土壤重金屬污染的來源精選(九篇)
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第1篇：土壤重金屬污染的來源范文
關(guān)鍵詞：土壤污染 重金屬 危害 修復(fù)方法
土壤是人類賴以生存的主要自然資源之一，也是人類生態(tài)環(huán)境的重要組成部分[1-2]。隨著近年來經(jīng)濟(jì)發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不斷擴(kuò)大，所產(chǎn)生的廢水和廢渣也不斷增多，不但破壞地表植被，而且其中有毒有害重金屬還隨廢水的排放及廢渣堆的風(fēng)化和淋濾進(jìn)入周邊土壤環(huán)境[3-6]。目前我國受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染耕地面積近2，000萬公頃，約占總耕地面積的1/5，其中工業(yè)“三廢”污染耕地1，000萬公頃，污水灌溉的農(nóng)田面積已達(dá)330多萬公頃。
1. 土壤重金屬污染的定義
在自然界，重金屬以各種形態(tài)存在，常見的金屬元素有銅、鉛、鋅、鐵、鈷、鎳、錳、鎘、汞、鉬、金、銀等；其中既有對生命活動所需要的微量元素，如錳、銅、鋅等；但大多數(shù)重金屬元素在環(huán)境中對環(huán)境都會有一定的污染作用，主要包括汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷等對生物體具有顯著毒害作用的元素[7]。重金屬的密度一般在4.0以上，約60種元素。但是由于不同的重金屬在土壤中的毒性差別很大，所以在環(huán)境科學(xué)中人們通常關(guān)注鋅、銅、鈷、鎳、錫、釩、汞、鎘、鉛、鉻、鈷等。砷、硒是非金屬，但是它的毒性及某些性質(zhì)與重金屬相似，所以將砷、硒列入重金屬污染物范圍內(nèi)。由于土壤中鐵和錳含量較高，因而一般不太注意它們的污染問題，但在強(qiáng)還原條件下，鐵和錳所引起的毒害亦應(yīng)引起足夠的重視。
土壤重金屬污染是指由于人類在生產(chǎn)活動中將重金屬帶入到土壤中，致使土壤中重金屬累積到一定程度，含量明顯高于背景，并可造成土壤質(zhì)量的退化、生態(tài)與環(huán)境的惡化現(xiàn)象[8]。土壤本身含有一定量的重金屬元素，如植物生長所必需的Mn、Cu、Zn等。因此，只有當(dāng)疊加進(jìn)入土壤的重金屬元素累積的濃度超過了作物需要和忍受程度，作物才表現(xiàn)出受毒害癥狀，或作物生長并未受害但產(chǎn)品中某種金屬的含量超過標(biāo)準(zhǔn)，造成對人畜的危害時(shí)，才能認(rèn)為土壤已被重金屬污染[9]。如土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值（GB15618-1995）[10]。
2. 土壤中重金屬的來源、種類
土壤重金屬污染主要是由工業(yè)產(chǎn)生的“三廢”以及污水灌溉、農(nóng)藥和化肥的不合理施用等農(nóng)業(yè)措施引起的。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，重金屬對土壤和農(nóng)作物的污染問題越來越突出，部分地區(qū)土壤重金屬污染現(xiàn)象十分嚴(yán)重?？傮w來講，土壤重金屬污染源較廣泛，即有自然來源，又有包括人類活動帶入土壤的部分，目前主要來源為人為因素。主要包括大氣塵降、污水灌溉、工業(yè)廢棄物得不當(dāng)堆放、采礦及冶煉活動、農(nóng)藥和化肥的過多施用等[11-12]。
2.1 污水灌溉
污水灌溉通常指的是使用經(jīng)過一定處理的城市污水灌溉農(nóng)田、森林和草地。中國水資源較為緊缺，部分灌區(qū)常把污水作為灌溉水源來利用。污水的種類按其來源可分為城市生活污水、石油化工污水、工業(yè)礦山污水和城市混合污水等。城市生活污水中重金屬含量雖然不多，但由于我國工業(yè)發(fā)展迅速，許多工礦企業(yè)污水未經(jīng)分流處理而排入下水道與生活污水混合排放，從而造成污灌區(qū)土壤Hg、As、Cr、Pb、Cd、Zn等重金屬含量逐年累積[15-16]。在分布上，往往是靠近污染源頭和城市工業(yè)區(qū)土壤污染嚴(yán)重，遠(yuǎn)離污染源頭和城市工業(yè)區(qū)，土壤幾乎不受污水中的重金屬污染。
污灌在北方比較嚴(yán)重，因?yàn)槲覈狈奖容^干旱，水資源短缺嚴(yán)重，并且許多大城市都是重工業(yè)大城市，所以農(nóng)業(yè)用水更加緊張，污水灌溉在這些地區(qū)較為普遍。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國北方旱作地區(qū)污灌面積約占全國90%以上。南方地區(qū)相對較小，僅占6%，其余則在西北地區(qū)。污灌不僅導(dǎo)致土壤中重金屬元素含量的增加，而且還會在人體內(nèi)富集。研究顯示我國沈陽、溫州和遂昌等地由于污水灌溉引發(fā)了人體鎘中毒；鞍山宋三污灌區(qū)土壤中Hg、Cd的累積顯著，污染嚴(yán)重；用處理過的污水灌溉是解決干旱地區(qū)作物需水問題的一條可行途徑。但由此導(dǎo)致的土壤污染特別是重金屬污染必須引起重視。
2.2 農(nóng)藥和化肥污染
農(nóng)藥和化肥是重要的農(nóng)用物資，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展起到重要的推動作用，但如果不合理施用，則可導(dǎo)致土壤中重金屬污染。部分農(nóng)藥在其組成中含有Hg、As、Cu、Zn等重金屬元素，過量或不合理使用將會造成土壤重金屬污染。肥料中含有大量的重金屬元素，其中氮、鉀肥料含量相對較低，而磷肥中則含有較多的有害重金屬，另外復(fù)合肥的重金屬含量也相對較高。施用含有重金屬元素的農(nóng)藥和化肥，都可能導(dǎo)致土壤中重金屬的污染。
2.3 礦山開采和冶煉加工
我國重金屬礦產(chǎn)相對豐富，在金屬礦山的開采、冶煉過程中，會產(chǎn)生大量廢渣及廢水，而這些廢渣和廢水隨著礦山排水和降雨進(jìn)入土壤環(huán)境中，便可直接地造成土壤重金屬污染，這在我國南方地區(qū)表現(xiàn)得尤為突出。
3. 重金屬污染的特點(diǎn)及危害
3.1 重金屬元素污染土壤的主要特點(diǎn)
在土壤環(huán)境中重金屬污染特點(diǎn)可以分為兩部分：一是土壤環(huán)境中重金屬自身的特點(diǎn)，二是重金屬元素在不同介質(zhì)中所表現(xiàn)的特點(diǎn)。具體特點(diǎn)如下：（1）形態(tài)變換較為復(fù)雜，重金屬多為過渡元素，有著較多的價(jià)態(tài)變化，且隨環(huán)境Eh，pH配位體的不同呈現(xiàn)不同的價(jià)態(tài)、化合態(tài)和結(jié)合態(tài)。重金屬形態(tài)不同則其毒性也不同；（2）有機(jī)態(tài)比無機(jī)態(tài)的毒性大；（3）毒性與價(jià)態(tài)和化合物的種類有關(guān)；（4）環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化形式多樣化；（5）生物毒性效應(yīng)的濃度較低；（6）在生物體內(nèi)積累和富集；（7）在土壤環(huán)境中不易被察覺；（8）在環(huán)境中不會降解和消除；（9）在人體內(nèi)呈慢性毒性過程。（10）土壤環(huán)境分布呈區(qū)域性；
過量的重金屬會引起動植物生理功能紊亂、營養(yǎng)失調(diào)、發(fā)生病變，重金屬不易被土壤微生物降解，可在土壤中累積，也可通過食物鏈在人體內(nèi)積累，危害人體健康。土壤一旦遭受重金屬污染，就很難徹底消除，污染物還會向地下水和地表水中遷移，從而擴(kuò)大其污染。因此重金屬對土壤的污染是一類后果非常嚴(yán)重的環(huán)境問題。
3.2人類因土壤重金屬污染而遭受的危害[25]
（1）土壤污染使本來就緊張的耕地資源更加短缺；（2）土壤污染給農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來很大的不利影響；（3）土壤污染中的污染物具有遷移性和滯留性，有可能繼續(xù)造成新的土地污染；（4）土壤污染嚴(yán)重危及后代人的利益，不利于可持續(xù)發(fā)展；（5）土壤污染造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失；（6）土壤污染給人民的身體健康帶來極大的威脅；（7）土壤污染也是造成其他污染的重要原因。
4. 對重金屬污染的防治及修復(fù)
4.1 對土壤污染的預(yù)防
目前，仍未找到可廣泛應(yīng)用且行之有效的重金屬污染治理方法，但控制污染源，是防止土壤污染的根本措施之一，同時(shí)利用土壤的自凈作用對污染物凈化具有一定的預(yù)防作用?？刂仆寥乐亟饘傥廴驹矗纯刂七M(jìn)入土壤中的重金屬污染物的數(shù)量和速度，通過土體自身的凈化作用，降低污染。
（1）控制和消除工業(yè)“三廢”
盡量利用循環(huán)無毒工藝，減少和消除重金屬污染物的排放，對工業(yè)“三廢”進(jìn)行回收改善，使其化害為利，并嚴(yán)格控制工業(yè)生產(chǎn)中污染物排放量和濃度，使之符合排放標(biāo)準(zhǔn)。
（2）土壤污灌區(qū)的監(jiān)測和管理
在污灌區(qū)對灌溉污水的重金屬元素進(jìn)行控制，監(jiān)測水中重金屬污染物質(zhì)的成分、含量及其變化，避免引起土壤污染。
（3）合理施用化肥和農(nóng)藥
對于農(nóng)藥和化肥的施用，應(yīng)以環(huán)保無毒為準(zhǔn)則，禁止或限制使用高殘留農(nóng)藥，大力發(fā)展高效、低毒、低殘留農(nóng)藥，發(fā)展生物防治措施。為保證農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)，合理施用化學(xué)肥料和農(nóng)藥是必需的，但需控制好施用量，否則會造成土壤或地下水的污染。
（4）土壤容量和土壤凈化能力的提高
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，施用有機(jī)肥，改良松散型沙土，改善土壤膠體的種類和數(shù)量，增加土壤對有害重金屬的吸附能力和吸附量，從而減少重金屬在土壤中的生物有效性。利用微生物品降解土壤中的重金屬，提高土壤凈化能力。
4.2 土壤中重金屬污染的修復(fù)方法
（1）工程措施
工程治理措施是指在土壤環(huán)境中，用物理或物理化學(xué)的原理來減少重金屬污染物的措施。主要包括客土，換土，翻土，淋洗液熱處理以及電解等方法。以上方法措施的治理效果相對徹底，但實(shí)工過程復(fù)雜、所需治理費(fèi)用較高且比較容易引起土壤肥力效果降低。
（2）生物措施
生物治理是指利用能夠在土壤中生存的生物的某些習(xí)性來抑制和改良土壤重金屬污染。Nanda Kumar P B A等發(fā)現(xiàn)某些特殊植物對土壤中的重金屬元素具有富集作用?？芏返妊芯空J(rèn)為食用菌對重金屬具有吸附作用。所用方法有動物治理，微生物治理，植物治理等。生物措施的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)施較為簡便易行、投資較少且對環(huán)境破壞小，而缺點(diǎn)是在短期內(nèi)不易得到治理效果。
（3）化學(xué)措施
化學(xué)治理方法是利用化學(xué)物質(zhì)和天然礦物對重金屬污染進(jìn)行的原位修復(fù)技術(shù)，目前，在許多區(qū)域得到應(yīng)用?；瘜W(xué)治理措施主要包括利用土壤改良劑、抑制劑，增加土壤有機(jī)質(zhì)、陽離子代換量和粘粒的含量，改變pH、Eh和電導(dǎo)等理化性質(zhì)，使土壤重金屬發(fā)生氧化、還原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用，以降低重金屬的生物有效性?；瘜W(xué)治理措施優(yōu)點(diǎn)是治理效果相對較明顯，而缺點(diǎn)是容易再度活化。
