浅谈重金属污染现状与防治措施[样例5]

第一篇：浅谈重金属污染现状与防治措施

浅谈重金属污染现状与防治措施

摘要：概述重金属污染的现状及原因，根据分析研究重金属污染的具体来源，提出预防污染进一步加深的措施与方法；其次，针对对已带来的污染，介绍目前国内外高效、经济、科学的重金属污染方法，希望对大家重金属污染治理提供一些帮助。

关键词：重金属污染 污染来源 污染现状 防治

引言

重金属污染，作为一个日渐被人们关注环境问题，其产生的原因及影响都备受社会关注。目前，重金属主要通过矿山开采，金属冶炼，重金属加工，化工废水，化石燃料的大规模应用，以及施用的农药化肥和生活垃圾等人为污染源，加上地质侵蚀、风化等天然污染源的形式进入土壤水体，加之重金属毒性大、不易降解、易被生物富集的特点，不但严重污染生态环境，而且极地威胁了人类及其他生物的生存与安全。现今，经过人们对重金属污染不断地研究及对其的进一步认识，已掌握了许多高效、经济、科学地预防与治理重金属污染的方法与措施。本文便是就重金属污染现状与防治措施进行概述，希望对读者有所帮助。

1.重金属污染现状

重金属污染有自然因素和人为因素两种，在自然界中土质污染也影响着土壤重金属的含量。在岩石圈深部，由于岩浆作用、质变作用等复杂的地质变化过程可能导致重金属富集的工业矿床的形成，因而于矿床附近地层的土壤，就很有可能由于矿床流出的富含重金属的地下水流动而污染土壤，还有被搬运的矿化物质为母岩所发育的土壤也含有异常高的重金属含量。

然而，随着现代工农业现代化、城市化的发展，人为因素造成的重金属污染已远远超过自然因素。我国水体重金属污染问题十分突出，江河湖库底质的污染率高达80．1％ J。近年来黄河、淮河、松花江、辽河等十大流域的流域片重金属超标断面的污染程度均为超V类L4 J。城市河流有35．11％的河段出现总汞超过地表水Ⅲ类水体标准，18．46％的河段面总镉超过Ⅲ类水体标准，25％ 的河段有总铅的超标样本出。从长江、珠江、黄河等河流携带入海的重金属污染物总量约为3．4万t，对海洋水体的污染危害巨大。全国近岸海域海水采样品中铅的超标率达62．9％，最大值超一类海水标准49．0倍；铜的超标率为25．9％，汞和镉的含量也有超标现象 J。还有，在我国土壤重金属污染中．调查和研究较多的是镉。我国的镉污染比较普遍，涉及l1个省市；其次是汞、锌、铬等。我国土壤镉的背景值0．010~1．8mg／kg之间(李键和郑春江，1 989，廖自基，1989)，平均为0．163mg／kg。我国土壤含锌为3~709mg／kg，中值为lOOmg／kg 而受污染后的土壤中镉、锌含量成倍增高，如上海重金属污染区镉的含量已达3~5mg／kg(周根娣，1993)，沈阳张士污灌区附近33Ohm 农田含镉量 达5～7mg／kg，(周锡爵，1987)。锌污染区的锌含量可达lO00mg／kg，最高的可达1500mg／kg。由上可知，如何调控，治理重金属污染已成为制约我国人们生活水平体提高的重要因素，其的防治已经尤为重要。

2.重金属污染的防治措施

重金属污染的产生大多是由人为不注重环保造成的，因此从源头上切断污染源才是最根本有效的方法，因此就不同的重金属污染源应采取不同的预防措施和所需的安全标准。另外，重金属污染分为水体和土壤两个方面，下面就分别对土壤和水体重金属污染治理技术进行概述。

2.1土壤重金属污染治理技术

2.1.1物理化学法：利用物理(机械)、物理化学原理治理重污染土壤且工程量比较大的一类方法。

1..客土、翻土、换土及去表土法

客土是将污染土壤转移到未被污染的土壤；翻土则是将污染土壤翻到下层；换土是将污染的土壤移去，换上未被污染的新土；去表土是将污染的土壤表层移去。这些方法能使土壤中的重金属浓度降低到背景值以下，或减少重金属污染物被植物吸收进入食物链的目的。2..淋洗法

用淋洗液(清水或含有能提高重金属可溶性试剂的溶液)来淋洗污染土壤，使吸附固定在土壤颗粒上的重金属形成溶解性的离子或金属一试剂络合物，然后收集淋洗液回收重金属。3..热处理法

将污染土壤加热(常用的加热方法有蒸汽、红外辐射、微波和射频)，使土壤中的挥发性污染物(对重金属主要是Hg)挥发并收集起来。4.固化法

将重金属污染的土壤按一定的比例与固化剂（如无机物卜特蓝水泥、硅酸盐等，还有与有机质形成稳定的螯合物。）混合，最后形成几乎无毒性的物质。5.电化学法

外加直流电场的作用下，金属离子流在电解、电迁移、渗、电泳等的作用下移向阳(阴)极处，然后采用措施从土壤中取出，并可回收金属。2.1.2 生物工程法

利用植物、动物、微生物和藻类以及它们构成的生态系统，吸收利用土壤水体中的重金属，转化为无毒无害的物质的方法。1..利用某些特殊植物修复措施

利用能超累积重金属的植物吸收重金属，转化为低毒物质，再回收利用。2..利用微生物修复措施

利用土壤中的某些微生物对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用（还有微生物具有嗜重金属性），从而降低土壤中重金属的毒性。

