土壤污染论文土壤重金属污染治理

所属分类：经济论文阅读次时间：2016-06-16 11:31

本文摘要：工业的发展严重污染了土地，作者在这篇土壤污染论文中展现了我国土壤重金属污染的严峻现状，提出治理办法。《工业安全与环保》(月刊)创刊于1975年，为原冶金，电力、化工、建材、等15个部委联合创办，武汉安全环保研究院主办，国内外公开发行的国家级技术

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　　工业的发展严重污染了土地，作者在这篇土壤污染论文中展现了我国土壤重金属污染的严峻现状，提出治理办法。《工业安全与环保》(月刊)创刊于1975年，为原冶金，电力、化工、建材、等15个部委联合创办，武汉安全环保研究院主办，国内外公开发行的国家级技术类刊物，已有27年的历史，是国内最早的安全环保科技期刊之一。感谢广大作者与读者多年来我刊的支持，欢迎新老朋友订阅。本刊由邮局发行，邮发代是 38-4，也可直接向本刊编辑部订阅，大16开，可预订全年合订本。

　　摘要：简要介绍了土壤重金属污染的危害及其特点，重点介绍了物理化学修复方法、植物修复法、微生物修复方法等主要重金属污染土壤修复方法，并提出了对于我国土壤重金属污染治理的若干分析与建议。

　　关键词：土壤;重金属污染;危害;治理措施

　　近几十年来，由于我国工业的快速发展与经济的飞速增长，带来了一系列的环境问题，其中土壤的重金属污染就是一个重要的方面。目前全世界每年排放汞约1.5万t，铜340万t，铅500万t，锰1500万t，铼100万t。我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近2000万hm2，约占总耕地面积的1/5。每年重金属污染导致粮食减产超过1000万t，超过1200万t的粮食被重金属污染，经济损失达200亿元。

　　重金属污染还导致土壤环境质量恶化，严重危害了农业生态系统的良性循环和人类的生存环境，土壤重金属污染治理的问题迫在眉睫。国家对此高度重视，做出了一系列重要部署。2009年国务院办公厅转发了环境保护部等部门《关于加强重金属污染防治工作的指导意见》，明确了重金属污染防治的目标任务、工作重点以及相关政策措施。依据有关法律法规和国务院办公厅通知要求，环境保护部会同发展改革委、工业和信息化部、财政部、国土资源部、农业部、卫生部等部门编制了《重金属污染综合防治“十二五”规划》。

　　土壤重金属污染的控制包括两方面的任务。一方面是“防”。与水体的重金属污染相似，尽可能防止土壤环境重金属污染显得更为重要;另一方面是对已经被重金属污染的土壤进行改造和治理，以消除污染或调控与限制其危害，应坚持预防为主，综合防治的原则。

　　重金属污染土壤的治理途径一是将污染物清除，使其残留浓度接近或达到背景值，即去污染;另一种是改变重金属在土壤中的存在形态，使其固定，将污染物的活性降低，减少它们在土壤中的迁移性和生物可利用性，即稳定化[1]。

　　1物理化学治理技术

　　用物理化学方法治理土壤重金属污染，对于污染严重、面积小的土壤治理效果明显、迅速，是一种治本措施，而且适应性广。但对于污染面积较大的土壤则需要消耗大量的人力与物力，而且容易导致土壤结构的破坏和土壤肥力的下降。

　　土壤重金属污染物理化学治理方法见表1[2]。

　　2植物修复技术

　　植物修复是一种利用自然生长的植物或遗传培育植物修复重金属污染土壤的技术的总称。根据其作用过程和机理，重金属污染土壤的植物修复技术分为植物稳定、植物挥发与植物提取3种类型[3-4]。它们在技术和经济上都优于传统的物理或化学的方法，是解决环境中重金属污染土壤问题的一个很有前景的方法，并己得到了迅速发展和应用。

　　2.1植物稳定

　　利用耐重金属植物降低土壤中有毒金属的移动性，从而减少金属被淋滤到地下水或通过空气扩散进一步污染环境的可能性。植物在植物稳定中主要有两种功能[5]，一是保护污染土壤不受侵蚀，减少土壤渗漏来防止金属污染物的淋移。二是通过金属在根部积累和沉淀或根表吸收来加强土壤中污染物的固定。

　　2.2植物挥发

　　利用植物的吸收、积累和挥发而减少土壤中一些挥发性污染物，即植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态物质，释放到大气中。目前这方面研究最多的是类金属元素汞和非金属元素硒[6-7]。

