吉林省土壤重金屬污染物的危害及土壤修復方式

徐長營　葛善欣　徐哲明　金玄吉

摘要：吉林省土壤重金屬的污染情況正在不斷惡化。本文介紹了吉林省重金屬主要污染物鉛（Pb）、汞（Hg）、鎘（Cd）、鉻（Cr）和砷（As）的來源、存在形式、危害方式及治理方式。希望通過本文的介紹，能夠引起業(yè)內(nèi)外人士對吉林省土壤重金屬污染的重視。采取有效措施，預防和治理吉林省土壤重金屬污染。

關鍵詞：土壤；重金屬污染；土壤修復

中圖分類號： Q938.1+3 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.20.0074

土壤是人類生存最重要的自然條件之一。近年來，隨著科技的不斷發(fā)展、電子產(chǎn)品的不斷增多、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的不斷進步，土壤污染已經(jīng)成為除了土壤流失以外，最大的土壤問題。土壤污染情況已對土地資源可持續(xù)利用與農(nóng)產(chǎn)品生態(tài)安全構(gòu)成了嚴重的威脅。人們現(xiàn)在倡導綠色農(nóng)業(yè)、低碳出行，但還遠遠認識不到一個小小的電子元件對土壤的污染程度，因此重金屬污染已經(jīng)成繼農(nóng)藥和有機污染物等多種類型污染之后最主要的，也是最難修復的土壤污染方式。

1 吉林省主要重金屬污染物及其危害

吉林省土壤的主要金屬污染物為鉛（Pb）、汞（Hg）、鎘（Cd）、鉻（Cr）和類金屬砷（As）。

鉛（Pb）：鉛是重金屬污染土壤中分布較廣、具強蓄積性的環(huán)境污染物。土壤中的鉛主要來源于頻繁的人類活動。雖然世界各國和地區(qū)都開始認識到鉛已成為土壤污染的主要成份之一，并開始有組織的治理。但隨著采礦業(yè)、冶金業(yè)、IT業(yè)、農(nóng)業(yè)、汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和各種污水的排放，鉛污染的情況并沒有得到好轉(zhuǎn)，更有愈演愈烈的趨勢。

在進入土壤后，鉛大部分只停留在土壤表層，與土壤中的有機物結(jié)合，極難溶解。過量的鉛會導致植物的葉綠素含量降低，光合作用速率下降，造成植物生長發(fā)育停滯。大田表現(xiàn)為植株矮小，葉片偏黃，產(chǎn)量明顯降低。鉛的富集性很強，當人食用帶有過量鉛的食物后，體內(nèi)的鉛會不斷富集，然后與人體內(nèi)的多種酶結(jié)合，從而破壞正常的人體機能。

汞（Hg）：汞，又名水銀，在自然界的存在形式極其豐富，大氣、水體和土壤中都存在著不同形式的汞并可相互傳播。人類排放汞的形式主要是燃燒，包括生活垃圾、醫(yī)療垃圾、石化燃料等，其燃燒過程中產(chǎn)生大量的含汞化合物，已占人類汞排放的80%。絕大部分的汞在進入土壤后都會很快的被固定，積累在表層土壤和耕層中，不再向下遷移。

對動植物及人體構(gòu)成直接威脅的通常是甲基汞（MeHg），其不僅可以造成作物產(chǎn)量降低甚至死亡、造成皮膚灼痛、肌肉運動失調(diào)、神經(jīng)損傷，還可以造成胎兒出現(xiàn)嚴重的缺陷，如失明、大腦性麻痹、智力遲鈍等癥狀。歷史上汞中毒的事件已經(jīng)屢見不鮮，必須予以足夠的重視。

鎘（Cd）：鎘在土壤中存在形式多樣，如水溶態(tài)、還原態(tài)、殘渣態(tài)、交換態(tài)等，能夠顯著影響植物對鎘吸收的為可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)兩種。土壤中的鎘基本上都來自于工業(yè)的廢水、廢氣，含有鎘的水一旦用來灌溉農(nóng)田，便開始在土壤中富集，被作物吸收進而危害人體。鎘主要通過呼吸道吸收，主要積累在腎臟和肝臟內(nèi)，對腎的危害尤為明顯，還可導致骨質(zhì)疏松和軟化變形。

