本文摘要：工業(yè)的發(fā)展嚴(yán)重污染了土地，作者在這篇土壤污染論文中展現(xiàn)了我國(guó)土壤重金屬污染的嚴(yán)峻現(xiàn)狀，提出治理辦法�！� 工業(yè)安全與環(huán)保 》(月刊)創(chuàng)刊于1975年，為原冶金，電力、化工、建材、等15個(gè)部委聯(lián)合創(chuàng)辦，武漢安全環(huán)保研究院主辦，國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行的國(guó)家級(jí)技術(shù)
工業(yè)的發(fā)展嚴(yán)重污染了土地，作者在這篇土壤污染論文中展現(xiàn)了我國(guó)土壤重金屬污染的嚴(yán)峻現(xiàn)狀，提出治理辦法�！�工業(yè)安全與環(huán)保》(月刊)創(chuàng)刊于1975年，為原冶金，電力、化工、建材、等15個(gè)部委聯(lián)合創(chuàng)辦，武漢安全環(huán)保研究院主辦，國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行的國(guó)家級(jí)技術(shù)類刊物，已有27年的歷史，是國(guó)內(nèi)最早的安全環(huán)�？萍计诳�。感謝廣大作者與讀者多年來(lái)我刊的支持，歡迎新老朋友訂閱。本刊由郵局發(fā)行，郵發(fā)代是 38-4，也可直接向本刊編輯部訂閱，大16開，可預(yù)訂全年合訂本。
摘要：簡(jiǎn)要介紹了土壤重金屬污染的危害及其特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了物理化學(xué)修復(fù)方法、植物修復(fù)法、微生物修復(fù)方法等主要重金屬污染土壤修復(fù)方法，并提出了對(duì)于我國(guó)土壤重金屬污染治理的若干分析與建議。
關(guān)鍵詞：土壤;重金屬污染;危害;治理措施
近幾十年來(lái)，由于我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展與經(jīng)濟(jì)的飛速增長(zhǎng)，帶來(lái)了一系列的環(huán)境問(wèn)題，其中土壤的重金屬污染就是一個(gè)重要的方面。目前全世界每年排放汞約1.5萬(wàn)t，銅340萬(wàn)t，鉛500萬(wàn)t，錳1500萬(wàn)t，錸100萬(wàn)t。我國(guó)受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近2000萬(wàn)hm2，約占總耕地面積的1/5。每年重金屬污染導(dǎo)致糧食減產(chǎn)超過(guò)1000萬(wàn)t，超過(guò)1200萬(wàn)t的糧食被重金屬污染，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)200億元。
重金屬污染還導(dǎo)致土壤環(huán)境質(zhì)量惡化，嚴(yán)重危害了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)和人類的生存環(huán)境，土壤重金屬污染治理的問(wèn)題迫在眉睫。國(guó)家對(duì)此高度重視，做出了一系列重要部署。2009年國(guó)務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)了環(huán)境保護(hù)部等部門《關(guān)于加強(qiáng)重金屬污染防治工作的指導(dǎo)意見》，明確了重金屬污染防治的目標(biāo)任務(wù)、工作重點(diǎn)以及相關(guān)政策措施。依據(jù)有關(guān)法律法規(guī)和國(guó)務(wù)院辦公廳通知要求，環(huán)境保護(hù)部會(huì)同發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、財(cái)政部、國(guó)土資源部、農(nóng)業(yè)部、衛(wèi)生部等部門編制了《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》。
土壤重金屬污染的控制包括兩方面的任務(wù)。一方面是“防”。與水體的重金屬污染相似，盡可能防止土壤環(huán)境重金屬污染顯得更為重要;另一方面是對(duì)已經(jīng)被重金屬污染的土壤進(jìn)行改造和治理，以消除污染或調(diào)控與限制其危害，應(yīng)堅(jiān)持預(yù)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(dá)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(tài)，使其固定，將污染物的活性降低，減少它們?cè)谕寥乐械倪w移性和生物可利用性，即穩(wěn)定化[1]。
1物理化學(xué)治理技術(shù)
用物理化學(xué)方法治理土壤重金屬污染，對(duì)于污染嚴(yán)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(yīng)性廣。但對(duì)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(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)的破壞和土壤肥力的下降。
土壤重金屬污染物理化學(xué)治理方法見表1[2]。
2植物修復(fù)技術(shù)
植物修復(fù)是一種利用自然生長(zhǎng)的植物或遺傳培育植物修復(fù)重金屬污染土壤的技術(shù)的總稱。根據(jù)其作用過(guò)程和機(jī)理，重金屬污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)分為植物穩(wěn)定、植物揮發(fā)與植物提取3種類型[3-4]。它們?cè)诩夹g(shù)和經(jīng)濟(jì)上都優(yōu)于傳統(tǒng)的物理或化學(xué)的方法，是解決環(huán)境中重金屬污染土壤問(wèn)題的一個(gè)很有前景的方法，并己得到了迅速發(fā)展和應(yīng)用。
2.1植物穩(wěn)定