（4）農(nóng)業(yè)措施
農(nóng)業(yè)治理措施是通過改變耕作方式和管理制度來達(dá)到降低土壤重金屬危害的方法。M.Puschenreiter等探討了利用農(nóng)業(yè)耕作措施治理土壤重金屬的方法，得出在不同污染地區(qū)種植不同的農(nóng)作物可有效降低重金屬的污染。治理方法主要包括控制土壤水分，選擇合適的農(nóng)藥、化肥，增施有機(jī)肥，選擇農(nóng)作物品種等。農(nóng)業(yè)治理措施的優(yōu)點(diǎn)在于操作簡單、費(fèi)用不高，而缺點(diǎn)是需要較長治理周期卻治理效果不顯著。
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第2篇：土壤重金屬污染的來源范文
[關(guān)鍵詞] 農(nóng)田土壤 重金屬污染 現(xiàn)狀 方法
[中圖分類號] S158.4 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2013）09-0037-02
土壤是由一層層厚度各異的礦物質(zhì)成分所組成的。土壤和母質(zhì)層的區(qū)別表現(xiàn)在形態(tài)、物理特性、化學(xué)特性以及礦物學(xué)特性等方面。由于地殼、大氣和生物圈的相互作用，土層由礦物和有機(jī)物混合組成。疏松的土壤微粒組合起來，形成充滿間隙的土壤形式。相對密度在4.5g/cm3以上的金屬稱作重金屬。土壤中的重金屬累積后對人體的危害相當(dāng)大，能引起人的頭痛、頭暈、失眠、健忘、神經(jīng)錯(cuò)亂、關(guān)節(jié)疼痛、結(jié)石、癌癥（如肝癌、胃癌、腸癌和畸形兒）等。
一、土壤重金屬污染的定義
土壤重金屬污染是指由于人類活動，土壤中的微量金屬元素在土壤中的含量超過背景值，過量沉積而引發(fā)的問題統(tǒng)稱為土壤重金屬污染。過量重金屬可引起植物生理功能紊亂、營養(yǎng)失調(diào)，此外汞、砷能減弱和抑制土壤中硝化、氨化細(xì)菌活動，影響氮素供應(yīng)。重金屬污染物在土壤中移動性很小，不易隨水淋濾，不為微生物降解，通過食物鏈進(jìn)入人體后，潛在危害極大。一些礦山在開采中尚未建立石排場和尾礦庫，廢石和尾礦隨意堆放，致使尾礦中富含難溶解的重金屬進(jìn)入土壤，加之礦石加工后余下的金屬廢渣隨雨水進(jìn)入地下水系統(tǒng)，造成嚴(yán)重的土壤重金屬污染[1]。
二、重金屬污染物的來源
污染土壤的重金屬主要包括汞、鎘、鉛、鉻和類金屬砷等生物毒性顯著的元素，以及有一定毒性的鋅（Zn）、銅（Cu）、鎳（Ni）等元素。主要來自于固體廢物，如亂扔舊電池、電子線路板；工業(yè)選礦垃圾等的堆集；含重金屬的廢水未達(dá)標(biāo)排放，被污染地下或地表水徑流、滲透；重金屬粉塵的沉降等。如汞主要來自含汞廢水，鎘、鉛主要來自冶煉排放和汽車廢氣沉降，砷則來源于殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑和除草劑。
三、土壤重金屬污染的特點(diǎn)
1.隱蔽性和滯后性
大氣污染、水體污染和廢棄物污染等一般通過感官就能發(fā)現(xiàn)，而農(nóng)田土重金屬污染往往要通過對土壤樣品的分析化驗(yàn)、對農(nóng)作物殘留檢測，甚至通過研究人畜健康狀況后才能確定。因此農(nóng)田土重金屬污染從產(chǎn)生到問題出現(xiàn)通常會經(jīng)過較長的時(shí)間，并具有一定的隱蔽性。
2.不可逆性和難治理性
如果大氣和水體受到了污染，切斷污染源后通過稀釋作用和自凈化作用也可能會使污染問題逆轉(zhuǎn)。但是累積在農(nóng)田土中的難降解重金屬則很難靠稀釋作用和自凈化作用來加以消除。某些被重金屬污染的土壤可能需要 100～200年的時(shí)間才能恢復(fù)原狀。因此土壤重金屬污染一旦發(fā)生后通常很難治理，而且其治理成本比較高、治理周期也比較長。
3.表聚性
農(nóng)田土中的重金屬污染物大部分殘留于土壤耕層中，很少向土壤下層移動。這是由于土壤中存在有機(jī)膠體、無機(jī)膠體和有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膠體，它們對重金屬有較強(qiáng)的吸附能力和螯合能力，這就限制了重金屬在土壤中的遷移。因此農(nóng)田土中的重金屬污染物很少向土壤下層移動，大部分殘留在土壤耕層，這就導(dǎo)致農(nóng)作物污染，進(jìn)而危害人類的健康。
四、我國土壤重金屬污染現(xiàn)狀
我國的土壤重金屬污染物主要來源于污水灌溉、工業(yè)廢渣和城市垃圾等。污水中占有較大比例的工業(yè)廢水的成分比較復(fù)雜，不同程度地含有微生物難以降解的多種重金屬，是土壤重金屬污染物的主要來源。
目前我國因農(nóng)藥和重金屬污染的土壤面積已經(jīng)達(dá)到上千萬公頃，污染的耕地約有一千萬公頃，占耕地總面積的10%以上。全國每年受重金屬污染的糧食高達(dá)l200萬噸，因重金屬污染而導(dǎo)致的糧食減產(chǎn)高達(dá)1000多萬噸，經(jīng)濟(jì)損失至少有200億元。華南有的地區(qū)接近50%的農(nóng)田遭受鎘、砷、汞等重金屬污染；廣州近郊因?yàn)槲鬯喔榷廴镜霓r(nóng)田有2700公頃，因使用污泥造成1000多公頃的土壤被污染；上海的農(nóng)田耕層土壤汞、鎘含量增加了50%；天津市近郊因污水灌溉而導(dǎo)致超過兩萬公頃農(nóng)田受重金屬污染。國內(nèi)蔬菜重金屬污染的調(diào)查結(jié)果顯示，我國菜地土壤重金屬污染形勢嚴(yán)峻，珠三角地區(qū)接近40%菜地重金屬含量超標(biāo)，其中10%屬“嚴(yán)重”超標(biāo)；重慶市的蔬菜重金屬污染程度為鎘>鉛>汞，近郊蔬菜基地的土壤重金屬汞和鎘出現(xiàn)超標(biāo)情況，超標(biāo)率分別為6.7%和36.7%；廣州市的蔬菜地鉛污染最為普遍，砷污染次之[2]。
五、土壤重金屬污染的危害
重金屬污染與其他有機(jī)化合物的污染不同。不少有機(jī)化合物可以通過自然界本身物理的、化學(xué)的或生物的方式凈化，使有害性降低或解除。而重金屬具有富集性，很難在環(huán)境中降解。即使有益的金屬元素濃度超過某一數(shù)值也會有劇烈的毒性，使動植物中毒，甚至死亡。金屬有機(jī)化合物（如有機(jī)汞、有機(jī)鉛、有機(jī)砷、有機(jī)錫等）比相應(yīng)的金屬無機(jī)化合物毒性要強(qiáng)得多；可溶態(tài)的金屬又比顆粒態(tài)金屬的毒性要大；六價(jià)鉻比三價(jià)鉻毒性要大等。
重金屬在人體內(nèi)能和蛋白質(zhì)及各種酶發(fā)生強(qiáng)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、慢性中毒等，對人體會造成很大的危害。有關(guān)專家指出，重金屬對土壤的污染具有不可逆轉(zhuǎn)性，已受污染土壤沒有治理價(jià)值，只能調(diào)整種植品種來加以回避。
六、重金屬污染土壤的修復(fù)
土壤被污染后，為了避免其對植物的生長和通過食物鏈對人類造成危害，需要將其從土壤中清除掉。重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)主要有兩種，一是改變重金屬元素在土壤中的存在形式，使其由活化態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定態(tài)；二是從土壤中去除重金屬元素，使土壤中重金屬元素的濃度接近或達(dá)到背景含量的水平[3，4]。當(dāng)前采用的治理方法主要有以下三種：
1.工程治理
即用物理（機(jī)械）原理治理重金屬污染的土壤，主要有熱處理技術(shù)、淋濾法、洗土法以及深翻法；
2.生物修復(fù)
即針對土壤中的重金屬具有生物遷移這一特點(diǎn)而提出的一項(xiàng)凈化措施，即利用某種特殊的植物、動物或者微生物能吸收土壤中的重金屬污染物從而達(dá)到凈化的目的；
3.改良劑
即投入各種土壤的改良劑，主要用于調(diào)節(jié)酸堿度和化學(xué)組分，使重金屬能夠以生物有效性低，毒害程度弱的形式存在。
國內(nèi)對于土壤污染的治理已有過不少探索，從治理的手段上可以分為物理、化學(xué)和生物措施。物理和化學(xué)措施主要采用直接換土法、電化法、穩(wěn)定固化法等方式。但物理和化學(xué)措施只適用于有限時(shí)空的土壤治理，大規(guī)模采用該方式成本太高，也不便于實(shí)施。而生物措施則主要利用動物、植物、微生物的生物作用，所用設(shè)施相對簡單，成本低廉，更適合大規(guī)模應(yīng)用。傳統(tǒng)的植物修復(fù)技術(shù)是利用重金屬超富集植物（多為草本植物）的種植吸收土壤內(nèi)的重金屬元素，但在實(shí)際應(yīng)用中存在較大限制，且需要每年進(jìn)行種植和收割，增加了土壤修復(fù)的成本。所以，尋找和培育重金屬高富集能力的木本植物成為一個(gè)亟待解決的問題。
七、結(jié)束語
土壤重金屬污染具有污染范圍廣、持續(xù)時(shí)間長、污染隱蔽性、難被生物降解等主要特點(diǎn)，并可能通過食物鏈不斷地在生物體內(nèi)富集，甚至可轉(zhuǎn)化為毒害性更大的甲基化合物，對食物鏈中某些生物產(chǎn)生毒害，或最終在人體內(nèi)積累而危害健康。為了預(yù)防土壤重金屬污染，我們應(yīng)當(dāng)樹立環(huán)保意識，充分認(rèn)識其危害性，從小事做起，在根本上去除污染來源，杜絕廢水、廢氣的任意排放，及時(shí)處理城鄉(xiāng)垃圾，不濫用化肥農(nóng)藥。如何恢復(fù)重金屬污染地區(qū)的本來面目也是一個(gè)長期性的課題，需要我們不斷努力作進(jìn)一步的探討。
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第3篇：土壤重金屬污染的來源范文
論文關(guān)鍵詞：城市土壤，重金屬污染，污染治理
引言
城市是人類社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然產(chǎn)物。從18世紀(jì)以來人口不斷向城市集中。如今隨著各國工業(yè)迅猛增長，社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，城市的數(shù)目和規(guī)模均不斷擴(kuò)大[1]。而城市環(huán)境是一個(gè)以人為中心的城市經(jīng)濟(jì)、社會生態(tài)的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。目前，城市人口劇增，人類活動頻繁污染治理，使得組成這個(gè)環(huán)境的水、空氣和土壤時(shí)刻處于被污染的狀況之下，影響著城市的可持續(xù)性發(fā)展中國。所以，建設(shè)一個(gè)綠色健康的城市環(huán)境是城市可持續(xù)發(fā)展的必然方向。
城市土壤是指受多種人為活動的強(qiáng)烈影響，原有繼承特性遭到強(qiáng)烈改變的厚度大于或等于50cm的城區(qū)或郊區(qū)土壤[2]，是城市環(huán)境的重要組成部分，是城市生態(tài)系統(tǒng)地球化學(xué)循環(huán)的重要環(huán)節(jié)[3]，也是城市賴以存在發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)大量的重金屬隨著各種各樣的人類活動進(jìn)入城市土壤中，便造成這些元素在土壤中的積累。一般認(rèn)為，土壤中污染物累積總量達(dá)到土壤環(huán)境背景值的2或3倍標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)，說明土壤中該污染元素或化合物含量異常，已屬土壤輕度污染；當(dāng)土壤污染物含量達(dá)到或超過土壤環(huán)境基準(zhǔn)或環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)時(shí)污染治理，說明該污染物的輸入、富集的速度和強(qiáng)度已超過土壤環(huán)境的凈化和緩沖能力，則屬重度土壤污染。由于城市人口密集，人類活動頻繁，與土壤接觸的機(jī)率很高，所以城市土壤的重金屬污染更容易通過大氣、水體或食物鏈而直接或間接地進(jìn)入人體，威脅著人類的健康甚至生命。因此，研究城市土壤重金屬污染現(xiàn)狀并提出相應(yīng)的治理對策是可持續(xù)發(fā)展城市所必需進(jìn)行的重要的基礎(chǔ)工作。
