重金屬污染研究現狀精選(九篇)

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第1篇：重金屬污染研究現狀范文

關鍵詞：重金屬；土壤改良；改良劑

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A DOI 編碼：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 土壤重金屬污染途徑

隨著工業化進程的逐步深入，農業發展加速，廢棄物逐步增多且相關處理措施不當，這導致農田中土壤重金屬含量逐步增加。農業部曾對全國土壤調查發現，重金屬超標農產品占污染物超標農產品總面積80%以上[1]，土壤重金屬超標率更是達到了12.1%[2]。據國外相關研究得知，土壤重金屬含量已經達到影響作物生長的地步[3-4]。而龍新憲等人的研究發現：土壤重金屬離子含量達到一定程度，這些重金屬離子將通過被植物吸收而進入食物鏈，最終威脅人類身體健康[5-7]。同時，重金屬污染的表層土還會通過風力和水力等作用進入大氣引發大氣污染、地表水污染等生態環境問題[8]。

1.1 大氣運動

大氣運動是土壤重金屬污染來源的一個重要途徑[9]。大氣成分并不是一直不變而是隨著地球演化而變化，大氣中的成分做周而復始的循環，這其中就包括某些重金屬。近年來工業飛速發展，大量化石燃料被燃燒，其釋放的酸性氣體和某些重金屬粒子參與到大氣循環當中。

大氣運動主要有2個方面體現。一方面來自工業、交通的影響，Bermudied等[10]研究發現，工業、交通影響重金屬的大氣沉降，如阿根廷爾多瓦省的小麥和農田地表中的Ni、Pb、Sb等來自于此。Kong[11]通過對撫順市不同類型大氣PM10顆粒中的Cr、Mn、Co等多種重金屬含量檢測發現，機動車排放、工業廢氣向大氣中排放重金屬而后進行大氣沉降。另一方面來自礦山開采和冶煉[9]所帶來的大氣沉降也是土壤重金屬的重要來源，常熟某電鍍廠附近土地發現Zn和Ni的污染現象，該污染隨著距離增加而污染減輕，同時Zn的污染逐年加劇[12]

1.2 污水農用

污水農用指的是利用下水道污水、工業廢水、地面超標污水等對農田灌溉。據我國農業部的調查，發現灌溉區內重金屬污染面積占灌溉總面積的64.8%，其中輕度污染占46.7%，中度占9.7%，重度占8.4%[13]。天津種植的油麥菜有60%受到污染[14]。昊學麗等[15]調查發現，沈陽市渾河、細河等河渠周邊農田中Hg、Cd含量分數高于遼寧土壤背影值，更是嚴重高出國家二級土壤標準。根據相關人員對保定、西安、北京等地調查，發現上述地區的污灌區表層土出現不同程度的重金屬污染現象[16-17]。不僅國內如此，國外也同樣有此問題，如倫敦、米蘭等地一直使用污水灌溉[18]。在缺水地區污水農灌更是應用廣泛，巴基斯坦26%的地方使用污水灌溉，加納則約有11 500 hm2使用污水灌溉，而墨西哥則達到了2.6×105 hm2[19]。杜娟等[20]模擬污灌的研究發現，表層土中的Zn、Cd、As等含量均有增加，同時還發現土壤中的鹽分含量逐步累積

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第2篇：重金屬污染研究現狀范文

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第3篇：重金屬污染研究現狀范文

【關鍵詞】土壤污染；重金屬；治理方法

土壤，為人類提供生存所需的自然環境，為農業生產提供必要的資源。我們所面臨的許多問題，諸如環境問題、糧食問題、資源問題等等，都和土壤息息相關。自上世紀20年代以來，工業發展，導致金屬產量急劇增加，進而導致重金屬環境污染問題。含有重金屬的污染物通過多種方式進入土壤，導致土壤重金屬污染問題。現在，很多發展中甚至發達國家，都面臨著土壤污染問題。這一問題的日益嚴重，也引起了人們的廣泛關注。因此，本文將圍繞土壤重金屬污染的現狀、治理方法等方面展開。

1.我國土壤重金屬污染的現狀

目前，我國大陸受到重金屬污染的耕地面積約為2000萬公頃，大約占耕地總面積的1/5。其中，受礦區污染的耕地面積約200萬公頃，受石油污染的耕地面積約500萬公頃，受固體廢棄物堆放污染的耕地面積約5萬公頃，受“工業三廢”污染的耕地面積約1000萬公頃，受污水灌溉的耕地面積約330萬公頃。由于土壤污染，我國農業糧食產量每年減少約1300萬噸，更為嚴重的是，因為受到污染，土壤的多種功能，如營養功能、凈化功能、緩沖功能、有機體的支持功能等功能正在逐漸喪失。

2.土壤重金屬污染的后果

第一、土壤污染導致耕地資源短缺。

第二、土壤污染威脅人、畜的身體健康。

第三、土壤污染阻礙農業生產的發展。

第四、土壤污染會導致其他的環境污染問題。

第五、土壤污染危及子孫后代的利益，阻礙農村經濟的健康、持續發展，不利于國家經濟的可持續發展。

3.土壤重金屬污染的治理

3.1物理防治

物理防治主要采取排土、換土、去表土、客土和深耕翻土等措施。不同地區應采取不同的措施：

（1）污染嚴重的地區，適合采取排土、換土、去表土、客土等措施。這些措施可以從根本上去除土壤中的重金屬污染物。具體方法：將重金屬重污染地區的土壤放到高溫、高壓的條件下，使之變成的玻璃態物質，然后將重金屬固定在玻璃態物質中，進而達到去除重金屬污染物的目的。這種方法可以在根本上去除土壤中的重金屬污染物，而且見效迅速，但這種方法工作量大、費用高。因此，這種方法常被用在重金屬重污染地區的搶救性修復工作中。

（2）污染較輕的地區，適合使用深耕翻土這種方法。這一方法可以降低土壤表層的重金屬含量。

3.2化學防治

化學防治的方法很多，如：

3.2.1添加重金屬改良劑

在土壤中添加一些處理重金屬污染時的常用到的改良劑改良劑，諸如磷酸鹽、石灰以及硅酸鹽等。它們可以和土壤中的重金屬污染物發生化學反應，進而生成難溶化合物，從而減少土壤和植被對重金屬污染物的吸收。

3.2.2施加重金屬螯合劑

土壤中的重金屬大都吸附于土壤固體表層，因而土壤溶液中的重金屬含量相對較少，所以，我們可以在土壤中施加重金屬螯合劑。這樣做可以提高土壤中重金屬的有效態，更易于流動、吸收。

3.2.3施用重金屬拮抗劑

在土壤中，重金屬元素之間有拮抗作用。我們可以利用一些對人體沒危害甚至是有益的金屬元素的拮抗作用，減少土壤中重金屬的有效態。所以，在輕度污染的土壤中、施加少量的有拮抗性的金屬元素，將能起到很好的防治作用。

