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关键词：土壤污染 重金属 危害 修复方法
土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分[1-2]。随着近年来经济发展，工农业生产不断扩大，所产生的废水和废渣也不断增多，不但破坏地表植被，而且其中有毒有害重金属还随废水的排放及废渣堆的风化和淋滤进入周边土壤环境[3-6]。目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染耕地面积近2，000万公顷，约占总耕地面积的1/5，其中工业“三废”污染耕地1，000万公顷，污水灌溉的农田面积已达330多万公顷。
1. 土壤重金属污染的定义
在自然界，重金属以各种形态存在，常见的金属元素有铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钼、金、银等；其中既有对生命活动所需要的微量元素，如锰、铜、锌等；但大多数重金属元素在环境中对环境都会有一定的污染作用，主要包括汞、镉、铅、铬以及类金属砷等对生物体具有显著毒害作用的元素[7]。重金属的密度一般在4.0以上，约60种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大，所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。由于土壤中铁和锰含量较高，因而一般不太注意它们的污染问题，但在强还原条件下，铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。
土壤重金属污染是指由于人类在生产活动中将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金属累积到一定程度，含量明显高于背景，并可造成土壤质量的退化、生态与环境的恶化现象[8]。土壤本身含有一定量的重金属元素，如植物生长所必需的Mn、Cu、Zn等。因此，只有当叠加进入土壤的重金属元素累积的浓度超过了作物需要和忍受程度，作物才表现出受毒害症状，或作物生长并未受害但产品中某种金属的含量超过标准，造成对人畜的危害时，才能认为土壤已被重金属污染[9]。如土壤环境质量标准值（GB15618-1995）[10]。
2. 土壤中重金属的来源、种类
土壤重金属污染主要是由工业产生的“三废”以及污水灌溉、农药和化肥的不合理施用等农业措施引起的。随着工农业生产的发展，重金属对土壤和农作物的污染问题越来越突出，部分地区土壤重金属污染现象十分严重。总体来讲，土壤重金属污染源较广泛，即有自然来源，又有包括人类活动带入土壤的部分，目前主要来源为人为因素。主要包括大气尘降、污水灌溉、工业废弃物得不当堆放、采矿及冶炼活动、农药和化肥的过多施用等[11-12]。
2.1 污水灌溉
污水灌溉通常指的是使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。中国水资源较为紧缺，部分灌区常把污水作为灌溉水源来利用。污水的种类按其来源可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城市混合污水等。城市生活污水中重金属含量虽然不多，但由于我国工业发展迅速，许多工矿企业污水未经分流处理而排入下水道与生活污水混合排放，从而造成污灌区土壤Hg、As、Cr、Pb、Cd、Zn等重金属含量逐年累积[15-16]。在分布上，往往是靠近污染源头和城市工业区土壤污染严重，远离污染源头和城市工业区，土壤几乎不受污水中的重金属污染。
污灌在北方比较严重，因为我国北方比较干旱，水资源短缺严重，并且许多大城市都是重工业大城市，所以农业用水更加紧张，污水灌溉在这些地区较为普遍。据统计，我国北方旱作地区污灌面积约占全国90%以上。南方地区相对较小，仅占6%，其余则在西北地区。污灌不仅导致土壤中重金属元素含量的增加，而且还会在人体内富集。研究显示我国沈阳、温州和遂昌等地由于污水灌溉引发了人体镉中毒；鞍山宋三污灌区土壤中Hg、Cd的累积显著，污染严重；用处理过的污水灌溉是解决干旱地区作物需水问题的一条可行途径。但由此导致的土壤污染特别是重金属污染必须引起重视。
2.2 农药和化肥污染
农药和化肥是重要的农用物资，对农业生产发展起到重要的推动作用，但如果不合理施用，则可导致土壤中重金属污染。部分农药在其组成中含有Hg、As、Cu、Zn等重金属元素，过量或不合理使用将会造成土壤重金属污染。肥料中含有大量的重金属元素，其中氮、钾肥料含量相对较低，而磷肥中则含有较多的有害重金属，另外复合肥的重金属含量也相对较高。施用含有重金属元素的农药和化肥，都可能导致土壤中重金属的污染。