1.城市土壤重金屬污染的現(xiàn)狀
2.1 空間分布特征
由于城市土壤受人類各種活動的強(qiáng)烈影響，因此其重金屬污染分布也呈現(xiàn)出
顯著的空間差異。一般地，人口聚集的城市中心區(qū)域土壤重金屬含量明顯高于郊區(qū)和農(nóng)田。對紐約市“市區(qū)－郊區(qū)－農(nóng)區(qū)”土壤研究發(fā)現(xiàn)，重金屬離子總量、重金屬離子多樣性等隨著距市中心距離的增加而降低，重要污染重金屬Pb、Cu、Ni、Cr的含量下降非常明顯[4]。
在城市不同的功能區(qū)污染治理，重金屬分布呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。一般的規(guī)律表現(xiàn)為：Pb的濃度為老工業(yè)區(qū)＞老居民區(qū)＞商業(yè)區(qū)＞開發(fā)區(qū)＞其它；Zn的濃度為老居民區(qū)＞商業(yè)區(qū)＞老工業(yè)區(qū)＞其它；Cu的濃度為老居民區(qū)＞商業(yè)區(qū)＞其它；Cd的濃度為老工業(yè)區(qū)＞老居民區(qū)＞其它[5 - 7]中國。
城市公園是人們與土壤直接接觸較多的特殊區(qū)域。北京城區(qū)三十多個(gè)公園土壤Pb質(zhì)量分?jǐn)?shù)調(diào)查表明，盡管大多數(shù)公園土壤污染程度輕，但客流量大的故宮、頤和園等著名公園污染指數(shù)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它公園[8]。
城市土壤重金屬污染的另一特征是公路兩側(cè)一般為城市土壤重金屬污染最嚴(yán)重的地帶，且呈明顯的帶狀分布[9]。在50 m～80 m內(nèi)公路兩側(cè)土壤中鉛污染相當(dāng)嚴(yán)重，100 m外土壤中的鉛含量沒有明顯增加[10]。
此外，建筑物的建設(shè)、垃圾的堆積填埋等嚴(yán)重破壞了自然土壤結(jié)構(gòu)，土壤層次凌亂，重金屬在其垂直剖面方向分布變異較大，不同功能區(qū)重金屬元素在土壤中各層的聚集狀況沒有規(guī)律可循[11,12] 。
2.2城市土壤重金屬污染的來源
礦產(chǎn)冶煉加工、電鍍、塑料、電池、化工等行業(yè)是排放重金屬的主要工業(yè)源，其排放的重金屬可以氣溶膠形式進(jìn)入到大氣，經(jīng)過干濕沉降進(jìn)入土壤；另一方面污染治理，含有重金屬的工業(yè)廢渣隨意堆放或直接混入土壤，潛在地危害著土壤環(huán)境[13]。隨著城市化發(fā)展，大量污染企業(yè)搬出城區(qū)，原有的企業(yè)污染用地成為城市土壤重金屬污染的突出問題[14]。
燃煤釋放也是土壤重金屬重要來源之一， 195年中國燃煤排放汞302.9噸，其中向大氣排放量為213.8噸，北京、上海等超大城市排汞強(qiáng)度較高[15]。雖然近些年燃料使用及供暖方式的改變已明顯改善這些城市的空氣污染狀況，但過去燃煤釋放并已沉降至城市土壤中的重金屬對城市生態(tài)系統(tǒng)、環(huán)境及人體健康仍會產(chǎn)生長期效應(yīng)。
隨著城市化發(fā)展，交通工具的數(shù)量急劇增加，汽車輪胎及排放的廢氣中含有Pb、Zn、Cu等多種重金屬元素[16,17]，進(jìn)入周圍的土壤環(huán)境污染治理，成為土壤重金屬污染的主要來源之一。此外，雨水淋洗也會使市區(qū)內(nèi)堆放的垃圾中的重金屬以有效態(tài)形式[18]滲漏釋放到土壤中，使城市土壤局部重金屬含量增加中國。而表生條件下以有效態(tài)形式存在的金屬元素幾乎不可能再結(jié)合為殘?jiān)鼞B(tài)，重金屬在土壤中遷移能力增加，進(jìn)而污染地下水。
2.3城市土壤重金屬污染影響人體健康的途徑
城市郊區(qū)是市區(qū)蔬菜的主要供應(yīng)基地。因此，土壤－蔬菜系統(tǒng)是城市人群暴露土壤重金屬污染的主要途徑之一。目前研究發(fā)現(xiàn)中國城郊菜地土壤已受到不同程度的重金屬污染[19,20]，其供應(yīng)的許多蔬菜中重金屬含量已超過相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。而西班牙的Nadal等通過建立評價(jià)模型發(fā)現(xiàn)工業(yè)地區(qū)甜菜中Cr的積累與攝入有可能導(dǎo)致癌癥發(fā)生率增加[21]。
城區(qū)內(nèi)，土壤中主要種植的是觀賞性或凈化空氣的植物，通過土壤－植物食物鏈對人體造成健康危害的可能性不大。但公園土壤與游人皮膚接觸[22]、兒童攝取[22]、風(fēng)起揚(yáng)塵被人體直接吸入等成為城市土壤直接接觸人體危害健康的又一個(gè)主要途徑。研究發(fā)現(xiàn)[23,24]沙塵暴時(shí)，揚(yáng)塵中來源于土壤的重金屬元素Pb、Zn、Cd、Cu等的濃度比平常高出3~12倍，可吸入顆粒物的質(zhì)量濃度極高污染治理，人體吸入重金屬的量因此增加。
2.城市土壤重金屬污染的治理對策
城市土壤是城市生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，是地球環(huán)境中進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息交換的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)其中的重金屬含量超過其環(huán)境承載力后，將通過地表徑流、淋溶、大風(fēng)揚(yáng)塵等途徑對地表水、地下水和大氣環(huán)境產(chǎn)生危害。為了保證人類和諧地生活在高速發(fā)展的城市中和人類社會的可持續(xù)發(fā)展，尋找控制治理城市土壤重金屬污染的有效方法勢在必行中國。
3.1減少或切斷重金屬污染源，提高城市環(huán)境質(zhì)量
在可持續(xù)發(fā)展理論和生態(tài)優(yōu)先的原則下，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，充分回收轉(zhuǎn)換工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的重金屬有害物質(zhì)，減少三廢排放，禁止任意堆放工業(yè)生產(chǎn)的廢渣，防止其中的重金屬物質(zhì)下滲到土壤或揮發(fā)到大氣中。
減少煤的使用污染治理，開發(fā)清潔能源新技術(shù)，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)及能源供給方式，也是有效降低城市土壤重金屬污染的有效措施。
分類收集處理城市垃圾，回收其中有用的重金屬元素，在垃圾重金屬不超標(biāo)的情況下才能進(jìn)行填埋、堆肥和焚燒。
3.2修復(fù)污染土壤，降低對人體的危害
由于土壤揚(yáng)塵已成為城市大氣重金屬污染的主要來源。因此，可采取化學(xué)方法去除土壤中重金屬。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)采用EDTA溶液淋溶去除土壤重金屬的同時(shí)還可以回收利用這些物質(zhì)，因此其成為去除城市土壤重金屬的一種極有應(yīng)用前景的方法。
當(dāng)然，生物修復(fù)污染土壤有著工程措施無法相比的優(yōu)勢。種植植物不僅可以覆蓋城市土壤，減少土壤揚(yáng)塵的機(jī)會，而且還美化城市景觀污染治理，凈化空氣，同時(shí)根據(jù)污染城市土壤的重金屬元素種類有目的地選擇植物種類合理搭配，可切實(shí)有效地從根源上修復(fù)城市土壤中的重金屬污染。
3.3 建立城市土壤重金屬健康評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
我國尚未制定出城市土壤重金屬健康評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，不易界定城市土壤重金屬污染，這不利于城市土壤不同功能的開發(fā)，因此應(yīng)結(jié)合人體健康評估、土地利用方式和土壤中重金屬賦存狀態(tài)加大對城市土壤重金屬健康評價(jià)體系研究的力度，盡快建立相應(yīng)完整的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對城市土壤正確的評價(jià)，以便幫助政府相關(guān)部門制定出合理的法規(guī)，有效地保護(hù)、管理城市土壤和正確指導(dǎo)城市土壤的合理開發(fā)。
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第4篇：土壤重金屬污染的來源范文
關(guān)鍵詞：重金屬;土壤污染;修復(fù)；植物修復(fù)
一、土壤重金屬的來源
1、自然環(huán)境形成的污染源。土壤重金屬污染的一個(gè)來源是自然界本身的變化形成的。由于自然界的風(fēng)雨變換，巖石受到了風(fēng)化的反應(yīng)。因?yàn)橐恍r石含有不少的重金屬元素，除了抗風(fēng)能力強(qiáng)的巖石如石英受影響較小，基本很少會出現(xiàn)重金屬物質(zhì)風(fēng)化泄露的問題外，一些抗風(fēng)能力弱的巖石如碳酸鹽類巖石就會較明顯的影響到土壤中的重金屬含量。另外，大氣中也存在著一定的重金屬，諸如火山爆發(fā)、森林火災(zāi)、風(fēng)力揚(yáng)塵這些自然狀況發(fā)生的都會出現(xiàn)重金屬物質(zhì)懸浮在空氣中，在降塵之后進(jìn)入土壤，從而造成土壤重金屬污染。一旦這些污染物被植物、水體吸收，還會進(jìn)一步影響到更大的范圍。最后，自然界的土質(zhì)污染也是土壤重金屬污染的一個(gè)主要源頭，由于巖漿以及重金屬本身的質(zhì)變作用，部分含有大量重金屬物質(zhì)的工業(yè)礦床會隨著地下水、土壤層本身的發(fā)育變化而發(fā)生性質(zhì)改變，一些被搬運(yùn)的突然和巖石物質(zhì)會含有大量的重金屬物質(zhì)。
2、人為因素造成的土壤重金屬污染?，F(xiàn)代生活節(jié)奏越來越快，各種城市化的腳步也越來越快，工農(nóng)業(yè)面臨著大跨步式發(fā)展。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中各種有色金屬的應(yīng)用非常廣泛，這就直接造成了重金屬的環(huán)境污染。一些工礦企業(yè)，諸如采礦、冶金、紡織染料等等企業(yè)的重金屬排放都是比較嚴(yán)重的，經(jīng)?？梢娫谶@些企業(yè)對外排放的廢水呈現(xiàn)深黑色、惡臭的狀態(tài)。當(dāng)然了，由于這些企業(yè)通常只在一些地區(qū)造成局部地區(qū)的土壤重金屬污染，然而城市中的突然重金屬污染同樣不可小覷，最為嚴(yán)重的就是汞和鉛的污染，如汽油的燃燒就造成了重金屬污染物的排放，另外，農(nóng)業(yè)中化肥、農(nóng)藥也是土壤重金屬污染的主要始作俑者。由于化肥本身的原料中就含有一定的重金屬物質(zhì)，因此長期使用化肥務(wù)必會使土壤造成不可逆轉(zhuǎn)的重金屬污染。
二、重金屬污染土壤的治理途徑
1、改土法。此法適用于小面積污染嚴(yán)重的土壤治理,一種方法是在被污染的土壤上覆蓋一層非污染土壤;另一種方法是將污染土壤部分或全部換掉,覆土和換土的厚度應(yīng)大于耕層土壤的厚度.此方法最早在英國、荷蘭、美國等國家應(yīng)用,對于降低作物體內(nèi)重金屬含量,治理土壤重金屬污染是一種切實(shí)有效的方法.但是,由于該方法需花費(fèi)大量的人力與財(cái)力,并且在換土過程中,存在著占用土地、滲漏、污染環(huán)境等不良因素的影響.因而,并不是一種理想土壤重金屬污染的治理方法.