3..利用某些低等动物修复措施 土壤中的某些低等动物(如蚯蚓和鼠类)能吸收土壤中的重金属，因而能一定程度地降低污染土壤中重金属的含量。

2.2 水体重金属治理技术 2.2.1物理化学方法

利用物理方法稀释，吸附等，及化学方法将重金属转化为沉淀或其他无毒低毒物质。1..沉淀、絮凝吸附法

通过物理化学方法将重金属离子转化为沉淀，或通过利用铁铝类絮凝剂吸附处理，降低重金属浓度。2..离子还原、交换法

利用离子发生氧化还原反应转化为无毒离子，或用离子交换树脂法达到降低重金属浓度的方法。3..电修复法

利用电化学原理，将金属从水中分离出来，待到净化的目的。2.2.2生物生物工程方法

其原理和方法与土壤中重金属的处理原理相同，利用水生动植物，微生物吸收利用转化水体中重金属，以降低重金属含量，达到净化水质的目的。

3.结语

重金属由于具有毒性大、在环境中不易被代谢、易被生物富集并有生物放大效应等特点，而难以治理，本文将土壤水体重金属污染从物理化学方法和生物工程方法两个方面系统阐述了目前常用的治理技术，希望能对读者有所帮助。参考文献

1.魏树和 周启星7.沙维奇，B，N，华珞等．锌及其它重金属元素在土壤中的迁移性的调控．环境科学学报.重金属污染土壤植物修复基本原理及强化措施探讨.1993，13(3)：3O5～ 307（万方）2.李艳霞，赵莉，陈同斌．城市污泥堆肥用作草皮基质对草坪草成长的影响[J]．生态学报，2002，22(6)：797—8Ol（维普）

3.Edward S R，Cliff I D．工程与环境引论[M]．北京：清华大学出版社．2002（知网）

4.陈怀满，郑春荣，王慎强，等．不同来源重金属污染的土壤对水稻的影响[J]．农村生态环境，2001，17(2)：35—40（万方）

5.解庆林，王敦球，李金城，等．桂林市污水处理厂污泥农业利用[J]．广西科学院学报，2000，16(3)：l3l— l3（万方）

6.陈志良，仇荣良，张单书等．重金属污染土壤的修复技术．环境技术，2002(6)：21～23 7.张瑞凌,魏云波,刘书花等.我国重金属污染现状及其微生物处理方法研究进展[J].现代农业科技,2011,(20)(万方)8.[期刊论文] 王校常, 施卫明, 曹志洪, 重金属的植物修复--绿色清洁的污染治理技术《核农学报》2000年5期（万方）

9.蒋先军, 骆永明, 赵其国, 土壤重金属污染的植物提取修复技术及其应用前景《农业环境保护》2000年3 10.刘明辉，水中重金属污染治理综述，文献标识码：A文章编号：1674-098X（2011）11（b）-0061-02科技创新报刊，2012年32期（重庆维普）

第二篇：珠三角土壤重金属污染现状、来源及防治措施

珠三角土地重金属污染现状、来源及防治措施

改革开放以来，中国经济迅速腾飞，环境污染和生态破坏问题也随之而来，并且已经严重危及到人类的健康与生存空间。在环境污染和生态破坏问题中，尤为严重的便是土地重金属污染。在珠三角及经济发展地区，Pb、Cd、Hg、Cu等重金属及其化合物对土地的污染极为突出。突然中的重金属无法被土壤中的微生物降解，反倒会不断积累，达到一定程度后，被植物吸收，或通过食物链富集，进而对人的健康造成严重损害。

珠江三角洲是我国乡镇工业的密集地之一，该地区以轻工业为主，乡镇工业数量多，密度大，行业覆盖面广，对矿产资源及金属的消耗非常巨大，而对于废弃金属的处理却相对滞后，由此而造成的环境污染十分严重。

通过收集相关资料，笔者对珠三角地区土地重金属污染进行了相关研究，将从三个方面展开，分别是现状、原因及防治措施。

一、珠三角土地重金属污染现状

由于珠三角地区主要为轻工业聚集地，五金、化工、电镀企业较多，对重金属的处理和加工较为密集，一旦未能妥善处理，这些企业及其周围土壤就会受到了严重污染。据广东统计年鉴资料，2008年以粤北、粤东、粤西采矿区为代表的土壤污染呈带状重金属污染特征，其中粤北山区规模以上矿山采选企业占全省的43%。在东莞，2005年工业废水的排放量为2.25亿吨，工业废气的排放量为1674.5亿方，固体废弃物的产生量为266.89万吨，工业“三废”没有经过有效的处理而直接排放，以及垃圾或河涌底泥的农用，导致含重金属污染物直接或间接进入到土壤里。

选取东莞市石龙镇与佛山市容桂镇为例，石龙工业区与容桂工业区土壤的重金属污染都以Hg、As、Cu污染为主，其中，Hg污染地区的比例最高，达到58.8％与78.3%，而As与Cu污染区域都比例也占了相对较大的比例。从以上的结果可以看出，工业区在主要污染元素类型和综合污染程度上比较相似。而对佛山市整体的调查研究表示：佛山水道底泥重金属的质量比处于较高水平，Hg的平均质量比已达到背景值的20倍，为各种重金属中最高；As的平均质量比是背景值的2倍多，为最低。由此可知，珠三角的工业园区重金属污染不然乐观。

在珠江三角洲地区农村地区，土壤重金属污染状况同样应该引起重视。据调查结果表明，珠江三角洲地区工业型农村耕地铜超标率达22.2%，种植型农村耕地以镉超标为主，超标率达16.7%；其余重金属超标率低或不超标；耕地中农田的重金属污染程度重于菜地。工业型农村污染场地以铜超标为主，超标率达33.3%；其次是镉和锌，超标率均为11.1%；其余重金属不超标。种植型农村污染场地以镉、镍超标为主，超标率均为26.1%；其次为铜和砷，超标率分别为17.4%和8.7%；其余重金属不超标。三类污染场地中，工业型农村土壤重金属超标情况相对最重的是垃圾点周边，而种植型农村土壤重金属超标程度相对最重的是养殖场周边。

二、珠三角土地重金属污染来源

珠三角土壤重金属污染的来源很多，但主要包含以下几种： 1.大气沉降

工业生产及运输产生的废气，建筑材料的粉尘以及汽车产生的尾气包含较多的重金属，重金属在大气运动中沉降，滞留在土壤中，经过一段时间，日积月累，土壤中的重金属含量就会严重超标。并且，越是靠近工业区与城市交通拥挤的地区，影响更为深大。

