重金屬污染現狀及其治理大全11篇

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中圖分類號：TE991.3 文獻標識碼：A

比重大于4或5的金屬為重金屬，如鐵、錳、銅、鋅、鈷、鎳、鈦、鉬、汞、鉛、鎘、砷等。鐵、錳、銅、鋅等重金屬是生命活動所需要的微量元素，汞、鉛、鎘、砷等并非生命活動所必需，而且所有重金屬含量超過一定濃度時對人體有毒有害。

重金屬污染，指由重金屬或其化合物造成的環境污染。土壤重金屬來源廣泛，包括采礦、冶金、化工、金屬加工、廢電池處理、電子制革和塑料等工業排放的三廢及汽車尾氣排放，農藥和化肥的施用等。如，鎘大米，重金屬鎘毒性很大，可在人體內積蓄，主要積蓄在腎臟，引起泌尿系統的功能變化。農灌水中含鎘0.007mg/L時，即可造成污染。

1 土壤污染現狀

土壤是農業最基本的生產資料，是農業發展的基礎，是不可再生的自然資源。而污染企業的快速發展，農業中肥料的大量投入，經濟效益提高的同時，環境的污染也日趨嚴重，使得重金屬在大氣、水體、土壤、生物體中廣泛分布，而土壤往往是重金屬的儲存庫和最后的歸宿。當環境變化時，底泥中的重金屬形態將發生轉化并釋放造成污染。重金屬不能被生物降解，但具有生物累積性，重金屬可以通過食物鏈不斷富集，殘留在一些初級農產品中，傳遞進入人體內，對人類健康產生嚴重危害。

中國目前有耕地1.35億多hm2，但優質耕地數量不斷減少，近期的第二次全國土地調查結果顯示，中重度污染耕地超過300萬hm2，而每年因土壤污染致糧食減產100億kg。中國中央農村工作領導小組副組長陳錫文介紹說，今后受重金屬污染的耕地將退出食用農產品生產，啟動重金屬污染耕地修復試點。

2 控制與消除土壤污染源

在“十二五”規劃中，把重金屬污染的防治列為重要工作，要求到2015年，重點區域鉛、汞、鉻、鎘和類金屬砷等重金屬污染物的排放，比2007年削減15%，非重點區域的重點重金屬污染排放量不超過2007年的水平。

控制土壤污染源，即控制進入土壤中的污染物的數量與速度，通過其自然凈化作用而不致引起土壤污染，加強土壤污灌區的監測與管理，合理施用化肥與農藥，增加土壤容量與提高土壤凈化能力，建立監測系統網絡，定期對轄區土壤環境質量進行檢查。

3 注重農業資源永續利用

我國土壤重金屬污染已經達到相當嚴重的程度，要充分認識重金屬污染的長期性、隱匿性、不可逆性以及不能完全被分解和消逝的特點，從思想上重視了解重金屬對人類及環境造成的危害，提高環境保護意識，建立農業可持續發展長效機制，逐步讓過度開發的農業資源休養生息，促進生態友好型農業發展，加大生態保護建設力度，是為子孫后代留下生存發展空間的重大戰略決策。

4 修復措施

土壤修復即通過科技創新來恢復土壤的農業生產能力和生態環境緩沖調控能力。重金屬對土壤的污染具有不可逆轉性，土壤一旦發生污染，短時間內很難修復，相比水、大氣、固體廢棄物等環境污染治理，土壤污染是最難解決的，土壤重金屬污染問題日益受到人們的關注。有關專家認為，已受污染土壤沒有治理價值，對那些污染嚴重、生態脆弱、資源環境壓力大的耕地，該改種的就改種，該治理的就治理，該退耕的就退耕。目前，土壤修復技術歸納起來有熱力學修復技術、熱解吸修復技術、焚燒法、土地填埋法、化學淋洗、堆肥法、生物修復等多種，目前研究較多的生物修復法，包括植物修復法和動物修復法。

4.1 植物修復法

植物修復法是利用重金屬積累將土壤中的重金屬富集于植物體內，然后通過收割植物從土壤清除出去，植物修復法應用比較普遍和簡便，成本較低，不改變土壤性質，種植的植物不僅美化環境還可以起到防風固坡，防止土壤流失。但是，其治理效率較低，耗時長、污染程度不能超過修復植物的正常生長范圍，只適合中低濃度的污染耕地，而對于高濃度的污染耕地，植物修復法則需要漫長的時間并且效果難料，而且隨著植物離開土壤，還會產生二次污染危害。因此，植物修復技術只能作為一種污染治理輔助技術。

4.2 動物修復法

動物修復是通過土壤動物或者投放動物對土壤重金屬吸收、降解、轉移以去除重金屬或抑制其毒性，被認為是一種有效的生態恢復措施。動物修復的機理：生物體內的金屬硫蛋白與重金屬結合形成低毒或無害的絡合物；生物的代謝物富含SH的多肽，能與重金屬螯合，從而改變其存在狀態；生物體內存在的多種編碼金屬轉運蛋白能提高生物對金屬的抗性。

雖然土壤的修復技術很多，但沒有一種修復技術可以針對所有污染土壤。相似的污染狀況，不同的土壤性質、不同的修復需求，也制約一些修復技術的使用。大多數修復技術對土壤或多或少帶來一些副作用。

5 小結

綜上所述，由于土壤重金屬來源廣泛、復雜，增加了對土壤重金屬治理和修復難度，嚴重制約了我國農業生產，要更好地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技術，要大力宣傳加強全民環保意識，把環境污染程度降到最低，形成全社會都來重視土壤污染的良好環保氛圍，逐步改善土壤生態環境。目前，研發適用性廣、成本低、見效快、環保的土壤重金屬污染修復技術是各國土壤重金屬生態修復的前沿問題，也是迫切需要解決的問題。

參考文獻

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重金屬有多種不同的定義。在環境化學領域中，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來源、農業來源、交通來源。

1.1工業來源。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大氣環流擴散，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。工業生產過程如采礦、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農業來源。主要來源于農田污水灌溉、污泥利用，化肥、有機肥、農藥和殺蟲劑的濫用以及塑料薄膜的大量使用等。農用物資施用和農業污灌是農田土壤中汞、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生的粉塵。汽油、油的燃燒和發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、生物特性和微生物群落結構都產生重大危害。受到重金屬污染的土壤，其物理結構和化學性質都會發生變化，危害極大。

2.1導致經濟損失。土壤的重金屬污染會造成耕地面積持續減少、土壤質量下降和生物毒害增多，導致農作物大幅度減產，從而影響到糧食供給、農業可持續發展和區域經濟增長。

2.2危害人體健康。酸雨、土壤添加劑等外界環境條件的變化，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，削減有效態重金屬含量。具體來講包括工程措施，化學措施，農業措施和生態措施。

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農業措施。農業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。農業措施適合治理中、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，使重金屬固定或解毒，降低其在土壤環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。微生物修復技術主要有兩種：原位修復技術和異位修復技術。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蛆蟲，待其富集重金屬后，采用電激、灌水等方法驅出蛆蟲集中處理。

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。在未來很長時間內重金屬污染仍將是我國所面臨的重大環境問題之一，迫切需要解決。但對于不同種類、不同性質的重金屬污染事件，應將物理、化學、生物等修復手段綜合應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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[中圖分類號] X52 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2013）08-0230-01

重金屬對水體及土壤的污染形勢是很嚴峻的，據資料顯示，每年我國有1200萬噸糧食收到不同程度的不同重金屬的污染，直接經濟損失超過200億元，每年能多養活4000萬人，并且這一數字還在逐年增長，這些污染大都是由于土壤或灌溉用水受重金屬污染而造成，重金屬污染有著較強的不可預見性，因此對其防治有很大的困難，而預防才是王道。

一、重金屬的來源及其種類

1.重金屬的來源

重金屬的主要來源還是工業污染，當然，或多或少也有來自交通以及我們生活垃圾的污染，在工業污染中，來自化工行業的污染占了相當大的比例，其次就是發電廠、鋼鐵廠，最常見的就是工業中的三廢：廢水、廢棄、廢渣，三廢當中含有大量的重金屬及其化合物，不經處理便直接排放，直接導致水資源和土壤污染，當人們用了這種被污染的水去灌溉莊稼，在被污染的土地上種莊稼，就會嚴重影響莊稼的收成，重金屬也就隨植物鏈傳到人類，對人們的健康造成了嚴重的影響[1]。近幾年，有環保學者提出：中國的化工企業的工藝、設備、技術研發較落后，是造成污染嚴重的主要原因，而人為的環保意識以及地方保護環保意識的淡薄，加劇了污染，強化治理迫在眉睫。生產企業應放眼未來，倡導環保，化工生產過程盡量使用少污染和無污染的原材料。

2.重金屬的分類

2.1汞污染

汞是一種唯一的在常溫下為液態的金屬，在自然界中普遍存在，一般動物植物中都含有微量的汞，因此我們的食物中，都有微量的汞存在，可以通過排泄、毛發等代謝，不影響健康。

但是，隨著工農業的迅速發展，目前國內對汞的需求量還是很高的，問題在于這些重金屬用完之后生成的其氧化物或雜質如何處理，過量的汞如何處理，這些都是問題的關鍵之處，據調查，每年因汞中毒而死亡的人數并不在少數，如何防范含汞廢水進入農業用水系統，已經迫在眉睫，是我們不得不去面對的問題。

2.3鉛污染

鉛是一種柔軟的白色金屬，是我國最早發現的元素之一，很容易生銹，但不失光澤，鉛在工業中最重要的用途就是制造蓄電池，因此，水資源和土壤中鉛污染的主要來源就是人們對廢棄蓄電池的隨意丟棄，而鉛的化合物，常被用于合成五彩繽紛的顏料，在鉛的眾多化合物中，最重要的就是四乙基鉛，常用于汽油防爆劑，鉛的毒性隨量而增大，其主要是通過人的皮膚接觸，或者是消化道、呼吸道等進入人體器官，鉛含量多者可引起器官病變，鉛的主要毒性表現在貧血，神經受到損傷或者造成腎功能不全，生活中的鉛給我們帶來了無限的色彩和快樂，但是食物中的鉛卻能給人帶來痛苦。

二、重金屬對水體及土壤污染現狀

1.重金屬對水體污染現狀

水體中重金屬污染物的來源十分廣泛，最主要的是工礦企業排放的廢物和污水。由于這些工廠排放的污染物數量大，分布范圍廣，因而受污染的區域很大，較難控制，危害嚴重[2]。重金屬在人體內能和蛋白質及各種酶發生強烈的相互作用，使它們失去活性，也可能在人體的某些器官中富集，如果超過人體所能耐受的限度，會造成人體急性中毒、亞急性中毒、慢性中毒等，對人體會造成很大的危害。在我國，最近的一起重金屬污染事件是2011年3月中旬，浙江臺州市路橋區峰江街道，一座建在居民區中央的“臺州市速起蓄電池有限公司” 引起168名居民血鉛超標，是近幾年來浙江發生的最嚴重的一次重金屬污染事件，其原因就是電池公司將含有大量鉛的廢水排入河渠，滲入地下，居民喝了地下水之后鉛嚴重超標，而作為最大的洋垃圾市場，臺州市每年從垃圾中拆解的價值高達200億人民幣，但是拆解之后的剩余物卻隨意丟棄，丟棄的重金屬垃圾對空氣和水資源造成了嚴重的污染。目前，我國的重金屬對水體的污染正在逐年加劇，如若不采取措施，不過十幾年的時間，我們將生活在一個被重金屬污染的世界，想治理都治理不完。