利用耐重金屬植物降低土壤中有毒金屬的移動(dòng)性，從而減少金屬被淋濾到地下水或通過(guò)空氣擴(kuò)散進(jìn)一步污染環(huán)境的可能性。植物在植物穩(wěn)定中主要有兩種功能[5]，一是保護(hù)污染土壤不受侵蝕，減少土壤滲漏來(lái)防止金屬污染物的淋移。二是通過(guò)金屬在根部積累和沉淀或根表吸收來(lái)加強(qiáng)土壤中污染物的固定。
2.2植物揮發(fā)
利用植物的吸收、積累和揮發(fā)而減少土壤中一些揮發(fā)性污染物，即植物將污染物吸收到體內(nèi)后將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)，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(lái)。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(zhuǎn)移、貯存到地上部分，隨后收割地上部分并集中處理，連續(xù)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(lán)菜屬是一種已被鑒定的鋅和鎘超積累植物，是一種生長(zhǎng)在富含鋅、鎘、鉛、鎳土壤的野生草本植物，已被應(yīng)用于土壤重金屬污染的修復(fù)[9]。
3微生物修復(fù)技術(shù)
微生物修復(fù)是指利用天然存在的或所培養(yǎng)的功能微生物群，在適宜環(huán)境條件下，促進(jìn)或強(qiáng)化微生物代謝功能，從而達(dá)到降低有毒污染物活性或降解成無(wú)毒物質(zhì)的生物修復(fù)技術(shù)，它已成為污染土壤生物修復(fù)技術(shù)的重要組成部分。其主要是利用微生物對(duì)土壤中重金屬元素具有的特殊富集、吸收、降解能力修復(fù)污染土壤。
Macaskie等分離的檸檬酸細(xì)菌屬(Citrobacter)，具有一種抗Cd的酸性磷酸酯酶，分解有機(jī)的2-磷酸甘油，產(chǎn)生HPO42-與 Cd2+形成CdHPO4沉淀[10]。王亞雄等研究表明，類產(chǎn)堿假單胞菌(Pseudomonaspseudoalcaligenes)和藤黃微球菌(Micrococcusluteus)對(duì)Cu2+，Pb2+的吸附受pH值影響，當(dāng)pH值為5~6時(shí)吸附Cu2+，Pb2+最為適宜，pH值過(guò)高或過(guò)低均不利于對(duì)以上元素的吸附[11]。
4植物-微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)
利用植物進(jìn)行污染修復(fù)的關(guān)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(zhǎng)比較慢，對(duì)金屬有選擇性，不適合多種重金屬?gòu)?fù)合污染的治理，限制了植物修復(fù)技術(shù)在多種重金屬污染土壤治理方面的應(yīng)用。
很早以來(lái)，人們就己經(jīng)知道植物的生長(zhǎng)對(duì)周圍環(huán)境會(huì)產(chǎn)生一定的影響，在有植物生長(zhǎng)時(shí)，其根系為微生物提供了適宜的營(yíng)養(yǎng)條件，保證微生物數(shù)目和活性的維持;反過(guò)來(lái)，微生物的旺盛生長(zhǎng)，增強(qiáng)了對(duì)污染物的降解，也使植物有更優(yōu)化的生長(zhǎng)空間。這種植物—微生物聯(lián)合體系能促進(jìn)植物對(duì)重金屬污染的固定、積累或轉(zhuǎn)化，從而減輕了土壤中重金屬污染。
目前，植物—微生物修復(fù)有機(jī)污染(如農(nóng)藥、多環(huán)芳烴等)已取得了很大的成效，對(duì)于土壤重金屬污染的治理也有廣泛的應(yīng)用潛力。
植物—微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)目前研究較多的是植物與專性降解菌的聯(lián)合修復(fù)、植物與真菌的聯(lián)合修復(fù)。據(jù)報(bào)道[12]，日本發(fā)現(xiàn)一種嗜重金屬菌，能有效地吸收土壤中的重金屬。Robinson對(duì)4種根際熒光假單胞菌對(duì)鎘的富積與吸收的研究發(fā)現(xiàn)，根際細(xì)菌對(duì)鎘的富積達(dá)到環(huán)境中的100倍以上。也有人發(fā)現(xiàn)在銅污染土壤中蘆葦根際環(huán)境存在耐銅細(xì)菌[13]。
近年來(lái)，應(yīng)用菌根技術(shù)修復(fù)土壤有機(jī)污染、重金屬污染、農(nóng)藥污染及發(fā)射性核素污染方面的研究也屢見報(bào)道。黃藝比較了生長(zhǎng)在污染土壤中菌根小麥與無(wú)菌根小麥根際銅、鋅、鉛、鎘的形態(tài)與變化，得出了菌根環(huán)境對(duì)土壤中交換態(tài)有較大影響，必需元素交換態(tài)增加，而銅、鋅、鉛的有機(jī)結(jié)合態(tài)含量在菌根根際都高于非菌根際[14]。
5農(nóng)業(yè)措施修復(fù)方法
農(nóng)業(yè)措施是因地制宜地改變一些耕作管理方式來(lái)減輕重金屬的危害，以及在污染土壤上種植不進(jìn)入食物鏈的植物的一種修復(fù)方法。農(nóng)業(yè)措施主要是通過(guò)控制土壤水分、合理施肥和改變作物種類等方法來(lái)進(jìn)行[15]。
用農(nóng)業(yè)措施來(lái)治理重金屬污染土壤具有可與常規(guī)農(nóng)事操作結(jié)合起來(lái)進(jìn)行、費(fèi)用較低、實(shí)施較方便等優(yōu)點(diǎn)，但存在有些方法周期長(zhǎng)和效果不顯著等缺點(diǎn)。應(yīng)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(yīng)重在預(yù)防。在治理已污染土壤的同時(shí)，應(yīng)采取措施杜絕新的重金屬污染土壤的出現(xiàn)。
(2)對(duì)于污染較重且難治理的土壤可以考慮適當(dāng)?shù)母淖兺恋乩猛緩�，以減少重金屬通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體造成危害的可能性。
(3)對(duì)于污染的農(nóng)田土壤應(yīng)主要采用植物與微生物修復(fù)措施，少用或不用物理、化學(xué)治理方法，以免造成二次污染。
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