土壤重金屬污染及其治理方法研究

郝爽

摘 要：章闡明了土壤重金屬污染的來源以及危害，進(jìn)而提出對(duì)土壤重金屬污染的幾種傳統(tǒng)方法以及新方法，由此提醒人們要愛護(hù)環(huán)境，提高土壤質(zhì)量保護(hù)意識(shí)，注重保護(hù)環(huán)境，才有美好的生存環(huán)境。

重金屬系指密度4.0以上約60種元素或密度在5.0以上的45種元素。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)。環(huán)境污染方面所指的重金屬主要是指生物毒性顯著的汞、福、鉛、鉻以及類金屬砷，還包括具有毒性的重金屬鋅、銅、鉆、鎳、錫、釩等污染物。 隨著全球經(jīng)濟(jì)化的迅速發(fā)展，含重金屬的污染物通過各種途徑進(jìn)人土壤，造成土壤嚴(yán)重污染。。因而如何有效地控制及治理土壤重金屬的污染，改良土壤質(zhì)量，將成為生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作中十分重要的一項(xiàng)內(nèi)容。

一、土壤重金屬污染的來源

土壤重金屬污染的來源主要包括工業(yè)，農(nóng)業(yè)和交通過程所產(chǎn)生污染。

1.工業(yè)污染

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，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。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。

2.交通污染

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，進(jìn)入周圍的土壤環(huán)境，成為土壤重金屬污染的主要來源之一。

3.農(nóng)業(yè)污染

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中農(nóng)藥、化肥和有機(jī)肥的不合理使用以及使用污水灌溉農(nóng)田的行為都會(huì)造成土壤的重金屬污染。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)過程中，許多農(nóng)藥，如殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑、除學(xué)劑的大量使用引起土壤中As ， Cu等污染。

二、土壤重金屬污染的危害

受污染的土壤暴露在城市環(huán)境中，形成粉塵直接或間接進(jìn)入動(dòng)物和人體中，對(duì)人類產(chǎn)生危害。此外，郊區(qū)蔬菜基地土壤受到污染，重金屬容易被植物利用而進(jìn)入食物鏈.最終通過食物鏈影響人類的健康。曾昭華研究得出，癌的產(chǎn)生和發(fā)展與土壤環(huán)境中Sn元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)，居住在Sn元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的地區(qū)的人群癌癥死亡率較高。 現(xiàn)有的研究表明，城市土壤中的重金屬可通過吞食、吸人和皮膚吸收等主要途徑進(jìn)入人體，直接對(duì)人特別是兒童的健康造成危害，還可通過污染食物、大氣和水環(huán)境間接的影響城市環(huán)境質(zhì)量和危害人體健康。兒童血液中Pt含量等間接結(jié)果表明，污染的城市土壤揚(yáng)塵是影響人體健康的重要因素。據(jù)調(diào)查，中國(guó)兒童血鉛超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（100 g/L）者達(dá)二成，大城市超標(biāo)率達(dá)60%以上，且市區(qū)普遍高于郊區(qū)；據(jù)美國(guó)學(xué)者研究網(wǎng)，城市兒童血Pb 與城市土壤Ph含量呈顯著的指數(shù)關(guān)系（血Pb = 18. 5 + 7.2xPb10.4）。土壤重金屬污染兒素Pb， Cd， Ni， Hg， As，Cn.zn等人體中的積累都會(huì)對(duì)健康造成嚴(yán)重的危害。

三、土壤重金屬污染治理方法

1.傳統(tǒng)方法——生物修復(fù)法

生物修復(fù)技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種有效的用于污染土壤治理的方法，包括微生物、植物和動(dòng)物等修復(fù)方法，具有成本低、無二次污染和處理效果好等優(yōu)點(diǎn)，能達(dá)到對(duì)污染土壤永久清潔修復(fù)的日的。生物修復(fù)有原位和異位兩種，原位微生物修復(fù)在西方發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用較為普遍，是指在不破壞土壤基本結(jié)構(gòu)的情況下，依賴于土著微生物或外源微生物的降解能力失除污染物。 重金屬污染土壤的植物修復(fù)主要是利用植物對(duì)重金屬的吸收、富集和轉(zhuǎn)化能力把土壤中殘存的重金屬吸收、富集到植物體內(nèi)，然后收獲植物，通過焚燒等方法回收重金屬，減少進(jìn)人土壤中重金屬的含量。對(duì)于重金屬污染土壤的植物修復(fù)，關(guān)鍵是尋找與篩選出超富集植物。動(dòng)物修復(fù)法是土壤中的一些大型動(dòng)物如蛆叫，能吸收或富集土壤中的殘留農(nóng)藥，并通過其代謝作用，把部分農(nóng)藥分解為低毒或無毒產(chǎn)物。同時(shí)土壤中還生存著豐富的小型動(dòng)物群，如線蟲、跳蟲、娛蛤、蜘蛛、土蜂等，均對(duì)土壤中的農(nóng)藥有一定的吸收和富集作用，可以從土壤中帶走一部分農(nóng)藥。

2.新興方法——污染生態(tài)化學(xué)修復(fù)法

污染生態(tài)化學(xué)修復(fù)技術(shù)是近年來興起的一種技術(shù)，并被有關(guān)專家認(rèn)為是21世紀(jì)污染土壤修復(fù)技術(shù)的發(fā)展方向。它是微生物修復(fù)、植物修復(fù)和化學(xué)修復(fù)技術(shù)的綜合，具有比其他方法更好的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在：生態(tài)影響小，生態(tài)化學(xué)修復(fù)注意和土壤的自然生態(tài)過程相協(xié)調(diào)，其最終的產(chǎn)物為CO、水和脂肪酸，不會(huì)形成二次污染；費(fèi)用低，緊密結(jié)合市場(chǎng)，容易被大眾接受；應(yīng)用范圍廣，可以在其他方法不能進(jìn)行的場(chǎng)地進(jìn)行，同時(shí)還可以處理地下水污染，易操作，容易推廣。

3.新方法的提出——環(huán)境礦物學(xué)新方法

人們一直強(qiáng)調(diào)土壤自身的凈化能力，但土壤自凈化能力離不開土壤中礦物種對(duì)重金屬的吸附與解吸作用、固定與釋放作用，土壤中具體礦物的凈化能力才真正體現(xiàn)土壤自身的凈化能力和容納能力。土壤中有毒有害元素含量的高低，并不是直接判定土壤環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)劣乃至土壤生態(tài)效應(yīng)的唯一標(biāo)志，關(guān)鍵問題是要揭示這些重金屬在土壤中與各種無機(jī)物之間具有怎樣的環(huán)境平衡關(guān)系。在國(guó)內(nèi)外為尋求地下水和土壤有機(jī)污染的修復(fù)方法而直接對(duì)土壤中多種粘土礦物進(jìn)行改性研究，即利用有機(jī)表面活性劑去置換天然粘土礦物中存在著的大量可交換的無機(jī)陽離子，以形成有機(jī)粘土礦物，可有效截住或固定有機(jī)污染物，阻止地下水的進(jìn)一步污染，限制有機(jī)污染物在土壤環(huán)境中遷移擴(kuò)散。但特別需要指出的是，在粘土礦物改性過程中，其中的固定態(tài)重金屬也一并被置換出來，導(dǎo)致土壤系統(tǒng)中業(yè)已建立環(huán)境平衡被打破，使得土壤環(huán)境中解吸釋放態(tài)重金屬污染物總量大大增加。至此，土壤中重金屬污染物既來源于土壤中活動(dòng)態(tài)的重金屬，又來源于改性粘土礦物時(shí)被置換釋放出來的重金屬。

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