2.3 矿山开采和冶炼加工
我国重金属矿产相对丰富，在金属矿山的开采、冶炼过程中，会产生大量废渣及废水，而这些废渣和废水随着矿山排水和降雨进入土壤环境中，便可直接地造成土壤重金属污染，这在我国南方地区表现得尤为突出。
3. 重金属污染的特点及危害
3.1 重金属元素污染土壤的主要特点
在土壤环境中重金属污染特点可以分为两部分：一是土壤环境中重金属自身的特点，二是重金属元素在不同介质中所表现的特点。具体特点如下：（1）形态变换较为复杂，重金属多为过渡元素，有着较多的价态变化，且随环境Eh，pH配位体的不同呈现不同的价态、化合态和结合态。重金属形态不同则其毒性也不同；（2）有机态比无机态的毒性大；（3）毒性与价态和化合物的种类有关；（4）环境中的迁移转化形式多样化；（5）生物毒性效应的浓度较低；（6）在生物体内积累和富集；（7）在土壤环境中不易被察觉；（8）在环境中不会降解和消除；（9）在人体内呈慢性毒性过程。（10）土壤环境分布呈区域性；
过量的重金属会引起动植物生理功能紊乱、营养失调、发生病变，重金属不易被土壤微生物降解，可在土壤中累积，也可通过食物链在人体内积累，危害人体健康。土壤一旦遭受重金属污染，就很难彻底消除，污染物还会向地下水和地表水中迁移，从而扩大其污染。因此重金属对土壤的污染是一类后果非常严重的环境问题。
3.2人类因土壤重金属污染而遭受的危害[25]
（1）土壤污染使本来就紧张的耕地资源更加短缺；（2）土壤污染给农业发展带来很大的不利影响；（3）土壤污染中的污染物具有迁移性和滞留性，有可能继续造成新的土地污染；（4）土壤污染严重危及后代人的利益，不利于可持续发展；（5）土壤污染造成严重的经济损失；（6）土壤污染给人民的身体健康带来极大的威胁；（7）土壤污染也是造成其他污染的重要原因。
4. 对重金属污染的防治及修复
4.1 对土壤污染的预防
目前，仍未找到可广泛应用且行之有效的重金属污染治理方法，但控制污染源，是防止土壤污染的根本措施之一，同时利用土壤的自净作用对污染物净化具有一定的预防作用。控制土壤重金属污染源，即控制进入土壤中的重金属污染物的数量和速度，通过土体自身的净化作用，降低污染。
（1）控制和消除工业“三废”
尽量利用循环无毒工艺，减少和消除重金属污染物的排放，对工业“三废”进行回收改善，使其化害为利，并严格控制工业生产中污染物排放量和浓度，使之符合排放标准。
（2）土壤污灌区的监测和管理
在污灌区对灌溉污水的重金属元素进行控制，监测水中重金属污染物质的成分、含量及其变化，避免引起土壤污染。
（3）合理施用化肥和农药
对于农药和化肥的施用，应以环保无毒为准则，禁止或限制使用高残留农药，大力发展高效、低毒、低残留农药，发展生物防治措施。为保证农业的增产，合理施用化学肥料和农药是必需的，但需控制好施用量，否则会造成土壤或地下水的污染。
（4）土壤容量和土壤净化能力的提高
在农业生产过程中，施用有机肥，改良松散型沙土，改善土壤胶体的种类和数量，增加土壤对有害重金属的吸附能力和吸附量，从而减少重金属在土壤中的生物有效性。利用微生物品降解土壤中的重金属，提高土壤净化能力。
4.2 土壤中重金属污染的修复方法
（1）工程措施
工程治理措施是指在土壤环境中，用物理或物理化学的原理来减少重金属污染物的措施。主要包括客土，换土，翻土，淋洗液热处理以及电解等方法。以上方法措施的治理效果相对彻底，但实工过程复杂、所需治理费用较高且比较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够在土壤中生存的生物的某些习性来抑制和改良土壤重金属污染。Nanda Kumar P B A等发现某些特殊植物对土壤中的重金属元素具有富集作用。寇冬梅等研究认为食用菌对重金属具有吸附作用。所用方法有动物治理，微生物治理，植物治理等。生物措施的优点是实施较为简便易行、投资较少且对环境破坏小，而缺点是在短期内不易得到治理效果。
（3）化学措施
化学治理方法是利用化学物质和天然矿物对重金属污染进行的原位修复技术，目前，在许多区域得到应用。化学治理措施主要包括利用土壤改良剂、抑制剂，增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量，改变pH、Eh和电导等理化性质，使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用，以降低重金属的生物有效性。化学治理措施优点是治理效果相对较明显，而缺点是容易再度活化。
（4）农业措施
农业治理措施是通过改变耕作方式和管理制度来达到降低土壤重金属危害的方法。M.Puschenreiter等探讨了利用农业耕作措施治理土壤重金属的方法，得出在不同污染地区种植不同的农作物可有效降低重金属的污染。治理方法主要包括控制土壤水分，选择合适的农药、化肥，增施有机肥，选择农作物品种等。农业治理措施的优点在于操作简单、费用不高，而缺点是需要较长治理周期却治理效果不显著。
