土壤污染論文土壤重金屬污染治理

　　工業的發展嚴重污染了土地，作者在這篇土壤污染論文中展現了我國土壤重金屬污染的嚴峻現狀，提出治理辦法。《工業安全與環保》(月刊)創刊于1975年，為原冶金，電力、化工、建材、等15個部委聯合創辦，武漢安全環保研究院主辦，國內外公開發行的國家級技術類刊物，已有27年的歷史，是國內最早的安全環保科技期刊之一。感謝廣大作者與讀者多年來我刊的支持，歡迎新老朋友訂閱。本刊由郵局發行，郵發代是 38-4，也可直接向本刊編輯部訂閱，大16開，可預訂全年合訂本。

　　摘要：簡要介紹了土壤重金屬污染的危害及其特點，重點介紹了物理化學修復方法、植物修復法、微生物修復方法等主要重金屬污染土壤修復方法，并提出了對于我國土壤重金屬污染治理的若干分析與建議。

　　關鍵詞：土壤;重金屬污染;危害;治理措施

　　近幾十年來，由于我國工業的快速發展與經濟的飛速增長，帶來了一系列的環境問題，其中土壤的重金屬污染就是一個重要的方面。目前全世界每年排放汞約1.5萬t，銅340萬t，鉛500萬t，錳1500萬t，錸100萬t。我國受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近2000萬hm2，約占總耕地面積的1/5。每年重金屬污染導致糧食減產超過1000萬t，超過1200萬t的糧食被重金屬污染，經濟損失達200億元。

　　重金屬污染還導致土壤環境質量惡化，嚴重危害了農業生態系統的良性循環和人類的生存環境，土壤重金屬污染治理的問題迫在眉睫。國家對此高度重視，做出了一系列重要部署。2009年國務院辦公廳轉發了環境保護部等部門《關于加強重金屬污染防治工作的指導意見》，明確了重金屬污染防治的目標任務、工作重點以及相關政策措施。依據有關法律法規和國務院辦公廳通知要求，環境保護部會同發展改革委、工業和信息化部、財政部、國土資源部、農業部、衛生部等部門編制了《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》。

　　土壤重金屬污染的控制包括兩方面的任務。一方面是“防”。與水體的重金屬污染相似，盡可能防止土壤環境重金屬污染顯得更為重要;另一方面是對已經被重金屬污染的土壤進行改造和治理，以消除污染或調控與限制其危害，應堅持預防為主，綜合防治的原則。

　　重金屬污染土壤的治理途徑一是將污染物清除，使其殘留濃度接近或達到背景值，即去污染;另一種是改變重金屬在土壤中的存在形態，使其固定，將污染物的活性降低，減少它們在土壤中的遷移性和生物可利用性，即穩定化[1]。

　　1物理化學治理技術

　　用物理化學方法治理土壤重金屬污染，對于污染嚴重、面積小的土壤治理效果明顯、迅速，是一種治本措施，而且適應性廣。但對于污染面積較大的土壤則需要消耗大量的人力與物力，而且容易導致土壤結構的破壞和土壤肥力的下降。

　　土壤重金屬污染物理化學治理方法見表1[2]。

　　2植物修復技術

　　植物修復是一種利用自然生長的植物或遺傳培育植物修復重金屬污染土壤的技術的總稱。根據其作用過程和機理，重金屬污染土壤的植物修復技術分為植物穩定、植物揮發與植物提取3種類型[3-4]。它們在技術和經濟上都優于傳統的物理或化學的方法，是解決環境中重金屬污染土壤問題的一個很有前景的方法，并己得到了迅速發展和應用。

　　2.1植物穩定

　　利用耐重金屬植物降低土壤中有毒金屬的移動性，從而減少金屬被淋濾到地下水或通過空氣擴散進一步污染環境的可能性。植物在植物穩定中主要有兩種功能[5]，一是保護污染土壤不受侵蝕，減少土壤滲漏來防止金屬污染物的淋移。二是通過金屬在根部積累和沉淀或根表吸收來加強土壤中污染物的固定。

　　2.2植物揮發

　　利用植物的吸收、積累和揮發而減少土壤中一些揮發性污染物，即植物將污染物吸收到體內后將其轉化為氣態物質，釋放到大氣中。目前這方面研究最多的是類金屬元素汞和非金屬元素硒[6-7]。