3.3生物防治

生物防治，可以采取以下措施：

3.3.1植物吸收

可以通過植物的吸收作用來減少土壤中的重金屬污染物含量。這類植物很多，如羊蕨屬植物、筧科植物等，這些植物對土壤中的重金屬的吸收率可達到100%。

3.3.2微生物降解

使用清洗劑將土壤表層附著的重金屬解吸到土壤溶液中，然后隨著清洗液一起流入預定的水體中，并和微生物發生作用，從而實現消除土壤中重金屬的目的。

3.3.3生物防治很多優點，如效果好、沒有二次污染、費用低、易管理、易操作等，因此受到人們的普遍重視

3.4農業生態防治

農業生態防治，可以采取以下措施：

3.4.1控制土壤的氧化―還原條件

在浸水的土壤中，重金屬常常以難溶態的硫化物的形式存在。所以，控制土壤中的水分和氧化―還原電位，在作物壯籽期間，保證土壤處于一個相對穩定的水淹期，就可以減少植物吸入的重金屬含量，進而減少果實和籽中的重金屬含量。

3.4.2改變作物品種

改變作物品種，也可以在一定程度上降低土壤中的重金屬含量。如：在受污染較嚴重的地區，種植花卉和經濟林目等；而在受污染較輕的地區，種植耐重金屬性較強強的作物，如改旱地為水田，或者旱地、水田進行輪作，以調整PH、EH，從而降低土壤中重金屬的有效性。

目前，以上列舉的治理土壤重金屬污染問題的技術還不能被廣泛地應用，其原因有成本過高、實地應用的經驗不足、處理效果不穩定等。隨著科學技術的發展，開發、研究工作的深入與完善，這些治理方法一定可以日趨完善，并被廣泛運用。

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第4篇：重金屬污染研究現狀范文

關鍵詞 畜禽養殖；重金屬污染；現狀；對策

中圖分類號 X53 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）11-0245-01

Abstract Aiming at the status of soil heavy metal pollution caused by intensive livestock farming in China，the reasons of pollution were analyzed，and control measures were put forward.

Key words livestock；metal pollution；status；countermeasures

隨著現代養殖業的進步，我國集約化畜禽養殖業快速發展，提高了養殖效益，但是同時也導致了嚴重的環境污染問題，主要是由畜禽糞便等引起的，呈現出日益嚴重的趨勢。許多畜禽養殖場周邊土壤重金屬存在不同程度的超標現象。簡要分析了畜禽養殖導致土壤重金屬污染的原因，探討了控制畜禽養殖污染的對策。

1 畜禽養殖導致土壤重金屬污染現狀

1.1 飼料

1.1.1 鋅。鋅是動物機體必需的微量元素之一，現代集約化養殖畜禽飼料中含鋅的促生長添加劑，一般為氧化鋅（預防豬腹瀉）和硫酸鋅。鋅添加量通常為200～400 mg/kg，而在乳豬養殖中可達2 000 mg/kg以上。同時，畜禽對鋅的消化吸收利用率極低，不到20%，因此大部分鋅會隨畜禽的糞尿排出并進入環境中[1]。

1.1.2 鎘。導致飼料中鎘污染的原因常與硫酸鋅添加劑有關，飼料硫酸鋅中的鎘超標。由于作為飼料添加劑鋅的用量較大，因此伴隨飼料鋅的鎘污染加重[2]。

1.1.3 砷。飼料中添加砷制劑是促進動物生長、提高飼料利用效率的有效措施。普遍添加的主要是有機砷制劑，導致許多地方飼料中的總砷含量超過2.0 mg/kg。

1.1.4 銅。銅是畜禽必需的微量元素之一，有研究表明，我國市售的豬飼料含銅量平均為200～300 mg/kg，在畜禽飼養過程中高銅制劑已普遍使用。

1.2 畜禽糞便

畜禽糞便富含有機質和一定量的氮、磷、鉀等營養成分，可作為有機肥料還田。畜禽糞便固液分離后，其中的固體通常含有較多銅、砷、鎘、鋅、鈷、鎳等。因此，如果大量施用畜禽糞便，將會使其中的重金屬元素進入土壤，長期大量施用會導致重金屬元素的累積，存在土壤污染風險。

影響畜禽糞便重金屬含量的因素包括以下幾個方面：一是畜禽對重金屬元素吸收利用率低是導致糞便中重金屬污染的重要原因，且畜禽糞便中重金屬含量與日糧中添加量成線性相關。有研究表明，家禽糞便中Cu、Zn、As含量是飼料日糧中的2～7倍，90%以上的重金屬不能被機體吸收而隨糞便排出。二是不同年齡或生長階段的畜禽對飼料中微量元素的利用率不同。三是不同種類畜禽糞便重金屬含量差異較大。豬糞Cu、Zn、As含量明顯高于牛糞、雞糞[2]。

此外，我國目前僅制定了有機肥行業標準對 Cd 的限量指標為3 mg/kg，是德國腐熟堆肥標準的2倍。因為針對有機肥重金屬的限量和相關標準非常少，所以商品有機肥普遍存在重金屬超標的現象。重金屬隨著有機肥施用進入農田，土壤重金屬積累逐年增加[3]。

綜上，畜禽養殖場周邊土壤重金屬污染原因分析如下：現代畜禽養殖普遍使用飼料添加劑（含鋅、銅、砷制劑等），飼料中重金屬吸收利用率極低，生物富集作用使糞便重金屬含量比飼料中高數倍。農田土壤重金屬的重要來源之一就是隨畜禽糞尿排出的重金屬，長期施用畜禽糞便很可能導致土壤中的重金屬累積。

2 防治對策

2.1 規范畜禽飼料

應當推廣應用環保飼料，規范畜禽飼料添加劑的使用，同時提高畜禽的飼料利用率，以降低畜禽糞便農用的環境污染風險。

2.2 建設大型沼氣工程，對糞污進行無害化處理

畜禽養殖污染防治應充分考慮畜禽養殖污染物的有機肥資源屬性，鼓勵將畜禽糞便通過堆肥發酵等措施進行無害化處理，用于生產沼氣或制成有機肥等，實現畜禽糞便的資源化利用[4]。

2.3 改變重金屬形態，降低污染風險

為降低土地利用過程中有機肥施用的重金屬污染風險，可通過改變畜禽糞便中重金屬的存在形態使其固定，降低其可移動性及植物可利用性或利用化學淋濾的方式來去除重金屬。特別針對已被重金屬污染土壤的修復措施很多。生物修復法主要側重于植物修復技術用于大面積、低濃度污染的農田。同時，要加強利用微生物固定土壤中重金屬的方法研究、尋找和馴化高效菌種，該方法成本低，并且修復效果好[5]。

2.4 確立畜禽廢棄物堆肥重金屬限量標準

我國還沒有畜禽廢棄物堆肥重金屬限量標準，但是國外對堆肥中的有毒有害物質已制定相應的標準。我國應建立適合我國的畜禽廢棄物堆肥重金屬的限量標準[6]。

2.5 發展清潔養殖

畜禽規模化養殖要合理布局，推廣生態化、標準化的養殖模式。要重視糞污清理、飼料配比等環節的環境保護要求；注重清潔生產，在養殖過程中降低資源耗損和污染負荷，從源頭減少污染物的排放總量；提高末端治理效率實現穩定達標排放[7]。

3 參考文獻

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第5篇：重金屬污染研究現狀范文

關鍵詞：重金屬監測；重金屬污染；土壤采樣；樣品制備；樣品檢測；總質量控制 文獻標識碼：A

中圖分類號：X833 文章編號：1009-2374（2017）08-0124-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.08.060