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摘 要：一直以来，治理土壤中的重金属污染都是全球各国亟待解决的一项难题。当前我国土壤重金属污染问题相对较为严峻，且引发这一问题的因素相对也比较复杂。而此种污染问题的出现，不仅会对生物的生长带来极大的危害，还会降低作物的总产量，并对人的生命健康造成极大的威胁。对此，本文以土壤的重金属污染为立足点，通过对我国土壤污染现状和危害的分析，从而就缓解和解决土壤污染问题的策略展开研究。
关键词：土壤重金属污染；危害；修复技术
中图分类号：X53 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170230224
就土壤本身来看，其之所以会产生重金属污染，主要是因为人类在活动期间将重金属物质带入到土壤内部，使得土壤内的重金属含量增多，破坏生态环境。随着农村人口数量的增长和农业生产过程中对化肥和农药使用量的增加，导致土壤中有害物含量增多，自身生态结构和环境质量被破坏。其中，重金属是对土壤生态结构影响最大的一种元素。为了重塑土壤生态结构，提高土壤内部环境质量，解决土壤存在的重金属污染问题势在必行。
1 土壤污染现状和危害
1.1 重金属污染现状
在2005年到2013年的12月，我国土地管理局第一次开展了有关全国土壤污染情况的调查研究。按照我国在2014年由国土资源部和环保部共同的有关《全国土壤污染状况调查公报》所公示的调查结果看：当前我国土壤生态环境的状况整体来讲十分严峻，特别是重金属污染问题，更是极为严重。在我国一些废弃工矿所在区域的周边位置，土壤的重金属污染问题十分的突出。其中，我国有16.1%的土壤，重金属污染总超标率相对较重，11.2%超标率属于轻微范围；而轻度超标率和中度以上的超标率分别达到了2.3%和2.6%。
1.2 重金属污染的危害
同其他土壤污染类型相比，重金属污染本身的隐匿性、长期性、不可逆性较强，且这种污染问题一旦出现，则很难消逝。一旦重金属污染存在于土壤中，不仅很难被移动，还会长时间滞留在其产生区域，不断污染周边土壤。与此同时，重金属污染物不仅无法被微生物有效降解，还会借助植物、水等介质，被动植物所吸收，而后进入到人类食物链之中，对人体健康a生威胁。从具体的情况来看，重金属污染主要存在以下几种危害类型：对作物生产造成不利影响。因为重金属污染物在土壤与作物系统迁移的过程中，会对作物正常的生长发育和生理生化产生直接影响，从而降低作物的品质与产量。例如，镉属于对植物生长危害性较大的重金属，如果土壤镉含量较高，植物叶片上的叶绿素结构就会被破坏，根系生长被抑制，阻碍根系吸收土壤中的养分与水分，降低产量；会对人体生命健康带去影响。土壤中存在的重金属污染物可以借助食物链对人体健康造成危害。例如，汞进入人体后被直接沉入到肝脏中，破坏大脑的视神经。
2 解决重金属污染问题的方法
2.1 工程治理法
所谓的工程治理法，是通过利用化学或者是物理学中的相关原理，对土壤中的重金属污染问题展开有效治理的一种方法。现阶段，工程治理法主要包括了热处理法、淋洗法与电解法等[1]。在众多重金属污染处理方法中的处理效果更好、处理工艺的稳定性更高。但该项方法处理过程和处理工艺复杂，需要花费的成本高，且经过该方法处理后的土壤，其本身的肥力会有所降低。
2.2 生物治理法
该方法指的是借助生物在生长过程中的一些习性，来达到改良、抑制、适应重金属污染的目的。在该项治理方法中最为常见的就是微生物、植物和动物治理法。生物治理是利用鼠类和蚯蚓等动物能够吸收重金属的特性；植物治理则是利用植物积累到一定程度可以清除重金属污染，对重金属具有忍耐力的特质。工程治理法相比，生物治理方式投资相对较小、管理便利、对环境破坏性小等优势，但治理时间较长[2]。
2.3 化学治理法
化学治理法是通过向已经被重金属污染的土壤中投入适量的抑制剂和改良剂等其他化学物质的方式，增加有机质、阳离子等在土壤中代换量和粘粒含量，来改变被污染土壤电导、Eh、pH等其他理化性质，使重金属可以通过还原、氧化、拮抗、吸附、沉淀、抑制等化学作用被有效消除[3]。
3 结束语
在社会经济发展水平不断提升，重金属对土壤污染程度逐渐加深的今天，对重金属污染现状，以及其可能会造成的危害等问题展开细致的分析与研究，并利用工程、生物、化学等方式来有效的缓解和治理土壤当前存在的重金属严重污染问题，能够对我国土壤的生态环境和内部结构进行重构，为我国城市发展和社会建设提供充足的土壤资源。
参考文献
[1]崔德杰，张玉龙.土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[J].土壤通报，2004（3）：366-370.