　　2.3植物提取

　　這一概念由Chaney和Baker[8]等最早提出來。是指利用重金屬超積累植物從土壤中吸取一種或幾種重金屬，并將其轉移、貯存到地上部分，隨后收割地上部分并集中處理，連續種植這種植物，即可使土壤中重金屬含量降低到可接受水平。例如十字花科遏藍菜屬是一種已被鑒定的鋅和鎘超積累植物，是一種生長在富含鋅、鎘、鉛、鎳土壤的野生草本植物，已被應用于土壤重金屬污染的修復[9]。

　　3微生物修復技術

　　微生物修復是指利用天然存在的或所培養的功能微生物群，在適宜環境條件下，促進或強化微生物代謝功能，從而達到降低有毒污染物活性或降解成無毒物質的生物修復技術，它已成為污染土壤生物修復技術的重要組成部分。其主要是利用微生物對土壤中重金屬元素具有的特殊富集、吸收、降解能力修復污染土壤。

　　Macaskie等分離的檸檬酸細菌屬(Citrobacter)，具有一種抗Cd的酸性磷酸酯酶，分解有機的2-磷酸甘油，產生HPO42-與 Cd2+形成CdHPO4沉淀[10]。王亞雄等研究表明，類產堿假單胞菌(Pseudomonaspseudoalcaligenes)和藤黃微球菌(Micrococcusluteus)對Cu2+，Pb2+的吸附受pH值影響，當pH值為5~6時吸附Cu2+，Pb2+最為適宜，pH值過高或過低均不利于對以上元素的吸附[11]。

　　4植物-微生物聯合修復技術

　　利用植物進行污染修復的關鍵是尋找合適的超積累或耐重金屬植物。而超積累植物通常生物量低，生長比較慢，對金屬有選擇性，不適合多種重金屬復合污染的治理，限制了植物修復技術在多種重金屬污染土壤治理方面的應用。

　　很早以來，人們就己經知道植物的生長對周圍環境會產生一定的影響，在有植物生長時，其根系為微生物提供了適宜的營養條件，保證微生物數目和活性的維持;反過來，微生物的旺盛生長，增強了對污染物的降解，也使植物有更優化的生長空間。這種植物—微生物聯合體系能促進植物對重金屬污染的固定、積累或轉化，從而減輕了土壤中重金屬污染。

　　目前，植物—微生物修復有機污染(如農藥、多環芳烴等)已取得了很大的成效，對于土壤重金屬污染的治理也有廣泛的應用潛力。

　　植物—微生物聯合修復技術目前研究較多的是植物與專性降解菌的聯合修復、植物與真菌的聯合修復。據報道[12]，日本發現一種嗜重金屬菌，能有效地吸收土壤中的重金屬。Robinson對4種根際熒光假單胞菌對鎘的富積與吸收的研究發現，根際細菌對鎘的富積達到環境中的100倍以上。也有人發現在銅污染土壤中蘆葦根際環境存在耐銅細菌[13]。

　　近年來，應用菌根技術修復土壤有機污染、重金屬污染、農藥污染及發射性核素污染方面的研究也屢見報道。黃藝比較了生長在污染土壤中菌根小麥與無菌根小麥根際銅、鋅、鉛、鎘的形態與變化，得出了菌根環境對土壤中交換態有較大影響，必需元素交換態增加，而銅、鋅、鉛的有機結合態含量在菌根根際都高于非菌根際[14]。

　　5農業措施修復方法

　　農業措施是因地制宜地改變一些耕作管理方式來減輕重金屬的危害，以及在污染土壤上種植不進入食物鏈的植物的一種修復方法。農業措施主要是通過控制土壤水分、合理施肥和改變作物種類等方法來進行[15]。

　　用農業措施來治理重金屬污染土壤具有可與常規農事操作結合起來進行、費用較低、實施較方便等優點，但存在有些方法周期長和效果不顯著等缺點。應與生物措施、改良措施配合使用，適宜于輕度污染的土壤。

　　6建議

　　(1)土壤重金屬污染應重在預防。在治理已污染土壤的同時，應采取措施杜絕新的重金屬污染土壤的出現。

　　(2)對于污染較重且難治理的土壤可以考慮適當的改變土地利用途徑，以減少重金屬通過食物鏈進入人體造成危害的可能性。

　　(3)對于污染的農田土壤應主要采用植物與微生物修復措施，少用或不用物理、化學治理方法，以免造成二次污染。

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