2.工业污水

工业生产中必定会产生污水，而在珠三角地区污水的偷排现象十分严重，污水中的重金属随着水循环进入江河湖泊，那么不可避免地会导致江河湖泊中重金属的含量严重超标。

3.废弃物

废弃物以矿业和工业固定废弃物污染最为严重。近年来，城市生活垃圾也成为污染的主要来源之一。这些废弃物以电池与电子产品为主，在堆放或处理过程中，由于日晒、雨淋、水洗等，使重金属在周围土壤中扩散开来。

三、珠三角土地重金属污染防治措施

1.相关法律法规：

解决问题要从根本上着手。珠三角地区的土地重金属污染问题已较为严重，应迅速完善并动态更新相关法律法规，并将其落实到实处。通过宣传等方式，加强公民的环保意识，使防治土壤重金属污染深入人心。对相关工厂及排污事业单位实施限时整改，采取谁污染，谁处理，谁开发，谁保护的原则。对违反法律法规的行为，及时制止，并对相关责任人依法严肃处理。

2.物理处理方法

在已经污染了的土地上，可采取物理处理方法。运用容土法，可降低土壤中重金属的含量，减少重金属对土壤-植物系统产生的毒害，从而使农产品达到食品卫生标准。而淋洗法可将土壤固相中的重金属转移到土壤液相中，再将富含重金属的废水进一步回收处理即可。另外还有电动力学法，可以控制污染物的流动方向，污染物被吸收到土壤表层而得以去除。

3.化学处理方法

由于土壤中的重金属大多以离子态或化合态存在，物理方法难以根除，此时可采用化学处理方法。化学处理方法主要有使用改良剂法，沉淀法以及拮抗法。根据土壤缓冲性原理，可施用改良剂可降低土壤重金属污染物的水溶性、扩散性和生物有效性，减轻重金属对生态环境的危害；而沉淀法是利用一些物质与重金属的特点，降低土壤溶液中重金属离子的溶解度，从而有效地降低植物体的重金属浓度；拮抗法则利用离子间拮抗作用来降低植物对重金属的吸收。

参考文献： 1.胡霓红，文典，王富华，等。珠江三角洲地区土壤重金属污染控制与修复研究的若干思考。热带农业科学，20124月第32卷第4期

2.王承立。珠三角地区土壤重金属污染现状调查及应对措施。广东工业大学通识教育课论文。2014年11月03日

3.黄娇。珠三角地区大气重金属的污染特征与环境风险评价研究。长安大学硕士学位论文。2012年5月12日

4.刘解答。珠江口表层海水中营养盐与表层沉积物中重金属的分布和影响的调查研究。湘潭大学硕士学位论文。2016年5月5日

5.高志强。城市污水处理厂汞的污染特征与珠江入海口环境风险。兰州交通大学硕士学位论文。2016年4月20日

第三篇：重金属污染防治实施方案

定边县农产品产地土壤重金属污染

防治实施方案

为做好我县农产品产地土壤重金属污染防治工作，确保普查质量，从源头保障农产品质量安全，根据省农业厅、省财政厅《关于印发**省农产品产地土壤重金属污染防治实施方案的通知》（陕农业发【2012】68号）以及市农业局、市财政厅《**市农产品产地土壤重金属污染防治实施方案的通知》（榆政农发【2012】219号）的要求，特制定本方案。

一、普查目的

通过此次普查，可摸清定边县225个行政村，共计411个农产品产地土壤重金属污染的基本情况，为农业产业结构调整和污染治理提供科学依据，对提升我县农产品质量安全和保障人民身体健康具有重要意义。

1、明晰我县农产品产地土壤重金属污染状况、分布、特征等基础信息，开展产地安全等级划分，为保护和合理利用土地资源、保障农产品质量安全、保护人体健康提供科学依据。为产地安全现状管理服务。

2、摸清我县农产品产地及其周围环境污染历史与现状、农业生产有关情况以及自然、社会经济状况等，开展农产品产地安全区划，为科学设置国控点和省控点，开展动态预警监测，及时掌握产地安全变化动态提供科技支撑。为实施产地安全动态管理服务。

3、对初步确定的土壤重金属污染修复示范区，全面准确掌握污染现状，为制定污染修复方案，选择修复技术、方法、措施、材料等提供依据，同时为评估污染修复效果提供背景资料。为减少或消除土壤重金属污染危害服务。

二、普查指导思想和技术路线

（一）指导思想

以党的十八大精神为指导，牢固树立科学发展观、安全发展理念，坚持警钟长鸣、常抓不懈，做好农产品产地土壤重金属污染防治工作。

（二）技术路线。基础资料收集与整理调查进一步确认区域类别制定普查实施方案（含点位设置方案）普查技术培训与考核踏勘布点（点位调整）样品采集（GPS定位，一律选择WGS 84坐标系）样品筛选样品装袋报送总结报告。

三、主要内容

（一）农产品产地土壤重金属普查及分级管理

1、农产品产地土壤重金属普查

（1）资料收集与调查。这次普查涉及我县所有农区，所以必须详细调查、收集、整理一般农区农产品产地安全质量状况、污染源、农业生产、自然及经济社会情况等历史和现状资料。一般农区：主要农作物种类、产量、播种面积、复种指数、耕作制度等；商品基地类别、优质农产品产区、标准化示范区等；成土母质及土壤分类情况；土壤肥力及有机质、PH、质地、CEC等；农用化学品投入情况等。

必备基础图件：乡镇边界的行政区划图，土壤母质分布图，土壤类型图，土地利用现状图，农业综合区划图，工业污染源分布图，水系分布图，地形图等。

其它图件：土壤质地图、土壤有机质分布图以及相关遥感影像等。

（2）点位布设及样品采集。全县370万亩农产品产地共设411个土壤采样点位，一般农区，蔬菜产地原则上按照5000亩布设一个国控点或省控点，粮食产地原则上按20000亩布设一个国控点。