关键词：重金属；土壤改良；改良剂
中图分类号：X53 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.07.002
Abstract： The application of pesticide， fertilizer and industrial waste emission result in heavy metals to the environment. And it`s hard to transfer by food chain and also not easy to degradation. So it caused serious influence to human and environmental. The method of fixing and passivation of heavy metals in soil by applying the modifier is widely used because of its simple operation and economical and practical characteristics. At present， the improved agent types mainly include organic matter， alkaline substances， and clay minerals. The effect of the improved agent was mainly derived from the soil pH and the adsorption， complexation and precipitation of the modified agent itself and heavy metals. In the region where the soil heavy metal pollution is serious， the effect of the application of single modified agents is not very ideal， using the modified agent mixed with different agent can increase the effect to a certain extent.
Key words： heavy metal；soil improvement；improvement agent
1 土壤重金属污染途径
随着工业化进程的逐步深入，农业发展加速，废弃物逐步增多且相关处理措施不当，这导致农田中土壤重金属含量逐步增加。农业部曾对全国土壤调查发现，重金属超标农产品占污染物超标农产品总面积80%以上[1]，土壤重金属超标率更是达到了12.1%[2]。据国外相关研究得知，土壤重金属含量已经达到影响作物生长的地步[3-4]。而龙新宪等人的研究发现：土壤重金属离子含量达到一定程度，这些重金属离子将通过被植物吸收而进入食物链，最终威胁人类身体健康[5-7]。同时，重金属污染的表层土还会通过风力和水力等作用进入大气引发大气污染、地表水污染等生态环境问题[8]。
1.1 大气运动
大气运动是土壤重金属污染来源的一个重要途径[9]。大气成分并不是一直不变而是随着地球演化而变化，大气中的成分做周而复始的循环，这其中就包括某些重金属。近年来工业飞速发展，大量化石燃料被燃烧，其释放的酸性气体和某些重金属粒子参与到大气循环当中。
大气运动主要有2个方面体现。一方面来自工业、交通的影响，Bermudied等[10]研究发现，工业、交通影响重金属的大气沉降，如阿根廷尔多瓦省的小麦和农田地表中的Ni、Pb、Sb等来自于此。Kong[11]通过对抚顺市不同类型大气PM10颗粒中的Cr、Mn、Co等多种重金属含量检测发现，机动车排放、工业废气向大气中排放重金属而后进行大气沉降。另一方面来自矿山开采和冶炼[9]所带来的大气沉降也是土壤重金属的重要来源，常熟某电镀厂附近土地发现Zn和Ni的污染现象，该污染随着距离增加而污染减轻，同时Zn的污染逐年加剧[12]
1.2 污水农用
污水农用指的是利用下水道污水、工业废水、地面超标污水等对农田灌溉。据我国农业部的调查，发现灌溉区内重金属污染面积占灌溉总面积的64.8%，其中轻度污染占46.7%，中度占9.7%，重度占8.4%[13]。天津种植的油麦菜有60%受到污染[14]。昊学丽等[15]调查发现，沈阳市浑河、细河等河渠周边农田中Hg、Cd含量分数高于辽宁土壤背影值，更是严重高出国家二级土壤标准。根据相关人员对保定、西安、北京等地调查，发现上述地区的污灌区表层土出现不同程度的重金属污染现象[16-17]。不仅国内如此，国外也同样有此问题，如伦敦、米兰等地一直使用污水灌溉[18]。在缺水地区污水农灌更是应用广泛，巴基斯坦26%的地方使用污水灌溉，加纳则约有11 500 hm2使用污水灌溉，而墨西哥则达到了2.6×105 hm2[19]。杜娟等[20]模拟污灌的研究发现，表层土中的Zn、Cd、As等含量均有增加，同时还发现土壤中的盐分含量逐步累积
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关键词：重金属土壤污染土壤修复
Abstract: this paper analyzes the heavy metal pollution of soil bioremediation technology research status, and the future prospect.
