，研究結(jié)果表明，外加EDTA對降低紅壤對銅的吸收率與加入的EDTA量的對數(shù)量顯著負相關(guān)。土壤淋洗法雖然處理量大，處理效率高，但會造成二次污染，因此，尋找一種既能提取各種形態(tài)重金屬又不破壞土壤結(jié)構(gòu)的提取劑將成為土壤淋洗法的研究熱點。
2.植物修復
植物修復是指在被重金屬污染的土壤中，種植某種特定的植物，利用該植物對重金屬的耐性和超富集作用將重金屬移出土壤，使土壤中的重金屬降低到可接受的濃度，達到重金屬污染修復的目的。
根據(jù)其修復過程和作用機理可將植物修復技術(shù)分為4種：①植物萃取技術(shù)，即利用超富集植物將重金屬從土壤提取出來，并將其轉(zhuǎn)移，貯存到地上部分，然后通過植物收割來對重金屬進行集中處理的過程[7]。韋朝陽等人[8]研究發(fā)現(xiàn)了一種大葉井口草，它對As的富集有明顯的效果，其地上部分最大含量可達694mg/Kg。②植物固化技術(shù)，即利用耐金屬植物及其根系微生物的一些生物化學作用降低重金屬的活性，使其固化，從而減少對土壤的危害。該方法主要適用于有機質(zhì)含量的礦區(qū)污染土壤的修復。③根圈生物技術(shù)，即利用植物根際分泌物和根際脫落物刺激細菌和真菌的生長，通過細菌和真菌對重金屬的吸附固定作用，是重金屬礦化的過程。④植物揮發(fā)技術(shù)，即利用植物根系的吸收、積累和揮發(fā)作用減少土壤中一些揮發(fā)性污染物，及植物將污染物吸收到體內(nèi)后將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)釋放到大氣中[9]。
3.工程措施
工程措施是比較經(jīng)典和傳統(tǒng)的修復土壤重金屬污染的方法，主要包括客土、換土及深耕翻土等方法。通過客土、換土或者將深耕翻土與污土混合，使土壤中重金屬的含量降低，減少重金屬對土壤植物的毒害，從而使農(nóng)產(chǎn)品達到食品衛(wèi)生標準[10]。
客土法是將干凈的土壤覆蓋在已受污染的土壤上混勻，從而降低土壤中污染物的濃度；換土法是用干凈的土壤代替受污染的的土壤，對于換出的土壤應(yīng)進行處理，防止二次污染的發(fā)生；深耕翻土是將表層已受到污染的土壤翻至深層，從而使土壤中污染物的濃度降低。
三、結(jié)語
目前運用于修復土壤重金屬污染的技術(shù)有很多，但每種修復技術(shù)對于土壤重金屬污染修復均有一定的弊端，并且對于不同類型的土壤受重金屬的污染的程度的不同，單一的使用某種技術(shù)并不能達到理想的效果，因此，在實際應(yīng)用中，應(yīng)綜合多種修復技術(shù)的優(yōu)點，互取優(yōu)勢，研究出新型的具有高效，低耗的修復技術(shù)。
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土壤，為人類提供生存所需的自然環(huán)境，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供必要的資源。我們所面臨的許多問題，諸如環(huán)境問題、糧食問題、資源問題等等，都和土壤息息相關(guān)。自上世紀20年代以來，工業(yè)發(fā)展，導致金屬產(chǎn)量急劇增加，進而導致重金屬環(huán)境污染問題。含有重金屬的污染物通過多種方式進入土壤，導致土壤重金屬污染問題?，F(xiàn)在，很多發(fā)展中甚至發(fā)達國家，都面臨著土壤污染問題。這一問題的日益嚴重，也引起了人們的廣泛關(guān)注。因此，本文將圍繞土壤重金屬污染的現(xiàn)狀、治理方法等方面展開。
1.我國土壤重金屬污染的現(xiàn)狀
目前，我國大陸受到重金屬污染的耕地面積約為2000萬公頃，大約占耕地總面積的1/5。其中，受礦區(qū)污染的耕地面積約200萬公頃，受石油污染的耕地面積約500萬公頃，受固體廢棄物堆放污染的耕地面積約5萬公頃，受“工業(yè)三廢”污染的耕地面積約1000萬公頃，受污水灌溉的耕地面積約330萬公頃。由于土壤污染，我國農(nóng)業(yè)糧食產(chǎn)量每年減少約1300萬噸，更為嚴重的是，因為受到污染，土壤的多種功能，如營養(yǎng)功能、凈化功能、緩沖功能、有機體的支持功能等功能正在逐漸喪失。