二、重金屬對水體污染的防治措施

1.加快含重金屬廢水廢氣治理

廢水和廢氣是化工行業最普遍的污染物，也是和人類息息相關的一些污染，針對這些廢水和廢氣，怎么處理成為了一個棘手的問題，對于廢水的處理，目前，有三種最為讓人接受的方法，物理處理法，即利用污染物的物化性質來除掉廢水中的污染物，化學處理法，是指利用化學反應原理處理或回收廢水中的溶解物或膠體中的物質，包括中和，氧化，還原絮凝法。最后一種方法是生化處理法，這種方法是指利用微生物在廢水中對有機物進行氧化分解的新陳代謝過程，包括活性污泥法，生物濾池，氧化塘等方法。

2.強化含重金屬固體廢物污染防治

固體廢棄物是化工三廢中種類最多數量最大的一種污染物，其每年排出的數量有數億噸，破壞了植被，排入水源，對農業用水造成了嚴重的污染，進一步轉化就會進入大氣，化工廢渣的種類繁多，成分復雜，處理方法并不像廢水廢氣那樣有成套的系統和裝置。而是根據其化學組成選用不同的方法，對于有機化工廢物的處理，目前，采用較多的方法有熱分解法，焚燒法和再生利用法，近幾年發展最受歡迎的是再生利用法，將廢物經過多次的回收利用，將其中有用成分提取出來，加工成其他產品。其次就是對無極廢物的處理，其主要方法有3種，分別是可以作為二次原料資源，或者是提取其中的有用成分用于農業生產，對那些沒有什么利用價值或者已經提取有用成分的部分廢物，可以再加工為建筑材料。

三、結論

目前，我國重金屬對水體污染已經相當嚴重了，尤其是化工行業，是最主要的重金屬污染源中，如若不及時治理，將對國民經濟造成嚴重損失，對人們的身心健康造成巨大的傷害，因此，解決重金屬污染問題已經迫在眉睫。

參考文獻

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1 引言

在環保領域對重金屬污染的定義是能夠使生物遭受顯著毒性的金屬，這些物質包括汞元素、鉛元素、鋅元素、鈷元素、鎳元素、鋇元素等，有時候也包括鋰元素與鋁元素等等。一項來自研究機構的調查統計數據表明，近年來全球汞排放量達每年1.5萬噸，鉛排放量達每年500萬噸，這些元素進入農田和城市，為所經地區的土壤帶來嚴重的重金屬污染，這些污染一方面能夠影響地下水和農作物的品質，另一方面也通過食物鏈對當地居民產生不容忽視的影響。當前，如何進行土壤重金屬污染的分析、評估、預防和治理，是一個世界性的問題，本文首先從土壤重金屬的主要來源和土壤重金屬污染的危害兩個方面分析了重金屬污染的現狀，在此基礎上進一步闡述了土壤重金屬污染的空間差異以及污染整體的形態特征，最后深入論述了土壤重金屬污染的預防以及修復策略。本文的成果對于環境保護和土地利用均有著比較好的理論價值和實踐意義。

2 土壤重金屬污染現狀分析

2.1重金屬來源分析

（1）交通運輸

我國正在進行著大規模的城鎮化建設，各類交通工具的數量近年來一直呈現出大幅攀升的態勢，因此其排放的廢氣也逐年增加，導致土壤里重金屬元素逐步累積，形成污染。以汽車為例，污染源包括尾氣排放、汽油燃燒、輪胎磨損等，會逐漸排放出鉛、汞、銅、鋅等重金屬元素，一方面對大氣質量造成破壞，另一方面也導致土壤重金屬超標。

（2）工業和礦產業

工業生產會排放出重金屬元素，以煙塵或者廢氣廢水的形式進入大氣與土壤，而大氣中的重金屬則會逐漸沉降入土。工業生產中的廢渣是更加主要的重金屬污染來源，比如金屬冶煉企業、電解鋁企業、電鍍企業等，在其日常生產排放的廢渣中含有大量的重金屬元素，如果在不經處理的情況下隨意露天堆放，或者直接傾倒進土壤中，會為土壤帶來極大的污染。

（3）燃煤釋放

煤的燃燒會向大氣中排放大量的污染物質，并逐漸沉降入土壤中。我國的燃煤企業，包括火力發電廠和鋼鐵企業等，會排放大量的汞金屬，其中約三分之一的汞元素最終進入土壤。一些經濟發達的大城市，汞元素的排放有其嚴重，這些污染能夠為城市的環境質量和生態系統帶來致命的影響。

（4）居民垃圾

居民如果將大量垃圾不加分類地堆放在戶外，由于垃圾中存在不少未經處理的廢棄物，例如電池等，將會使其中的重金屬逐步滲透和擴散至周圍的環境中，逐步導致土壤的重金屬污染。

3 土壤重金屬的污染治理策略

土壤重金屬的污染的治理，可以從預防和修復兩方面進行著手。

3.1重金屬污染預防策略

控制污染，應從源頭做起。因此在農村地區，應注重灌溉用水的質量，謹慎使用污水灌溉。在農田使用殺蟲劑和肥料時也應合理用量，并且堅決杜絕汞含量超標的農藥，也應禁止使用含鎘化肥等對環境帶來危害的農藥和殺蟲劑。對于城市地區的工業企業，則應嚴格控制對三廢的排放。而居民區則應對廢棄垃圾進行再回收利用或者分類處理。對于日益增多的交通工具，則應改善燃油質量、并積極鼓勵以新型環保燃料代替傳統燃油，從而減少廢棄物的排放。

此外還應以完善的法規控制重金屬排放。土壤污染已經被國際相關領域視為化學炸彈，是一個極其嚴峻而棘手的問題。只有通過立法的方式才能使污染的防范和治理進入可持續發展的軌道。而我國的環保法治進程目前尚需加速。舉例來講，當前有不少養殖戶所購買的飼料里往往含有銅、鉛等重金屬，而禽類和畜類一旦食用并排出體外，便會對土壤形成污染，而我國當前并未將重金屬列在畜禽養殖業污染物排放標準里，形成管理的漏洞。因此，亟需制定切合我國實際的法律法規進行重金屬污染的防范。

3.2重金屬污染治理策略

隨著國際上對于土壤重金屬污染的重視以及研究成果的和應用，在重金屬污染治理方面有許多值得借鑒的策略，下面分別進行簡述：

3.2.1 基于物理法的重金屬污染治理

物理法治理又可以進一步分為以下幾種方法：

一是熱解吸法，這種方法以加熱來把一些具有較強會發特性的重金屬進行解吸和收集，再妥善處理或者合理利用。以汞元素為例，美國已經形成了比較成熟的基于熱解析法的汞元素回收，并在現場治理中取得了較好的效果，使用此項處理方法的地域已經在汞含量方面達標。

二是電化法，這種方法以電解原理進行污染土壤的處理。在受到污染的土壤里設置石磨電極，并以1～5毫安的電流進行激勵，從而在陰極收集到金屬陽離子，并進行處理或者再利用。這種方法對于鉛元素和二甲苯等物質的處理效果比較好。

三是洗土法，這種方法通過試劑與土壤里所含有的重金屬物質發生反應，并最終生成可溶于水的金屬離子，通過對提取液進行處理，得到重金屬，再進行處理或者回收利用。這種方法非常適合于對銅金屬、鎳金屬、鉛金屬和鉑金屬的回收處理。

四是玻璃化法，這種方法以電極對受到污染的土壤進行加熱，從而使之進入熔化狀態，在其最后冷卻時，便會變成玻璃狀態。這種方法尚在實驗中，其成本較高，目前尚未得到的面積推廣。

3.2.2基于化學法的重金屬污染治理

這種方法在受到污染的土壤中按比例注入一定的化學試劑，從而改良土壤本身的性質，達到減輕重金屬活性的作用，可以降低作物對土壤里重金屬的富集效應。化學法治理主要指的是土壤添加物法，把一定充分的有機物料或者改良劑加入受污染的土壤之中，能夠通過化學作用而使重金屬離子沉淀，再對其進行收集，從而減輕污染；還可以通過化學試劑中的酸性物質與重金屬元素反應，生成難溶于水的物質，從而使土壤污染得到減輕。這種方法適用于鎳離子、鋅離子等重金屬物質的治理。

3.2.3基于生態工程的重金屬污染治理

這種方法可以是在已經被重金屬污染的土壤之上加厚一層正常土壤，或者把受到重金屬污染的土壤全部挖除，也可以通過灌溉的方式，逐漸使受污染土壤中的重金屬物質漸漸遷移到地層深處等，也能對土壤污染起到一定的作用。

3.2.4基于生物的重金屬污染治理

這種方法可以通過植物或者微生物等來修復土壤質量。某些植物的根系可以吸收被污染土壤中的重金屬，例如蜈蚣草被證實可以有效降低土壤中砷的含量；微生物則可以通過細胞轉化作用使被污染土壤中的重金屬沉淀或者氧化，從而使其對土壤的影響顯著降低。

4 結束語

在世界各地，尤其是經濟較為發達的地區均存在著較為嚴重的土壤重金屬污染，重金屬的來源是多方面的，當前，學界和環保組織對重金屬的污染一般聚焦于污染程度的定性描述和分析。事實上怎樣才能實現對重金屬污染源進行量化分析，同樣對治理逐漸嚴重的土壤污染有著不容忽視的作用，因此量化分析將是重金屬污染研究的發展方向。當前，我國尚未構建完善的城市和農村地區土壤重金屬污染的監控網絡，因此并不能及時準確地檢測土壤重金屬污染狀況，也難以為土壤重金屬污染的治理提供必要的依據。只有制定出嚴格而適用的土壤重金屬評價標準，才能有利于土壤的保護，從而推動經濟的可持續發展。■

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中圖分類號 X833 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）07-0103-03

Abstract：This paper describes the present situation of soil heavy metal pollution in our country，analyzes the sources of soil heavy metals from sewage irrigation，atmospheric deposition，industrial production and agricultural activities，and analyzes the heavy metal contaminated soil remediation technology briefly.