Keywords: heavy metal pollution of soil soil repair
中图分类号： Q938.1+3 文献标识码：A文章编号：
土壤中的重金属污染有长期性、不可逆性和隐蔽性的特点。当有害重金属累积到一定数量,不仅会使土壤发生退化,降低农作物的品质和产量,还会通过淋洗、径流作用污染到地表水甚至地下水,甚至可能因为人类吃到了直接受到毒害的植物而危害到身体。一直以来，国内外的技术人员都在积极研究对受重金属污染土壤的修复技术,并取得了不错的成绩。本文将具体介绍几种修复技术并展望其未来的发展。
一、重金属污染土壤修复技术的研究现状分析
（一）工程措施。主要分为深耕翻土、换土和客土。土壤仅受轻度污染时采用深耕翻土的方法, 而治理重污染区时则采用客土或者换土的方法。工程措施对于修复土壤的重金属污染有很好的效果, 它的优点在于稳定和彻底, 但也存在实施工程较大、投资费用较高, 且容易破坏土体结构使土壤肥力下降等问题。
（二）物理修复技术。主要分为电热修复、土壤淋洗、电动修复等。针对面积小且污染重的土壤进行修复, 适应性广，也是一种治本的措施, 但在操作中可能发生二次污染破坏土壤结构并导致肥力下降。
1、电热修复。电热修复是指通过高频电压产生热能和电磁波,加热土壤, 将土壤颗粒中的污染物解吸出来, 并从土壤内分离出易挥发的重金属,达到修复的效果。主要针对修复土壤被Se或Hg等重金属污染的情况。此外，也可以将土壤置于高温高压中,使之变成玻璃态物质, 最终从根本上修复了土壤中重金属的污染。
2、土壤淋洗。淋洗法是指用淋洗液冲洗受到污染的土壤,将吸附在土壤颗粒中的重金属变成金属试剂络合物或溶解性离子,再收集淋洗液并回收重金属。此法适用于轻质土壤,修复效果相对较好, 但其花费也相对较高。
3、电动修复。电动修复是指在电场的作用下, 用电迁移、电泳或电渗透的方式, 将污染物从土壤中带至电极的两端, 通过工程化的收集系统对其进行集中清理。目前该技术因其良好的修复效果已被发展进入商业化的阶段。
（三）化学修复。化学修复是指将天然矿物、有机质、固化剂以及化学试剂等物质加入土壤, 改变其Eh、PH值等理化性质, 并通过氧化还原、吸附、沉淀、抑制、络合螯合及拮抗等作用降低重金属本身的生物有效性。
（四）生物修复。生物修复是一种通过生物技术来修复土壤的新方法。主要利用生物去削减、净化重金属或降低其毒性。此法效果好又易于操作, 因而越来越受到人们的青睐, 成为几年来污染土壤修复研究中的热点。
1、植物修复技术。这是一种通过自然生长和遗传作用来培育植物对受重金属污染的土壤进行修复的技术。根据机理和作用过程的不同, 此修复技术又可分为植物提取、植物稳定和植物挥发三种类型。
⑴植物提取。用重金属超积累植物把从土壤中吸收到的重金属污染物转移到地上的部分, 再收割地上部分并对其进行集中处理,从而降低土壤中的重金属含量，并达到可以接受的水平。
⑵植物稳定。用超累积植物或耐重金属植物使重金属的活性降低, 减少了重金属通过空气扩散而污染环境或是被淋洗入地下水中的可能性。
2、微生物修复技术。通过土壤中存在的某些微生物能氧化、沉淀、吸收或还原金属物质, 从而降低了土壤中金属的毒性。此外, 存在于微生物细胞中的金属硫蛋白对Cu、Hg、Cd、Zn等重金属有强烈的亲和性,而且它对重金属也有富集作用最终能抑制毒性的扩散。但微生物只能对小范围污染的土壤进行修复，因此其能力有限。
二、对重金属污染土壤修复技术未来发展的展望
防止污染最根本的措施是控制并消除污染土壤的源头。所谓控制污染源，是指控制土壤中进入污染物的速度和数量，并通过自身的自然净化作用消化污染物，消除土壤污染。其具体措施包括：①推广闭路循环和无毒工艺，减少甚至消除排放污染物的行为，回收处理工业“三废”，变害为利；②加强对污灌区中用于灌溉的污水的水质监测，掌握水中污染物的含量、成分及动态，消除含有高残留污染物且不易降解的污染物随水流入土壤中的情况；③建立监测网络，对辖区内土壤环境的质量定期进行检测，并建立档案，按优先次序开展调查研究并制定实施相应对策。