2.土壤重金屬污染的后果
第一、土壤污染導致耕地資源短缺。
第二、土壤污染威脅人、畜的身體健康。
第三、土壤污染阻礙農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。
第四、土壤污染會導致其他的環(huán)境污染問題。
第五、土壤污染危及子孫后代的利益，阻礙農(nóng)村經(jīng)濟的健康、持續(xù)發(fā)展，不利于國家經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
3.土壤重金屬污染的治理
3.1物理防治
物理防治主要采取排土、換土、去表土、客土和深耕翻土等措施。不同地區(qū)應(yīng)采取不同的措施：
（1）污染嚴重的地區(qū)，適合采取排土、換土、去表土、客土等措施。這些措施可以從根本上去除土壤中的重金屬污染物。具體方法：將重金屬重污染地區(qū)的土壤放到高溫、高壓的條件下，使之變成的玻璃態(tài)物質(zhì)，然后將重金屬固定在玻璃態(tài)物質(zhì)中，進而達到去除重金屬污染物的目的。這種方法可以在根本上去除土壤中的重金屬污染物，而且見效迅速，但這種方法工作量大、費用高。因此，這種方法常被用在重金屬重污染地區(qū)的搶救性修復工作中。
（2）污染較輕的地區(qū)，適合使用深耕翻土這種方法。這一方法可以降低土壤表層的重金屬含量。
3.2化學防治
化學防治的方法很多，如：
3.2.1添加重金屬改良劑
在土壤中添加一些處理重金屬污染時的常用到的改良劑改良劑，諸如磷酸鹽、石灰以及硅酸鹽等。它們可以和土壤中的重金屬污染物發(fā)生化學反應(yīng)，進而生成難溶化合物，從而減少土壤和植被對重金屬污染物的吸收。
3.2.2施加重金屬螯合劑
土壤中的重金屬大都吸附于土壤固體表層，因而土壤溶液中的重金屬含量相對較少，所以，我們可以在土壤中施加重金屬螯合劑。這樣做可以提高土壤中重金屬的有效態(tài)，更易于流動、吸收。
3.2.3施用重金屬拮抗劑
在土壤中，重金屬元素之間有拮抗作用。我們可以利用一些對人體沒危害甚至是有益的金屬元素的拮抗作用，減少土壤中重金屬的有效態(tài)。所以，在輕度污染的土壤中、施加少量的有拮抗性的金屬元素，將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
可以通過植物的吸收作用來減少土壤中的重金屬污染物含量。這類植物很多，如羊蕨屬植物、筧科植物等，這些植物對土壤中的重金屬的吸收率可達到100%。
3.3.2微生物降解
使用清洗劑將土壤表層附著的重金屬解吸到土壤溶液中，然后隨著清洗液一起流入預(yù)定的水體中，并和微生物發(fā)生作用，從而實現(xiàn)消除土壤中重金屬的目的。
3.3.3生物防治很多優(yōu)點，如效果好、沒有二次污染、費用低、易管理、易操作等，因此受到人們的普遍重視
3.4農(nóng)業(yè)生態(tài)防治
農(nóng)業(yè)生態(tài)防治，可以采取以下措施：
3.4.1控制土壤的氧化―還原條件
在浸水的土壤中，重金屬常常以難溶態(tài)的硫化物的形式存在。所以，控制土壤中的水分和氧化―還原電位，在作物壯籽期間，保證土壤處于一個相對穩(wěn)定的水淹期，就可以減少植物吸入的重金屬含量，進而減少果實和籽中的重金屬含量。
3.4.2改變作物品種
改變作物品種，也可以在一定程度上降低土壤中的重金屬含量。如：在受污染較嚴重的地區(qū)，種植花卉和經(jīng)濟林目等；而在受污染較輕的地區(qū)，種植耐重金屬性較強強的作物，如改旱地為水田，或者旱地、水田進行輪作，以調(diào)整PH、EH，從而降低土壤中重金屬的有效性。
目前，以上列舉的治理土壤重金屬污染問題的技術(shù)還不能被廣泛地應(yīng)用，其原因有成本過高、實地應(yīng)用的經(jīng)驗不足、處理效果不穩(wěn)定等。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)、研究工作的深入與完善，這些治理方法一定可以日趨完善，并被廣泛運用。
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0.引言