1 我國土壤重金屬污染現狀

土壤是地球環境的主要組成部分之一，主要指地球表面能夠生長植被的地表層，是介于大氣、巖石、水和生物之間的構成部分。大部分的土壤是由沙石和黏土以及各種有機物等成分混合而成的。土壤是大部分動物、植物、微生物等賴以生存的基本物質，土壤的優劣直接影響我們的日常生活、生產以及農業經濟的發展。

重金屬是指相對密度高于5的金屬元素及其化合物，其中在我們生活中能引起土壤污染的重金屬主要指鉛、汞、鎘、鋅、鉻、銅、鎳和類金屬砷等元素化合物。在環境污染中土壤的重金屬污染要比水體、空氣等污染更加隱蔽難測，并且土壤的自我修復能力相對水體和空氣來說較弱，一旦重金屬進入環境土壤中的含量高于土壤的自身修復能力時，就會在土壤中形成污染并且不斷積累長期存在，從而對土壤造成嚴重的破壞和污染。土壤被重金屬污染后，一旦在受污染的農田里種植作物將會導致農作物受到污染，最終經過農作物污染到食品，同時，被污染的土壤通過雨水滲透，水體流經地表等過程造成江河、地下水等水體污染，一旦被人飲用將會給人體帶來極大的傷害

隨著我國城市化建設，工業及化學化工等領域的發展，加上農業上對農藥化肥等化工產品的應用導致環境內被重金屬污染的土壤逐年增加，對我們的人身健康和經濟發展帶來了巨大的危害。根據我國農業部的調研發現，我國目前受污染的農田灌溉區多達140*104公頃，其中被重金屬所污染的區域占總污染灌溉區的60%以上。我國每年有超過1200萬噸的農作物被重金屬所污染，每年因為重金屬污染而導致的糧食減產高于1000多萬噸，每年農業經濟損失超過200億元人民幣。同時由于糧食含鎘量超標會引起“痛痛病”，砷過量會導致肺癌、皮膚癌以及幾乎所有的重金屬過量都會引起人的神經錯亂、頭暈頭痛、關節病變、各種癌癥和結石等，所以土壤重金屬污染已經嚴重危害到人類及畜類的健康。

2 土壤重金偌嗖庵衛戇旆

根據我國環保監測法案發現，土壤重金屬監測在各種環境常規監測里面逐漸占據了重要地位，其中對于灌溉區及各種農田的土壤監測已經變得尤為重要。

2.1 土壤樣品采集

在各種環境監測中土壤的監測和水質、大氣的監測不同，水體和大氣均為流體，污染源混入后較易融合，由于大部分水體氣體等污染物可在限定范圍內均勻分布，對于監測項目的采樣工作來說相對簡單，代表性樣品容易采集。然而土壤中的重金屬污染物的轉移、混合等相對大氣、水體中的污染物更加困難，分布不均勻，各地點的污染程度差異很大，即便是采取多點、多次的采樣方法，采取的樣品也具有極大的局限性，因此土壤的監測中，由于采樣的局限性所造成的誤差對監測數據結果的影響要遠遠多于實驗的分析過程中造成的誤差。所以為了使監測過程中采集的土壤樣品具有代表性，使監測結果能反映土壤重金屬污染的真實情況，應盡量降低采樣所造成的誤差。

對于土壤采樣點的布置既要考慮到土壤的綜合情況，也需依據實際的土壤污染情況和實際的監測項目確定。對于被重金屬污染的土壤進行樣品采集，一般主要是采集表層的土壤，樣品采集深度約0～20cm。同時采樣布點的方法主要包括對角線布點法和梅花形布點法以及棋盤式布點法與蛇形布點法等方法，土壤采集過程中應該對采樣點地勢、受污染程度以及土壤受污染程度等因素綜合考慮，然后選擇不同的布點方法，并且需要一年里在同一采樣地點進行兩次監測對比，采樣的同時要詳細記錄采樣的時間、編號、GPS定位等信息。

2.2 土壤樣品制備

土壤樣品的制備首先需要將采集的土壤樣品混合攪勻后反復按四分法進行篩選取舍，最終需要留下1～2千克樣品供實驗分析使用。在樣品制備過程中為了避免受細菌真菌等微生物的作用引起土壤發霉變質，需要將樣品放置在陶瓷樣品盤內或塑料薄膜上在通風避光的環境下進行風干，當樣品達到半風干狀態時，需要將土壤樣品進行處理，結節壓碎，同時去除樣品中的石塊，篩出殘余動植物肢體等其他雜物。然后將篩選后的樣品均勻地鋪展成薄層狀，放在陰涼通風處緩慢風干，切勿將樣品放在陽光下直接曝曬同時需要經常翻動樣品。在樣品風干的同時還要注意防止酸性和堿性等氣體以及其他灰塵等污染源對樣品造成二次污染。待樣品充分風干后，通過研磨、篩分、縮分等規范的處理操作步驟，制備成粒度小于200目的最終樣品。最后將樣品混勻、裝瓶、貼標簽、編號、儲存。樣品存儲時要盡量避免潮濕、高危、酸堿氣體和日光直曬等因素的影響，且制備的土壤顆粒越小越均勻最終的分析結果越準確。

2.3 土壤樣品監測分析

土壤樣品監測之前需對其進行消解，通常采用多元酸分解法，需使用高純度的消解試劑，以避免或減少消解過程中對樣品造成二次污染。

重金屬的定性定量檢測方法主要包括原子吸收分光光度法、分光光度法、等離子體發射光譜法、原子熒光分光光度法，這些方法在不斷改進與修正的過程中已經逐漸形成了行業標準以及國家標準。目前國內土壤里重金屬檢測方法大都需要大型昂貴的檢測儀器設備，一般需要專業的人員進行樣品測量分析，整個分析過程錯綜復雜，實驗數據采集時間較長，分析成本高，所以對于土壤重金屬的檢測目前國內水平還需要改進提高。

土壤重金屬監測項目及分析方法及監測項目監測儀器監測方法來源如下：

第一，《鎘 原子吸收光譜儀石墨爐原子吸收分光光度法》（GB/T 17141-1997）；《原子吸收光譜儀 KI-MIBK 萃取原子吸收分光光度法》（GB/T 17140-1997）。

第二，《汞 測汞儀冷原子吸收法》（GB/T 17136-1997）。

第三，《砷 分光光度計二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法》（GB/T 17134-1997）；《分光光度計硼氫化鉀-硝酸銀分光光度法》（GB/T 17135-1997）。

第四，《銅 原子吸收光譜儀火焰原子吸收分光光度法》（GB/T 17138-1997）。

第五，《鉛 原子吸收光譜儀石墨爐原子吸收分光光度法》（GB/T 17141-1997）；《原子吸收光譜儀 KI-MIBK 萃取原子吸收分光光度法》（GB/T 17140-1997）。

第六，《鉻 原子吸收光譜儀火焰原子吸收分光光度法》（HJ 491-2009）。

第七，《鋅 原子吸收光譜儀火焰原子吸收分光光度法》（GB/T 17138-1997）。

第八，《鎳 原子吸收光譜儀火焰原子吸收分光光度法》（GB/T 17139-1997）。

3 土壤重金屬監測質量控制

土壤檢測質量控制主要是為了確保所出具的土壤質量監測數據具有準確性、代表性、精密性、完整性和可比性。質量控制要涉及土壤檢測的全部過程，包括精密度和準確度分析兩個方面。