Key words：Soil；Heavy metal；Pollution；Present situation；Remediation technology

土壤是一個開放的緩沖動力學系統，承載著環境中50%～90%的污染負荷[1-2]。隨著礦產資源開發、冶煉、加工企業等規模的擴大以及農業生產中農藥、化肥、飼料等用量的增加和不合理的使用，致使土壤中重金屬含量逐年累積，明顯高于其背景值，造成生態破壞和環境質量惡化，對農業環境和人體健康構成嚴重威脅。重金屬在土壤中移動性差、滯留時間長、難降解，可以通過生物富集作用和生物放大作用進入到農牧產品中[3]，從而影響產出物的生長、產量和品質，潛在威脅人體健康[4]。本文對我國土壤重金屬污染現狀進行了簡要分析，概述了土壤中重金屬的來源，簡單介紹了物理修復、化學修復和生物修復技術在土壤重金屬污染修復方面的研究進展，以期為土壤重金屬污染修復提供參考。

1 我國土壤重金屬污染現狀

隨著礦山開采、冶煉、電鍍以及制革行業的蓬勃發展，一些企業盲目追逐經濟利益，輕視環境保護，再加上農藥、化肥、地膜、飼料添加劑等的大量使用，我國土壤中Pb、Cd、Zn等重金屬的污染狀況日益嚴重，污染面積逐年擴大，危害人類和動物的生命健康。據報道，2008年以來，全國已發生100余起重大污染事故，其中Pb、Cd、As等重金屬污染事故達30多起。據2014年國家環境保護部和國土資源部的全國土壤污染狀況調查公報顯示，全國土壤環境總狀況體不容樂觀，部分地區土壤污染較重，耕地土壤環境質量堪憂，工礦業廢棄地土壤環境問題突出。全國土壤總的點位超標率為16.1%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。據農業部對我國24個省市、320個重點污染區約548萬hm2土壤調查結果顯示，污染超標的大田農作物種植面積為60萬hm2，其中重金屬含量超標的農產品產量與面積約占污染物超標農產品總量與總面積的80%以上，尤其是Pb、Cd、Hg、Cu及其復合污染尤為明顯[5]。我國的一些主要水域如淮河流域、長江流域、太湖流域、膠州灣等也都出現了重金屬污染[6]。

2 土壤重金屬來源

土壤中重金屬來源主要有內部來源和外部來源兩種。在內部來源中，由于成土母質、地形地貌、水文氣象及植被和土地利用類型等的不同，對土壤重金屬含量的影響有很大差異[7]，致使部分地區土壤背景值較高。外部原因主要是人為活動的影響，是土壤重金屬污染的主要來源，主要包括以下幾個方面：

2.1 隨大氣沉降進入土壤中的重金屬 大氣沉降是造成土壤重金屬污染的一個重要途徑[6]。工業生產、汽車尾氣排放及輪胎摩擦可產生含有重金屬的有毒氣體和粉塵，經自然沉降和雨雪沉降進入土壤中，污染元素主要為Pb、Cu、Zn等。礦山開采和冶煉所帶來的大氣沉降也是土壤重金屬的重要來源[5]。有毒氣體和粉塵容易遷移和擴散，在工礦煙囪、廢物堆和公路附近的土壤中，土壤重金屬含量較高，向四周和兩側擴散減弱。研究人員對某鉛鋅冶煉廠的土壤重金屬空間分布特征的研究發現，Zn、Pb、As的主要污染來源是廢氣的大氣沉降，風力和風向是其空間分布的主要影響因子[7]。

2.2 隨污水灌溉進入土壤中的重金屬 污水灌溉一般是指利用經過一定處理的城市污水灌溉農田[6]，利用污水灌溉是農業灌溉用水的重要組成部分。但由于污水中含有大量的重金屬，隨污水進入到土壤中，使得土壤中重金屬含量不斷富集。我國自20世紀60年代至今，污灌面積迅速擴大，以北方旱做地區污染最為普遍，約占全國污灌面積的90%以上，污灌導致農田重金屬Hg、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb等含量的增加[7]。

2.3 工礦企業生產帶入土壤中的重金屬 工業生產中廣泛使用重金屬元素，工礦企業將未經嚴格處理的廢水直接排放，導致廢水中的重金屬滲入到土壤中，使得土壤中有毒重金屬含量增加[11]。礦業和工業固體廢棄物露天堆放或處理過程中，經日曬、雨淋、水洗等作用，使重金屬以射狀、漏斗狀向周圍土壤擴散。南京某合金廠周圍土壤中的Cr大大超過土壤背景值，Cr污染以工廠煙囪為中心，范圍達到1.5km2[12]。電子廢棄物在堆放和拆解過程中，會造成Pb、Cr等重金屬進入農田土壤[13-14]。

2.4 農事活動帶入土壤中的重金屬 隨著人們對農業產出物不斷增長的需求，農藥、化肥、地膜等使用量不斷增加，導致土壤中的重金屬不斷富集，造成土壤重金屬污染。農藥中含有Hg、As、Zn等重金屬，長期使用就會導致土壤中重金屬的累積。磷肥天然伴有Cd，隨著磷肥及復合肥的大量施用，土壤中有效Cd的含量不斷增加，作物吸收Cd量也在增加[15]。地膜在生產過程中加入了含Cd、Pb等重金屬的熱穩定劑，也會造成土壤重金屬含量的增加。當前有機肥肥源大多來源于集約化的養殖場，大多使用飼料添加劑，其中大多含有Cu和Zn[16]，使得有機肥料中的Cu和Zn含量也明顯增加，并隨著施肥帶入到土壤中。

3 土壤重金屬污染修復技術

3.1 物理修復 一是客土、換土和深耕翻土等措施。通過這一措施，可以降低表層土壤重金屬含量，減少土壤重金屬對植物的毒害。深耕翻土適用于輕度污染的土壤，客土和換土適用于重度污染的土壤。工程措施具有穩定、徹底的有點，效果較好，但是需要大量的人力、物力，投資較大，并會破壞土體結構，降低土壤肥力。二是電動修復、電熱修復、土壤淋洗等。物理修復效果好，但是成本高，還存在著造成二次污染的風險。

3.2 化學修復 化學修復是主要是采用化學的方法改變土壤中重金屬的化學性質，來降低土壤中重金屬的遷移性和生物可利用率，減少甚至去除土壤中的重金屬，達到的土壤治理和修復的效果[17]。該技術的關鍵在于經濟有效改良劑的選擇，常用的改良劑有石灰、沸石、碳酸鈣等無機改良劑和堆肥、綠肥、泥炭等有機改良劑，不同的改良劑對重金屬的作用機理不同。化學修復是在土壤原位上進行，不會破壞土地結構，簡單易行。但是化學修復只是改變了重金屬在土壤中的存在形態，并沒有去除，在一定條件下容易活化，再度造成污染。

3.3 生物修復 生修復是利用微生物或植物的生命代謝活動，改變重金屬在土壤中的化學形態，使重金屬固定或解毒，降低其在土壤環境中的移動性和生物可利用性。該方法效果好，易于操作，是目前重金屬污染的研究重點。目前生物修復技術主要集中在植物和微生物2個方面[18-19]，對植物修復方面研究的較多[20-23]。生物修復不會引起二次污染，成本低，易于推廣，在技術和經濟上都優于物理修復和化學修復，已經得到了廣泛的研究和應用，是目前土壤重金屬污染治理的研究熱點。

3.4 農業生態修復 不同作物對重金屬有不同的吸附作用，可以通過采取不同的耕作制度、作物品種和種植結構的調整、肥料種類的選取等措施，增加作物對土壤重金屬的吸收，降低土壤中的重金屬含量。研究表明，調節土壤水分、pH值以及土壤水分、養分等狀況，實現對污染物所處環境介質的調控[24-25]，可以改善土壤的理化性質，促使土壤中重金屬被作物有效地吸收。

4 展望

土壤是人來賴以生存的重要自然資源之一，是人類生態環境的重要組成部分。土壤重金屬污染問題已經成為當今社會的主要環境問題之一。2016年出臺的《土壤污染防治行動計劃》，無疑是我國土壤環境管理歷史上里程碑式的文件，明確了我國土壤污染防治路線圖和時間表。

土壤是一個復雜的生態系統，一旦受到污染，要將進入到土壤中的污染物清除，達到安全生產的目的是十分困難的。重金屬對土壤的污染以現有的技術而言是不可逆的。因此，土壤污染預防要比土壤污染治理重要的多。要堅持源頭預防和過程治理，以源頭控制為主，杜絕污染物進入水體、土體，有效降低污染物的排放。在土壤重金屬污染修復技術研究中，要把物理方法、化學方法、生物技術和農業生態修復措施綜合起來處理污染題，研究出更加經濟高效的治理措施，應該加大生物修復技術研究，減少物理和化學方法的使用，以免造成二次污染。

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篇（6）

中圖分類號 X53 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）24-104-04

Abstract：As the development of industry，soil cadmium pollution have caused more and more concern.In this thesis，the pollution actualities，source，damage and management of soil cadmium pollution were briefly introducted，and the development direction of soil cadmium pollution management was discussed.

Key words：Soil；Cadmium pollution；Source；Damage；Managment

據2014年《全國土壤污染狀況調查公報》顯示，我國土壤環境狀況總體不容樂觀，部分地區土壤污染較重，耕地土壤環境質量堪憂。其中，鎘污染物點位超標率達到7.0%，呈現從西北到東南、從東北到西南方向逐漸升高的態勢，是耕地、林地、草地和未利用地的主要污染物之一[1]。鎘是眾所周知的重金屬“五毒”元素之一，具有分解周期長（半衰期超過20a）、移動性大、毒性高、難降解等特點，在生產活動中容易被作物吸收富集，不僅嚴重影響作物的產量和品質，而且可以通過食物鏈在人體的積累危害人體健康[2]，例如，20世紀60年代在日本富山縣神通川流域出現的“骨痛病”事件。針對我國鎘污染現狀，本文將從鎘污染的來源、危害、修復治理等方面進行了論述，詳細介紹鎘污染這一環境污染問題，以期為我國農業的健康發展和鎘污染土壤的治理提供科學依據，為后續研究提供參考。

1 我國土壤鎘污染現狀

我國于20世紀70年代中后期才開展有關農田土壤鎘污染調查的工作，1980年中國農業環境報告顯示，我國農田土壤中鎘污染面積為9 333hm2，到2003年我國鎘污染耕地面積為1.33×104 hm2，并有11處污灌區土壤鎘含量達到了生產“鎘米”的程度[3-4]。近年來，隨著我國工業的發展，由于化肥、農藥的大量施用，工業廢水和污泥的農業利用，以及重金屬大氣沉降的日益增加，土壤中鎘的含量明顯增加，土壤鎘污染狀況越發嚴重，目前，我國鎘污染土壤的面積已達2×105km2，占總耕地面積的1/6[5]。