重金屬污染指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染，在礦產(chǎn)開采、加工、冶煉等過程中不可避免的會產(chǎn)生一些廢水、廢氣、含重金屬廢物等，如不妥善處置必將會對環(huán)境造成不利影響。隨著我國工業(yè)化進程加快，近年來長期積累的重金屬污染問題開始逐漸顯露，從浙江湖州市血鉛超標事件，陜西鳳翔兒童鉛超標事件，甘肅徽縣群體性血鉛超標事件及重金屬污染“鎘米”等等，可見重金屬污染已影響到我們的生活環(huán)境。
1.白銀市重金屬污染現(xiàn)狀
白銀市重金屬污染主要集中于白銀區(qū)。白銀區(qū)位于白銀市西部，黃河上游中段，是白銀市的政治、經(jīng)濟和文化中心，是我國重要的有色金屬基地之一和甘肅省重要的能源化工基地，素有“銅城”之名。長期的礦產(chǎn)開采、加工以及工業(yè)化進程中積累形成的重金屬污染問題十分突出。
白銀市重金屬污染現(xiàn)狀調(diào)查和分析，以白銀區(qū)為基本數(shù)據(jù)單元，以2007年全國污染源普查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。
1.1廢水
2007年，全市含重金屬工業(yè)廢水產(chǎn)生總量為1271.6509萬噸，其中白銀區(qū)含重金屬工業(yè)廢水產(chǎn)生量為1168.2493萬噸。全市含重金屬工業(yè)廢水中汞、鎘、六價鉻、鉛、砷的產(chǎn)生量分別為480.41千克、164658.79千克、2437.14千克、175177.14千克和249796.93千克。2007年，全市含重金屬工業(yè)廢水排放量為752.0921萬噸，其中其中白銀區(qū)含重金屬工業(yè)廢水排放量為650.6993萬噸。全市含重金屬工業(yè)廢水中汞、鎘、鉻、鉛、砷的排放量分別為43.09千克、1997.5千克、90.44千克、6559.79千克和915.27千克。
1.2廢氣
2007年，全市含重金屬工業(yè)廢氣產(chǎn)生總量為1523727.142萬m3，其中白銀區(qū)廢氣產(chǎn)生量為1200496.02萬m3。全市含重金屬工業(yè)廢氣中汞、鎘、六價鉻、鉛、砷的產(chǎn)生量分別為0千克、24315.374千克、1780千克、7268067.51千克和101078.21千克。2007年，全市含重金屬工業(yè)廢氣的排放量為1513139.38萬m3，其中白銀區(qū)含重金屬廢氣排放量為1190204.08萬m3。全市含重金屬工業(yè)廢氣中汞、鎘、鉻、鉛、砷的產(chǎn)生量分別為0千克、4689千克、1780千克、483216千克和2069千克。
1.3固廢
2007年，全市含汞、鉻、鎘、鉛、砷的危險廢物產(chǎn)生量為1502686.45噸，白銀區(qū)產(chǎn)生量為1466163.77噸。其中綜合利用量為411709.82噸，白銀區(qū)綜合利用量為391506.72噸。處置量為39284.08噸，主要集中在白銀區(qū)。貯存量為1051692.58噸，主要集中在白銀區(qū)，為1035373噸。含汞、鉻、鎘、鉛、砷的危險廢物的排放量均為0。
2.存在的主要問題
白銀市因礦設(shè)市，由于歷史原因，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，工業(yè)布局不合理，至今仍存在污染企業(yè)分散式發(fā)展。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，結(jié)構(gòu)性污染突出，部分有色金屬企業(yè)還存在資源綜合利用率低、能耗高、生產(chǎn)工藝技術(shù)落后的問題。同時由于環(huán)境檢測基礎(chǔ)工作薄弱，重金屬環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)能力不足滯后于污染防控的需求。
3.對策分析
3.1嚴格分區(qū)，加大重點區(qū)域防控