2、電化法。此法是由美國路易斯安那州立大學(xué)研究出的一種凈化土壤污染的原位修復(fù)的方法,也可稱為電動修復(fù)(Electroremediation).此法在歐美一些國家發(fā)展很快,已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化階段.其原理是,在水分飽和的污染土壤中插入一些電極,然后通一低強(qiáng)度的直流電,金屬離子在電場的作用下定向移動,在電極附近富集,從而達(dá)到清除重金屬的目的,對Cr的清除效果要優(yōu)于其它幾種重金屬.采用的電極最好是石墨,因?yàn)榻饘匐姌O本身容易被腐蝕,容易引起二次土壤污染.電極的多少、間距及深度,電流的強(qiáng)度一般根據(jù)實(shí)際需要而定.此法經(jīng)濟(jì)合理,特別適合于低滲透性的黏土和淤泥土,每立方米污染土壤需要100美元左右.而且,可以回收多種重金屬元素.但對于滲透性高、傳導(dǎo)性差的砂質(zhì)土壤清除重金屬的效果較差.
3、沖洗絡(luò)合法。用清水沖洗重金屬污染的土壤,使重金屬遷移至較深的根外層,減少作物根區(qū)重金屬的離子濃度.為防止二次污染,再利用含有一定配位體的化合物沖淋土壤,使之與重金屬形成具有穩(wěn)定絡(luò)合常數(shù)的絡(luò)合物;或用帶有陰離子的溶液,如碳酸鹽、磷酸鹽沖洗土壤,使重金屬形成化合物沉淀,已有研究表明,CaCO3在酸性紅壤和K2HPO4對堿性的碳酸鹽褐土重金屬Cd污染的治理效果較為顯著[9].此種方法適用于對面積小、污染重的土壤治理,但同時(shí)也容易引起某些營養(yǎng)元素的淋失和沉淀.
4、熱處理法。對于具有揮發(fā)性的重金屬汞,熱處理法可將其有效地從土壤中清除去.其原理是向汞污染土壤通入熱蒸汽或用低頻加熱的方法,促使其從土壤中揮發(fā)并回收再處理.在處理土壤時(shí),首先將土壤破碎,向土壤中加入能夠使汞化合物分解的添加劑.然后,再分兩個(gè)階段通入低溫氣體和高溫氣體使土壤干燥,去除其它易揮發(fā)物質(zhì),最后使土壤汞汽化,并收集揮發(fā)的汞蒸汽.有試驗(yàn)表明,應(yīng)用熱處理法可使砂性土、粘土、壤土中Hg含量分別從15000mg/kg、900mg/kg、225mg/kg降至0.07mg/kg、0.12mg/kg和0.15mg/kg,回收的汞蒸汽純度達(dá)99%.熱處理法對于修復(fù)Hg污染土壤是一種行之有效的方法,并可以回收Hg.它的不足之處是易使土壤有機(jī)質(zhì)和土壤水遭到破壞,而且需消耗大量能量。
總之,用工程治理土壤重金屬污染,對于污染重、面積小的土壤具有治理效果明顯、迅速的優(yōu)點(diǎn),但對于污染面積較大的土壤則需要消耗大量的人力與財(cái)力,而且容易導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)的破壞和土壤肥力的下降。
三、結(jié)語
以上談到的這些處理土壤重金屬污染的方法經(jīng)實(shí)踐證明都有較好的效果，相關(guān)研究人員又發(fā)現(xiàn)了植物對重金屬污染的防治技術(shù)，這是對付土壤重金屬污染的更好方式。一些對重金屬富集能力較強(qiáng)的植物往往是植株矮小，生長速度慢，且容易受到生長環(huán)境的限制，但是與常規(guī)的填埋法比起來仍然有很大的優(yōu)勢，因此我們下一步應(yīng)該加大對植物的篩選和修復(fù)技術(shù)的研究，從而提高土壤重金屬污染的處理力度。
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第5篇：土壤重金屬污染的來源范文
1.引言
我國礦產(chǎn)資源豐富，為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了巨大的貢獻(xiàn)，是工業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要支柱，促進(jìn)了社會進(jìn)步，但在礦產(chǎn)開采和冶煉過程中也存在一系列嚴(yán)重的環(huán)境問題。首先，礦產(chǎn)開采會占用大片土地，并可能造成地質(zhì)災(zāi)害。在采礦的過程中產(chǎn)生大量的礦渣，包括選礦渣、尾礦渣及生活垃圾等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國鐵礦石開采經(jīng)選礦后68%以上為尾礦，黃金礦開采選礦后幾乎100%為尾礦[1]。超過90%的礦區(qū)廢棄物采取堆放處理，占用了大片的土地。我國礦山多為地下開采，常常導(dǎo)致地表裂縫與塌陷，嚴(yán)重危及到地表的人類活動。其次，礦山開采過程破壞生態(tài)環(huán)境，造成環(huán)境污染。礦區(qū)大片植被遭到破壞，表土剝離，加劇了水土流失，引起了土壤退化，導(dǎo)致生態(tài)失衡。礦產(chǎn)開采中產(chǎn)生的廢棄物成分復(fù)雜，含有大量的酸性、堿性或有毒的物質(zhì)，這些物質(zhì)能對周邊地區(qū)造成嚴(yán)重的影響。許多礦物有重金屬伴生，礦物開采過程中常產(chǎn)生重金屬污染。重金屬具有長期性，穩(wěn)定性和隱蔽性的特征，同時(shí)重金屬元素會在植物體內(nèi)積累，并通過食物鏈富集到動物和人體中，誘發(fā)癌變或其他疾病[2]，危害人類健康。如鉛中毒會影響人的神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)和消化系統(tǒng)等，鎘中毒則會引起骨痛病。礦區(qū)土壤重金屬污染已不容忽視，到了亟待解決的地步。礦區(qū)固體廢棄物和礦山酸性廢水是礦區(qū)土壤中重金屬的主要來源。尤其是在Pb/Zn礦、Fe/S礦的開采過程中,尾礦廢石中的Pb、Cd、Zn、Cr、Cu、As等在地表水的沖洗和雨水的淋濾下進(jìn)入土壤并累積起來。而酸性廢水則使礦區(qū)中的重金屬元素活化，以離子形態(tài)遷移到礦區(qū)周邊的農(nóng)田土壤或河流中，導(dǎo)致土壤和河流中重金屬含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過背景值[3]，影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和飲水健康。另外，在礦石采礦、運(yùn)輸及排土過程中，塵埃污染也是礦區(qū)周邊土壤中重金屬的一個(gè)來源。在發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，礦區(qū)廢棄地治理已達(dá)50%以上[4]，而我國還不到10%。近年來，我國開始重視礦區(qū)重金屬污染的治理，如中國污染場地修復(fù)科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇中來自全國各地的重金屬污染場地修復(fù)專家一起商議湖南重金屬污染礦區(qū)的治理措施，并對各方法的實(shí)用性做了分析。土壤重金屬的各個(gè)修復(fù)方法可以降低重金屬的濃度或生物可利用度，降低對生態(tài)環(huán)境及人類健康的危害。重金屬污染土壤的修復(fù)中，方法的選擇至關(guān)重要。本文在闡述了重金屬污染土壤的基本修復(fù)原理后，著重分析了土壤重金屬污染的物理修復(fù)法、化學(xué)修復(fù)法和生物修復(fù)法，為土壤中重金屬的去除、固化及鈍化提供了理論依據(jù)。
2.重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)
國內(nèi)外用來修復(fù)土壤污染的方法較多，在具體的應(yīng)用過程中多為交叉使用，一般分為三大類，即物理修復(fù)方法、化學(xué)修復(fù)方法和生物修復(fù)方法[5]。其修復(fù)原理如下：（1）加入化學(xué)改良劑轉(zhuǎn)化重金屬在土壤中的存在化學(xué)價(jià)態(tài)和存在形態(tài)，使其固化或鈍化。或者采用物理修復(fù)等方法，使重金屬在土壤中穩(wěn)定化，降低其對植物和人體的毒性；（2）利用重金屬累積植物、動物、微生物吸收土壤中的重金屬，然后處理該生物或者回收重金屬；（3）將重金屬變?yōu)榭扇軕B(tài)、游離態(tài)，然后進(jìn)行淋洗并收集淋洗液中的重金屬，達(dá)到降低土壤中重金屬含量的目的[5]。
3.物理修復(fù)法
物理修復(fù)法是基于機(jī)械物理的工程方法，它主要包括客土、換土和翻土法、電動修復(fù)法和熱處理法三種。
3.1客土、換土和翻土
客土法是指向被重金屬污染的土壤中加入大量干凈土壤，覆蓋在土壤表層或混勻，使重金屬濃度降低至低于臨界危害濃度，從而達(dá)到減輕污染的目的[6]。對移動性較差的重金屬污染物（如鉛）采用客土法時(shí)，相對較少的客土量也能滿足要求，可減少工程量。換土法是指把受重金屬污染的土壤取走，代之以干凈的土壤。該方法適用于小面積嚴(yán)重污染的地區(qū)，以迅速地解決問題，并防止污染擴(kuò)大化。此方法要求對換出的受污染土壤進(jìn)行妥善處理，以防止二次污染[7]。翻土法是指深翻土壤，使表層的重金屬污染物分散到更深的土層，達(dá)到減少表層土壤污染物的目的。在礦區(qū)重金屬治理的過程中，換土法治理較為徹底，而客土法和翻土法并未根除土壤中的重金屬污染物，相反把重金屬繼續(xù)留在土壤中，因此這兩種方法只適用于移動性差的重金屬污染物，以免土壤中重金屬污染物對地下水造成污染。
3.2電動修復(fù)
電動修復(fù)法是由美國路易斯安那州立大學(xué)研究出的一種治理土壤污染的原位修復(fù)方法，該方法近年來在一些歐美發(fā)達(dá)國家發(fā)展很快。它適合修復(fù)低滲透粘土和淤泥土，可以控制污染物流向[8]。在電動修復(fù)過程中，利用天然導(dǎo)電性土壤加載電流形成的電場梯度使土壤中的重金屬離子（如鉛、鎘、鋅、鎳、鉬、銅、鈾等）以電遷移和電透滲的方式向電極移動，然后在電極部位進(jìn)行集中處理。鄭喜坤等[9]在沙土上的實(shí)驗(yàn)表明，土壤中Pb2+、Cr3+等重金屬離子的除去率可達(dá)90%以上。該方法不攪動土層，且修復(fù)時(shí)間較短[10]，是一種可行的修復(fù)技術(shù)。
3.3熱處理
熱處理法是利用高頻電壓釋放電磁波產(chǎn)生的熱能對土壤進(jìn)行加熱，使一些易揮發(fā)性有毒重金屬從土壤顆粒內(nèi)解吸并分離，從而達(dá)到修復(fù)的目的[11]。該技術(shù)可以修復(fù)被Hg和As等重金屬污染的土壤。雖然物理修復(fù)方法取得了一定的成果，但其還存在局限性?？屯?、換土和翻土法操作起來花費(fèi)具大，破壞土壤結(jié)構(gòu)，使土壤肥力下降，同時(shí)還依然需要對換土進(jìn)行堆放或處理；電動修復(fù)法在實(shí)際運(yùn)用中受其他多種因素影響，可控性差；熱處理法對氣體汞不易回收。