2、农产品产地分级管理

根据普查结果，建立重点区域农产品产地土壤环境质量档案，绘制重点区域农产品产地土壤重金属污染分布图。按照《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）,实行农产品产地分级管理。

3、时间安排

2013年完成一般农区土壤重金属普查任务，采集411个土壤样品。

2014-2015年在普查的基础上，建立重点区域农产品产地土壤环境质量档案，绘制重点区域农产品产地土壤重金属污染分布图，进行产地分级管理。

（二）农产品产地土壤重金属污染监测预警

在全县农产品产地设置国控点、省控点，开展农产品产地土壤重金属污染监测预警，开展例行监测，及时准确掌握农产品产地土壤重金属污染变化动态，建立预警机制。

1、国控点、省控点和市控点设置

一般农区，蔬菜产地原则上按照5000亩布设一个国控点或省控点，粮食产地原则上按20000亩布设一个国控点。国控点确定后，不得随意更改、撤销，并设置标识牌

2、监测预警

根据《土壤环境质量标准》（GB15618-1995），选择铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、铬（Cr）和类金属砷（As）等预警指标，对产地土壤重金属污染进行监测预警分析，对出现土壤重金属超标或含量持续上升的农产品产地提出预警报告，并采取相应处理措施。

（三）农产品产地土壤重金属污染治理修复示范及禁产区划分试点。

建设1处土壤重金属综合防治技术示范区。示范区内根据土壤类型、污染种类和程度，采用化学、物理方法开展重金属污染治理修复。

四、保障措施

（一）提高认识，加强组织领导。要充分认识土壤重金属污染防治工作的重要性和紧迫性，成立农产品产地土壤重金属污染防治领导组及办公室，确保普查任务的圆满完成。

（二）争取资金，确保工作顺利开展。各级农业主管部门要对农产品产地土壤重金属污染普查工作给予高度重视，积极协调争取财政配套普查经费，严格普查经费使用管理，做到专款专用，定期审核，确保经费完全用在普查工作上。

（三）加强体系建设，提升监管能力。加大农业资源环境保护工作力度，建立健全农业保护机构。逐步完善设施设备条件，配备必要的监测仪器，提高例行监测和应急监测能力。配备数据库建设所需GPS、电脑等电子设备及软件，建立监测信息化管理系统。加强人员学习及培训，提高技术人员专业素质及业务水平，强化农产品产地环境监管能力。

（四）加强质量控制，规范管理。建立农产品产地土壤重金属污染防治质量控制责任制，严把质量关。任何单位及个人未经农业部门许可，不得将调查资料、测试数据及评价报告等各类信息进行擅自使用、修改、复制或任何形式的发表、发布及传播。

（五）做好宣传及培训工作。深入开展农产品产地土壤重金属污染防治的宣传工作，广泛动员和组织社会各界力量积极参与农产品产地土壤重金属污染防治工作。加大技术培训力度，积极参加国家及省、市、县组织的各种技术培训，提高技术人员的技术水平和业务素质。

附件：

1．定边县农产品产地土壤重金属普查采样点位分布表。

2.定边县农产品产地土壤重金属污染防治领导小组名单。

第四篇：土壤重金属污染危害及防治措施

土壤的重金属污染危害及防治措施

长沙环境保护职业技术学院 周 敏 王安群

1.前言

地球岩石圈经历了千百万年的漫长的地质变化后才形成了土壤。土壤和人类之间保持着一种自然平衡关系，土壤和其他环境因素一样对人类起作用，人类活动也可以影响土壤环境，他们之间互相依赖、互相制约、紧密地联系在一起，人通过生产活动从自然界取得资源和能量，再以“三废”形式向土壤系统排放，造成土壤污染，然后被植物吸收并在体内积累，人吃了污染的粮食、蔬菜等食物后，重金属元素就在人体蓄积，产生各种危害，所以充分认识土壤污染及危害，保护土壤，防治污染是十分重要的任务。

2.土壤重金属污染 2.1.概论

在土壤的无机污染物中，突出表现为重金属的污染。重金属不能为土壤微生物所分解，而易于积累，转化为毒性更大的甲基化合物，甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积，严重危害人体健康。土壤重金属污染物主要有铅、镉、汞、砷、铬、铜、铁、锌等，砷虽不属于重金属，但因其行为与来源及危害都与重金属相似，故通常列入重金属类进行讨论。就对植物需要而言，可分为两类：一类是植物生长发育不需要的元素，而对人体健康危害比较明显，如镉、汞、铅等，另一类是植物正常发育所需元素，且对人体又有一定生理功能，如铜、锌等，但过多会发生污染，妨碍植物生长发育。同种金属，由于它们在土壤中存在的形态不同，其迁移转化特点和污染性质也不同，因此在研究土壤中重金属的危害时，不仅要注意它们的总含量，还必须重视各种形态的含量。

2.2.汞

土壤的汞污染主要来自于污染灌溉、燃煤、汞冶炼厂和汞制剂厂(仪表、电气、氯碱工业)的排放。如一个700兆瓦的热电站，每天可排放汞215公斤，估计全世界仅由燃煤而排放到大气中的汞，一年就有3000吨左右。含汞颜料的应用、用汞做原料的工厂、含汞农药的施用等也是重要的汞污染源。汞进入土壤后95%以上能迅速被土壤吸持或固定，这主要是土壤的粘土矿物和有机质有强烈的吸附作用，因此汞容易在表层积累，并沿土壤的纵深垂直分布递减。土壤中汞的存在形态有金属汞、无机态与有机态，并在一定条件下相互转化。在正常EH和pH范围内，汞能以零价状态存在是土壤中汞的重要特点。植物能直接通过根系吸收汞，在很多情况下，汞化合物可能是在土壤中先转化为金属汞或甲基汞后才能被植物吸收。无机汞有HgSO4、Hg OH