同批次樣品的精密度分析通常是通過對平行樣的測定，將誤差控制在合理的范圍內，而批次間樣品的精密度分析則一般是O置質控樣控制精密度。

準確度的兩種分析方法包括加標回收測定和標土測定法。在沒有質量控制的樣品制備過程中通常采用加標回收的測定方法完成準確的質量控制，即在同一批土壤樣品中隨機選取一定量的樣品進行加標回收測定，如果同批樣品量不足時要適當對樣品加大測定率，且每批次同類的試樣至少兩個。

4 結語

隨著社會的進步，我國化工行業發展日新月異，同時在這些行業的發展過程中所帶來的各種環境問題也日漸體現出來，其中土壤重金屬污染也與日俱增，土壤中重金屬的監測分析也變得必不可少。目前國內關于重金屬檢測的前沿技術也一直在研究之中，并向著操作簡便、迅速、精準、安全等方向發展，相信最終會形成一套系統、科學的監測標準方案，真正做到重金屬對土壤的污染的監督控制預防。

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第6篇：重金屬污染研究現狀范文

關鍵詞：農田土壤；重金屬污染；監測技術；空間估值方法

中圖分類號：X833 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170133031

農田土壤為各種糧食作物提供了基本生長環境，一旦受到污染就會直接威脅到人們的身體健康。但就目前來看，農田土壤已經遭受了鉛、汞、鎘等重金屬元素的污染。而這些污染物具有毒性大、難降解和易積累的特點，還會伴隨作物被人體吸收。加強農田土壤重金屬污染的監測，并對污染進行空間估值，則能夠更好的進行農田土壤污染的監管，進而為人們的生產、生活提供更多安全保障。

1 農田土壤重金屬污染監測技術分析

1.1 實驗室監測技術

在農田土壤重金屬污染監測方面，實驗室監測為傳統監測技術，包含原子熒光光譜法、電化學儀器分析法、分光光度法和極譜分析法等多種方法，都需要完成樣本田間采樣，然后對土樣進行處理、分析，以完成土壤重金屬污染監測。使用實驗室監測法，具有基體干擾小、檢出限低、準確度高和分析范圍寬等特點。但是，采取該種監測方法需完成監測區土壤|量現狀調查和重金屬污染土壤修復試驗等工作，采樣工作量較大，并且監測成本較高，需要的分析時間較長。此外，只要樣品在采集、運輸、存儲和測定過程中出現差錯，就會導致測量結果失真。

1.2 現場監測技術

為克服實驗室監測的局限性，現場監測技術在農田土壤重金屬污染監測中得到了應用。目前，可以連續完成土壤重金屬監測的技術主要包含土壤磁化率監測技術和激光誘導擊穿光譜技術等。應用前一種技術，可以利用土壤在外磁場中受感應產生的磁化強度和外加磁場強度比重完成土壤中重金屬污染的監測。因為，重金屬污染將導致土壤磁性增強，所以能夠利用土壤磁化率和地球化學元素含量進行重金屬污染表征。該技術具有無破壞性、快速、經濟和靈敏的特點，在土壤研究工作中得到了廣泛應用。但是，由于會對土壤磁化率產生影響的因素較多，因此使用該技術也無法完成污染程度及污染來源的準確判斷[1]。應用后一種技術，主要是利用原子發射光譜分析法對土壤重金屬污染進行快速、實時探測，可同時完成多種元素分析，并且只有很小幾率會對研究對象造成再污染。但作為半定量測量手段，其在監測靈敏度和檢測限上仍然有一定的局限性。

2 農田土壤重金屬污染空間估值方法

2.1 局部高值分布區劃分

在完成農田土壤重金屬污染監測的基礎上，還要對影響土壤重金屬含量變化的外源因素的空間分布信息進行獲取，以便更好的完成土壤重金屬含量分布規律的描述。為此，還要采取關聯規則、統計對比和回歸分析等方法確定外源因素，然后進行有直接影響的外源因子的提取。在此基礎上，需利用統計的半方差函數完成土壤重金屬歷史樣點空間結構提取，以便對不同元素空間變異范圍進行判斷。而通過實地取樣調查，則能完成土壤重金屬含量的局部高值分布區的劃分。

2.2 土壤單元類獲取

不同于全局地理空間的土壤重金屬空間分布，局部地理空間的土壤重金屬空間分布具有一定連續性。通過獲取土壤單元類，則能夠將全局異質空間的重金屬含量空間估值問題轉化為局部空間最優估值問題。為此，還應采取自收斂分類方法完成環境變量分類。使用譜分割方法，則可以完成景觀要素特征向量分類，從而獲得土壤單元分類。但獲得的單元類僅為粗略分類結果，還應將同為空間異質的單元類進行歸并子類，以減少分類數目。為此，還應對2個單元類包含的監測樣點的重金屬含量數據展開方差分析，以確定2個單元類是否為空間異質。

2.3 重金屬污染空間估值

針對獲得的多個土壤空間分類集，需利用土壤單元分類圖將在相同單元類中的監測樣點劃分為一類，以獲得監測樣點集。利用二分樹索引方法，則能完成空間估值方法的構建。在估值操作前，需輸入參與估值的最小估值單元數和最大搜索半徑，以完成已知位點數的估值單元搜索，用于進行未知單元的屬性值的估算。利用土壤單元類包含樣點的已知觀測值和所有樣點觀測值的均值之差和對應的權重，就可以得到未知位點的估算值。

3 結論

使用科學的土壤重金屬污染監測技術進行農田土壤重金屬污染監測，然后結合監測樣點數據進行重金屬污染的空間估值，則能進一步了解農田土壤重金屬空間分布規律，繼而更好的完成農田土壤重金屬污染的調查評估工作。

第7篇：重金屬污染研究現狀范文

關鍵詞：稀特蔬菜；硝酸鹽；重金屬；富集能力

中圖分類號：S647+R155文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）12-0076-04

稀特蔬菜是非本土、非本季節種植以及一些珍稀特有蔬菜的統稱，是一種區別于大宗蔬菜的習慣性叫法，主要指從國外或國內某些地區引進的名、特、優、新蔬菜[1]。稀特蔬菜含豐富礦物質元素、維生素、蛋白質、脂肪、碳水化合物和氨基酸等營養成分，既可作為餐桌上的美食，同時又具有醫療保健功能，因此倍受廣大消費者青睞[2]。近年來，稀特蔬菜種植業在濟南市城郊蔬菜基地和農業科技園區蓬勃發展。蔬菜生長過程中易富集土壤中的硝酸鹽和重金屬，并通過食物鏈在人體內累積，從而危害人體健康[3，4]。開展蔬菜產品中硝酸鹽和重金屬含量水平的研究，尋求污染控制的方法和技術，對于保障人民群眾的飲食安全，促進蔬菜產業可持續發展都具有重要意義[5]。為研究不同稀特蔬菜品種對硝酸鹽和重金屬元素的富集特性，本試驗選取環境適應性較強、種植效益較高的10種當地稀特蔬菜為試材，開展了不同稀特蔬菜對硝酸鹽和重金屬元素富集能力的比較、污染評價及健康風險評價，以期為稀特蔬菜的污染控制和合理布局提供借鑒和依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2013年6月至9月在濟南市農業科學研究院蔬菜試驗基地進行。供試10種稀特蔬菜見表1，對照蔬菜選用‘青研春白1號’大白菜。試驗地土壤為褐土，肥力中等。施用廄肥作底肥，每666.7m2用量2 000 kg，作物生長期間未再進行追肥。田間管理采用當地蔬菜常規生產管理措施。