4.化學(xué)修復(fù)法
4.1化學(xué)改良劑
該方法是指向重金屬污染土壤中添加化學(xué)改良劑，通過對重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀作用，改變其在土壤中的存在形態(tài)，使其鈍化后減少向土壤深層和地下水遷移，從而降低其生物有效性。常用的化學(xué)改良劑有石灰、碳酸鈣、沸石、硅酸鹽、磷酸鹽等，不同改良劑對重金屬的作用機(jī)理不同。如施用石灰或碳酸鈣主要是提高土壤pH值，促使土壤中鎘、銅、汞、鋅等元素形成氫氧化物或碳酸鹽等結(jié)合態(tài)鹽類沉淀。如當(dāng)土壤pH>6.5時(shí)，Hg就能形成氫氧化物或碳酸鹽沉淀[12]。沸石是一種堿土金屬礦物，通過吸附、離子交換等降低土壤中的重金屬生物有效性。黃占斌等指出對于鉛、鎘復(fù)合污染土壤，環(huán)境材料腐殖酸對鉛有顯著固定作用，而高分子材料SAP及材料組合（腐殖酸、高分子材料SAP和沸石）對鎘起到明顯固定作用。A.Chlopecka等發(fā)現(xiàn)沸石、磷石灰等能降低重金屬Pb、Cd的移動性，且能夠減少玉米和大麥對重金屬Pb、Cd的吸收量。
4.2化學(xué)淋洗
化學(xué)淋洗修復(fù)法是指在重力或外壓下向污染土壤中加入化學(xué)溶劑，使重金屬溶解在溶劑中，從固相轉(zhuǎn)移至液相，然后再把溶解有重金屬的溶液從土層中抽提出來，進(jìn)行溶液中重金屬的處理過程[15]。利用此方法開展修復(fù)工作時(shí)，既可以在原位進(jìn)行，也可采用異位修復(fù)[16]。原位化學(xué)淋洗修復(fù)法要在污染地進(jìn)行全部過程，包括清洗液投加、土壤淋出液收集和淋出液處理等。由于原位化學(xué)淋洗過程形成了可遷移態(tài)污染物，因此要把處理區(qū)域封閉起來避免污染擴(kuò)大化；異位化學(xué)淋洗修復(fù)法則要把重金屬污染土壤挖掘出來，用化學(xué)試劑清洗，以去除重金屬，再處理含有重金屬的廢液，最后清潔后的土壤可以回填或作其他用途。化學(xué)淋洗法的關(guān)鍵在于試劑的選擇，可用來淋洗土壤重金屬的試劑主要有鹽酸、硝酸、磷酸、硫酸、草酸、氫氧化鈉、EDTA等?，F(xiàn)已證明EDTA是針對重金屬污染最有效的提取劑，但其價(jià)格昂貴，且對EDTA的回收還存在技術(shù)問題[17]。
5.生物修復(fù)法
生物修復(fù)法是通過植物、微生物或者動物的代謝活動，降低土壤中重金屬含量方法。它主要包括植物修復(fù)法、微生物修復(fù)法、動物修復(fù)法和菌根修復(fù)法四種。
5.1植物修復(fù)
植物修復(fù)是將對重金屬有超累積能力的植物種植在污染土壤上，待植物成熟后收獲并進(jìn)行妥善處理（如灰分回收）。通過該種植物可將重金屬移出土壤，達(dá)到治理污染的目的。對于修復(fù)重金屬污染土壤，植物修復(fù)法主要有植物鈍化、植物提取和植物揮發(fā)三種。植物鈍化是指利用植物根系分泌物降低重金屬的活性，從而減少重金屬的生物毒性和有效性，并防止其進(jìn)入地下水和食物鏈，減少對人類健康的威脅。如植物分泌的磷酸鹽與土壤中的鉛結(jié)合成難溶的磷酸鉛，使鉛得到固化。除直接與重金屬發(fā)生作用外，根系分泌物導(dǎo)致的根際環(huán)境pH值和Eh值的變化也可轉(zhuǎn)變重金屬的化學(xué)形態(tài)，使重金屬固化在土壤中。但是這種方法并未將重金屬去除，因此環(huán)境條件的改變?nèi)杂锌赡芑罨亟饘?。植物提取是指利用重金屬超累積植物從污染土壤中吸收重金屬，并將其轉(zhuǎn)移、儲存在植物地上部分（莖或葉），隨后收割地上部分并集中處理其中的重金屬，從而達(dá)到降低土壤重金屬含量的目的。蔣先軍等發(fā)現(xiàn)，印度芥菜對銅、鋅、鉛污染的土壤有良好修復(fù)效果。夏星輝[22]指出蕨類植物對鎘的富集能力很強(qiáng)，楊柳科能大量富集鎘，十字花科的蕓苔能富集鉛，芥子草能富集鉛、錫、鋅、銅等。在英國和澳大利亞等國家，一些對重金屬有高耐受性的植物的培育已經(jīng)商業(yè)化。植物揮發(fā)是指植物將其吸收的重金屬轉(zhuǎn)化為可揮發(fā)態(tài)，并揮發(fā)出植物的過程。如植物可以吸收土壤中的Hg2+，然后使之轉(zhuǎn)化成氣態(tài)HgO后，通過蒸騰作用從葉片蒸發(fā)出來。這種方法只適用于具有揮發(fā)性的重金屬污染物，應(yīng)用范圍較小。同時(shí)，該方法將污染物轉(zhuǎn)移到大氣中，對大氣環(huán)境造成一定影響。
5.2微生物修復(fù)
微生物修復(fù)法是利用微生物對重金屬的親和吸附作用將其轉(zhuǎn)化為低毒產(chǎn)物，從而降低污染程度。雖然微生物不能直接降解重金屬，但其可改變重金屬的物理或化學(xué)特性，進(jìn)而影響重金屬的遷移與轉(zhuǎn)化。微生物修復(fù)重金屬污染土壤的機(jī)理包括生物吸附、生物轉(zhuǎn)化、胞外沉淀、生物累積等。通過這些過程，微生物便可降低土壤中重金屬的生物毒性[23]。由于細(xì)胞表面帶有電荷，土壤中的微生物可吸附重金屬離子或通過攝取將重金屬離子富集在細(xì)胞內(nèi)部。微生物與重金屬離子的氧化還原反應(yīng)也可降低重金屬的生物毒性，如在好氣或厭氣的條件下，異養(yǎng)微生物可將Cr6+還原為Cr3+，降低其毒性。杜立棟等[24]從鉛污染礦區(qū)土壤中篩選出一株青霉菌，對人工培養(yǎng)基中有效鉛的去除率達(dá)96.54%，且富集效果比較穩(wěn)定，可應(yīng)用于鉛污染礦區(qū)土壤的生物修復(fù)。
5.3動物修復(fù)
土壤重金屬污染的動物修復(fù)是指利用土壤動物在自然條件或人工控制下，在污染土壤中生長、繁殖等活動過程中對污染物進(jìn)行富集和鈍化等作用，從而使污染物降低或消除的一種修復(fù)技術(shù)。在評價(jià)污染物的生態(tài)學(xué)危害研究中，科研工作者對土壤動物并未給予足夠的重視，所以與微生物修復(fù)相比，國內(nèi)外的相關(guān)報(bào)道還不多。而在眾多土壤動物中，普遍認(rèn)為蚯蚓是改良土壤的能手，并且對土壤污染具有指示作用，具有巨大的修復(fù)污染土壤潛力。朱永恒等[25]研究得出蚯蚓對重金屬的富集量隨著污染濃度的增加而增加，蚯蚓體內(nèi)的Pb、Cd和As的含量和土壤中這三項(xiàng)元素的含量具有良好的相關(guān)性。且蚯蚓體內(nèi)的金屬硫蛋白和溶酶體機(jī)制可以解毒重金屬。除蚯蚓外，腐生波豆蟲及梅氏扁豆蟲等動物對重金屬也有明顯的富集作用[27]。土壤動物不僅直接富集重金屬，還和微生物、植物協(xié)同富集重金屬，改變重金屬的形態(tài)，使重金屬鈍化而失去毒性。
5.4菌根修復(fù)
菌根是指土壤中真菌菌絲與植物根系形成的聯(lián)合體。成熟的菌根是一個(gè)復(fù)雜的群體，包括真菌、固氮菌和放線菌，這些菌類有一定的修復(fù)重金屬污染的能力。菌根真菌可通過分泌特殊的分泌物改變植物根際環(huán)境，從而使重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒或低毒的形態(tài)，降低其毒性，起到促進(jìn)重金屬的植物鈍化作用。申鴻等[28]通過對菌根的研究發(fā)現(xiàn)，菌根玉米地上部銅濃度降低24.3%，根系銅濃度降低24.1%，表明菌根植物對銅污染土壤具有一定的生物修復(fù)作用。黃藝等[29]采用根墊法和連續(xù)形態(tài)分析技術(shù)，分析了生長在重金屬污染土壤中有菌根小麥和無菌根小麥根際銅、鋅、鉛、鎘的形態(tài)分布和變化趨勢，發(fā)現(xiàn)菌根可調(diào)節(jié)根際中土壤重金屬形態(tài)降低重金屬的生物有效性。此外，菌根還能使菌根植物體中重金屬積累量增加，強(qiáng)化植物提取的效果。
第6篇：土壤重金屬污染的來源范文
[關(guān)鍵詞]農(nóng)作物 土壤 重金屬污染 生態(tài)適應(yīng)
中圖分類號：X173 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）34-0390-01
土壤中的重金屬污染大部分來源于工業(yè)廢水和廢氣的隨意排放，還有的是由于某些建筑公司直接用工業(yè)廢渣建設(shè)工程，直接對土壤造成重金屬污染。重金屬是很難被生物或化學(xué)過程降解的，因此很容易在土壤中富集，污染后的土壤也難以恢復(fù)到以前的生態(tài)。一旦重金屬的污染超過一定程度，不僅會影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)還會通過食物鏈富集到人體中，引起重金屬中毒，嚴(yán)重危害人的身體健康。
一、土壤重金屬復(fù)合污染對農(nóng)作物影響
（一） 重金屬污染對農(nóng)作物光合作用影響
光合作用是農(nóng)作物將光能、水、CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物儲存起來的過程，和呼吸過程的消耗不同，光合作用是為了“積累”，這也是人們能把農(nóng)作物當(dāng)做食物來源的根本原因。光合作用在植物的葉綠體中進(jìn)行，而葉綠體是由光合片層膜系統(tǒng)構(gòu)成的類囊體，其中分布著各種各樣的光合色素和酶。影響光合作用的因素有很多，如溫度、光照強(qiáng)度、CO2濃度等等，重金屬污染也是其中很重要的因素，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1、重金屬破壞葉綠體結(jié)構(gòu)、降低葉綠素含量
葉綠體是作物進(jìn)行光合作用的場所，而葉綠素則是作物進(jìn)行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，它直接影響了光合作用的速率和品質(zhì)。隨著土壤中重金屬含量的加重，作物會發(fā)生細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)的分離，同時(shí)核膜破裂、核仁消失，葉綠體的雙層膜結(jié)構(gòu)也會消失；高濃度的重金屬離子會在不同程度上減少葉綠素的含量，特別是CU2+，Hg2+，Cd2+等重金屬離子。
2、重金屬污染干擾了光合產(chǎn)物的運(yùn)輸
高濃度的重金屬離子能顯著抑制作物光合作用產(chǎn)物的主動輸出。如小麥等禾本科農(nóng)作物中與光合產(chǎn)物運(yùn)輸轉(zhuǎn)化的酶對Cu2+等重金屬離子的敏感度很高，高濃度的重金屬離子使得光合產(chǎn)物在作物體內(nèi)各組織間的分配完全混亂，小分子糖類大量累積而蛋白質(zhì)迅速分解，進(jìn)而影響了光合作用的速率和作物的品質(zhì)。
（二） 重金屬污染對農(nóng)作物酶活性的影響