從近年的有關研究來看，我國各地均存在著不同程度的鎘污染問題。目前，我國土壤鎘污染涉及11個省市的25個地區。比如，上海螞蟻浜地區污染土壤鎘的平均含量達21.48mg/kg，廣州郊區老污灌區土壤鎘的含量高達228.0mg/kg[6-7]。我國農田土壤的鎘污染多數是由于進行工業廢水污灌造成的。據統計，我國工業每年大約排放300億～400億t未經處理的污水，引用工業廢水污灌農田的面積占污灌總面積的45%[8]，至20世紀90年代初，我國污灌農田中有1.3×104hm2的農田遭受不同程度的鎘污染，污染土壤的鎘含量為2.5～23.0mg/kg，重污染區表層土壤的鎘含量高出底層土壤幾十甚至1 000多倍[9]。在大田作物中，鎘是我國農產品主要的重金屬污染物[10]。據報道，我國污灌區生產的大米鎘含量嚴重超標，例如，成都東郊污灌區生產的大米中鎘含量高達1.65mg/kg，超過WHO/FAO標準約7倍[11]。2000年農業部環境監測系統檢測了我國14個省會城市共2 110個樣品，檢測數據顯示，蔬菜中鎘等重金屬含量超標率高達23.5%；南京郊區18個檢測點的青菜葉檢測表明，鎘含量全部超過食品衛生標準，最多超過17倍[6]。潘根興研究團隊于對2007年對全國6個地區（華東、東北、華中、西南、華南和華北）縣級以上市場隨機采購的91個大米樣品檢測后，發現約有10%左右的市售大米存在重金屬鎘含量超標問題[12]。據報道，廣西某礦區生產的稻米中鎘濃度嚴重超標，當地居民因長期食用“鎘米”已經出現了“骨痛病”的癥狀，嚴重威脅當地居民的身體健康[3]。以上研究結果表明，我國土壤受鎘污染的程度已相當嚴重，土壤鎘污染造成水稻、蔬菜等農產品的質量下降、產量降低，并且嚴重威脅到當地居民的身心健康，影響我國農業的可持續發展。

2 土壤鎘污染的來源

土壤中鎘的主要有2種來源，分別為自然界的成土母質和人為活動，前者為自然界中巖石和土壤鎘含量的本底值，一般來講世界范圍內土壤鎘平均值為0.35mg/kg，我國土壤鎘背景值為0.097mg/kg，遠低于世界均值[13-14]。而后者主要指通過工農業生產活動直接或間接地將鎘排放到環境的人為活動，并且是造成土壤鎘污染的主要途徑，歸納起來污染途徑主要有如下4個方面：

2.1 大氣鎘沉降 電鍍、油漆著色劑、塑料穩定劑、電池生產以及光敏元件的制備等工業廢氣中存在一定量的鎘，它們會和粉塵一起隨風擴散到工廠周圍，一般在工業區周圍的大氣中鎘的濃度較高[15]，較高濃度的鎘可以通過降雨或沉降進入土壤。進入土壤中的鎘，一部分被植物吸收，剩余的部分則在土壤大量積累，而當土壤中鎘累積超過一定范圍時，就造成了土壤的鎘污染[16]。

2.2 施肥不當 在農業生產過程中為了獲得高產，一般都加大農藥化肥的投入，長期施用含有鎘的農藥化肥必然導致土壤的鎘污染。據統計分析，磷肥中含有較多的鎘，氮肥和鉀肥含量較少，因此含鎘磷肥的施用影響最為嚴重。我國磷肥生產所需磷礦石的鎘含量雖然較低，在世界上屬于較低水平，但我國磷礦石含磷量同樣不高，因此需要從國外進口大量的磷肥[4]。據西方國家估算，全球磷肥平均含鎘量7.0mg/kg，可給全球土壤帶來約6.6×104kg鎘[17]。韓曉日等[18]研究也發現，長期施用磷肥和高量有機肥能夠增加土壤鎘含量。由此可見，長期施用含鎘的化肥會增加土壤的鎘含量，給土壤帶來嚴重的重金屬污染問題。

2.3 污水灌溉 鍍鋅廠以及與塑料穩定劑、染料及油漆等生產有關工廠產生的工業污水中含有多種重金屬，其中就有大量的鎘，這些廢水如不經處理或者處理不達標，廢水中的鎘就會隨著污灌進入土壤，因此，在工礦和城郊區的污灌農田均存在著土壤鎘污染問題。據統計，目前我國工業、企業每年要排放約300億～400億t未經處理的污水，利用這些工業污水進行灌溉造成了嚴重的重金屬污染，污水灌溉已經是我國農田土壤鎘污染的主要原因[8]。何電源等[19]在1987-1990年間對湖南省的農田污染狀況調查也表明，農田土壤鎘污染的主要來源是工礦企業排放的廢氣和廢水。此外，大量堆積的工業固體廢棄物和農田施用的污泥，也會造成土壤的鎘污染[16]。

2.4 金屬礦山酸性廢水污染 金屬礦山的開采、冶煉以及重金屬尾礦、冶煉廢渣和礦渣堆等，存在著大量的酸性廢水，這些酸性廢水溶出的多種重金屬離子能夠隨著礦山排水和降雨進入水環境或土壤，可以間接或直接地造成土壤重金屬污染。據報道，1989年我國有色冶金工業向環境中排放重金屬鎘多達88t[20]。

3 土壤鎘污染的危害

鎘是一種具有毒性的重金屬微量元素，是人體、動物和植物的非必需元素，但它在冶金、塑料、電子等行業非常重要，通常通過“工業三廢”等途徑進入土壤。土壤中鎘的形態有水溶態、可交換態、碳酸鹽態、有機結合態、鐵錳氧化態和硅酸態等，水溶性和交換態鎘可以被植物吸收，并通過食物鏈進入人體富集，達到一定程度時會引發各種疾病，嚴重危害植物和人體的健康，且具有長期性、隱蔽性和不可逆性等特點。

3.1 鎘對植物健康的危害 鎘是植物生長的非必需元素，當鎘在植物組織中含量達到1.0mg/kg時，會通過阻礙植物根系生長、抑制水分和養分的吸收等引起一系列生理代謝紊亂，如蛋白質、糖和葉綠素的合成受阻，光合強度下降和酶活性改變等，使植物表現出葉色減褪、植物矮化、物候期延遲等癥狀，最終導致作物品質下降和減產，甚至死亡[6，21-22]。張義賢等[23]研究表明，大麥種子在鎘脅迫下，種子的萌芽率、根生長率均呈下降趨勢，當鎘濃度達到0.01mol/L時，種子萌芽率小于45%，且根不再生長。劉國勝等[24]研究表明，當土壤含有0.43mg/kg可溶態鎘時，水稻減產10%，當含量為8.1mg/kg時，水稻減產達25%，并且，稻米的氨基酸、支鏈淀粉和直鏈淀粉比例發生改變，使水稻品質變差[4]。

3.2 鎘對人體健康的危害 鎘是人體非必需的微量元素，具有較強的致癌、致畸及致突變作用，對人體會產生較大的危害，鎘一般通過呼吸系統和消化系統進入人體，在人體內半衰期長達20～30a。鎘對人體的毒害分為急性毒害和慢性毒害2種，鎘的急性毒害主要表現為肺損害、胃腸刺激反應、全身疲乏、肌肉酸痛和虛脫等；慢性毒害主要表現為對骨骼、肝臟、腎臟、免疫系統、遺傳等的系列損傷，并誘發多種癌癥[25-27]。例如，20世紀60年生在日本神通川流域的“骨痛病”，原因就是當地居民食用鎘米造成的。因此，聯合國環境規劃署（UNEP）將其列為具有全球性意義的危險化學物質[28]。

4 土壤鎘污染的治理方法

為了有效利用現有的土地資源，減少鎘等重金屬人體造成的危害，需要采取有效措施治理和恢復受污染的土壤。目前，有關鎘污染土壤的治理方法有很多，主要有物理方法、化學方法和生物方法等。

4.1 物理方法 鎘污染土壤的物理修復方法主要有排土、客土、深耕翻土等傳統物理方法以及電修復技術、洗土法等。客土法就是將污染土壤鏟除，換入未污染的土壤，去表土法就是將污染的表土移去等。傳統的物理修復方法治理鎘污染效果非常明顯，如吳燕玉等[29]在張士灌區調查時發現去除表層土可使稻米中鎘含量降低50%。然而，這種方法需要耗費大量資金、人力物力，且移除的污染土壤又容易引起二次污染，因此難以在大面積治理上推廣。電修復技術，是指在土壤外加一個直流電場，土壤重金屬在電解、擴散、電滲、電泳等作用下流向土壤中的某個電極處，并通過工程收集系統收集起來進行處理的治理方法。胡宏韜等[30]研究發現，當試驗電壓為0.5W/cm時，陽極附近土壤中鎘的去除效率達到75.1%；淋濾法和洗土法是運用特定試劑與土壤重金屬離子作用，然后從提取液中回收重金屬，并循環利用提取液。據報道，美國曾應用淋濾法和洗土法成功地治理了包括鎘在內的8種重金屬，治理了2.0×104t污染的土壤，且重金屬得到了回收和利用，而且整個治理過程中沒有產生二次污染[20]。

4.2 化學方法 化學法是指通過在土壤中施用化學制劑、改良劑，增加土壤粘粒和有機質，改變土壤氧化還原電位和pH值等理化性質，使土壤鎘發生氧化還原等作用，降低鎘的生物有效性，以減輕對其它生物的危害[31-32]。目前，磷酸鹽、石灰、硅酸鹽等是化學法處理鎘污染土壤中常用物質。Gworek[33]等在研究中發現利用沸石等硅鋁酸鹽鈍化土壤重金屬能顯著降低污染土壤中鎘的濃度。總體而言，化學方法具有操作簡單、治理效果、費用適中等優點，缺點是容易再度活化重金屬。因此，該方法適用于重金屬污染不太嚴重的地區，對污染太嚴重的土壤不適用[4，20]。

4.3 生物方法 生物方法是指通過某些特定微生物、動物或植物的代謝活動，吸附降解土壤污染物質、降低土壤重金屬生物活性的治理方法，具有土壤擾動小、原位性、不產生二次污染等優點，一般分為微生物修復、動物修復、植物修復3種。

4.3.1 微生物修復 微生物修復是指利用土壤微生物固定、遷移或轉化土壤中的重金屬，從而降低重金屬毒性，主要包括生物富集和生物轉化2種作用方式。生物富集作用指微生物的積累和吸附作用；生物轉化作用指微生物對重金屬的氧化和還原作用、重金屬的溶解和有機絡合配位等[34]。例如，吳海江[35]利用分離獲得的菌株對鎘的去除率高達60%，吸附量達54mg/kg；張欣等[36]在模擬鎘輕度污染試驗中通過施入微生物菌劑使菠菜植株鎘含量平均下降14.5%。

4.3.2 動物修復 動物修復是指利用土壤中某些低等動物的代謝活動來降低污染土壤中重金屬比例的方法。例如，Ramseier等[37]研究發現蚯蚓具有強烈的鎘富集能力，當土壤鎘濃度為3mg/kg時，蚯蚓的鎘富集量可以達到120mg/kg。但由于低等動物生長受環境等因素的嚴重制約，該項技術在實際應用中受到了一定限制[20，28]。