2、HgCl2、HgO，它们因溶解度低，在土壤中迁移转化能力很弱，但在土壤微生物作用下，转化为具有剧烈毒性的甲基汞，也称汞的甲基化。微生物合成甲基汞在好氧或厌氧条件下都可以进行。在好氧条件下主要形成脂溶性的甲基汞，可被微生物吸收、积累而转入食物链，造成对人体的危害；在厌氧有酶催化下，主要形成二甲基汞，它不溶于水，在微酸性环境中，二甲基汞也可转化为甲基汞。汞对植物的危害因作物的种类不同而异，汞在一定浓度下使作物减产，较高浓度下甚至可使作物死亡。植物吸收和累积与汞的形态有关，其顺序是：氯化甲基汞>氯化乙基汞>醋酸苯汞>氯化汞>氧化汞>硫化汞。不同植物对汞吸收能力是：针叶植物>落叶植物；水稻>玉米>高果>小麦；叶菜类>根菜类>果菜类。土壤中汞含量过高，汞不但能在植物体内累积，还会对植物产生毒害，引起植物汞中毒，严重情况下引起叶子和幼蕾掉落。汞化合物侵入人体，被血液吸收后可迅速弥散到全身各器官，当重复接触汞后，就会引起肾脏损害。

2.3.镉

镉主要来源于镉矿、冶炼厂。因镉与锌同族，常与锌共生，所以冶炼锌的排放物中必有ZnO、CdO，它们挥发性强，以污染源为中心可波及数千米远。镉工业废水灌溉农田也是镉污染的重要来源。镉被土壤吸附，一般在0-15cm的土壤层累积，15cm以下含量显著减少。土壤中的镉以CdCO3、Cd PO4

2、及Cd OH 2的形态存在，其中以CdCO3为主，尤其是在pH>7的石灰性土壤中，土壤中的镉的形态可划分为可给态和代换态，它们易于迁移转化，而且能被植物吸收，不溶态镉在土壤中累积，不易被植物吸收，但随环境条件的改变二者可互相转化。如土壤偏酸时，镉的溶解度增高，而且在土壤中易于迁移；土壤处于氧化条件下(稻田排水期及旱田)镉也易变成可溶性，被植物吸收也多。土壤对镉有很强的吸着力，因而镉易在土壤中造成蓄积。镉在土壤中吸附迁移还受伴随离子如Zn2+、Pb2+、Cu2+、Fe2+、Ca2+等的影响，如锌的存在就可抑制植物对镉的吸收。

镉是植物体不需要的元素，但许多植物均能从水中和土壤中摄取镉，并在体内累积。累积量取决于环境中的镉的含量和形态。镉在植物各部分分布基本上是：根>叶>枝的干皮>花、果、籽粒。水稻研究表明同样规律，即主要在根部累积，为总量的82.5%，地上部分仅占17.5%，其顺序：为根>茎叶>稻米>糙米。

土壤中过量的镉，不仅能在植物体内残留，而且也会对植物的生长发育产生明显的危害。镉能使植物叶片受到严重伤害，致使生长缓慢，植株矮小，根系受到抑制，造成生物障碍，降低产量，在高浓度镉的毒害下发生死亡。

镉对农业最大的威胁是产生“镉米”、“镉菜”，人食用这种被镉污染的农作物，则会得骨痛病。另外，镉会损伤肾小管，出现糖尿病，镉还会造成肺部损害，心血管损害，甚至还有致癌、致畸、致突变[2]的报道。

2.4.铅

铅是土壤污染较普遍的元素。污染源主要来自汽油里添加抗爆剂烷基铅，汽油燃烧后的尾气中含大量铅，飘落在公路两侧数百米范围内的土壤中。另外矿山开采、金属冶炼、煤的燃烧等也是重要的污染源。在矿山、冶炼厂附近土壤含铅量高达1500mg/kg以上[3]。随着我国乡镇企业的快速发展，“三废”中的铅也大量进入农田，一般进入土壤中的铅在土壤中易与有机物结合，不易溶解，土壤铅大多发现在表土层，表土铅在土壤中几乎不向下移动。

植物对铅的吸收与积累，决定于环境中铅的浓度、土壤条件、植物的叶片大小和形状等。植物吸收的铅主要累积在根部，只有少数才转移到地上部分。积累在根、茎和叶内的铅，可影响植物的生长发育，使植物受害。铅对植物的危害表现为叶绿素下降。阻碍植物的呼吸及光合作用。谷类作物吸铅量较大，但多数集中在根部，茎秆次之，籽实较少。因此，铅污染的土壤所生产的禾谷类茎秆不易作饲料。

铅对动物的危害则是积累中毒。铅是作用于人体各个系统和器官的毒物，能与体内的一系列蛋白质、酶和氨基酸内的官能团络合，干扰机体多方面的生化和生理活动，导致对全身器官产生危害。

2.5.铬

铬的污染源主要是铬电镀、制革废水、铬渣等。铬在土壤中主要有两种价态：Cr+6和Cr3+。土壤中主要以三价铬化合物存在，当它们进入土壤后，90%以上迅速被土壤吸附固定，在土壤中难以再迁移。Cr+6毒性大，其毒害程度比Cr3+大100倍。而Cr3+则恰恰相反，Cr3+主要存在于土壤与沉积物中。土壤胶体对三价铬具有强烈的吸附作用，并随pH的升高而增强。土壤对六价铬的吸附固定能力较低，仅有8.5%~36.2%。不过普通土壤中可溶性六价铬的含量很小，这是因为进入土壤中的六价铬很容易还原成三价铬，这其中，有机质起着重要作用，并且这种还原作用随着pH的升高而降低。值得注意的是，实验已证明，在pH6.5—8.5的条件下，土壤的三价铬能被氧化为六价铬，同时，土壤中存在氧化锰也能使三价铬氧化成六价铬，因此，三价铬转化成六价铬的潜在危害不容忽视。

植物对铬的吸收，95%蓄积于根部。据研究，低浓度Cr+6能提高植物体内酶活性与葡萄糖含量，高浓度时，则阻碍水分和营养向上部输送，并破坏代谢作用。

铬对人体与动物也是有利有弊。人体含铬过低会产生食欲减退等症状。而Cr+6具有强氧化作用，对人体主要是慢性危害，长期作用可引起肺硬化、肺气肿、支气管扩张，甚至引发癌症[5]。