農(nóng)作物的各項(xiàng)生理代謝活動都是需要在生物酶的參與下進(jìn)行的，過量的重金屬污染會使得重金屬離子與生物酶相互作用發(fā)生結(jié)合，或者取代構(gòu)成酶蛋白的必需元素從而破壞酶的結(jié)構(gòu)與活性，進(jìn)一步干擾農(nóng)作物細(xì)胞各項(xiàng)代謝活動的正常進(jìn)行。值得注意的是這種干擾不是呈直線式的上升而是呈拋物線軌跡運(yùn)動的，在一定程度上重金屬污染濃度增加，一些酶的活性反而出現(xiàn)增強(qiáng)，這是由于作物的抗氧化系統(tǒng)對金屬與酶的結(jié)合有著一定的抵御能力。不管是那種影響，都對農(nóng)作物的產(chǎn)量、性狀、品質(zhì)產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的破壞。
二、農(nóng)作物對土壤重金屬復(fù)合污染的適應(yīng)機(jī)制
（一） 重金屬在農(nóng)作物體內(nèi)的分布
農(nóng)作物獲得土壤中的重金屬離子的方式主要是根系吸收，因此大部分的重金屬離子如Cu、Pb、Cd、Hg等主要集中在農(nóng)作物根部，與作物本身的蛋白質(zhì)、糖類、核酸結(jié)合形成有機(jī)物或其他化合物；而像Zn、Fe等容易發(fā)生轉(zhuǎn)移的重金屬離子被根系吸收后會發(fā)生向上遷移，轉(zhuǎn)移到莖葉和果實(shí)上去。雖然大部分重金屬在根系中積累，相當(dāng)程度上減輕了對其他各組織器官的毒害作用，但是對于一些本來食用其根部、莖部的農(nóng)作物來說就完全相反了。對于某些具有重金屬抗性基因的農(nóng)作物，土壤中的重金屬含量多少與否對其影響并不是很大，這主要是由作物基因型決定的。
（二） 農(nóng)作物在土壤重金屬復(fù)合污染下的富集
雖然土壤重金屬的污染對農(nóng)作物的生理形態(tài)、產(chǎn)量等造成很大影響，但是不是說在土壤重金屬復(fù)合污染嚴(yán)重的地方農(nóng)作物就無法生存，相反在一定程度上，作物在污染區(qū)還會發(fā)生富集作用，這是由農(nóng)作物的生理敏感現(xiàn)象決定的。農(nóng)作物對重金屬元素的吸收除了引起各種生理生態(tài)的變化，也會使其自身產(chǎn)生重金屬抗性和依賴性。如茄科作物，過量的吸收Pb、Hg等重金屬離子后反而會阻止根部轉(zhuǎn)移積累的重金屬，表現(xiàn)出一定程度上的拮抗作用。隨著農(nóng)作物本身和細(xì)胞酶對重金屬離子的不斷適應(yīng)，作物自身的細(xì)胞壁、莖葉等反而具有了排除機(jī)制，會使得一些重金屬離子通過這些部位排出體外；同時(shí)作物會漸漸產(chǎn)生一種能和重金屬離子絡(luò)合的有機(jī)酸，降低重金屬離子的活度系數(shù)而減少其毒性。
（三） 各重金屬離子間的拮抗與協(xié)同作用
農(nóng)作物在吸收重金屬復(fù)合污染土壤中的元素時(shí)，一些重金屬離子會強(qiáng)烈抑制另外一些重金屬離子的吸收，表現(xiàn)出拮抗作用，如玉米在吸收一定濃度的銅離子后不會再吸收土壤中的鋅、鎘等重金屬離子。而在另一方面，一些重金屬離子的吸收反而會加速其他重金屬離子的吸收，表現(xiàn)出極大的協(xié)同效應(yīng)，隨著銅離子在玉米體內(nèi)的積累量的增加，玉米根系會加速吸收土壤中的鉛等重金屬離子。某些離子還會引起農(nóng)作物各部位之間的重金屬元素累積，如委陵菜，土壤中如果富含鋅、鎘等重金屬離子，委陵菜的根、葉柄、葉之間會加速重金屬離子間的轉(zhuǎn)移和累積，這說明了作物在不同土壤重金屬復(fù)合污染下各組織又會有不同的特性。
（四） 農(nóng)作物對重金屬污染土壤的修復(fù)
上文我們知道了某些農(nóng)作物對土壤中一些重金屬元素是有很大吸收富集能力的，越是濃度高的重金屬復(fù)合污染土壤，作物的吸收能力反而越強(qiáng)，因此可以在重金屬濃度很高的培養(yǎng)液中培育出抗性很高的農(nóng)作物進(jìn)行優(yōu)育留種，既可以達(dá)到治理土壤重金屬復(fù)合污染的目的又可以達(dá)到生態(tài)適應(yīng)修復(fù)的目的。如褐藍(lán)菜屬、長葉萵苣、玉米、洋芋等農(nóng)作物就可以很好的清除土壤中的鋅、鉛等重金屬離子。
結(jié)束語
大面積的土壤重金屬復(fù)合污染不僅難以修復(fù)，而且對農(nóng)作物的產(chǎn)量、品質(zhì)、生理生態(tài)指標(biāo)都造成了很大影響，要解決這個(gè)問題除了控制工業(yè)“三廢”的排放，還要對重金屬與不同農(nóng)作物之間作用機(jī)制、適應(yīng)機(jī)制加以研究，找到修復(fù)重金屬復(fù)合污染土壤最適合的方法。
參考文獻(xiàn)
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第7篇：土壤重金屬污染的來源范文
[關(guān)鍵詞] 重金屬污染 土壤 水 防治
[中圖分類號] X52 [文獻(xiàn)標(biāo)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(yán)峻的，據(jù)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(jīng)濟(jì)損失超過200億元，每年能多養(yǎng)活4000萬人，并且這一數(shù)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(qiáng)的不可預(yù)見性，因此對其防治有很大的困難，而預(yù)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(yè)污染，當(dāng)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(yè)污染中，來自化工行業(yè)的污染占了相當(dāng)大的比例，其次就是發(fā)電廠、鋼鐵廠，最常見的就是工業(yè)中的三廢：廢水、廢棄、廢渣，三廢當(dāng)中含有大量的重金屬及其化合物，不經(jīng)處理便直接排放，直接導(dǎo)致水資源和土壤污染，當(dāng)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(yán)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(yán)重的影響[1]。近幾年，有環(huán)保學(xué)者提出：中國的化工企業(yè)的工藝、設(shè)備、技術(shù)研發(fā)較落后，是造成污染嚴(yán)重的主要原因，而人為的環(huán)保意識以及地方保護(hù)環(huán)保意識的淡薄，加劇了污染，強(qiáng)化治理迫在眉睫。生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)放眼未來，倡導(dǎo)環(huán)保，化工生產(chǎn)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(tài)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(fā)等代謝，不影響健康。
但是，隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，目前國內(nèi)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(zhì)如何處理，過量的汞如何處理，這些都是問題的關(guān)鍵之處，據(jù)調(diào)查，每年因汞中毒而死亡的人數(shù)并不在少數(shù)，如何防范含汞廢水進(jìn)入農(nóng)業(yè)用水系統(tǒng)，已經(jīng)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(fā)現(xiàn)的元素之一，很容易生銹，但不失光澤，鉛在工業(yè)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(jìn)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(xiàn)在貧血，神經(jīng)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(xiàn)狀
1.重金屬對水體污染現(xiàn)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(yè)排放的廢物和污水。由于這些工廠排放的污染物數(shù)量大，分布范圍廣，因而受污染的區(qū)域很大，較難控制，危害嚴(yán)重[2]。重金屬在人體內(nèi)能和蛋白質(zhì)及各種酶發(fā)生強(qiáng)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(qū)峰江街道，一座建在居民區(qū)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(biāo)，是近幾年來浙江發(fā)生的最嚴(yán)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(yán)重超標(biāo)，而作為最大的洋垃圾市場，臺州市每年從垃圾中拆解的價(jià)值高達(dá)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(yán)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(shí)間，我們將生活在一個(gè)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(yè)最普遍的污染物，也是和人類息息相關(guān)的一些污染，針對這些廢水和廢氣，怎么處理成為了一個(gè)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(zhì)來除掉廢水中的污染物，化學(xué)處理法，是指利用化學(xué)反應(yīng)原理處理或回收廢水中的溶解物或膠體中的物質(zhì)，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(jī)物進(jìn)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(qiáng)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(shù)量最大的一種污染物，其每年排出的數(shù)量有數(shù)億噸，破壞了植被，排入水源，對農(nóng)業(yè)用水造成了嚴(yán)重的污染，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化就會進(jìn)入大氣，化工廢渣的種類繁多，成分復(fù)雜，處理方法并不像廢水廢氣那樣有成套的系統(tǒng)和裝置。而是根據(jù)其化學(xué)組成選用不同的方法，對于有機(jī)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(fā)展最受歡迎的是再生利用法，將廢物經(jīng)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(chǎn)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對那些沒有什么利用價(jià)值或者已經(jīng)提取有用成分的部分廢物，可以再加工為建筑材料。