鉻（Cr）：鉻與其他土壤污染元素不同，它是人體必需的微量元素，被譽為是糖尿病的“克星”，而且近視的形成也和鉻缺乏有極大的關系。但是鉻過量同樣會對人體造成不可估量的損害。土壤中的鉻主要來自于工業(yè)廢水。對人體有直接危害的為六價鉻化合物，有報道說可誘發(fā)肺癌和鼻咽癌。其次是三價鉻，對人體有至畸作用。實際上在自然環(huán)境中三價鉻和六價鉻是可以相互轉(zhuǎn)換的。

砷（As）：砷元素的毒性極低，但含砷的化合物均有毒性，土壤中的砷除了來自工業(yè)生產(chǎn)的廢渣外，含砷農(nóng)藥的使用也是主要的來源。砷在自然條件下可以被作物吸收，而進入人體。日本歷史上曾發(fā)生過砷中毒的惡性事件，當時有12100多人中毒，130人因腦麻痹而死亡。

2 吉林省重金屬污染土壤的修復

土壤重金屬污染的治理，首先要做到減少甚至停止重金屬污染物排放。人們在生產(chǎn)生活中要盡量注意垃圾特別是富含重金屬污染物的垃圾處理。有關部門也應該盡職盡責，加大監(jiān)督力度，盡可能地減少重金屬污染物進入土壤的方式和數(shù)量，爭取從根本上解決土壤重金屬污染問題。對于已經(jīng)污染的土壤，要及時采取措施，進行土壤修復。目前世界上對土壤重金屬污染的修復方式主要有以下幾種：

2.1 工程技術措施

治理重金屬污染，最簡單的方法就是將原有的土壤換成新的無污染的土壤，或者把有污染的表層土壤深翻到下層，減少與作物根系的接觸。也可將無污染的土壤混入受污染土壤以達到稀釋污染物的效果。該方法具有穩(wěn)定、徹底的特點，但需要耗費大量的人力物力，破壞土壤結(jié)構(gòu)，而且還要對置換出的土壤進行處理，治標不治本，僅適合于小塊污染田使用。

2.2 物理技術措施

可采用加熱、電動修復技術，這種措施主要是使土壤中的重金屬污染物發(fā)生移動，離開或者轉(zhuǎn)移到其他土壤中。與工程技術措施相比，物理技術措施無需大量人力、不會改變土壤結(jié)構(gòu)，但其熱、電等能源的供給是制約該項技術的關鍵，如果能夠開發(fā)太陽能加熱和風能發(fā)電技術將起到事半功倍的效果。

2.3 化學技術措施

向土壤中加入特定的化學試劑或藥品，通過土壤淋洗、土壤固化以及離子拮抗作用等方式，改善土壤環(huán)境。但化學方法的局限性大，且目前還很少有人將各種修復技術相互結(jié)合，形成一個綜合的體系，不能相互彌補，極有可能造成二次污染和資源浪費。

2.4 生物技術措施

2.4.1采用超積累植物進行土壤修復 所謂超積累植物簡單講就是對某一種或多種重金屬具有強吸收富集能力的植物。目前已經(jīng)有大量研究證實了超級累植物的存在，如遏藍菜是常見的超積累鎘植物、蜈蚣草是常見的超積累砷植物、苧麻是常見的超積累汞植物。

2.4.2土壤中含有大量的微生物 一些微生物對重金屬具有吸收、沉淀、還原—氧化等作用，能夠有效降低土壤中有毒狀態(tài)重金屬的含量?，F(xiàn)在已經(jīng)有相當多的人開始重視微生物修復，并且不斷發(fā)現(xiàn)微生物對土壤的修復機理。與其他修復方式比微生物修復具有費用低、效果好和操作簡單等優(yōu)點，尤其是對環(huán)境的影響極小。

吉林省已經(jīng)將土壤重金屬污染的修復納入了“十二五”的規(guī)劃，說明已經(jīng)對重金屬污染及其修復引起了高度的重視。結(jié)合我國整體的重金屬土壤污染修復來看，還遠遠達不到世界先進水平，絕大多是還是靠工程技術措施來體現(xiàn)。但隨著研究力度的不斷加大和西方成熟技術的不斷引用，土壤修復將慢慢形成產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化，并進一步細分化和有序化。

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作者簡介：徐長營，碩士，長春市農(nóng)業(yè)科學院水稻研究所，助理研究員，研究方向：水稻栽培育種研究；葛善欣，碩士，長春市農(nóng)業(yè)科學院園藝所，助理研究員，研究方向：蔬菜栽培育種研究；徐哲明，長春市農(nóng)業(yè)科學院水稻研究所，助理研究員，研究方向：水稻育種研究；金玄吉，博士，長春市農(nóng)業(yè)科學院水稻研究所，研究員，研究方向：水稻育種研究。