在过去的20 年里,我国对重金属污染土壤修复技术的研究工程越来越重视,政府也一直致力于制定相应的策略来修复受到污染的土壤,但由于其高额的支出而难以被大规模应用在改良污染土壤的工作中。此外，实施中还常常因为措施不当而破坏了土壤结构，降低了生物活性，最终导致土壤肥力退化。鉴于我国国土宽广，土壤类型复杂多样，在对土壤污染现状进行调查时，要着重制定重金属在土壤中含量限额的环境质量标准，积极出台有关的土壤污染防止法，实施土壤污染的防治规划及具体措施,修订并贯彻开展污灌水质、粉煤灰及其余废弃物在农田中施用的标准等相关的基础研究。总之,当前我们迫切需要紧密结合土壤学、农业、遗传学、化学、微生物学、植物学、环境和生态学、微生物学等多种学科, 研究开发修复污染土壤的应用技术,加快对重金属污染土壤进行修复的步伐。
参考文献：
关键词：重金属；土壤重金属污染；生物修复技术
土壤重金属污染问题越来越引起人们的关注，它具有长期性、累积性、潜伏性和不可逆性等特点。土壤一旦遭受重金属污染，不仅危害大、治理成本高，而且较难以消除。 “十二五”期间，我国将元素铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、铬（Cr）和砷（As）列为重金属污染防控的重点元素。2014年4月，环保部和国土部联合的《全国土壤污染状况调查公报》显示，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染严重。全国第二次土地调查结果显示，我国中重度污染耕地大约为5000万亩。
被重金属污染的土壤不仅对作物的生长发育、产量及品质有影响，而且会通过食物链放大富集进入人体，极低浓度就能破坏人体正常的生理活动，损害人体健康[1]。土壤污染影响到整个人类生存环境的质量。重金属污染已成为一个亟待解决的环境问题。
1、土壤中重金属的来源及危害
土壤中重金属的来源可分为天然来源和人为来源。天然来源是由于土母质本身含有重金属，不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。人为来源主要是来自人类的工农业生产活动以及生活垃圾，工矿业废弃地土壤环境问题突出，黑色金属、有色金属、皮革制品、造纸、石油煤炭、化工医药、矿物制品、金属制品和电力等行业，重污染企业用地及周边土壤存在超标现象。
近年来，突发性的环境污染事件骤增，特别是重金属污染事件。突发的环境事件会导致重金属在短时间内高浓度地进入环境，产生严重的污染。2008年，我国相继发生了贵州独山县、湖南辰溪县、广西河池、云南阳宗海等多起砷污染事件。2009年8月以来，又发生了陕西凤翔儿童血铅超标、湖南浏阳镉污染及山东临沂砷污染事件。2014年，湖南衡东县儿童血铅超标事件，300多名儿童被查出血铅含量超标。据美国学者统计表明，城市儿童血铅与城市土壤铅含量呈显著的指数关系[2]。据统计，我国约有3万多公倾土地受汞的污染，有1万多公倾土地受镉的污染，每年仅生产“镉米”就达5万t以上，而每年因污染而损失的粮食约1200万t，严重影响了我国的粮食生产和食品安全[3]。这些重金属污染事件有些是由于管理不当、交通事故等人为原因导致的，有些则是环境长期受到污染、污染物含量超过环境容量而突然爆发的结果。“砷毒”“血铅”“镉米”等重金属污染事件频发，让重金属污染成为最受关注的公共事件之一。重金属污染问题已日益严重，土壤重金属的治理和修复已迫在眉睫。
2.重金属土壤污染治理生物修复技术
目前，国内外较成熟的土壤重金属污染修复技术有物理修复法、化学修复法和生物修复法等，本文主要就土壤重金属修复领域的研究热点生物修复技术进行重点介绍。生物修复技术主要有植物修复技术、微生物修复技术、农业生产修复技术和组合修复技术。
2.1植物修复技术