三、結(jié)論
目前，我國重金屬對水體污染已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重了，尤其是化工行業(yè)，是最主要的重金屬污染源中，如若不及時(shí)治理，將對國民經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重?fù)p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(jīng)迫在眉睫。
參考文獻(xiàn)
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第8篇：土壤重金屬污染的來源范文
［關(guān)鍵詞］蔬菜；重金屬；鉻；鉛；富集系數(shù)；富集模式
前言
隨著近代工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展，工農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、城市化已成為人類文明發(fā)展的重要標(biāo)志。但同時(shí)，人類也面臨著人口膨脹、資源短缺和環(huán)境污染的嚴(yán)重威脅。當(dāng)前全球的環(huán)境問題日益嚴(yán)重，其中環(huán)境污染中的重金屬污染已成為當(dāng)今世界備受關(guān)注的一類公害。重金屬是指比重等于或大于5.0的金屬，如Cd、Cr、Zn、Mn、Cu、Hg、Fe、Ni、As等，它們當(dāng)中有植物生長所必需的元素，如：Fe、Mn、Cu、Zn；有些是植物生長所不需要的元素，如：Hg、Pb、Cd等。過量的重金屬是造成環(huán)境污染的重要因素之一。
一、我國土壤—植物系統(tǒng)重金屬的污染狀況
據(jù)報(bào)道，目前我國受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近20.0×103km2，約占總耕地面積的1/5。其中被工業(yè)“三廢”污染的耕地為10.0×103km2，污水灌溉的農(nóng)田面積已達(dá)到3.3×103km2。某省曾經(jīng)對47個(gè)縣和郊區(qū)的2.59×103km2耕地（占全省耕地面積的2/5）進(jìn)行過調(diào)查，其結(jié)果表明，75%的縣已受到不同程度的重金屬污染的潛在威脅，而且污染程度仍在加重。污水灌溉等對農(nóng)田已造成大面積的土壤污染。如沈陽張士灌區(qū)用污水灌溉20多年后，污染耕地25.0×103km2，造成了嚴(yán)重的鎘污染，稻田含鎘5～7mg/kg。天津近郊因污水灌溉導(dǎo)致0.23×103km2農(nóng)田受到污染。廣州近郊因?yàn)槲鬯喔任廴巨r(nóng)田27.0km2，因施用含污染物的底泥造成13.3km2的土壤被污染，污染面積占郊區(qū)耕地面積的46%。20世紀(jì)80年代中期對北京某污灌區(qū)進(jìn)行的抽樣調(diào)查表明，大約60%的土壤和36%的糙米存在污染問題。
二、土壤—蔬菜系統(tǒng)中重金屬污染概況
（一）土壤中重金屬污染形態(tài)
植物從土壤中吸收的重金屬量與土壤中的重金屬總量有一定關(guān)系，但土壤中的重金屬總量并不是植物吸收程度的一個(gè)可靠指標(biāo)。研究表明，石灰性污灌土壤0～20cm土層中，Pb、Cd主要以碳酸鹽結(jié)合態(tài)和硫化物殘?jiān)鼞B(tài)存在，其次是有機(jī)結(jié)合態(tài)，交換態(tài)和吸附態(tài)較少；Pb的吸附態(tài)大于交換態(tài)；而Cd則相反。
（二）重金屬污染物在土壤中的分布
土壤中的重金屬污染物由于無機(jī)及有機(jī)膠體對陽離子的吸附、代換或絡(luò)合、生物作用的結(jié)果，大部分被固定在耕作層中，一般很少遷移至46cm以下的土層，但砷在土壤中的動態(tài)行為與銅、鉛、鎘等有所不同，在含有大量鐵、鋁組分的酸性（pH5.3～6.8）紅壤中，砷酸根可與之生成難溶鹽類富集于30～40cm耕作層中。還有研究表明，金屬污染物主要累積在土壤耕作層，而且其可給態(tài)含量較高，分別占全量的60.1%、30%、38%和2.2%。灌溉污水中的汞呈溶解態(tài)和絡(luò)合態(tài)，進(jìn)入土壤后95%被土壤礦質(zhì)膠體和有面質(zhì)迅速吸附或固定。它一般累積在土壤表層，在剖面上分布自上而下遞減。
（三）重金屬污染的特點(diǎn)
重金屬的污染物的特點(diǎn)可以歸納為以下幾點(diǎn)：（1）形態(tài)多變；（2）金屬有機(jī)態(tài)的毒性大于金屬無機(jī)態(tài)；（3）價(jià)態(tài)不同毒性不同；（4）金屬羰基化合物常含劇毒；（5）遷移轉(zhuǎn)化形式多；（6）重金屬的物理化學(xué)行為多具有可逆性，屬于緩沖型污染物；（7）產(chǎn)生毒性效應(yīng)的濃度范圍低；（8）微生物不僅不能降解重金屬，相反某些重金屬可在土壤微生物的作用下轉(zhuǎn)化為金屬有機(jī)化合物（如甲基汞）產(chǎn)生更大的毒性。同時(shí)重金屬對土壤微生物也有一定毒性，而且對土壤酶活性有抑制作用；（9）生物攝取重金屬是積累性的，各種生物尤其是海洋生物，對重金屬都有較大的富集能力；（10）對人體的毒害是積累性的。重金屬污染的另一特點(diǎn)就是它們不能被降解而消除。無論現(xiàn)代的何種方法，都不能將重金屬從環(huán)境中徹底消除。這一點(diǎn)與有機(jī)污染物迥然不同。重金屬在自然界凈化循環(huán)中，只能從一種形態(tài)轉(zhuǎn)化為另一種形態(tài)，從甲地遷移乙地，從濃度高的變成濃度低的等等，由于重金屬在土壤和生物體內(nèi)積累富集，即使某種污染源的濃度合符“排放標(biāo)準(zhǔn)”，仍然會通過污染蔬菜造成對人類的危害。
三、土壤—植物系統(tǒng)中重金屬污染的危害
（一）鉻
1.土壤環(huán)境中鉻元素的基本情況和來源
鉻是耐腐蝕的重金屬。土壤中鉻含量主要來源于成土母巖。正常土壤含鉻5～1000mg/kg，平均含量為20～200mg/kg。土壤全鉻含量極少部分可溶，僅占0.01%～0.4%。我國土壤中鉻的含量為2.2～1209mg/kg，平均為61.0mg/kg。土壤中鉻的污染來源主要是某些工業(yè)的“三廢”排放。通過大氣污染的鉻污染主要是鐵鉻工業(yè)、耐火材料工業(yè)和煤的燃燒向大氣中散發(fā)的鉻。通過水體污染的鉻污染源主要是電渡、金屬酸洗、皮革鞣制等工業(yè)的廢水。此外，城市消費(fèi)和生活方面，以及施用化肥等，也是排放鉻的可能來源。
2.鉻在土壤中的形態(tài)與遷移轉(zhuǎn)化
鉻的存在形態(tài)有金屬鉻和鉻的各種化合物，其化合物主要有三價(jià)和六價(jià)。金屬鉻無毒性，但三價(jià)鉻有毒、六價(jià)鉻毒性更大，還具有腐蝕性。土壤中的鉻主要是三價(jià)鉻和六價(jià)鉻，其中以正三價(jià)鉻最為穩(wěn)定。六價(jià)鉻以陰離子的形態(tài)存在，一般不易被土壤吸附，具有較高的活性，對植物易產(chǎn)生毒害，已經(jīng)證明它有致癌作用。含鉻廢水中的鉻進(jìn)入土壤后，也多轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶性鉻，大部分殘留積累于土壤表層，因此，土壤中為農(nóng)作物可吸收的鉻一般很少。受鉻污染的土壤，其中的鉻可借風(fēng)力而隨表層土壤顆粒遷移入大氣，也可被植物吸收進(jìn)而通過食物鏈進(jìn)入人體。
3.對植物和人體的影響
鉻是動物和人體的必需元素之一，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)胰島素的許多功能都與鉻有密切的關(guān)系。但是它在植物生長發(fā)育中是否必需還尚未證實(shí)。
人體缺乏鉻可引起粥狀動脈硬化，還可使糖、脂肪的代謝受到影響，嚴(yán)重者可導(dǎo)致糖尿病和高血糖癥。
（二）鉛
1.土壤環(huán)境中鉛元素的基本情況和來源
鉛的離子狀態(tài)以+2、+4價(jià)存在。正四價(jià)氧化態(tài)鉛有強(qiáng)氧化性，在土壤環(huán)境中不能穩(wěn)定存在。故土壤中鉛以正二價(jià)鉛為主。鉛在地殼中的自然濃度并不高，平均濃度只有14mg/kg。土壤含鉛量平均值為35mg/kg，煤中含鉛2～370mg/kg，平均為10mg/kg。人類在生產(chǎn)活動中，把鉛礦開采出來，經(jīng)過冶煉、加工和應(yīng)用于制造各種金屬鉛和鉛化合物的制品。在這些過程中，特別是鉛的冶煉，是土壤鉛污染的主要污染源。
2.鉛在土壤中的形態(tài)與遷移轉(zhuǎn)化
土壤中的鉛主要以Pb(OH)2、PbCO3、Pb(PO4)2等難溶態(tài)形式存在，而可溶性的鉛含量極低。這是由于鉛進(jìn)入土壤時(shí)，開始可有鹵化物形態(tài)的鉛存在，但它們在土壤中可以很快轉(zhuǎn)化為難溶性化合物，使鉛的移動性和被農(nóng)作物的吸收都大大降低。因此，鉛主要積累在土壤表層。另外，鉛也能和配位基結(jié)合形成穩(wěn)定的金屬絡(luò)合物和螯合物。植物從土壤中吸收鉛主要是吸收存在于土壤溶液中的Pb2+。鉛在土壤環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化和對植物吸收鉛的影響，還與土壤中存在的其他金屬離子有密切關(guān)系。
3.對植物和人體的影響