　　2.3植物提取

　　这一概念由Chaney和Baker[8]等最早提出来。是指利用重金属超积累植物从土壤中吸取一种或几种重金属，并将其转移、贮存到地上部分，随后收割地上部分并集中处理，连续种植这种植物，即可使土壤中重金属含量降低到可接受水平。例如十字花科遏蓝菜属是一种已被鉴定的锌和镉超积累植物，是一种生长在富含锌、镉、铅、镍土壤的野生草本植物，已被应用于土壤重金属污染的修复[9]。

　　3微生物修复技术

　　微生物修复是指利用天然存在的或所培养的功能微生物群，在适宜环境条件下，促进或强化微生物代谢功能，从而达到降低有毒污染物活性或降解成无毒物质的生物修复技术，它已成为污染土壤生物修复技术的重要组成部分。其主要是利用微生物对土壤中重金属元素具有的特殊富集、吸收、降解能力修复污染土壤。

　　Macaskie等分离的柠檬酸细菌属(Citrobacter)，具有一种抗Cd的酸性磷酸酯酶，分解有机的2-磷酸甘油，产生HPO42-与 Cd2+形成CdHPO4沉淀[10]。王亚雄等研究表明，类产碱假单胞菌(Pseudomonaspseudoalcaligenes)和藤黄微球菌(Micrococcusluteus)对Cu2+，Pb2+的吸附受pH值影响，当pH值为5~6时吸附Cu2+，Pb2+最为适宜，pH值过高或过低均不利于对以上元素的吸附[11]。

　　4植物-微生物联合修复技术

　　利用植物进行污染修复的关键是寻找合适的超积累或耐重金属植物。而超积累植物通常生物量低，生长比较慢，对金属有选择性，不适合多种重金属复合污染的治理，限制了植物修复技术在多种重金属污染土壤治理方面的应用。

　　很早以来，人们就己经知道植物的生长对周围环境会产生一定的影响，在有植物生长时，其根系为微生物提供了适宜的营养条件，保证微生物数目和活性的维持;反过来，微生物的旺盛生长，增强了对污染物的降解，也使植物有更优化的生长空间。这种植物—微生物联合体系能促进植物对重金属污染的固定、积累或转化，从而减轻了土壤中重金属污染。

　　目前，植物—微生物修复有机污染(如农药、多环芳烃等)已取得了很大的成效，对于土壤重金属污染的治理也有广泛的应用潜力。

　　植物—微生物联合修复技术目前研究较多的是植物与专性降解菌的联合修复、植物与真菌的联合修复。据报道[12]，日本发现一种嗜重金属菌，能有效地吸收土壤中的重金属。Robinson对4种根际荧光假单胞菌对镉的富积与吸收的研究发现，根际细菌对镉的富积达到环境中的100倍以上。也有人发现在铜污染土壤中芦苇根际环境存在耐铜细菌[13]。

　　近年来，应用菌根技术修复土壤有机污染、重金属污染、农药污染及发射性核素污染方面的研究也屡见报道。黄艺比较了生长在污染土壤中菌根小麦与无菌根小麦根际铜、锌、铅、镉的形态与变化，得出了菌根环境对土壤中交换态有较大影响，必需元素交换态增加，而铜、锌、铅的有机结合态含量在菌根根际都高于非菌根际[14]。

　　5农业措施修复方法

　　农业措施是因地制宜地改变一些耕作管理方式来减轻重金属的危害，以及在污染土壤上种植不进入食物链的植物的一种修复方法。农业措施主要是通过控制土壤水分、合理施肥和改变作物种类等方法来进行[15]。

　　用农业措施来治理重金属污染土壤具有可与常规农事操作结合起来进行、费用较低、实施较方便等优点，但存在有些方法周期长和效果不显著等缺点。应与生物措施、改良措施配合使用，适宜于轻度污染的土壤。

　　6建议

　　(1)土壤重金属污染应重在预防。在治理已污染土壤的同时，应采取措施杜绝新的重金属污染土壤的出现。

　　(2)对于污染较重且难治理的土壤可以考虑适当的改变土地利用途径，以减少重金属通过食物链进入人体造成危害的可能性。

　　(3)对于污染的农田土壤应主要采用植物与微生物修复措施，少用或不用物理、化学治理方法，以免造成二次污染。