根据Cunningham等人的定义，植物修复是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物，使其对环境无害[4]。根据机理的不同，土壤重金属污染的植物修复技术有3中类型：植物固定、植物挥发和植物提取。目前研究最多且最有发展前景的植物修复技术为植物提取。植物提取是指将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上，该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，将植物收获并进行妥善处理（如灰化处理）后即可将该重金属从土体中去除，达到治理污染与生态修复的目的，这种特定的植物被称为超积累植物。植物修复法成本低，可有效避免二次污染，对环境扰动小。目前，全球已发现的超积累植物大约500种，大部分是关于镍的超富集植物。在我国已经发现宝山堇菜、龙葵、马蔺、三叶鬼针草对Cd有富集作用，蜈蚣草[5]和大叶井口边草[6]对As有富集作用，圆锥南芥[7]属多重金属富集植物，对Pb、Zn、Cd均有富集作用。植物修复技术可同时修复土壤及周边水体；成本低；能够美化环境，可提高土壤的肥力。植物修复技术的缺点：超富集植物个体矮小，生长缓慢，修复周期很长；超富集植物对重金属具有较强的选择性和拮抗性；植物收割后，需要进行特殊处理，否则易造成二次污染；异地引种将对当地的生物多样性构成潜在威胁。适用于大面积农田土壤修复。
2.2微生物修复技术
微生物修复技术是利用微生物（如藻类、细菌、真菌等）的生物活性对重金属的亲和吸附或转化为低毒产物，从而降低重金属的污染程度。微生物不能降解和破坏重金属，但可通过改变它们的化学或物理特性而影响金属在环境中的迁移与转化。研究证明，土壤中铬可以在微生物还原作用、生物吸附、富集等作用下降低其生物可利用性和毒性，以达到修复铬污染土壤的目的[8]。微生物修复效果好、投资小、费用低、易于管理与操作、不产生二次污染。但是微生物修复的专一性强，很难同时修复多种复合重金属污染土壤；应用难度大。
2.3农业生态修复技术
农业生态修复包括农艺修复和生态修复，前者是改变耕作制度，调节种植作物品种，种植不进入食物链的植物，选择能降低土壤重金属污染的化肥，或增施能够固定重金属的有机肥等来降低土壤重金属污染；后者调节土壤水分、养分、pH值和土壤氧化还原状况及气温、湿度等生态因素，调控污染物所处环境介质，但该技术修复周期长、效果不明显。农业生态修复技术环境友好，代价小。但需要大量的调研，基础研究，改变种植习惯。适用于大面积低污染农田土壤。
2.4组合修复技术
植物组合修复技术是将植物修复技术与其他土壤重金属污染治理方法（比如物理、化学等修复技术）综合利用形成的组合技术，与单一重金属治理技术相比，植物组合修复技术具有独特的优点。有代表的有螯合剂-植物组合修复技术，螯合剂与土壤中的重金属发生螯合作用，形成水溶性的金属―螯合剂络合物，改变重金属在土壤中的赋存形态，提高重金属的生物有效性，强化植物对重金属的吸收。另外还有基因工程-植物组合修复技术及微生物-植物组合修复技术等。
3、展望
随着社会的发展进步，人们对土壤重金属污染的认识越来越深刻，越来越重视，如何防控和治理土壤重金属已成为人们关注的焦点。在今后的土壤重金属污染治理中，首先应以源头控制，即有效地降低重金属污染物的排放，这主要有赖于国家环境政策与法规的不断完善和工矿企业技术革新的落实。其次就是土壤的修复技术，针对土壤污染的复杂性、多样性及复合性，在修复时要综合考虑污染物的性质、土壤条件、投资成本等各方面的因素，从单一的修复技术向多数联合的修复技术、综合集成的工程修复技术发展，选择最适合的修复技术或组合， 达到高效、节约的双重效果。
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【关键词】化工行业；水体及土壤污染；重金属污染
随着化学工业的飞速发展，人们对金属矿产品的需求也呈现日益增长的趋势。小到餐厅厨房的炊具以及珠宝首饰，大到核工业的核能物质。而由金属污染引发的环境问题日趋严重，其对生态系统中水体及土壤的破坏基本上难以修复，并且人为的改造和维护也很难进行。尤其是前段时间的“牛奶河”事件再一次为我们敲响了环境保护的警钟以及让我们清楚地看到化工行业引起的水体及土壤重金属污染的现状和不争的事实。