4.3.3 植物修復 植物修復是指利用超富集植物吸附清除土壤鎘污染的原位治理方法，具有實施較簡便、投資較少、破壞小、無二次污染等優點，是一種環境友好型修復技術[20，34]。目前，全世界已發現500多種富集重金屬的植物，其中部分植物對土壤鎘具有強烈的富集作用，表現出對鎘的選擇性吸收，如蕪菁、菠菜、煙草、向日葵等[12]。近幾年來，我國在利用植物修復鎘污染土壤方面取得了不少成果，例如，蔣先軍等[38]研究發現印度芥菜、劉威等[39]發現寶山堇菜等屬于鎘超積累植物，這些發現都可以應用于鎘污染土壤的治理與恢復工作。

5 展望

2014年《全國土壤污染狀況調查公報》顯示，我國土壤鎘污染物點位超標率達到7.0%，鎘是我國耕地、林地、草地和未利用地的主要污染物之一，土壤鎘污染日趨嚴重。因此，要積極開展切實有效的管理控制、污染防治綜合治理等，首先，從源頭上控制鎘對土壤的污染，采取清潔生產與資源循環利用措施，減少甚至避免各類鎘污染物進入土壤環境；其次，加強鎘污染土壤修復技術的研究，特別是植物修復技術和微生物技術；再次，發展聯合修復技術，將生物修復與物理化學法、工程措施和農藝措施有效結合起來，開展多學科聯合的生態修復。只有這樣，才有可能修復已經被鎘等重金屬污染的土地，保護未被污染的土地資源，實現自然與社會的健康、可持續發展。

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篇（7）

中圖分類號 X52 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）13-0097-05

重金屬是指相對密度在4.5g/cm3以上，或比重大于5的金屬。與有機物不同，重金屬無法被微生物降解，且能夠富集在生物體內，因此重金屬污染物潛在危害性大。由泥沙、黏土、有機質及各種礦物混合形成的底泥，經過一系列物理化學、生物、水體傳輸等作用而沉積于水體底部形成。重金屬一旦進入水體，可通過吸附、絡合、沉淀等作用，富集在河床表層底泥中，其在底泥中的含量可超過上覆水體含量數個數量級，成為水體重金屬的儲存庫和歸宿[1]。當環境條件變化時，部分重金屬可能會通過解吸、溶解、氧化還原等作用，從底泥中釋放，引起水體二次污染[2]。底泥中重金屬的不斷積累不僅對水生生物、沿河居民飲用水和農田安全灌溉構成嚴重威脅，還可能通過食物鏈危害人體健康。因此，對重金屬污染底泥安全處置顯得尤為必要。

當前國內外對于底泥中污染物的修復方法主要有4種，分別是原位固定、原位處理、異位固定和異位處理[3]。原位固定或處理是指對污染的底泥不進行疏浚而直接采用固化/穩定化或者生物降解等手段消除底泥污染的行為；異位固定或處理是指將污染的底泥疏浚后再進行處理，消除污染物對水體的危害的行為。原位處理的效率一般情況下低于異位處理的效率，且工藝過程控制較困難，不能徹底消除其毒性，所以原位處理技術并未在實際工程中廣泛應用[4]。

固化主要是指向土壤或底泥中添加固化劑而形成石塊狀固體，并將污染物轉化為不易溶解、遷移能力弱和毒性小的狀態的過程[5]；或投加固化劑使底泥由顆粒狀或者流體狀變為能滿足一定工程特性（如路基填料）的緊密固體，并將重金屬包裹在固化體中，減少重金屬向外界的遷移[6]；穩定化是指在底泥中投加螯合劑使重金屬由不穩定態（水溶態、離子交換態）轉變成穩定態（殘渣態），顯著降低重金屬的生物活性[7]。利用固化/穩定化技術處理重金屬污染底泥，是現階段比較合理的處理方式[8-9]。本文將從當前我國底泥重金屬污染現狀及固化/穩定化修復技術發展進行綜述，為底泥重金屬污染綜合治理與修復提供科學依據。

1 我國底泥重金屬污染現狀

1.1 底泥重金屬污染物的來源 底泥中重金屬的來源包括自然源和人為源2個方面。自然源中，成土母質及成土過程對底泥中重金屬的含量影響較大；而人為源則是底泥中重金屬的最重要來源。重金屬通過各類廢水、土壤沖刷、地表徑流、大氣降塵、大氣降水及農藥施用等途徑進入水體后[10]，通過復雜的物理、化學、生物和沉積過程在底泥中逐漸富集。

1.1.1 各類廢水 工業廢水和城市生活污水是造成底泥重金屬污染的重要原因。通常，河流沿岸分布著大大小小的企業，如印染廠、制衣廠、皮革廠等等。一方面，一些未經（充分）處理的廢水直接進入水體；另一方面，盡管一些廢水重金屬污染物濃度未超標，但由于廢水排放量巨大，使得水體和底泥吸納了大量污染物，呈現緩慢污染的現象。同時，很多地方的生活污水沒有連接到排污管網而直接排放入水體，當進入水體的污染物數量超過了水體的自凈能力，導致水體質量下降和惡化，進而造成水體和底泥的污染。

1.1.2 固體廢棄物 靠近城鎮的河流周邊經常隨意堆放大量的建筑垃圾、生活垃圾，自然降水（尤其是酸雨）和排水使固體廢棄物中所含的重金屬元素以廢棄堆為中心向四周環境擴散，進入水體，被底泥富集。另外，大型工礦企業的礦渣場（如馇、鋼渣等）、灰渣場、粉煤灰場等，在雨水和地表徑流的沖刷下，重金屬會通過地表徑流進入附近水體底泥中。

1.1.3 土壤沖刷 2014年國家環境保護部和國土資源部的《全國土壤污染狀況調查公報》顯示，我國耕地質量堪憂，Cd成為首要污染物（點位超標率7.0%），其含量呈從西北到東南、從東北到西南逐漸增加的趨勢。2015年《中國耕地地球化學報告》顯示，我國污染或超標耕地約0.076億hm2，主要分布在湘鄂贛皖區、閩粵瓊區和西南區。土壤中的重金屬可通過降雨、地表徑流等方式轉移到底泥中。如磷肥中重金屬Cd的含量較高，長期施用磷肥，會造成土壤中重金屬Cd含量增大；規模化養殖場使用的有機肥料中大都含有重金屬添加劑（如Zn、Cu等），這些有機肥料在農田施用時，會導致Zn、Cu等重金屬元素含量增加。

1.1.4 大氣沉降 交通運輸、能源產業（發電廠）、冶金和建筑材料生產產生的氣體和粉塵，金屬礦山的開采和冶煉、電鍍等是大氣中重金屬污染物的主要來源。這類污染源中的重金屬基本上是以氣溶膠的形態進入大氣中，通過干沉降（主要是顆粒物）或濕沉降（主要是雨水）的方式進入水體、土壤，進而沉積到底泥中并最終影響人類健康[11-12]。

1.2 底泥重金屬污染現狀 滑麗萍等[13]通過搜集我國不同區域湖泊底泥重金屬含量背景值發現，我國湖泊底泥重金屬污染程度不均，臨近工礦企業及人類經濟活動區的湖泊底泥重金屬污染較重，遠離這些區域的湖泊則保持比較潔凈的水體環境。張穎等[14]采用潛在生態風險指數分析法對松花江全江段表層沉積物調查發現，松花江表層沉積物中重金屬Hg和As的空間分布離散性較大，Cd和Pb相對較均勻，整體上松花江重金屬污染處于低度風險水平，僅個別斷面處于中度風險水平。戴秀麗等[15]通過對太湖沉積物重金屬含量的分析發現，太湖Cu的污染級別高于其他污染金屬，且集中在太湖北部地區；Cr屬輕度污染，但其空間分布較廣且均衡，與周邊污染點源關系密切。李鳴等[16]通過測定鄱陽湖湖區、入湖口及出湖口水體及底泥中重金屬含量發現，鄱陽湖水體中重金屬含量較低（遠低于國家標準），但鄱陽湖底泥中重金屬積累較嚴重，Zn、Cu、Pb、Cd的含量均超過背景值。張鑫等[17]對安徽銅陵礦區水系沉積物中重金屬進行潛在生態危害評價表明，沉積物中Cu、Pb和Zn的含量變化大，Hg和Cr變化小，除Hg、Cr和Zn外，其他重金屬都為強和極強生態危害。

2 固化/穩定化修復技術

底泥重金屬污染按修復原理可分為物理、化學、生物及聯合修復技術。由于目前尚缺乏經濟高效的手段將重金屬從底泥中直接去除，因此，通過化學手段降低重金屬活性，減小污染物向食物鏈的遷移是進行底泥重金屬污染修復的重要方法。固化/穩定化的目的是封閉污染物，最大程度地減少污染物釋放到環境中，同時提高廢物的物理力學性質。相比于微生物和植物修復的低效率、長周期以及物理修復高成本的缺點，固化/穩定化技術具有操作簡單、成本低、效率高等優點。

固化劑的選擇是重金屬固化/穩定化修復技術的關鍵，固化/穩定化所用的惰性材料稱為固化劑[18]，常用的固化劑類型為無機固化劑、有機固化劑和復配固化劑。無機固化劑主要有磷礦石、磷酸氫鈣、羥基磷灰石等磷酸鹽類物質以及硅藻土、膨潤土、天然沸石等礦物；有機固化劑主要有草炭、農家肥、綠肥等有機肥料[27]。固化材料有水泥、粉煤灰、石灰和石膏粉等。

水泥固化主要產生起膠結作用的水化硅酸鈣；粉煤灰與水泥混合使用產生水化鋁酸鈣和水化硅酸鈣；粉煤灰主要起充填作用；石灰固化產生碳酸鈣，具有一定的脫水作用；石膏固化產生鈣礬石，具有充填作用[20]，具體如表1。

2.2 磷酸鹽類固化劑 羥基磷灰石和磷酸氫鈣等磷酸鹽類固化劑效果好、性價比較高，磷酸鹽將重金屬元素吸附在其表面或與重金屬發生反應生成沉淀或礦物[19]。陳世寶[21]等為了研究含磷化合物對固化/穩定化土壤中有效態鉛的影響，向重金屬污染的土壤中施加了不同性質的含磷化合物，結果表明，在重金屬污染的土壤中加入羥基磷灰石、磷酸氫鈣和磷礦粉能明顯降低土壤表層的有效態鉛含量，并且發現有效態鉛的含量隨施入的磷含量的增加而顯著降低。

2.3 含鐵類固化劑 一些研究表明，針鐵礦、鐵砂FeSO4、Fe2（SO4）3、FeCl3和石灰對As有良好的固定作用[25-27]。在堿性和氧化條件下，鐵主要以Fe3+存在，水解生成Fe（OH）3。Fe（OH）3既能吸附不穩定擴散狀態的膠體，起到水質凈化的作用，又可以利用其自身帶有正電荷的特性，強烈地吸附磷，降低底泥磷的釋放。此外，Fe（OH）3還能與磷反應生成磷酸鐵以及絡合物（FeOOH-PO4）的形態而去除磷[28]。但含鐵類固化劑的處理效果容易受氧化還原電位和pH值的影響，通常都需結合其他的輔助措施[5]。近年來出現的復合鐵鹽與高分子聚合鐵鹽，如復合亞鐵、聚硫酸鐵等被逐漸應用于重金屬污染底泥的固化處理中且效果較好[29]。