目前白銀市涉重企業(yè)主要集中在白銀區(qū)，目前分布有涉重企業(yè)5家。為此，作為白銀市重金屬污染防治的重點區(qū)域白銀區(qū)，其重金屬污染防控工作應(yīng)從以下幾個方面著手進行：
①查清現(xiàn)狀、清理遺留。白銀市是一座因礦設(shè)市的城市，伴隨著大規(guī)模礦產(chǎn)資源開發(fā)，出現(xiàn)了主導優(yōu)勢資源枯竭、環(huán)境污染嚴重的突出問題。因此，必須要對重金屬污染現(xiàn)狀有一個清醒的認識。目前應(yīng)積極著手對現(xiàn)狀進行認真分析，切實查清重金屬污染現(xiàn)狀，同時對區(qū)域內(nèi)遺留歷史問題進行一次摸底排查，在此基礎(chǔ)上有針對性的制定污染防治工作技術(shù)路線和實施方案。
②分工明確、責任明確，落實白銀區(qū)重金屬污染防治工作的主體包括白銀市政府、白銀區(qū)政府、相關(guān)企業(yè)等三級機構(gòu)。三級主體應(yīng)具有明確的工作分工各負其責。其中市政府作為牽頭和責任主體，負責制定和落實重金屬污染防治規(guī)劃、相關(guān)政策和規(guī)定，進行統(tǒng)籌規(guī)劃和把握；區(qū)政府主要職責是協(xié)助市政府督促企業(yè)認真落實市政府制定的相關(guān)防治政策和措施。重金屬防治工作的絕大部分內(nèi)容會落實到相關(guān)的企業(yè)中，各相關(guān)企業(yè)應(yīng)積極響應(yīng)政府指定的各項污染防治政策。
③加大公眾參與的力度，在白銀市重點區(qū)域內(nèi)應(yīng)進一步加強公眾參與工作，實現(xiàn)“群防群策”。普及相關(guān)知識，通過參觀、講座、設(shè)置展板、發(fā)放宣傳單等途徑讓公眾真正了解重金屬污染的一些基本知識，重金屬對人體的污染途徑、防范措施等；設(shè)置聯(lián)絡(luò)，可在基層政府、企業(yè)、居民區(qū)等設(shè)置聯(lián)絡(luò)人，負責及時了解周邊各階層公眾的意見、建議和要求，并對公眾的意見定期進行匯總、反饋，同時對國家、政府的有關(guān)政策進行“上傳下達”，使得公眾意見有合理、合法的渠道及時的反映到有關(guān)部門和單位。
3.2 優(yōu)化結(jié)構(gòu)，加大重點企業(yè)防控
針對白銀市重金屬污染防控的重點排污企業(yè)，做好如下幾方面的工作：
①全面推行清潔生產(chǎn)審核。推行清潔生產(chǎn)審核是從源頭控制污染的有效手段之一，現(xiàn)有企業(yè)應(yīng)全部進行強制清潔生產(chǎn)審核，所有涉重企業(yè)清潔生產(chǎn)水平必須達到國內(nèi)甚至國際先進水平，否則應(yīng)立即進行技術(shù)改造，以提高全行業(yè)的清潔生產(chǎn)水平，切實從源頭上防控重金屬污染。
②嚴格執(zhí)行行業(yè)準入條件。以國家的有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策、準入條件等為依據(jù)，依法堅決淘汰落后工藝，加快全行業(yè)在產(chǎn)能、工藝技術(shù)、污染防治水平等方面的改造升級步伐和速度。通過加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局等途徑，從根本上實現(xiàn)涉重行業(yè)的重點防控。
3.3 實施嚴格的重金屬污染源監(jiān)管
①加強對涉重企業(yè)污染源穩(wěn)定達標排放監(jiān)管。對區(qū)內(nèi)涉重企業(yè)進行加密監(jiān)管。對廢氣排放口、車間廢水排放口及企業(yè)總排口等，除按照監(jiān)測計劃定期進行監(jiān)測外，還應(yīng)采取加密監(jiān)測、不定期抽查等措施增加污染物排放監(jiān)督性監(jiān)測和現(xiàn)場執(zhí)法檢查頻次，以敦促相關(guān)企業(yè)切實保障相關(guān)污染治理設(shè)施穩(wěn)定正常運行，確保污染源穩(wěn)定達標排放。
②加強日常監(jiān)管。應(yīng)進一步加強涉重企業(yè)日常環(huán)境管理的規(guī)范化，要求做到：有專業(yè)管理機構(gòu)和人員、有完整的管理制度、有完整的污染治理設(shè)施運行記錄（臺賬）、有持續(xù)的管理人員培訓教育計劃、有規(guī)范的檔案管理。