一、重金属污染的种类及来源
所谓重金属污染，是指由重金属及其化合物引起的环境污染。尤其是由化工行业引起的水体及土壤重金属污染具有永久性以及明显的累积效应。如下图为重金属在水体及土壤中的迁移转化机理[1]。
1.1 水重金属污染
重金属在水体中积累到一定的限度就会对水体-水生植物-水生动物系统产生严重危害，并可能通过食物链直接或间接地影响到人类的自身健康[2]。对水质产生污染的重金属主要有Cd、Pb、As、Hg、Cr和Co等。其中以Hg的毒性最大，Cd次之。此外，As由于其毒性可将其归为重金属污染。
1.2 土壤重金属污染
土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金属含量明显高于背景含量、并可能造成现存的或潜在的土壤质量退化、生态与环境恶化的现象[1]。污染土壤的重金属包括生物毒性显著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As，以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。
1.3 重金属污染的来源
重金属的污染主要来源化学工业污染，污染源主要有冶炼、化工、电镀、电子、制革等行业排放的“三废”等以及民用固体废弃物不合理填埋堆放和大量化肥、农药的施用，使得各种重金属污染物以单质或离子形态进入水体、土壤以及人体[2]。
二、重金属污染的防治措施
2.1水体重金属污染的防治对策
2.1.1 控制水体重金属污染源
控制重金属污染源，预防水体的污染。一方面要加强水资源的管理力度；另一方面要严格控制各种污水的排放源头以及监督、管理和控制有关工业部门和改革其生产工艺[3]。
2.1.2 水体重金属污染的工程治理
目前常用的治理水体重金属污染的工程工程措施主要有三类，即物理处理法、化学处理法及生物处理法[3]。
2.1.2.1 物理和化学方法
物理和化学方法属于传统处理重金属污染水体的的措施，包括沉淀法、螯合树脂法、高分子捕集剂法、天然沸石吸附法、膜技术、活性炭吸附工艺以及离子交换法等[4]。物理和化学方法具有净化效率高、周期较短等优点；但存在选择性小、流程长、操作麻烦以及处理费用高等缺点。
2.1.2.2 生物处理法
生物处理法相对常规水处理法有投资小、成本低以及工艺简单等优点而得到广泛应用。国外，Groudeva等[5]（2001） 对用生物修复水体的重金属污染作了最新的综述。总之，水体有害重金属的生物修复技术有着广泛、低廉的原材料及很好的前景。
2.2 土壤重金属污染的防治对策
土壤受重金属污染后，蓄积在土壤中的有害重金属能迁移到水、空气和植物中难以消除[6]。因此，土壤受重金属污染应以“预防为主”。
2.2.1 综合防护措施
控制和消除土壤的重金属污染源，同时采取消除土壤中的重金属污染物或控制重金属污染物迁移转化的措施，使其不能进入食物链[6]。
2.2.2 生物防治
土壤污染物质可通过生物降解或植物吸收而净化土壤。如羊齿铁角蕨植物对土壤中Cd的吸收率可达10%，多年可使土壤Cd含量降低50% [7]。
2.2.3 施加抑制剂
土壤施加某种抑制剂，可改变重金属在土壤中的迁移转化，减少作物吸收，如使用石灰可增加土壤PH，使Cu、Zn、Hg、Cd等金属或氢氧化物沉淀。研究表明，施用石灰后稻米含Cd量可降低30%[6]。
三、结论
随着水体及土壤重金属污染的日益严重化以及重金属污染物进入生态系统后造成难以修复的危害，其正越来越为人们所了解和重视。目前重金属污染的治理方法以物理化学方法为主，生物修复技术作为经济、高效和环保的治理技术在治理和防治重金属污染方面将发挥更大作用。新型高效的水体及土壤重金属污染防治措施有待优化及创新。
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