2.4 鋁鹽類 作為底泥固化/穩定化應用最早和最廣泛的鋁鹽，主要有硫酸鋁（明礬）、氯化鋁和聚合氯化鋁等，其水解后形成的A1（OH）3絮狀體，既能去除水體中的顆粒物并吸附底泥中溶出的磷[5]，又可以吸附水體中的重金屬離子，如鉻、銅、鉛、鋅等[30]。鋁鹽用于底泥鈍化效果較穩定，不受氧化還原電位影響，成本低，且有效時間長。如在美國佛蒙特州的Morey lake，投加鋁酸鈉和明礬來控制底泥磷的釋放，5年后該湖上層水體總磷濃度由20～30μg/L下降至10μg/L以下[31]。

2.5 天然礦物類固化劑 海泡石、沸石等天然礦物材料，顆粒小、比表面積大，礦物表面富集負電荷，具有較強的離子交換能力和吸附性。章萍等[32]向蘇州河的污染底泥中加入了膨潤土，結果表明，鈣基膨潤土對銅、鉛和鋅均具有較大的吸附性能，且溶液pH值升高時，對這3種重金屬的吸附效果增強。

2.6 有機物料 農家肥一類的有機質用于固化/穩定化底泥中的重金屬，作用機理主要是含有的胡敏素和胡敏酸等能夠與底泥中的重金屬離子發生絡合作用，形成難溶物，以此降低重金屬毒性及生物可利用性[19]。華珞[33]等向重金屬污染的土壤中施加了豬廄肥進行固化/穩定化研究，結果顯示，施入豬廄肥可以使土壤中的碳酸鹽態鋅和有效態鋅的含量升高，而鐵猛氧化物結合態鎘、有效態鎘及鐵猛氧化物結合態鋅的含量降低。Houben等[34]向重金屬污染底泥中施加有機肥后，可交換態的鉛、鎘和鋅的含量均有大幅度的減少，固化/穩定化效果明顯。

2.7 復配固化劑 底泥和土壤中重金屬污染多為復合污染，多種重金屬之間有相互作用，且不同固化劑對不同重金屬的固化效果存在差異。現階段，通常將多種固化劑復配后再使用，以此達到對多種重金屬污染高效修復的效果[19]。曾卉[22]等用海泡石、膨潤土、硅藻土、沸石分別與石灰石以不同的質量比進行復配，對重金屬污染的底泥進行固化試驗，結果表明，石灰石與硅藻土以質量比2∶1復配時固化效果最好。

3 展望

近年來，水體污染治理力度不斷加大，2015年2月《水污染防治行動計劃》的頒布后，與水體水質密切相關的底泥重金屬污染的治理也越來越得到人們的關注。2016年3月17日，中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要提出開展66.67萬hm2受污染耕地治理修復和266.67萬hm2受污染耕地風險管控，深入推進以湘江流域為重點的重金屬污染綜合治理。這些條例和規劃綱要的，都有助于我國大氣、土壤和水體環境質量的改善。因此，當前底泥重金屬污染治理重要的是進一步減少進入水體和底泥的污染物，達到“控源”目的，以及針對歷史遺留的重度污染底泥區進行修復和治理，減少底泥污染物的總量，實現“減存”目標。

然而，當前能夠實現底泥污染物“減存”的方法成本高，操作復雜，少有推廣應用。更多的是采用固化方法，降低污染物的活性，減少污染物對其他生物的毒性，且目前已經有一些實際應用案例。如1996年長春南湖湖區內用硫酸鋁鈍化底泥，顯著增加了底泥中可溶性磷酸鹽的去除率[35]。2006年，為了解決香港城門河水質惡臭問題，特區政府按照“生化處理為主，疏浚為輔”的原則，疏浚底泥29×104m3，采用投加硝酸鈣原位鈍化方法從根本上治理城門河淤泥，改善了城門河的生態環境[36]。

盡管如此，固化方法當前還存在很多不足。首先，對于固化劑材料本身，需要滿足高效、不產生二次污染、低成本且操作便捷；其次，由于底泥性質差異大，對于多種重金屬復合污染，既要考慮到重金屬之間的相互作用，又要考慮到不同固化劑所針對不同重金屬的固化效果的不同（如能夠較好固定Cu、Cd、Pb的堿性固化劑，往往會增加As的活性），將多種固化劑復配之后使用，以達到高效修復的效果。

當前已經有不少學者在重金屬底泥固化方面進行了大量的研究，但在實際的底泥固化中，仍存在固化效率不穩定、底泥固化速率差異大等現象，尤其是酸雨的作用可能會導致固化后底泥污染物的二次釋放，可能會危害水生生物生存，甚至導致魚類死亡。關于底泥固化修復技術的實施，國內還缺少自主生產的機械設備，如固化劑造粒設備、機械化投加固化劑設備等），需要加強研發，降低修復工程中對施工人員的健康的危害，提高可操作性。

因此，今后的一段時間內，在固化劑產品的研發上，要加強復合固化劑的研發力度，研發出高效、綠色、低成本、效果持久的新產品。同時，要加強固化機理的研究，明確固化劑產品的最佳投加環境條件，加強對固化修復技術裝備的研發投入，降低對國外機械的依賴程度。最后，結合國內底泥重金屬污染形勢（如湖南湘江流域、廣西環江流域、江西鄱陽湖流域），適當選取部分嚴重污染區，開展重金屬污染底泥的固化修復示范試點，總結好的經驗，進行更大范圍的推廣示范。

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篇（8）

關鍵詞：畜禽養殖場；沼肥；重金屬；修復技術；研究

中圖分類號：s141 文獻標識碼：a doi編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.05.017

1 畜禽養殖場沼肥重金屬污染現狀

沼肥（包括沼液和沼渣）是有機物厭氧發酵后的殘余物，是一種優質有機肥。但近年來，隨著沼肥的廣泛應用，沼肥污染問題也越來越引起人們的重視。生豬、奶牛養殖是我國農業中的傳統產業，規模化養殖也在不斷擴大，已成為我國未來養殖業發展的趨勢，但養殖業業主在追求效益最大化的同時，也帶來了嚴重的環境污染問題。許多地方在規模化畜禽養殖過程中，為加快畜禽生長速度、提高飼料利用率和防止畜禽疾病，在飼料添加劑中大量使用銅、鋅、鐵、砷等中微量元素[1-2]。許多研究表明，飼料中添加銅對豬各階段有明顯的促生長作用[3-5]。目前，在我國及其他國家的生豬養殖中，使用高劑量銅作為豬的促生長飼料添加劑已相當普遍，但重金屬元素在動物體內的生物效價很低，大部分隨畜禽糞便排出體外，故畜禽糞便中往往含有高量的重金屬，從而增加了農用畜禽糞便污染環境的風險[6]。而規模化養殖場的糞污經過處理后最終都會以沼肥、有機肥等形式進入土壤中，造成土壤污染和植株中毒。

 

當前，國內外對沼肥重金屬污染問題的研究多集中在沼肥中重金屬元素分布情況、沼肥對作物產量和品質的影響、沼肥對土壤的影響等[7-8]。鐘攀等[9]分析了沼氣肥中重金屬含量，發現沼液毒性重金屬的平均含量為全as>cr>cd>pb>hg，而沼渣則為全cr>as>pb>cd>hg。李健等[10]研究發現，配合飼料飼養法沼渣中as、cd的含量遠遠超出規定的含量，hg的含量也已接近極限值；而青飼料飼養法沼渣中主要重金屬含量除pb以外，其他重金屬含量基本沒有超過允許的范圍。段蘭等[11]對遼寧省昌圖縣的飼料、豬糞、沼肥以及連續施用沼肥6年的土壤進行取樣測定，分析了沼肥從源頭到土壤施用過程中重金屬與抗生素類獸藥的含量變化。結果表明，施用沼肥的土壤重金屬類殘留現象總體不明顯，但cu、zn含量明顯增高。高紅莉等[12]研究指出，施用沼肥可以改善土壤環境，提高土壤肥力，明顯提高作物產量和品質，對土壤重金屬元素含量沒有顯著影響，但是青菜鎘、鉛含量超出國家標準，因此應謹慎施用。隨著人們對農產品質量安全問題的日益關注，沼肥中的重金屬特別是毒性重金屬的含量將成為評價其質量安全的重要指標。

 

2 土壤重金屬污染修復技術

重金屬污染物進入土壤后，不易隨水遷移，不能被生物所分解，因而在防治上存在一定的困難。對于沼肥造成的土壤重金屬污染，目前生產上常用的改良修復技術主要有物理修復、化學修復和生物修復等。即可通過土壤管理、重金屬鈍化、微生物降解等技術集成，降低土壤重金屬對作物的生物有效性，減少作物的吸收，也可通過秸稈綜合利用技術、高富集植物填閑種植等，降低土壤重金屬的含量。

 

2.1 物理修復技術

物理修復技術是通過各種物理過程將重金屬污染物從土壤中去除或分離的技術。目前，土壤重金屬污染物理修復主要包括電動修復、電熱修復、土壤淋洗3種修復技術[13]。在這3種物理修復技術中，應用最多、技術最成熟的是土壤淋洗法，該法是利用淋洗液把土壤固相中的重金屬轉移到土壤液相中，再用絡合或沉淀的方法，使重金屬富集并進一步回收處理的土壤修復方法。淋洗液主要有硝酸、硫酸、鹽酸、草酸、檸檬酸、edta和dtpa等[14]。有研究指出當硫酸單獨使用時，銅和鉛的去除效果不理想[15]，而使用的鹽酸/硫酸（1∶1）對污泥進行處理，重金屬銅、鉛、鋅等去除率都達到60%以上，有的重金屬去除率甚至可達100%。有機絡合劑edta和dtpa等也能有效去除重金屬，如edta能與許多重金屬元素形成穩定的化合物，使用0.1 mol·l-1edta去除pb，發現edta對pb的提取率可達60% [16]。

 

2.2 化學修復技術

化學修復就是向土壤投入改良劑，如有機肥、作物秸稈、蛭石、石灰等，通過對重金屬離子的吸附、氧化還原、沉淀等作用，以降低重金屬對植物的危害和在植物體內的富集。有機肥可通過改變重金屬的存在狀態，或改變吸附體的表面性質，進而影響重金屬的吸附。張敬鎖等[17]研究發現有機質有很大的比表面積，對cd2+有強烈的吸附作用，更主要的是有機質分解產生的腐殖酸可與土壤中的cd2+形成鰲合物沉淀。石灰主要是通過提高土壤ph值，促進土壤中重金屬元素形成氫氧化物或碳酸鹽結合態鹽類沉淀。

 