3.4 加大重金屬綜合治理力度
①加強重金屬環(huán)境風險應(yīng)急管理能力。在認真分析總結(jié)重金屬環(huán)境風險事故的發(fā)生特點、危害方式等的基礎(chǔ)上，制定嚴謹?shù)闹亟饘傥廴痉乐螒?yīng)急管理體系，應(yīng)包括重金屬風險管理機構(gòu)、重金屬環(huán)境風險應(yīng)急預(yù)案等。組織體系應(yīng)涵蓋政府、企業(yè)、員工及周邊群眾等層面，提高高危企業(yè)人員的污染隱患意識和環(huán)境風險意識，進一步明確責任，克服麻痹大意思想。
②積極推動深度治理，提高重金屬污染物的去除效率。在現(xiàn)有污染源全部實現(xiàn)達標排放的基礎(chǔ)上，積極引進先進的污染治理技術(shù)和工藝，通過增加污染治理設(shè)施級數(shù)、改革工藝等手段實現(xiàn)重金屬污染物的深度處理，提高去除率、進一步削減排放量。對積極主動對污染治理設(shè)施進行深度處理技術(shù)改造的企業(yè)，政府應(yīng)采取一定的鼓勵性政策，如低息貸款、減免稅收等。同時應(yīng)對那些設(shè)施陳舊、不能穩(wěn)定達標排放的重污染企業(yè)以及可能存在環(huán)境安全隱患的企業(yè)，進行限期整改，問題嚴重的，堅決實行停產(chǎn)整頓。
3.5 加強重金屬環(huán)境監(jiān)管能力建設(shè)
①設(shè)立常規(guī)監(jiān)測點位。在白銀區(qū)東北涉重污染企業(yè)相對集中區(qū)域，按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定設(shè)立環(huán)境空氣、土壤、地下水、地表水、農(nóng)作物等常年固定監(jiān)測點位，定期進行監(jiān)測，并對監(jiān)測結(jié)果進行統(tǒng)計分析，及時掌握區(qū)內(nèi)重金屬污染動態(tài)變化情況。為重金屬環(huán)境污染防治工作提供可靠的基礎(chǔ)依據(jù)。
②及時建立監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。重金屬污染環(huán)境監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)體系應(yīng)當涵蓋當?shù)卣h(huán)保監(jiān)測、疾病控制中心、農(nóng)林、國土等相關(guān)主管部門，形成全方位、多角度的監(jiān)控體系。對相關(guān)監(jiān)測資料應(yīng)逐步實現(xiàn)共享、相互印證，以便得出最終科學合理的結(jié)論。
③積極推廣人體健康普查。重金屬污染重點防控區(qū)域內(nèi)應(yīng)適時開展較為普遍的定期人體普查制度。普查對象應(yīng)涵蓋企業(yè)生產(chǎn)一線職工、周邊長住居民代表等，以便及時掌握周邊人群健康受影響狀況，并及時采取針對性防范措施。
重金屬有多種不同的定義。在環(huán)境化學領(lǐng)域中，重金屬是指比重大于4或5的金屬。重金屬污染物不但包括生物毒性顯著的汞、鎘、鉛、鉻和類金屬砷，還包括毒性較弱的重金屬鋅、銅、鈷、鎳、錫、釩等重金屬元素。土壤重金屬污染隱蔽性強、毒性大、難降解且能沿食物鏈富集，是人們優(yōu)先考慮去除的污染物。
1污染來源
土壤重金屬污染來源大體可以分為工業(yè)來源、農(nóng)業(yè)來源、交通來源。
1.1工業(yè)來源。煤和石油等化石燃料燃燒釋放大量含有重金屬的有害氣體和粉塵，工廠排放的煙氣、粉塵等氣體污染物經(jīng)大氣環(huán)流擴散，以干、濕的沉降方式進入到水體與土壤中，造成土壤重金屬污染。工業(yè)生產(chǎn)過程如采礦、選礦、礦物加工等排放的廢水、廢氣、廢渣是土壤中汞、鉛、鎘、砷等重金屬污染的主要來源。
1.2農(nóng)業(yè)來源。主要來源于農(nóng)田污水灌溉、污泥利用，化肥、有機肥、農(nóng)藥和殺蟲劑的濫用以及塑料薄膜的大量使用等。農(nóng)用物資施用和農(nóng)業(yè)污灌是農(nóng)田土壤中汞、鉻、砷、銅、鋅等重金屬污染的重要來源。