植物的正常含鉛量為0.05～3mg/kg。植物對鉛的吸收主要是通過根、莖、葉吸收土壤和大氣中的可溶態(tài)鉛。鉛對植物的直接危害，主要是影響植物的光合作用和蒸騰作用的強(qiáng)度。一般隨著鉛污染程度的加重，光合作用和蒸騰作用的強(qiáng)度逐漸降低。鉛在血液中可以磷酸氫鹽、蛋白復(fù)合物或鉛離子的狀態(tài)隨血液循環(huán)而遷移，隨后除少量在肝、脾、腎等組織及紅細(xì)胞中存留外，大約有90%～95%的鉛以穩(wěn)定的不溶性磷酸鉛儲存于骨骼系統(tǒng)。正常人血液中鉛含量約0.05～0.4mg/kg左右。當(dāng)血液中鉛含量達(dá)0.6～0.8mg/kg時(shí)，就會出現(xiàn)各種中毒癥狀。鉛中毒時(shí)對全身各系統(tǒng)和器官均產(chǎn)生危害，尤其是神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和消化系統(tǒng)。鉛中毒，出現(xiàn)高級神經(jīng)機(jī)能障礙。嚴(yán)重中毒時(shí)，引起血管管壁抗力減低，發(fā)生動脈內(nèi)膜炎、血管痙攣和小動脈硬化。鉛中毒還發(fā)生絞痛，還可造成死胎、早產(chǎn)、畸胎以及嬰兒精神滯呆等病癥。
四、結(jié)語
對重金屬污染的控制要嚴(yán)格按照國家環(huán)保部門的規(guī)定，對于不符合國家和地方規(guī)定的城市污水，堅(jiān)決禁止排放。對于未經(jīng)處理的城市垃圾和污泥，禁止用于農(nóng)田堆肥。禁用含砷、含汞的農(nóng)藥，減少化肥的使用，提倡多用有機(jī)肥。以最大限度減少污染源中的汞、鎘、鋅、鉻的排放。對于已經(jīng)受到重金屬污染的土壤，增施有機(jī)肥，促進(jìn)土壤對重金屬吸收螯合，減少土壤中重金屬有效態(tài)含量，減少蔬菜對重金屬元素的吸收，同時(shí)栽培一些對重金屬有超富集作用的植物，使土壤環(huán)境得到恢復(fù)。歸根到底，對于金屬污染，首要的是對污染源采取對策；其次要對排出的重金屬進(jìn)行總量控制，而不只是控制排放濃度；再次是研究和開發(fā)重金屬的回收利用技術(shù)，這一點(diǎn)不僅對減少污染是有效的，而且對充分利用重金屬資源也是重要的。
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第9篇：土壤重金屬污染的來源范文
關(guān)鍵詞 重金屬污染；農(nóng)作物；影響；應(yīng)對措施
中圖分類號 X52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）15-0247-01
重金屬是指比重在4.0以上（大概60種）或比重在5.0以上（45種）的元素，而對于農(nóng)田土壤中重金屬污染，主要是指具有生物毒性且對農(nóng)作物易造成污染的鉛、鎘、銅、鋅、鎳、鉻等重金屬[1-5]。一般情況下，重金屬是以環(huán)境可適的濃度廣泛分布于自然界中。但隨著社會的發(fā)展以及人類活動的加劇，包括對采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬制品等活動的日益增多，造成鉛、汞、鎘、鈷等生物毒性顯著的重金屬元素及其化合物進(jìn)入大氣、水、土壤中，隨著時(shí)間的推移，在生物體中存留、積累和遷移，從而引起更嚴(yán)重的污染問題，對環(huán)境造成不可逆的危害[6-9]。
1 農(nóng)作物污染來源
1.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中農(nóng)藥及化肥的使用
農(nóng)藥及化肥的使用保證了農(nóng)作物的產(chǎn)量，但與此同時(shí)也帶來了環(huán)境污染的負(fù)面效果。其中由于農(nóng)田長期、廣泛地使用農(nóng)藥，已異化了害蟲、草的耐藥性，進(jìn)而促使農(nóng)藥的藥量不斷加大，造成惡性循環(huán)，對環(huán)境、農(nóng)作物以及人類都造成了更深層次的傷害。與此同時(shí)，為了追求更高的農(nóng)作物產(chǎn)量，大量并且更加頻繁地使用化肥，造成了重金屬在農(nóng)作物體內(nèi)的富集，使得重金屬含量不斷攀升。如汞主要來自含汞的廢水和不恰當(dāng)?shù)墓喔?，鎘、鉛污染主要來自農(nóng)用塑料薄膜中的熱穩(wěn)定劑等，銅、鋅污染主要來源于有機(jī)肥、化肥和農(nóng)藥的使用。馬耀華等人通過對上海地區(qū)菜園土的研究發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過一個(gè)種植期的施肥后，農(nóng)作物體內(nèi)的鎘含量從0.10 mg/kg攀升至0.32 mg/kg。
1.2 工業(yè)污染
工業(yè)污染對于農(nóng)作物的危害形式則體現(xiàn)在2個(gè)方面：一是工業(yè)、礦業(yè)廢水以及棄渣的排放。工業(yè)污水和工業(yè)棄渣是重金屬的重要載體。尤其是對于一些金屬冶煉廠等高污染企業(yè)，廢渣、廢水中的重金屬含量極高，若未經(jīng)處理就隨意堆放或直接混入土壤則會對生態(tài)環(huán)境造成非常大的危害。二是工礦企業(yè)排放的煙塵上吸附著大量的重金屬，導(dǎo)致重金屬以氣溶膠的形式進(jìn)入大氣，經(jīng)過大氣的降水等形式的干濕沉降進(jìn)入到土壤中去，從而對農(nóng)作物造成污染。因此，在農(nóng)業(yè)土壤中，工礦企業(yè)周圍的土壤中重金屬含量一般會較其他地區(qū)高很多，因而污染也嚴(yán)重很多。
1.3 大氣污染
李其林等人通過研究表明：鉛、鎘、汞、砷與大氣污染有直接的關(guān)系。如鉛可來源于汽車含鉛汽油燃燒后排放的尾氣、輪胎中添加的鋅以及發(fā)動機(jī)及車體零部件中的銅經(jīng)過磨損后進(jìn)入環(huán)境中等。Viard et al發(fā)現(xiàn)造成公路兩側(cè)表層土壤和植物發(fā)生重金屬污染的主要途徑是機(jī)動車釋放的重金屬微粒在近路側(cè)發(fā)生沉降。Garcia et al通過對公路兩側(cè)土壤和植物中鉛、鎘、鋅、銅等含量的測定，認(rèn)為道路兩側(cè)重金屬污染的主要來源是機(jī)動車，并提出在公路長期運(yùn)營前提下路側(cè)土壤會發(fā)生顯著的重金屬累積等觀點(diǎn)。Nabul et al通過研究認(rèn)定高速公路兩側(cè)土壤和葉菜類蔬菜中存在重金屬累積和污染。劉廷良等研究發(fā)現(xiàn)，路兩旁的土壤中鋅的重要來源即為汽車輪胎添加劑中的鋅。目前，我國城市化進(jìn)程迅速推進(jìn)，機(jī)動車等交通工具數(shù)量激增，因此其排放至大氣中的污染物質(zhì)也日益增加，從而導(dǎo)致重金屬在道路附近的農(nóng)業(yè)土壤中累積。生物毒性顯著的重金屬元素如鉛、鎘等，隨著公路運(yùn)營過程而長期存在，對人體健康安全存在著潛在影響。
2 重金屬對農(nóng)作物的危害機(jī)理
土壤酶是土壤中一種生物化學(xué)反應(yīng)的生物催化劑。在多數(shù)情況下，土壤酶是以復(fù)合體的形式吸附在土壤膠體顆粒表面，只有部分會溶解于土壤的溶液中。在土壤中的各種生物化學(xué)反應(yīng)過程都有土壤酶參加，如動植物殘?bào)w和微生物殘?bào)w的分解過程，腐殖質(zhì)的分解及其合成有機(jī)化合物的水解與轉(zhuǎn)化過程，還有某些無機(jī)化合物的還原、氧化反應(yīng)等等。土壤酶的活性能夠反映出某一種土壤在特定狀況下生物化學(xué)過程的相對強(qiáng)度。因此，測定相應(yīng)酶的活性，可以間接了解某種物質(zhì)在土壤中的轉(zhuǎn)化情況。
依據(jù)相關(guān)研究可知，土壤酶活性的大小與重金屬的污染程度存在一定的相關(guān)性。土壤中的許多酶大部分是由微生物分泌的，并且它們和微生物共同參與土壤中物質(zhì)與能量的循環(huán)。Kandeler et al通過對土壤中13種酶的研究發(fā)現(xiàn)，與土壤中碳循環(huán)有關(guān)的酶受到重金屬的抑制較小，而與土壤氮、磷、硫循環(huán)有關(guān)的酶受到重金屬抑制作用比較明顯。同時(shí)，Kuperman et al的研究成果指出：隨著重金屬濃度的增加，幾乎所有的土壤酶活性明顯降低了10～50倍。生物酶一般為蛋白質(zhì)，而重金屬可與蛋白質(zhì)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，使得蛋白質(zhì)變性沉淀，因而酶也就失去活性。有研究者將在金屬冶煉廠及化工廠等高污染企業(yè)附近的受到重金屬污染的土壤與未被污染的土壤相比，土壤中脫氫酶、蛋白酶、堿性磷酸酶及硫酸酯酶的活性均受到了明顯的抑制。
3 重金屬對農(nóng)作物危害的表現(xiàn)形式
對于重金屬元素含量超標(biāo)的地區(qū)則會引起植物生理功能的紊亂、營養(yǎng)不均衡，最終使植物枯萎甚至死亡。此外，汞、砷能夠有效地減弱和抑制土壤中硝化、氨化細(xì)菌活動，影響氮元素的供應(yīng)。重金屬在農(nóng)田土壤系統(tǒng)中的污染過程具有隱蔽性、長期性和不可逆性的特點(diǎn)，不容易被人所發(fā)現(xiàn)，這樣會使危害更加嚴(yán)重，農(nóng)田重金屬污染不僅會使土壤中的肥力下降，導(dǎo)致農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量減少，而且會通過食物鏈最終危害人類的健康。重金屬還會對生殖障礙造成影響，影響胚胎的正常發(fā)育，威脅兒童和成人的身體健康等。
4 應(yīng)對措施
4.1 化學(xué)方法
治理重金屬污染的化學(xué)方法可歸納為2種。一是土壤解毒劑的研發(fā)與應(yīng)用。土壤解毒劑是一種以凝灰?guī)r為主要材料的合成硅，它除含有鈣和硅這2種元素之外，還含有少量的鐵、錳、鎂及鉀等，可對土壤中殘留的農(nóng)藥進(jìn)行無害化處理，同時(shí)農(nóng)藥在分解后的產(chǎn)物又能促進(jìn)細(xì)菌的繁殖，對被重金屬污染的土壤起到一個(gè)輕度進(jìn)化的作用。二是檸檬酸的研制。美國能源部下屬的Brookhaven National Laboratory的科學(xué)家發(fā)明了一種檸檬酸。該種酸能夠有效地從土壤和垃圾中分離出生物毒性顯著的重金屬污染物，并隨之將其轉(zhuǎn)變成為有具有可利用價(jià)值的物質(zhì)。該種新方法幾乎可以清除土壤和垃圾中所有的具有顯著生物毒性的重金屬鎘、鉛、鋅、銅以及放射性物質(zhì)比如鈾、鉑、鉆、艷、鍶等。經(jīng)過該種檸檬酸的處理后，土壤中具顯著生物毒性的重金屬可大大減少。
4.2 生物技術(shù)
利用生物方法凈化土壤這一農(nóng)作物的生長載體中的復(fù)合污染，在現(xiàn)如今對于土壤污染防治與修復(fù)，生物修復(fù)技術(shù)得到廣泛的推崇。日本往原公司研制出利用生物技術(shù)迅速凈化土壤復(fù)合污染的技木，即在污染的土壤中混入肥料和微量的無害酸，從而使受到污染而失去活性的土壤恢復(fù)固有的呼吸作用。然后通過迅速消耗土壤中的氧而形成強(qiáng)烈的還原效應(yīng)，達(dá)到治理污染修復(fù)農(nóng)作物生長環(huán)境的目的。
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