2.3 生物修復技術

2.3.1 植物修復技術 植物修復技術是指通過植物系統及其根系移去、揮發或穩定土壤環境中的重金屬污染物，或降低污染物中的重金屬毒性，以期達到清除污染、修復或治理土壤目的的一種技術。植物修復經濟有效、成本低，對環境擾動小，產生的富集重金屬的植物可統一處理，甚至可以從這些植物體內回收重金屬，可以長期、大面積的田間應用，還可綠化環境[18-19]。但在一些區域，簡單地使用植物修復法難以起到預期效果，必須與物理化學法等結合起來使用[20]。目前，全世界已經發現超富集植物500多種：cd超富集植物有商陸、龍葵等[21-22]；cu超富集植物有燕麥鴨跖草、海州香薷等[23]；pb超富集植物有裂葉荊芥、麻瘋樹等[24-25]；as超富集植物有大葉井口邊草、蜈蚣草等[26-27]；hg超富集植物有大米草[28]。以及cd/zn多重金屬富集植物有伴礦景天[29]，pb/cu/zn/cd多重金屬富集植物有朝天委陵菜[30]。

 

2.3.2 微生物修復技術 微生物修復是利用微生物如藍細菌、菌根真菌以及某些藻類產生的多糖、糖蛋白等物質對重金屬的吸收、沉積、氧化和還原等作用，減少植物攝取，從而降低重金屬的毒性[31-33]。目前，微生物強化植物修復方面的研究多集中于菌根真菌，它在修復遭受重金屬污染的土壤方面發揮著重要的作用[34]。通過篩選重金屬抗性菌株、增強植物抗重金屬能力來實現植物修復重金屬污染土壤是非常有效的手段[35]。許友澤等[36]采用微生物淋溶法去除重金屬，在最佳工藝條件下，污泥中cd、mn、cu、pb、zn的浸出率分別高達88.0%，88.0%，69.0%，67.0%和83.0%。謝朝陽等[37]研究發現，在細菌的參與下，土壤膠體和粘土礦物對重金屬離子的吸附能力有一定程度的增加。

2.4 植物生長調節物質修復技術

植物生長調節物質能通過調節植物的生長狀況來增強植物抗重金屬脅迫的能力。在重金屬脅迫下，利用水楊酸進行處理能促進植株生長

，降低質膜透性，減少丙二醛的積累，從而增強植物抗重金屬脅迫的能力[38]。趙鸝等[39]也研究發現，施加外源脫落酸能有效緩解汞脅迫下水稻種子的萌發活力，增強植株的抗逆性。

 

3 結 論

綜上所述，當前許多地方在規模化畜禽養殖過程中，為了追求效益，往往在飼料添加劑中大量使用銅、鋅、砷等中微量元素，而這些重金屬元素大部分隨畜禽糞便排出體外，從而增加了農用畜禽糞便污染環境的風險。針對當前規模化養殖帶來的沼肥污染現狀，本研究探討了幾種緩解重金屬污染的技術，有些技術已經比較成熟，有些仍存在疑問，還需進一步完善。隨著研究的深入，將會有更完善更成熟的土壤重金屬污染修復技術應用到實際的生產中。

 

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篇（9）

1.重金屬污染已成為我國的重大環境問題

1.1污染的分類和現狀，流域水環境重金屬污染成了重點

在環境污染中，按照不同的方式分類，大體可以分類為以下幾種：首先按照環境要素分類 ：大氣污染、土壤污染、水體污染；然后按屬性分：顯性污染、隱性污染。再次按人類活動范圍分為：工業環境、城市環境、農業環境的污染。最后按造環境污染的性質來源分類為：化學、生物、物理污染（噪聲、放射性、電磁波污染等）固體廢物、液體廢物、能源等污染。

很多區域影響水質的重金屬較多，區域性水質根據文化和地質條件的不同，從而導致了水質酸堿、水體氧化特點和特征的不同。然而不同區域的經濟不同，工業廢水排放量也就不同等等，因此，重金屬污染也就不相同。由于區域性水環境直接關系到生產、生活、生態用水等問題，所以流域水環境重金屬污染成了我國重大的環境問題。

1.2流域水環境重金屬污染造成的影響

根據相關報告顯示，流域性水環境重金屬污染使得飲用水安全問題堪比擔憂，更是直接導致流域水環境質量嚴重下降。就拿湘江流域的重金偎污染為例，到2010年底，湘江污染已對流域4000萬人口的飲用水安全構成嚴重威脅，以長沙市為中心， 2007年飲用水源地水質達標率僅6.09% ，并且上游的人口密集，很多地段飲水安全問題并不樂觀，污染也十分嚴重，重金屬污染直接導致了水生態流域和其他系統環境的生態平衡；不僅如此，很多名貴的魚類品種也已經不再常見；包括土壤、農田及其作物也造成了不可逆轉的后果。眾所周知，很多重金屬危害物質都是不可分解的，日積月累通過各種途徑的化學性反應，最終危害的都是自身的安全和健康。近幾年，癌癥的病發率大幅度上升，我們也已經不在是“綠色食品”。

由上可見 ，當前流域性水環境重金屬污染問題成了現代凸顯的環境問題。對于我們而言這些并不是一朝一夕可以解決的，是一個長期需要大家共同維護的問題。針對每一個流域進行點線面的源頭控制，用正確的路線和程序進行技術性指導并嚴格的監管，這樣在長期的日積月累中，才能得到有效的控制。

2 流域水環境金屬污染來源與原因分析

以上也提到由于區域、土壤、水質酸堿、水體氧化、工業廢水排放不同，流域水環境污染的重金屬的成分也會不同。污染的后果已經一目了然，針對不同的流域水環境污染來源，給出相應的防治方法和對策。

比如：處于中國中部的最大的淡水湖西都陽湖，受到西德興銅礦開采的影響，比正常的土壤明顯的增高了很多Pb、Zn、Hg、er等，這些水域的重金屬可伴隨著水體的活躍而稀釋出來，最終變成了重金屬含量較高的湖水。以Z n 、 P b 、 C u 、 C r 這些有害物質最為嚴重。[1]

還有很多區域筆者在這里就不一一列舉了，總結以上，現行的地血水環境質量標準是以總Zn、總Cd、總Pb的濃度（：ng /）L來進行分類的，然而造成水體污染的重金屬形態多種多樣，還有重金屬的總量轉化和重金屬的遷移轉化，一些撿了“芝麻”丟“西瓜”的規劃做出了總結。可見 ，糾正觀念、端正技術路線是何等迫切！[2]

3.流域水環境重金屬污染綜合防治方案分析

3.1改善生態環境。

很多地方可以相對的進行生態恢復，對已經破壞的土地進行重建等。從而減少了地質對流域的影響，也減少了水土流失。大力推廣和支持多種樹、植被，并對沉淀固體漂浮物進去處理。

3.2對“重點”重金屬流域實施加強源頭預防，推進末端治理

首先我們已經對生態重建進行有效的分析，因此我們現在要從源頭尋找原因，不僅需要治標還需要治本。運用物質之間的相互轉化作用，把有害物質轉化成無公害可用物質，從源頭上減少污染。長期以來，流域內很多工業技術相對落后，資源的利用率也比較的低下，大量的廢氣、廢水、廢渣造成了無法處置的現象。對于這些堆積如山的垃圾，我們要解決生產時造成的有害物質，就需要引進先進的技術設備，對其污染成分有效的分解并提高清潔水平。

再次就是提高污泥的PH值，達到無公害為目的，實現污泥的資源性的轉化。地下水的的整治處理是進一步處理重金屬污染的進一步延伸。原位處理法是地下水污染治理技術研究的熱點，它既可以降低費用，也可以在最大程度上減少重金屬對環境的騷擾，并不斷的升級改造，最后達到成熟的技術，對水進行再生利用。

3.3加強監管力度及時發現萌芽隱患。

落實環境保護問題是大家共同的責任，對那些為了個人利益，改革不到到位的企業，要嚴懲不貸；對于行為惡劣的企業甚至要進行關閉。不能為了短期的利益，放棄對區域水環境的保護。尤其是對水源產業工廠，要及時發現隱患并上報有關監管部門。同時政府也應該加強對產業工廠的環保評定，并驗收企業，爭取在萌芽時期就發現問題；尤其是要對重金屬污染進行一次大檢查，對那些集中的重點區域和重點的行業要給明確的條文規定。

3.4有次序推進重金屬在線檢測，建立一個完整的網絡預警體系。

很多時候隨著則地殼的運動，河流位置也會變動，進而河流水質也會醉著時間的推移和地點的不同不停的發生變化；目前我國建立了許多水質自行檢測站，自此經檢測水污染，可是效果并不是很顯著。所以這更需要對重金屬自動檢測系統進行改革和升級，需要專業技術人員和有關部門對河流域的質量進行進一步了解和研究；對安全警報過了警戒線的情況，能夠更直觀的看到超標有害物質，做到及時發現，及時預告和，及時請求相關的部門對其進行處理和預防。

3.5建立和完善開發環境管理體系

要堅持輕開發、重保護、少開發、多治理的原則。比如礦業需要有關六個系統體系才能聯系起來，（首先是礦業開發環境管理目標規劃系統，然后是環境計劃子系統，再次是礦業開發環境影響評價子系統，接著是礦業開發環境審核評議系統，在接著是礦業開發環境監測和環境模擬仿真預測系統、礦業開發環境治理恢復系統，最后一個是礦業開發環境信息系統；這一系列系統是密不可分的，相互監督的[3]。所以我國也有必要借鑒和完善這一系列完善監管體系。

總結：流域性水環境重金屬污染在我國是一個需要策劃和探討的重點；筆者認為，這是一個艱巨而長遠的任務，要想讓流域性水環境污染得到有效的控制和解決；就必須加大對相關產業和工廠的控制和管理；用源頭抓起的理念防患于未然；區分屬性污染，成立嚴格的政府體系系統，合理開采；做到早發現，早解決早預防。

參考文獻：

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【關鍵詞】土壤；滏陽河；污染；重金屬；邯鄲市

1. 滏陽河沿岸土壤重金屬污染的研究背景

隨著經濟的不斷發展，我國的城市化是發展的必然趨勢。根據《中國新型城市化報告-2011》，2011年的中國內地城市化率首次突破50%，達到了51.3%[1]。這意味著中國城鎮人口首次超過農村人口，中國城市化進入關鍵發展階段。城市是一個復合生態系統，也是一個極不穩定的人工生態系統[2]，其中土壤作為人類賴以生存與發展的物質基礎，也是城市生態系統地球化學循環的重要環節[3]。

城市土壤重金屬污染，主要指Hg、Cd、Pb、Cr以及類金屬砷（As）等生物毒性顯著的元素，也包括具有一定毒性的元素，如Zn、Cu、Co、Ni、Mn，、Sn、Mo等[4]。城市化過程中伴隨大量含有重金屬元素的工業"三廢"、機動車廢氣和生活垃圾等污染物的排放，這些污染物直接或間接進入城市土壤，造成城市土壤的重金屬污染，而且重金屬很難被生物降解，通過吞食、吸入和皮膚吸收等途徑進入人體，對人特別是兒童的健康造成危害[5]。