2.6.砷

土壤砷污染主要来自大气降尘、尾矿与含砷农药，燃煤是大气中砷的主要来源。通常砷集中在表土层10cm左右，只有在某些情况下可淋洗至较深土层，如施磷肥可稍增加砷的移动性。土壤中砷的形态按植物吸收的难易划分，一般可分为水溶性砷、吸附性砷和难溶性砷，通常把水溶性砷、吸附性砷总称为可给性砷，是可被植物吸收利用的部分。土壤中砷大部分为胶体吸收或和有机物络合——螯合或和磷一样与土壤中铁、铝、钙离子相结合，形成难溶化合物，或与铁、铝等氢氧化物发生共沉。pH和EH值影响土壤对砷的吸附，pH值高，土壤砷吸附量减少而水溶性砷增加；土壤在氧化条件下，大部分是砷酸，砷酸易被胶体吸附，而增加土壤固砷量。随EH降低，砷酸转化为亚砷酸，可促进砷的可溶性，增加砷害。植物在生长过程中，吸收有机态砷后可在体内逐渐降解为无机态砷。砷可通过植物根系及叶片的吸收并转移至体内各部分，砷主要集中在生长旺盛器官。作物根茎叶、籽粒含砷量差异很大，如水稻含砷量分布顺序是稻根>茎叶>谷壳>糙米，呈自下而上递降变化规律。

砷中毒可影响作物生长发育，砷对植物危害的最初症状是叶片卷曲枯萎，进一步是根系发育受阻，最后是植物根、茎、叶全部枯死。砷对人体危害很大，在体内有明显的蓄积性，它能使红血球溶解，破坏正常的生理功能，并具有遗传性、致癌性和致畸性等[5]。

3.治理措施

土壤受污染后，蓄积在土壤中的有害物质能迁移到水、空气和植物中，最终进入人体。土壤污染一旦形成，就会造成长远的影响，而且难以消除。因此，我们应以“预防为主”，积极做好土壤的保护工作。

土壤污染的防护要采取综合措施，首先要控制和消除土壤的污染源，同时对已经污染的土壤采取措施，消除土壤中的污染物或控制污染物迁移转化，使其不能进入食物链。

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。如羊齿铁角蕨属的一种植物，有较强的吸收土壤重金属能力，对土壤中镉的吸收率可达到10%，连种多年可使土壤镉含量降低50%。

施加抑制剂轻度污染的土壤，施加某种抑制剂，可改变污染物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，使铜、锌、汞、镉等金属或氢氧化物沉淀。据实验，施用石灰后稻米含镉量可降低30%。碱性磷酸盐可与土壤中的镉形成磷酸镉沉淀，对消除镉污染具有重要意义。

增施有机肥有机胶体和粘土矿物胶体，对土壤中重金属和农药有一定吸附力。因此增加土壤有机质，改良砂性土壤，能促进土壤对土壤有毒物的吸附作用，增加土壤容量，提高土壤的自净能力。

加强水浆管理水稻土壤的氧化还原状态可影响水稻土中重金属的迁移转化。淹水可明显抑制水稻对镉、铜、铅、锌的吸收，落干将促进水稻的吸收。

客土、深翻被重金属严重污染的土壤，若面积不大，可用客土换土法，对换出土壤要妥善处理，防止次生污染。亦可将污染土壤翻到下层，深埋程度以不污染作物而定。

参考文献

[1]吴沈春等环境与健康北京人民卫生出版社1982.9 [2]陈炳卿等食品污染与健康北京化学工业出版社.环境科学与工程出版中心2002.7 [3]刘静玲等环境污染与控制北京化学工业出版社.环境科学与工程出版中心2001.2 [4]胡望钧等常见有毒化学品环境事故应急处置技术与监测方法北京中国环境科学出版社1993.3 [5]徐厚恩等中国污染物有毒危险性评价北京北京医科大学.中国协和医科大学联合出版社1997.5

第五篇：土壤重金属污染危害及防治措施

土壤的重金属污染危害及防治措施

长沙环境保护职业技术学院 周 敏 王安群

地球岩石圈经历了千百万年的漫长的地质变化后才形成 了土壤。土壤和人类之间保持着一种自然平衡关系, 土壤和其他 环境因素一样对人类起作用, 人类活动也可以影响土壤环境, 他 们之间互相依赖、互相制约、紧密地联系在一起, 人通过生产活 动从自然界取得资源和能量, 再以 “三废” 形式向土壤系统排放, 造成土壤污染, 然后被植物吸收并在体内积累, 人吃了污染的粮 食、蔬菜等食物后, 重金属元素就在人体蓄积, 产生各种危害, 所 以充分认识土壤污染及危害, 保护土壤, 防治污染是十分重要的 任务。土壤重金属污染

在土壤的无机污染物中, 突出表现为重金属的污染。重金属不能为土壤微生物所分解, 而易于积累, 转化为毒性更大的甲基化合物, 甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积, 严重危害人体健康。土壤重金属污染物主要有铅、镉、汞、砷、铬、铜、铁、锌等, 砷虽不属于重金属, 但因其行为与来源及危害都与重金属相似, 故通常列入重金属类进行讨论。就对植物需要而言, 可分为两类:一类是植物生长发育不需要的元素, 而对人体健康危害比较明显, 如镉、汞、铅等, 另一类是植物正常发育所需元素, 且对人体又有一定生理功能, 如铜、锌等, 但过多会发生污染, 妨碍植物生长发育。同种金属, 由于它们在土壤中存在的形态不同, 其迁移转化特点和污染性质也不同, 因此在研究土壤中重金属的危害时, 不 仅要注意它们的总含量, 还必须重视各种形态的含量。汞 土壤的汞污染主要来自于污染灌溉、燃煤、汞冶炼厂和汞制剂厂(仪表、电气、氯碱工业)的排放。如一个700 兆瓦的热电站, 每天可排放汞215 公斤, 估计全世界仅由燃煤而排放到大气中的汞, 一年就有3000 吨左右。含汞颜料的应用、用汞做原料的工厂、含汞农药的施用等也是重要的汞污染源。汞进入土壤后95%以上能迅速被土壤吸持或固定, 这主要是土壤的粘土矿物和有机质有强烈的吸附作用, 因此汞容易在表层积累, 并沿土壤的纵深垂直分布递减。土壤中汞的存在形态有金属汞、无机态与有机态, 并在一定条件下相互转化。在正常EH 和PH 范围内, 汞能以零价状态存在是土壤中汞的重要特点。植物能直接通过根系吸收汞, 在很多情况下, 汞化合物可能是在土壤中先转化为金属汞或甲基汞后才能被植物吸收。无机汞有HgSO