1.2樣品采集

相同的栽培管理條件下，根據不同稀特蔬菜品種的生育期，分別選擇合適的采收期對蔬菜食用部分進行取樣。每份樣品取樣重量不少于1 kg。采得樣品立即送達樣品室，經不同預處理后分別用于硝酸鹽和重金屬檢測[6～8]。

1.3測定方法

硝酸鹽含量采用紫外分光光度計法[7，9] 測定，重金屬元素鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、鉻（Cr）含量采用電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）儀測定[10]。

1.4評價方法

1.4.1硝酸鹽和重金屬污染評價根據世界衛生組織和聯合國糧農組織規定的硝酸鹽日允許攝入量（3.6 mg/kg體重），提出蔬菜硝酸鹽含量分級評價標準[7，9]（表2）。采用單因子污染指數法及內梅羅綜合污染指數法（表3），評價蔬菜重金屬污染狀況[5，8，10]。

1.4.2健康風險評價方法稀特蔬菜重金屬攝入風險，采用多介質暴露評價模型中水、食物攝入和空氣吸入暴露評價簡化方程進行評價[10，11]。以HQ表示由蔬菜攝入引起的重金屬暴露風險指數：HQ=CDI/0.5RfD（CDI為重金屬污染物通過蔬菜進入人體的平均日攝入量，RfD為重金屬污染物的參考暴露劑量）。暴露風險指數HQ>1，表明該重金屬污染物可引起人體的健康風險，指數值越高表明該污染物對人體健康的危害越大。

2結果與分析

2.1對硝酸鹽的富集能力和污染評價

由表4可知，不同蔬菜硝酸鹽的富集能力存在差異。10種稀特蔬菜食用部位硝酸鹽含量均低于對照，由大到小順序為：紅莧>蒲公英>薄荷>野菊>景天三七>婆羅門參>綠莧>紅鳳菜>馬齒莧>田七菜。其中，紅莧硝酸鹽含量最高，為1 229.2 mg/kg，田七菜硝酸鹽含量最低，為683.4 mg/kg。所測蔬菜硝酸鹽含量均大于432 mg/kg，均不宜生食；其中田七菜、馬齒莧和紅鳳菜硝酸鹽含量小于785 mg/kg，屬中度污染，可鹽漬和熟食；其它蔬菜硝酸鹽含量大于785 mg/kg且小于1 440 mg/kg，屬重度污染，可熟食，不可生食和鹽漬。

2.2對重金屬的富集能力和污染評價

由表4可知，10種稀特蔬菜對不同重金屬元素的富集能力大小順序基本一致，即Pb>Cr>As>Cd>Hg。其中，紅莧、綠莧、野菊、蒲公英和薄荷對Pb、Hg、Cr的富集能力均大于對照，紅莧和野菊對Cd的富集能力大于對照，紅莧、綠莧、薄荷和蒲公英對As的富集能力大于對照。

由表5可知，紅莧、綠莧、野菊、薄荷和蒲公英的綜合污染指數均大于對照。其中，紅莧和綠莧綜合污染指數大于1.00，屬輕度污染；野菊、薄荷和蒲公英綜合污染指數在0.70～1.00之間，達到警戒限；其它稀特蔬菜品種綜合污染指數均在0.70以下，重金屬污染程度屬安全。

2.3重金屬攝入的健康風險評價結果

由表6可知，10種稀特蔬菜攝入重金屬元素的暴露風險指數（HQ）均小于1，表明食用這些稀特蔬菜，重金屬污染物不會引起當地居民的健康風險。

3結論與討論

一般來說，稀特蔬菜病蟲害發生輕，生產過程中用肥、用藥較少，蔬菜產品的品質也較好[1]。但隨著種植規模的加大，受城郊環境污染加劇、不合理施用化肥、農藥以及蔬菜種類和品種自身富集能力差異等因素影響，部分稀特蔬菜產品中硝酸鹽和重金屬元素含量也持續增加，對人體健康構成了潛在威脅[11，12]。

試驗得出，不同稀特蔬菜對硝酸鹽和重金屬元素的富集能力不同，其中紅莧、綠莧、野菊、薄荷和蒲公英對硝酸鹽和重金屬元素Pb、Cd、Hg、As、Cr的富集能力較其它品種更強，重金屬元素含量多高于對照大白菜，兩種莧科蔬菜富集能力較強與其他學者的研究結果一致[5，10]。

減少蔬菜硝酸鹽和重金屬污染的措施，主要包括控制和消除污染源、合理調節生產環境、科學施肥和用藥、選育新品種、制訂嚴格的衛生標準等[4，10，12，13]。此外，蔬菜的選擇性種植是一種便捷途徑。將土壤中的硝酸鹽和重金屬含量特征與蔬菜對硝酸鹽和重金屬的富集特性結合分析，在查明規劃種植區土壤污染物含量水平的前提下，因地制宜地按蔬菜對污染物富集能力的差異性來選擇種植的蔬菜種類，可以趨利避害，制定出科學合理的種植規劃和生產出優質高效的稀特蔬菜產品[6，12，13]。

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第8篇：重金屬污染研究現狀范文

【關鍵詞】污染土壤；微生物；修復原理；修復技術

土壤污染已經成為全球性的重要環境問題之一。由于礦山開采、金屬冶煉以及工業污水和污泥的農業應用，大量的有毒有害重金屬元素進入土壤系統，在土壤中的滯留時間長，具有難降解性、隱蔽性和不可逆性的特點，不僅導致土壤的退化、農作物產量和品質的降低，而且還可能通過食物鏈危及人類的健康和生命。

目前，用于土壤重金屬污染治理的方法包括物理修復、化學修復和生物修復。物理修復、化學修復雖能達到一定的效果，但是能耗大、二次污染等問題也限制了其應用[1]，尤其對于大面積有害的低濃度重金屬污染，更是難以處理。重金屬污染土壤的原位生物修復是利用各種天然生物過程而發展起來的一種現場處理土壤環境污染的技術，可利用生物削減土壤中重金屬含量或降低重金屬毒性[2]。根據修復主體的不同，它主要分為微生物修復、植物修復和植物-微生物聯合修復。微生物修復較物理修復、化學修復有著無可比擬的優越性，操作簡單、處理費用低、效果好，對環境不會造成二次污染，可以就地進行處理等，具有很大的潛力和廣闊的應用前景。

1.微生物修復機理

重金屬對人的毒性作用常與它的存在狀態有密切的關系。一般地說，金屬存在形式不同，其毒性作用也不同。微生物不能降解和破壞重金屬，但可以對土壤中的重金屬進行固定、移動或轉化，改變它們在土壤中的環境化學行為，可促進有毒、有害物質解毒或降低毒性，從而達到生物修復的目的。