1.3城市交通來源。主要來源于汽車排放的尾氣及輪胎磨損產(chǎn)生的粉塵。汽油、油的燃燒和發(fā)動機及其他鍍金部件磨損可釋放出鉛、鎘、銅、鋅等重金屬粉塵。
2污染危害
重金屬一旦進入土壤，就很難被微生物降解或者從土壤中去除，因此重金屬對土壤的理化性質(zhì)、生物特性和微生物群落結(jié)構(gòu)都產(chǎn)生重大危害。受到重金屬污染的土壤，其物理結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì)都會發(fā)生變化，危害極大。
2.1導致經(jīng)濟損失。土壤的重金屬污染會造成耕地面積持續(xù)減少、土壤質(zhì)量下降和生物毒害增多，導致農(nóng)作物大幅度減產(chǎn)，從而影響到糧食供給、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和區(qū)域經(jīng)濟增長。
2.2危害人體健康。酸雨、土壤添加劑等外界環(huán)境條件的變化，提高了土壤中重金屬的活性和生物有效性，使得重金屬較易被植物吸收利用，重金屬污染物難以降解，直接或間接地危害到處于食物鏈頂端的人類的身體健康，引發(fā)骨痛病、兒童血鉛、高血壓、心腦血管，癌癥等疾病。
2.3導致其他污染。土壤受到污染后，含重金屬濃度較高的污染表土容易在水力和風力的作用下分別進入到水體和大氣中，導致水污染、大氣污染和其他衍生環(huán)境問題。
3治理途徑
重金屬污染土壤的治理途徑主要有兩種：一種是將重金屬污染物清除，削減土壤重金屬總量；另一種是固化土壤重金屬，降低其遷移性和生物可利用性，削減有效態(tài)重金屬含量。具體來講包括工程措施，化學措施，農(nóng)業(yè)措施和生態(tài)措施。
3.1工程措施。工程措施包括排土、客土和淋洗等方法。排土法剝離表層受污染的土壤，客土法是在被污染的土壤上覆蓋未被污染的土壤，淋洗法是通過清水灌溉稀釋或洗去重金屬離子。工程措施效果較為徹底，能使耕作層土壤中重金屬的濃度降至臨界濃度以下，或減少重金屬污染物與植物根系的接觸來控制危害。
3.2化學措施。第一，通過添加表面活性劑、有機螯合劑等一系列調(diào)控措施，改良土壤的理化性狀，提高土壤重金屬的生物有效性，使其易于被其他植物吸收，以達到修復土壤的目的。第二，通過添加固化材料，降低重金屬的遷移性和生物有效性。
3.3農(nóng)業(yè)措施。農(nóng)業(yè)措施是因地制宜的修正和完善耕作管理制度來減輕重金屬的危害，或者在受污染土壤上種植不進入食物鏈的植物。農(nóng)業(yè)措施適合治理中、輕度受污染土壤。
3.4生物措施。生物措施：一是通過生物作用改變重金屬在土壤中的化學形態(tài)，使重金屬固定或解毒，降低其在土壤環(huán)境中的移動性和生物可利用性；二是通過生物吸收、代謝達到對重金屬的削減、凈化與固定作用。通過一些特殊的微生物與植物、動物去除或者轉(zhuǎn)化土壤中的重金屬，降低重金屬的毒性。
3.4.1微生物修復。微生物修復技術(shù)主要有兩種：原位修復技術(shù)和異位修復技術(shù)。受到重金屬污染的土壤，往往富集多種耐重金屬的真菌和細菌，微生物可通過多種作用方式降低土壤中重金屬的毒性。
3.4.2植物修復。植物修復是利用植物吸收、富集、降解或固定土壤中重金屬離子或其他污染物，以降低或消除污染程度，修復土壤。
3.4.3動物修復。動物修復是利用土壤中的某些鼠類等低等動物吸收土壤中的重金屬。例如在受重金屬污染的土壤中放養(yǎng)蛆蟲，待其富集重金屬后，采用電激、灌水等方法驅(qū)出蛆蟲集中處理。
4展望
土壤重金屬污染來源趨于多樣化、綜合性，對人類的危害也日趨嚴重。在未來很長時間內(nèi)重金屬污染仍將是我國所面臨的重大環(huán)境問題之一，迫切需要解決。但對于不同種類、不同性質(zhì)的重金屬污染事件，應(yīng)將物理、化學、生物等修復手段綜合應(yīng)用以便更好地治理土壤重金屬污染，同時研制復合材料，已解決土壤重金屬復合污染的問題。
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