4、Hg(OH)

2、HgCL

2、HgO , 它们因溶解度低, 在土壤中迁移转化能力很弱, 但在土壤微生物作用下, 转化为具有剧烈毒性的甲基汞, 也称汞的甲基化。微生物合成甲基汞在好氧或厌 氧条件下都可以进行。在好氧条件下主要形成脂溶性的甲基汞,可被微生物吸收、积累而转入食物链, 造成对人体的危害;在厌氧有酶催化下, 主要形成二甲基汞, 它不溶于水, 在微酸性环境中, 二甲基汞也可转化为甲基汞。汞对植物的危害因作物的种类不同而异, 汞在一定浓度下使作物减产, 较高浓度下甚至可使作物死亡。植物吸收和累积与汞的形态有关, 其顺序是: 氯化甲基汞 > 氯化乙基汞 > 醋酸苯汞 > 氯化汞 > 氧化汞 > 硫化汞。不同植物对汞吸收能力是: 针叶植物 > 落叶植物;水稻 >玉米 > 高果 > 小麦;叶菜类 > 根菜类 > 果菜类。土壤中汞含量过高, 汞不但能在植物体内累积, 还会对植物产生毒害, 引起植物汞中毒, 严重情况下引起叶子和幼蕾掉落。汞化合物侵入人体, 被血液吸收后可迅速弥散到全身各器官, 当重复接触汞后, 就会引起肾脏损害。镉 镉主要来源于镉矿、冶炼厂。因镉与锌同族, 常与锌共生, 所以冶炼锌的排放物中必有ZnO、CdO , 它们挥发性强, 以污 染源为中心可波及数千米远。镉工业废水灌溉农田也是镉污染的重要来源。镉被土壤吸附, 一般在0-15cm 的土壤层累积, 15cm 以下含量显著减少。土壤中的镉以CdCO

3、Cd(PO 4)

2、及Cd(OH)2 的形态存在, 其中以CdCO 3 为主, 尤其是在PH> 7 的石灰性土壤 中, 土壤中的镉的形态可划分为可给态和代换态, 它们易于迁移转化, 而且能被植物吸收, 不溶态镉在土壤中累积, 不易被植物吸收, 但随环境条件的改变二者可互相转化。如土壤偏酸时, 镉的溶解度增高, 而且在土壤中易于迁移;土壤处于氧化条件下(稻田排水期及旱田)镉也易变成可溶性, 被植物吸收也多。土壤对镉有很强的吸着力, 因而镉易在土壤中造成蓄积。镉在土壤中吸附迁移还受伴随离子如Zn2+、Pb2、Cu2+、Fe2+、Ca2+等的影响, 如锌的存在就可抑制植物对镉的吸收。

镉是植物体不需要的元素, 但许多植物均能从水中和土壤

中摄取镉, 并在体内累积。累积量取决于环境中的镉的含量和形 态。镉在植物各部分分布基本上是: 根 > 叶 > 枝的干皮 > 花、果、籽粒。水稻研究表明同样规律, 即主要在根部累积, 为总 量的8215% , 地上部分仅占1715% , 其顺序: 为根 > 茎叶 > 稻 米 > 糙米。

土壤中过量的镉, 不仅能在植物体内残留, 而且也会对植物 的生长发育产生明显的危害。镉能使植物叶片受到严重伤害, 致 使生长缓慢, 植株矮小, 根系受到抑制, 造成生物障碍, 降低产 量, 在高浓度镉的毒害下发生死亡。

镉对农业最大的威胁是产生 “镉米”、“镉菜” , 人食用这种被 镉污染的农作物, 则会得骨痛病。另外, 镉会损伤肾小管, 出现糖 尿病, 镉还会造成肺部损害, 心血管损害, 甚至还有致癌、致畸、致突变[2 ] 的报道。

铅 铅是土壤污染较普遍的元素。污染源主要来自汽油里添 加抗爆剂烷基铅, 汽油燃烧后的尾气中含大量铅, 飘落在公路两 侧数百米范围内的土壤中。另外矿山开采、金属冶炼、煤的燃烧 等也是重要的污染源。在矿山、冶炼厂附近土壤含铅量高达 1500cmö kg 以上[3 ]。随着我国乡镇企业的快速发展,“三废” 中的铅也大量进入农田, 一般进入土壤中的铅在土壤中易与有机物

结合, 不易溶解, 土壤铅大多发现在表土层, 表土铅在土壤中几乎不向下移动。植物对铅的吸收与积累, 决定于环境中铅的浓度、土壤条

件、植物的叶片大小和形状等。植物吸收的铅主要累积在根部, 只有少数才转移到地上部分。积累在根、茎和叶内的铅, 可影响 植物的生长发育, 使植物受害。铅对植物的危害表现为叶绿素 下降。阻碍植物的呼吸及光合作用。谷类作物吸铅量较大, 但多 数集中在根部, 茎秆次之, 籽实较少。因此, 铅污染的土壤所生产 的禾谷类茎秆不易作饲料。