1.1 微生物的轉化作用

微生物對重金屬的轉化作用包括氧化還原作用、甲基化與去甲基化作用以及重金屬的溶解和有機絡合配位降解。土壤中的一些重金屬元素可以多種價態和形態存在，不同價態和形態的溶解性和毒性不同，可通過微生物的氧化還原作用和去甲基化作用改變其價態和形態，從而改變其毒性和移動性。

1.1.1 氧化還原作用

微生物可通過改變重金屬的氧化還原狀態，使重金屬化合價發生變化，改變重金屬的穩定性。Silver等[3]提出，在細菌作用下氧化還原是最有希望的有毒廢物生物修復系統。微生物能氧化土壤中多種重金屬元素，某些自養細菌如硫-鐵桿菌類 （Thiobacillus ferrobacillus）能氧化As、Cu、Mo和Fe等，假單孢桿菌屬 （Pseudomonas）能使As、Fe和Mn等發生生物氧化，降低這些重金屬元素的活性。微生物對重金屬的轉化作用常見的有對鉻、汞、硒和砷等的轉化。如假單胞菌（ Pseudomonadsp.） 可以把六價鉻還原為三價鉻，從而降低其毒性[4]。

1.1.2 甲基化與去甲基化作用

微生物可通過改變重金屬的甲基化和去甲基化作用改變重金屬的環境效應。Fwukowa從土壤中得到假單胞桿菌K-62，它能分解無機汞和有機汞而形成元素汞，元素汞的生物毒性比無機汞和有機汞低得多。Frankenber等通過耕作、優化管理、施加添加劑等來加速硒的原位生物甲基化，使其揮發而降低硒的毒性，此生物技術已在美國西部灌溉農業中用于清除硒污染[5]。有些真菌和細菌能使無機As轉化為揮發性有機As，從而降低其毒性[6]。

1.1.3 重金屬溶解或配位絡合作用

一些微生物，如動膠菌、藍細菌、硫酸鹽還原菌以及某些藻類，能夠產生胞外聚合物如多糖、糖蛋白等具有大量的陰離子基團，與重金屬離子形成絡合物。如Bargagli在Hg礦附近土壤中分離得到很多高級真菌，一些菌根種和所有腐殖質分解菌都能積累Hg達到100 mg/kg土壤干重[7]。

1.2 微生物的積累和吸著作用

土壤中重金屬離子有5種形態：可交換態、碳酸鹽結合態、鐵錳氧化物結合態、有機結合態、殘渣態。前3種形態穩定性差，后2種形態穩定性強。重金屬污染物的危害主要來自前3種不穩定的重金屬形態[6]。微生物固定作用可將重金屬離子轉化為后兩種形態或積累在微生物體內，從而使土壤中重金屬的濃度降低或毒性減小。微生物固定作用有胞外吸附作用、胞外沉淀作用和胞內積累作用3種形式。其作用方式有以下幾種：①金屬磷酸鹽、金屬硫化物沉淀；②細菌胞外多聚體；③金屬硫蛋白、植物螯合肽和其他金屬結合蛋白；④鐵載體；⑤真菌來源物質及其分泌物對重金屬的去除[8]。

1.2.1 胞外吸附作用

胞外吸附作用主要是指重金屬離子與微生物的產物或細胞壁表面的一些基團通過絡合、螯合、離子交換、靜電吸附、共價吸附等作用中的一種或幾種相結合的過程[2]。許多研究表明細菌及其代謝產物對溶解態的金屬離子有很強的絡合能力，這主要因為細菌表面有獨特的化學組成。細胞壁帶有負電荷而使整個細菌表面帶負電荷，而細菌的產物或細胞壁表面的一些基團如-COOH、-NH2、-SH、-OH等陰離子可以增加金屬離子的絡合作用[9]。研究表明，許多微生物，包括細菌、真菌和藻類可以生物積累（bioaccumulation）和生物吸著 （biosorption）環境中多種重金屬和核素[10]。一些微生物如動膠菌、藍細菌、硫酸鹽還原菌以及某些藻類，能夠產生胞外聚合物如多糖、糖蛋白等具有大量的陰離子基團，與重金屬離子形成絡合物。

1.2.2 胞外沉淀作用

胞外沉淀作用指微生物產生的某些代謝產物與重金屬結合形成沉淀的過程。在厭氧條件下，硫酸鹽還原菌中的脫硫弧菌屬（Desulfovibrio）和腸狀菌屬（Desulfotomaculum）可還原硫酸鹽生成硫化氫，硫化氫與Hg2+形成HgS沉淀，抑制了Hg2+的活性[11]。某些微生物產生的草酸與重金屬形成不溶性草酸鹽沉淀。

1.2.3 胞內積累作用

胞內積累作用是指重金屬被微生物吸收到細胞內而富集的過程。重金屬進入細胞后，通過區域化作用分布在細胞內的不同部位，微生物可將有毒金屬離子封閉或轉變成為低毒的形式[12]。微生物細胞內可合成金屬硫蛋白，金屬硫蛋白與Hg、Zn、Cd、Cu、Ag 等重金屬有強烈的親合性，結合形成無毒或低毒絡合物。如真菌木霉、小刺青霉和深黃被包霉通過區域化作用對Cd、Hg都有很強的胞內積累作用[13]。研究表明，微生物的重金屬抗性與MT積累呈正相關，這使細菌質粒可能有抗重金屬的基因，如丁香假單胞菌和大腸桿菌均含抗 Cu基因，芽孢桿菌和葡萄球菌含有抗Cd和抗Zn基因，產堿菌含抗Cd、抗 Ni及抗Co基因，革蘭氏陽性和革蘭氏陰性菌中含抗As和抗Sb基因。Hiroki[14]發現在重金屬污染土壤中加入抗重金屬產堿菌可使得土壤水懸浮液得以凈化。可見，微生物生物技術在凈化污染土壤環境方面具有廣泛的應用前景。

2.重金屬污染土壤微生物修復技術及其研究進展

微生物修復重金屬污染的技術主要為原位修復和異位修復。微生物原位修復技術是指不需要將污染土壤搬離現場，直接向污染土壤投放N、P等營養物質和供氧，促進土壤中土著微物或特異功能微生物的代謝活性，降解污染物主要包括：生物通風法（bioventing）、生物強化法（enhanced-bioremediation）、土地耕作法（1and farming）和化學活性柵修復法（chemical activated bar）等幾種。異位微生物修復是把污染土壤挖出，進行集中生物降解的方法。主要包括預制床法（preparedbed）、堆制法（composting biorernediation）及泥漿生物反應器法（bioslutrybioreactor）。

2.1 生物刺激技術

生物刺激即向污染的土壤中添加微生物生長所需的氮、磷等營養元素以及電子受體，刺激土著微生物的生長來增加土壤中微生物的數量和活性。關于這方面的研究國外文獻已有報道。Reddy KR，Cutright T J對鉻污染土壤的微生物修復進行的研究表明，限制鉻污染場地修復進程的一個共同因素是污染場地通常缺乏足夠的營養以供引進的外來微生物或土著微生物生長，以至這些微生物自身具備的還原Cr6+的潛力得不到充分發揮；為使其潛力得到充分發揮，需向其生活的環境中投加營養物質來刺激鉻還原菌的新陳代謝和繁殖，促進鉻污染土壤的修復[15]。HigginsT E將堆肥、鮮肥、牛糞、泥炭加入鉻污染土壤進行原位修復，提高了修復效果[16]。