2滏陽河污染概況

滏陽河屬海河流域子牙河系，全長402公里，是一條防洪、灌溉、排澇、航運等綜合利用的骨干河道。發源于太行山東麓邯鄲市峰峰礦區和村，在邯鄲市境內段為最上段，自東武仕水庫流經磁縣、邯鄲縣、邯山區、叢臺區、永年縣、曲周縣、雞澤縣至邯邢邊界長約119公里，流域面積2747平方公里，其中東武仕水庫壩下2407平方公里[6]。

20世紀70年代后，隨著邯鄲市經濟的不斷增長和滏陽河沿岸人口的不斷增加，環境保護和水資源管理相對滯后，隨著生活污水和工業廢水的大量排入，致使滏陽河水質不斷惡化，嚴重影響了工業用水和邯鄲市民的生活用水[5-8]。因此治理污染，建立良好的水環境，已成為治理滏陽河的當務之急。目前，對于滏陽河邯鄲市區段沿岸土壤鉛、鎘污染狀況的研究報道甚少，為此，對滏陽河邯鄲市區段沿岸土壤重金屬鉛、鎘的污染狀況進行調查與分析，旨在對該區域內控制鉛、鎘污染提供參考依據。

3實驗方法和實驗儀器

采用鹽酸-氫氟酸-高氯酸全分解的方法，使土壤的礦物晶格遭到破壞，使待測元素全部進入試液中。之后在約1%的鹽酸中，加入適量的KI，試液中的Pb2+、Cd2+與I-形成穩定的離子化合物，可被甲基異丁基甲酮（MIBK）萃取。將有機相注入火焰，使鉛、鎘化合物解離為處于基態的原子，從空心陰極燈發射的基態原子蒸氣產生選擇性吸收的譜線，在最佳條件下，測定鉛、鎘的吸光度。

⑴一般實驗室儀器和以下儀器。

⑵原子吸收分光光度計（帶有背景校正裝置）

⑶鉛空心陰極燈。

⑷鎘空心陰極燈

⑸乙炔鋼瓶

⑹空氣壓縮機。應備有除水、除油和除塵裝置。

4結果與分析

4.1土壤樣品中鉛的含量

8個取樣點中的鉛檢測結果見表4

8個取樣點中的鎘檢測結果見表58.2結論

①滏陽河邯鄲市區段沿岸土壤中，油漆廠周圍土壤的鉛、鎘含量均或多或少高于其他七個地點，兩個公路交叉口周圍土壤鉛鎘含量也較高，生活區包括邯鋼羅二生活區和羅城頭村的含量不高，滏陽公園、龍湖公園和邯山廣場的鉛鎘含量最低。

②邯鄲市油漆廠土壤鉛、鎘含量超出了國家土壤環境質量達到了三級標準，聯紡路與達康路交叉口、人民路與滏河大街交叉口一些樣本的鎘含量也達到了國家三級標準，說明這些地區受污染較嚴重，其他地點均未顯示超標，說明所受污染并不嚴重，對周圍居民的影響也較小，但仍應當引起有關部門的重視。

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中圖分類號：X703

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）12012303

1引言

為了解湖南省重金屬污染源廢水排放情況，檢查國家“十二五”重金屬總量減排考核工作成效，湖南省環境保護廳組織開展了重金屬廢水專項核查監測。

2專項監測范圍

重金屬專項監測工作范圍是對湖南省轄區范圍內涉重金屬企業的廢水總排口、車間排口、生活廢水排口、雨水排口及其它以各種形式存在的外排口開展核查監測工作。對于廢水循環使用不外排的企業，則監測車間排口及廢水循環池。監測因子主要有總鉛、總鎘、總砷、總鉻、總汞、六價鉻、總銻及總鋅。

3專項監測結果分析

3.1污染物超標情況

2015年重金屬污染源專項監測工作中，全年分三期對327家、340家、346家企業開展核查監測，分別發現超標企業15家、10家、8家，超標率分別為11.4%、6.94%、5.93%，具體情況見表1。

為確保市（州）監測站在專項監測工作中監測數據的代表性，湖南省環境監測中心站（以下簡稱省站）隨機在14個市（州）對101家企業開展現場核查監測工作，其中13家企業存在超標情況，超標率為12.9%。具體情況見表2。

3.2重點區域重金屬污染情況分析

3.2.1衡陽水口山地區重金屬污染情況

2015年重金屬專項監測工作中，省站對衡陽水口山地區11家涉重金屬企業進行專項監測，其中有4家企業廢水循環使用，7家企業廢水外排至曾家溪或康家溪。監測的6家外排廢水中僅發現1家企業總排口廢水存在超標現象。

曾家溪、康家溪作為水口山地區主要納污水體[1]，水質中重金屬含量是集中反映水口山地區涉重金屬企業外排水質情況的載體。根據2010年監測資料，曾家溪、康家溪水質中鉛在不同水期超標倍數在3～17倍之間。在2015年專項核查監測工作中，對這兩條溪水水質進行了監測，結果表明砷、鉛、鋅均未出現超標。

將2015年專項監測工作中的曾家溪、康家溪水質監測結果與歷史數據進行對比[2]，結果表明，該兩條溪水水質已經出現明顯好轉，也充分顯示這幾年湖南省對湘江流域重金屬專項治理工作成效，已得到充分體現[3]。

3.2.2婁底錫礦山地區重金屬污染情況

婁底錫礦山主要涉重金屬行業為常用有色金屬冶煉、常用有色金屬礦采選，目前主要是10家銻冶煉企業。在這10家銻冶煉企業中，除1家企業有廢水排放外，其它9家企業的廢水均循環使用。經監測部分企業循環水池廢水，其總砷、總銻含量非常高。如某公司鼓風爐車間廢水收集池廢水中總砷濃度為10.26 mg/L、總銻濃度為11.6 mg/L；另一公司雨水收集池廢水中總砷濃度為3.94 mg/L、總銻濃度為11.4 mg/L。

對婁底錫礦山周邊水體多次跟蹤監測，發現企業周邊地表水船山水庫、漣溪河民主橋、青豐河萬民橋等監測點位砷、銻存在超標現象。該地區在主要重金屬企業的廢水不外排情況下，根據監測情況分析，導致該周邊地表水砷、銻仍出現超標。分析原因，一是由于該地區為含銻礦產品比較豐富，地下水中砷、R本底值較高；二是婁底錫礦山地區為全國的銻產品開采、冶煉中心，由于歷史原因該地區環境問題未受到足夠重視，導致其周邊水體底泥中砷、銻濃度比較高，從而引發地表水中砷、銻濃度比較高；三是該地區相關企業廢水未能完全做到廢水循環使用、企業雨、污分流情況不夠徹底，從而引發周邊地表水砷、銻濃度比較高。

3.2.3“錳三角”地區重金屬污染情況

湘西錳三角及周邊地區的花垣縣是湘、黔、渝交界“錳三角”地區的三縣之一[4]，初步形成了以錳鋅礦石采選、電解錳和鉛鋅冶煉為主的工業生產格局。2015年重金屬專項監測工作中，對“錳三角”地區7家重點電解錳企業進行了專項檢查，檢查發現，電解錳企業工藝廢水、酸浸渣尾礦庫廢水均全部循環使用，僅部分企業的冷卻水外排。監測結果表明外排的冷卻水均未出現超標情況。但對“錳三角”湖南地區部分地表水斷面進行采樣監測，發現地表水中錳濃度均存在不同程度超標情況。

在對“錳三角”專項監測工作中，監測的電解錳企業廢水均循環使用，而相應的其受納水體水質中錳出現超標情況。分析原因，一是由于輸入性污染造成，可能是來自外省涉錳企業的超標廢水[5]；二是由于近幾年來，電解錳企業由于市場行情萎靡，為節省成本，將酸浸渣尾礦庫廢水或工藝廢水偷排入酉水，從而引起水質中錳超標現象。三是自2009年開展“錳三角”地區環境綜合整治工作后，部分地區可能出現小型、非法涉錳企業，這些企業廢水偷排至酉水中，對酉水水質造成很大的影響。

4存在問題與對策建議

4.1廢水循環使用的企業較多，監管較困難

2015年在重金屬專項監測工作中，共監測了1013家?次企業，其中將近500家?次企業在環境監測部門開展監測時廢水循環使用，不外排。廢水不外排時，環保部門不能對監測結果進行評價，從而不能獲得有效的監測結論，使環境監管部門不能較好的進行監管。建議環境管理部門應加強涉重金屬企業廢水循環使用企業的認定，如在進行清潔生產審核時，嚴格把控企業廢水循環使用關，以防假借部分企業利用廢水循環使用之名，實施偷排。

2017年6月綠色科技第12期

李啟武：湖南省涉重金屬企業污染狀況分析及治理對策探討

環境與安全

4.2循環使用的廢水重金屬含量較高，環境安全隱患較大

在開展監測的循環使用的廢水中，一類重金屬污染物濃度含量較高，甚至某涉鉛企業的循環水池中鉛濃度達到100 mg/L；如果含高濃度重金屬循環廢水未及時進行處理，當企業因事故或管理不善時，造成廢水外排至外環境，將嚴重污染周邊環境。建議環境管理部門下發相關文件，對于涉重企業采取廢水循環使用的，必需配套建設相應的重金屬處理設施，及時將高濃度的重金屬廢水處理后，才能進行回用，杜絕廢水僅靠簡單沉淀后就回用的現象。

4.3部份涉重金屬重點區域地表水重金屬存在超標情況

2015年涉重金屬專項監測工作中，對婁底錫礦山、衡陽水口山、湘西“錳三角”地區企業周邊環境水體進行了監測，發現部分重金屬因子存在超標，而這些地區的涉重金屬企業基本處于廢水循環使用狀態。分析企業周邊水體重金屬超標原因，一是涉重金屬的重點區域由于歷史原因，造成其周邊水體重金屬因子本底值較高[6]；二是周邊水體可能遭受到涉重金屬企業氣型污染，導致部分重金屬因子超標；三是部分涉重金屬企業雨、污未分流或分流效果不佳，造成初期雨水直接外排至周邊水體，也勢必會造成水體部分重金屬因子超標；四是部分企業借廢水循環使用之名，實施偷排，僅是在環保部門檢查時廢水實施循環使用。建議加大對涉重金屬企業周邊環境的監測頻次，防止企業排污對周邊環境造成污染。

參考文獻：

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[2]唐彬，彭英湘.重金屬廢水處理技術的原理綜述[J].環境保護，2014，8（1）：279，281.

[3]雷鳴，秦普豐，鐵柏清. 湖南湘江流域重金屬污染現狀與分析[J].農業環境與發展，2010（2）：62～64.

[4]熊素玉，張在峰.我國電解金屬錳工業存在的問題與對策[J].中國錳業，2005，23（1）：10～22.

[5]馬燕，崔旭光. 重金屬對環境的污染[J].內蒙苦環境科學，2008，20（4）：18～20.

[6]羅孟君，陳宗高. 重金屬污染現狀及對策分析[J].廣州化工，2016，44（3）：11～12.

Discussion and Countermeasures on Pollution Situation of

Metal Enterprises Involved in Hunan Province