铅对动物的危害则是积累中毒。铅是作用于人体各个系统

和器官的毒物, 能与体内的一系列蛋白质、酶和氨基酸内的官能 团络合, 干扰机体多方面的生化和生理活动, 导致对全身器官产 生危害。

铬 铬的污染源主要是铬电镀、制革废水、铬渣等。铬在土壤 中主要有两种价态: Cr 6+ 和Cr 3+。土壤中主要以三价铬化合物存

在, 当它们进入土壤后, 90%以上迅速被土壤吸附固定, 在土壤 中难以再迁移。Cr 6+ 很稳定, 毒性大, 其毒害程度比Cr 3+ 大100 倍。而Cr 3+ 则恰恰相反, Cr 3+ 主要存在于土壤与沉积物中。土壤

胶体对三价铬具有强烈的吸附作用, 并随PH 的升高而增强。土 壤对六价铬的吸附固定能力较低, 仅有815%—3612%。不过普 通土壤中可溶性六价铬的含量很小, 这是因为进入土壤中的六 价铬很容易还原成三价铬, 这其中, 有机质起着重要作用, 并且 这种还原作用随着PH 的升高而降低。值得注意的是, 实验已证 明, 在PH 615—815 的条件下, 土壤的三价铬能被氧化为六价 铬, 同时, 土壤中存在氧化锰也能使三价铬氧化成六价铬, 因此, 三价铬转化成六价铬的潜在危害不容忽视。

植物对铬的吸收, 95%蓄积于根部。据研究, 低浓度Cr6+能提高植物体内酶活性与葡萄糖含量, 高浓度时, 则阻碍水分和营 养向上部输送, 并破坏代谢作用。

铬对人体与动物也是有利有弊。人体含铬过低会产生食欲 减退等症状。而Cr 6+ 具有强氧化作用, 对人体主要是慢性危害, 长期作用可引起肺硬化、肺气肿、支气管扩张, 甚至引发癌症[5 ]。

砷 土壤砷污染主要来自大气降尘、尾矿与含砷农药, 燃煤 是大气中砷的主要来源。通常砷集中在表土层10cm 左右, 只有 在某些情况下可淋洗至较深土层, 如施磷肥可稍增加砷的移动 性。土壤中砷的形态按植物吸收的难易划分, 一般可分为水溶性 砷、吸附性砷和难溶性砷, 通常把水溶性砷、吸附性砷总称为可 给性砷, 是可被植物吸收利用的部分。土壤中砷大部分为胶体吸 收或和有机物络合——螯合或和磷一样与土壤中铁、铝、钙离子 相结合, 形成难溶化合物, 或与铁、铝等氢氧化物发生共沉。PH 和 EH 值影响土壤对砷的吸附, PH 值高, 土壤砷吸附量减少而 水溶性砷增加;土壤在氧化条件下, 大部分是砷酸, 砷酸易被胶 体吸附, 而增加土壤固砷量。随EH 降低, 砷酸转化为亚砷酸, 可 促进砷的可溶性, 增加砷害。植物在生长过程中, 吸收有机态砷 后可在体内逐渐降解为无机态砷。砷可通过植物根系及叶片的 吸收并转移至体内各部分, 砷主要集中在生长旺盛器官。作物根

茎叶、籽粒含砷量差异很大, 如水稻含砷量分布顺序是稻根 >茎叶 > 谷壳 > 糙米, 呈自下而上递降变化规律。

砷中毒可影响作物生长发育, 砷对植物危害的最初症状是

叶片卷曲枯萎, 进一步是根系发育受阻, 最后是植物根、茎、叶全 部枯死。

砷对人体危害很大, 在体内有明显的蓄积性, 它能使红血球 溶解, 破坏正常的生理功能, 并具有遗传性、致癌性和致畸性 等[5 ]。治理措施

土壤受污染后, 蓄积在土壤中的有害物质能迁移到水、空气 和植物中, 最终进入人体。土壤污染一旦形成, 就会造成长远的

影响, 而且难以消除。因此, 我们应以 “预防为主” , 积极做好土壤 的保护工作。

土壤污染的防护要采取综合措施, 首先要控制和消除土壤 的污染源, 同时对已经污染的土壤采取措施, 消除土壤中的污染 物或控制污染物迁移转化, 使其不能进入食物链。

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。如羊齿铁角蕨属的一种植物, 有较强的吸收土壤重金属 能力, 对土壤中镉的吸收率可达到10% , 连种多年可使土壤镉含 量降低50%。

施加抑制剂 轻度污染的土壤, 施加某种抑制剂, 可改变污

染物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, 使铜、锌、汞、镉等金属或氢氧化物沉淀。据实验, 施用石 灰后稻米含镉量可降低30%。碱性磷酸盐可与土壤中的镉形成 磷酸镉沉淀, 对消除镉污染具有重要意义。

增施有机肥 有机胶体和粘土矿物胶体, 对土壤中重金属和农药有一定吸附力。因此增加土壤有机质, 改良砂性土壤, 能促

进土壤对土壤有毒物的吸附作用, 增加土壤容量, 提高土壤的自 净能力。

加强水浆管理 水稻土壤的氧化还原状态可影响水稻土中

重金属的迁移转化。淹水可明显抑制水稻对镉、铜、铅、锌的吸 收, 落干将促进水稻的吸收。

客土、深翻 被重金属严重污染的土壤, 若面积不大, 可用客 土换土法, 对换出土壤要妥善处理, 防止次生污染。亦可将污染 土壤翻到下层, 深埋程度以不污染作物而定。参考文献

[1 ]吴沈春等 环境与健康 北京 人民卫生出版社 1982.9 [2 ]陈炳卿等 食品污染与健康 北京 化学工业出版社.环境 科学与工程出版中心 2002.7 [3 ]刘静玲等 环境污染与控制 北京 化学工业出版社.环境 科学与工程出版中心 2001.2 [4 ]胡望钧等 常见有毒化学品环境事故应急处置技术与监 测方法 北京 中国环境科学出版社 1993.3 [ 5 ]徐厚恩等 中国污染物有毒危险性评价 北京 北京医科 大学.中国协和医科大学联合出版社 1997.5