2.2 生物強化技術

生物強化技術即向重金屬污染土壤中加入一種高效修復菌株或由幾種菌株組成的高效微生物組群來增強土壤修復能力的技術。所加入的高效菌株可通過篩選培育或通過基因工程構建，也可以通過微生物表面展示技術表達重金屬高效結合肽，從而得到高效菌株。

2.2.1 高效菌株篩選

高效菌株有2個來源：一是從重金屬污染土壤中篩選；二是從其他重金屬污染環境中篩選。從重金屬污染土壤中篩選分離出土著微生物，將其富集培養后再投入到原污染的土壤，這是本土生物強化技術（本土生物強化技術是由日本科學家Ueno A等人于2007年首次提出的[17]）。篩選、富集的土著微生物更能適應土壤的生態條件，進而更好地發揮其修復功能。目前已從Cr（VI）、Zn、Pb污染土壤中篩選分離出菌種Pseudo-monasmesophillca和maltophiliaP，Barton等對這2種菌株去除Se、Pb毒性的可能性進行了研究，發現上述菌種均能將硒酸鹽、亞硒酸鹽和二價鉛轉化為不具毒性且結構穩定的膠態硒與膠態鉛。Robinson等研究了從土壤中篩選的4種熒光假單胞菌對Cd的富集與吸收效果，發現這4種細菌對Cd的富集達到環境中的100倍以上[1]。

2.2.2 基因工程菌構建

基因工程可以打破種屬的界限，把重金屬抗性基因或編碼重金屬結合肽的基因轉移到對污染土壤適應性強的微生物體內，構建高效菌株。由于大多數微生物對重金屬的抗性系統主要由質粒上的基因編碼，且抗性基因亦可在質粒與染色體間相互轉移，許多研究工作開始采用質粒來提高細菌對重金屬的累積作用，并取得了良好的應用效果[18]。

2.2.3 微生物表面展示技術

微生物表面展示技術是將編碼目的肽的DN段通過基因重組的方法構建和表達在噬菌體表面、細菌表面（如外膜蛋白、菌毛及鞭毛）或酵母菌表面（如糖蛋白），從而使每個顆粒或細胞只展示一種多肽[19]。微生物表面展示技術可以把編碼重金屬離子高效結合肽的基因通過基因重組的方法與編碼細菌表面蛋白的基因相連，重金屬離子高效結合肽以融合蛋白的形式表達在細菌表面，可以明顯增強微生物的重金屬結合能力，這為重金屬污染的防治提供了一條嶄新的途徑。

LamB、冰晶蛋白、凝集素、a-凝集素和葡萄球菌蛋白A都是表面蛋白，在微生物表面展示技術中用來定位、錨定外源多肽[20-21]。Sousa C等將六聚組氨酸多肽展示在E.coliLamB蛋白表面，可以吸附大量的金屬離子，重組菌株對Cd2+的吸附和富集比E.coli大11倍[22]；Xu Z、Lee S Y將多聚組氨酸（162個氨基酸） 與Omp C融合，重組菌株吸附Cd的能力達32 mol/ g干菌[23]；Schembri M A等將隨機肽庫構建于E.coli 的表面菌毛蛋白FimH粘附素上，經數輪篩選和富集，獲得對PbO2、CoO、MnO2、Cr2O3具有高親和力的多肽[24]；KurodaK、UedM將酵母金屬硫蛋白（YMT） 串聯體在酵母表面展示表達后，四聚體對重金屬吸附能力提高5.9倍，八聚體提高8.7倍[25]。表面展示技術用于重金屬污染土壤原位修復的研究雖然取得了許多成果，但離實際應用尚有一段距離。其主要原因是用于展示金屬結合肽的受體微生物種類及適應性有限，并且缺乏選擇金屬結合肽的有效方法[19]。

3. 結論與展望

從目前來看，微生物修復是最具發展和應用前景的生物修復技術，人們在微生物材料、降解途徑以及修復技術研發等方面取得了一定的研究進展，并展示了一些成功的修復案例。但重金屬污染土壤原位微生物修復技術目前還存在以下幾個方面的問題：（1）修復效率低，不能修復重污染土壤。（2）加入到修復現場中的微生物會與土著菌株競爭，可能因其競爭不過土著微生物，而導致目標微生物數量減少或其代謝活性喪失。（3）重金屬污染土壤原位微生物修復技術大多還處于研究階段和田間試驗與示范階段，還存在大規模實際應用的問題。（4）微生物個體微小，難以從土壤中分離；重金屬回收困難。

污染場地應用是各種生物修復技術研發的最終目的。一般說來，實驗室的微生物修復研究，因修復條件較為理想化，擾因素極少，其修復可能很好。如一旦將室內的微生物修復技術放大到現場條件下，干擾因素復雜，一系列的新問題可能會出現，甚至可能會遭致完全否定等現象。因此，微生物修復技術的場地應用是一項復雜的系統工程，必須融合環境工程、水利學、環境化學及土壤學等多學科知識，創造現場的修復條件，如土地翻耕、農藝措施、添加物質、高效微生物、植物修復，季節更替等，構建出一套因地因時的污染土壤田間修復工程技術。

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第9篇：重金屬污染研究現狀范文

關鍵詞：土壤；重金屬污染；防治

Abstract: such as rapid development of modern agriculture and industry at the same time, the situation of soil heavy metal pollution has become increasingly serious. This article mainly from the soil heavy metal pollution sources and present situation analysis, points out the harm of soil heavy metal pollution at the same time, puts forward some prevention measures, and provides a certain reference for environmental protection, promote the sustainable development and utilization of the soil.

Key words: soil; Heavy metal pollution; The prevention and control

中圖分類號：文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)

引言

土壤是城市生態系統的有機組成部分，是土壤圈中受人類活動影響最為強烈的部分，這類土壤廣泛分布于公園、道路、體育場、城郊、垃圾填埋場、廢棄工廠、礦山周圍，有著不同于自然土壤的理化性質。重金屬是有害元素，可通過吞食、吸入和皮膚吸收等主要途徑進入人體，損害造血系統、消化系統，嚴重時則損害神經系統，直接對人特別是兒童的健康造成危害，還可通過污染食物、大氣和水環境間接影響城市環境質量，危害人類健康。城市人口與土壤直接或間接接觸的幾率很高，相比于自然土壤或農用土壤而言，這類土壤的重金屬污染更容易對人體健康造成危害。城市化所導致的環境惡化已成為影響居民健康的一個重要因素。因此，關注城市土壤的重金屬污染來源及危害，有針對性采取污染治理措施，具有重要的科學價值和現實意義。

一、土壤中重金屬污染的現狀

在自然界的循環過程中，環境中的污染物很大一部分都會進入或者經過土壤。因為土壤中的重金屬元素可能會通過食物鏈在生物體中聚集，從而造成人體內長期積蓄對人體造成危害。土壤中重金屬的來源是多種途徑的，除了大氣干濕沉降的來源之外，農業生產、污水農用灌溉、等也可能會造成重金屬對大氣、土壤和水體的環境污染。

1.大氣干濕沉降污染

伴隨著社會的快速發展，工業生產、大量的石油以及汽車等排放的尾氣等，它們燃燒之后的尾氣進入大氣后，使得空氣中含有大量的重金屬元素，它們主要是經自然沉降和雨淋沉降進人土壤，并且分布在工礦的周圍和公路、鐵路的兩側，這些重金屬元素既可以直接沉降到土壤中或者被土壤吸附，也可以被植物吸收后，通過植物傳輸土壤而引起土壤重金屬污染。

2.農業生產污染

在農作物的成長過程中，為了促進生物的快速結果，往往會采用現代農業生產的方法，大量使用化肥、農藥。而在使用含有鉛、汞、福、砷等的農藥的時候，由于重金屬元素的長期積累，造成土壤中重金屬元素的含量不斷上升，導致土壤中重金屬的污染。并且在有些地區，污水作為農田的常用水，因為工業污染的成分比較復雜，里面不同程度地含有重金屬等有害物質，常常會引起一定的危害。

3.污水農用灌溉污染

由于城市工業化的快速發展，大量的工業污水成為農田灌溉的常用水。但是因為污水灌溉一般是屬于面源污染，一旦污染，收到污染的面積就會很大。含有許多重金屬離子的城市污水，進入河道，而進入土壤，從而引起水體污染，惡性循環，給人們帶來無法估計的傷害，對農業及其人們的日常生活帶來影響。

二、土壤重金屬污染的危害

1.對城市生態景觀植物危害

城市土壤受重金屬污染后會形成土壤結塊，同時重金屬在土壤—植物系統中遷移會直接影響植物的生理生化和生長發育，從而引發土壤生物和植被退化等一系列較為嚴重的城市環境問題，直接危及城市居民的健康和安全。例如，鎘是危害植物生長的有毒元素，如果土壤中鎘含量過高， 植物葉片的葉綠素結構會遭到破壞，同時根系對水分和養分的吸收會減少， 根系生長受到抑制，從而阻礙植物生長，甚至引起植物死亡。

2.對人體的危害

受污染的土壤暴露在城市環境中，形成粉塵直接或間接進入動物和人體中，對人類產生危害。此外，郊區蔬菜基地土壤受到污染，重金屬容易被植物利用而進入食物鏈，最終通過食物鏈影響人類的健康。如Pb 能傷害人體的神經系統， 特別對幼兒的智力發育有極其不良的影響；鎘的毒性很大，在人體內蓄積會引起泌尿系統功能變化，還會影響骨骼發育。

三、土壤中重金屬污染的防治

土壤的重金屬污染防治要想取得一定的成效，必須從預防和防治相結合的方式進行實施。也就是說要做到，預防為主，防治結合的方法。從某種意義上來說，治理重金屬的污染一方面可以通過物理化學的方法去除土壤中的重金屬污染物，另一方面可以改變重金屬在土壤中的存在形態。

1.工程治理方法

工程治理的治理方法主要是依據物理和化學的原理來治理土壤中重金屬污染的途徑。一般是運用客土、換土、去表土和深耕翻土等措施來達到這種目的。客土主要是在被污染的土壤中加入沒有被污染的新土；換土是將以污染的土壤移去,換上未污染的新土;翻土是將污染的表土翻至下層;去表土是將污染的表土移去等。沖洗絡合法是用清水沖洗被重金屬污染的土壤，使重金屬遷移至較深的根外層，減少作物根區重金屬的離子濃度。另外，為了避免出現土壤的再次污染，可以利用一定比例的化合物進行土壤沖淋，使其能與重金屬形成比較穩定的化合物，或者是利用帶有陰離子的溶液，常用的是碳酸鹽和磷酸鹽進行，這樣能收到比較好的效果，使重金屬能形成多需要的沉淀。而對于低滲透性的粘土和淤泥土，我們可以用電動修復方法來完成，這樣的重金屬可以用到汞等。

這種工程治理的方法可以說收到的效果比較明確，而且具有較強的穩定性，但是往往實行以來會比較復雜，容易引起土壤肥力的降低。

2.農業治理方法

在治理土壤重金屬污染的方法時，用到的農業治理方法一般是要改變一些耕作的管理來減輕重金屬的含量和危害。這樣就會對進入土壤中的有害物質有所降低。因為在污染土壤時，只要不進入食物鏈對人體的傷害就不會那么大。生活中我們可以利用控制土壤中的水分，來達到降低重金屬污染的目的；在選擇化肥時，選擇最能降低土壤重金屬污染的化肥，增加施加有機肥的利用，使其能夠固定土壤中多種重金屬以及降低土壤中重金屬污染；還可以選擇比較抗污染的植物并且不能在已經被污染的土壤上種植所需要的植物，以防止通過食物鏈的植物進入人體，對人體造成傷害。合理的利用農業生態系統工程措施,也可以保持土壤的肥力,改良和防治土壤重金屬污染,提高土壤質量,并能與自然生態循環和系統協調運作。比如可以在污染區公路的兩邊種樹、種花和種草，這樣不但可以使得環境變得清新，還可以凈化土壤，還可以進行農業的改良，就是在被污染的地區繁殖種子，然后在沒有污染的地方種植，收獲后把它們提取酒精，殘渣壓制纖維板,并提取糠醛,或將殘渣制作沼氣作能源。這種農業治理措施的比較切合實際，也比較容易實現，而且費用比較低，但是做起來的時間要求比較高，效果不會太顯著。

3.物理修復

（1）電動修復

通過電流使土壤中的重金屬離子(如Pb、Cd、Cr、Zn等)和無機離子以電透滲和電遷移的方式向電極運輸，再集中收集處理。該方法適用于低滲透的粘土和淤泥土，可以控制污染物的流動方向。在沙土上的實驗，土壤中Pb2+、Cr3+等重金屬離子的除去率也可達90%以上。電動修復不攪動土層，修復時間短，是一種經濟可行的原位修復技術。

（2）電熱修復

利用高頻電壓產生的電磁波對土壤進行加熱，使污染物從土壤顆粒內解吸出來，加快一些易揮發性重金屬從土壤中分離，從而達到修復的目的。該技術可以修復被Hg和Se等重金屬污染的土壤。

（3）土壤淋洗

利用淋洗液把土壤固相中的重金屬轉移到土壤液相中去，再把富含重金屬的廢水進一步回收處理。該技術要求尋找一種既能提取各種形態的重金屬，又不破壞土壤結構的淋洗液。目前用于淋洗土壤的淋洗液，包括有機或無機酸、堿、鹽和螯合劑。

4.化學修復

化學修復就是向土壤投入改良劑，將重金屬吸附、氧化還原、拮抗或沉淀，降低重金屬的生物有效性。常用改良劑有石灰、沸石、碳酸鈣、磷酸鹽、硅酸鹽和促進還原作用的有機物質，不同改良劑對重金屬的作用機理不同。化學修復簡單易行，但它只改變了重金屬在土壤中的存在形態，金屬元素仍保留在土壤中，容易再度活化危害植物。

結 語

重金屬污染土壤的治理是一個整體性的工程，需要多種治理技術。植物修復加上化學、微生物及農業生態措施，增加重金屬的生物有效性，促進植物的生長和吸收，能更好地提高土壤重金屬修復的效率。因此，生物修復綜合技術前景廣闊。

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