重金属污染的特征精选(九篇)

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第1篇：重金属污染的特征范文

关键词：铜陵市 重金属污染 研究进展

中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（c）-0137-03

随着我国工业化的不断加速，开发利用的重金属种类、数量和方式越来越多，涉及重金属的行业越来越多，再加上一些污染企业的违法开采、超标排污等问题突出，使重金属污染呈蔓延趋势，污染事件出现高发态势，表现出长期积累和近期集中爆发、历史遗留问题和新出现问题相交织的特点[1]。2011年2月，国务院批复了《重金属污染综合防治“十二五”规划》。体现了我国对重金属污染防治的高度重视。

铜陵市是一个有着三千多年开采历史的极具特色的有色多金属矿区，是我国重要的有色金属工业基地，有着悠久的采冶铜历史[2]。目前已形成以采、选、炼、加工为一体的“铜”产业链，对推动铜陵地区社会经济发展发挥了巨大作用.但也带来了一系列的重金属环境污染和生态破坏问题，对公众身体健康构成了潜在或现实的危害。铜陵县、铜官山区是国家60个重金属砷控制区之一，46家企业被列为环保部重点监控企业，重金属污染防治任务十分艰巨[3]。

1 铜陵重金属污染研究分布

目前有关铜陵重金属污染的研究，主要集中在矿区土壤、尾矿库、水及水体沉积物污染、大气沉降物及城区表土与灰尘和潜在生态风险的评估。

1.1 矿区土壤

土壤中的重金属，在自然情况下，主要来源于成土母岩和残落的生物物质。但是近代以来，工农业的快速发展，人类活动加剧了土壤重金属的污染，污染程度越来越重，范围越来越广。胡圆圆等[4]对铜陵铜官山铜矿区土壤重金属含量进行了研究。研究结果表明，铜官山铜矿区土壤Cu、Zn、As、Hg平均含量高于铜陵市土壤背景值，土壤已受Cu、Zn、As重污染，受Hg轻污染。

杨西飞[5]运用Matlab软件模糊推理系统（FIS）对铜陵矿区农田表层土壤重金属污染进行了评价，发现该矿区农田表层土壤普遍受到了重金属不同程度的污染，其中Cd污染最严重，其次是Cu，其它各元素依次为Pb>As>Zn>Hg。土壤中Hg、Cd、Cu和Pb元素在表层明显富集，各元素总量在不同深度均明显高于土壤自然背景值，Hg、Cd、Cu、Pb和Zn在垂向上呈递减趋势，且在横向上主要以洋河、顺安河和新桥河为中心向四周递减。不同形态重金属在总量中的百分含量随深度变化明显不同。

王嘉[6]对铜陵的两个矿区（狮子山区朝山金矿主井和铜陵县顺安镇新桥矿业公司主井）土壤重金属污染问题进行了较详细的研究，运用内梅罗指数法和地质累积指数法对研究区进行了现状评价，研究表明，As和Cd为严重超标污染物；As的致癌风险和非致癌风险都大，Cr的致癌风险最大；Cd、Hg、As对生态危害的潜在风险很大；所研究的两矿区均存在很高的致癌风险和生态风险，朝山金矿区相对更高些。

白晓宇等[7]运用地统计学分析手段对铜陵矿区土壤中若干重金属元素进行空间变异分析及空间插值和污染分析，结果表明，As、Cd、Pb、Zn元素的变异函数表现为各向异性，其方向性可能主要受矿床分布控制；Hg元素因受小尺度因子影响较大而呈现块金效应较大。As元素污染的主要是由于铜矿、铅锌矿、褐铁矿矿床及其开发；Cd元素的污染与铅锌矿床及其开发，以及农业污灌有关；Pb、Zn元素的污染与铅锌矿床及其开发密切相关。

1.2 尾矿库

铜陵市是安徽省境内重要的铜生产基地。在铜矿生产的同时，产出了大量尾矿堆存于附近的尾砂库中。尾矿库多建于山间谷地、河流上游地区，其下游是经济、农业发达地区。近几年来，随着经济发展和城市的扩容，部分郊区的尾矿库已经进入市区，尾矿库的环境效应及其安全性令人关注。徐晓春等[8]对安徽铜陵林冲尾矿库复垦土壤采样检测的结果表明复垦土壤中Cu的污染极其严重，As、Zn、Pb的污染较轻。徐晓春[9]还对铜陵凤凰山矿林冲尾矿库中重金属元素的空间分布特征及相关土壤、水系沉积物和植物中重金属元素含量变化进行了研究，发现长期堆存的尾矿会发生元素的次生淋滤与富集。

惠勇[10]等对铜陵市凤凰山尾矿库三个不同凤丹种植地进行了研究，结果表明，尾矿土壤中的Cu、Zn、Cd含量均较高，其中Cu、Cd的含量分别是国家土壤环境质量二级标准的1.04～1.30倍和6.58～9.34倍。矿区近年来种植的作物对重金属的吸收富集作用不明显。

王少华[11]等采集了铜陵市杨山冲尾矿库、尾矿库周边及较远距离土壤、水、植物样品，测定了其中的重金属含量，发现所采集的土壤、水和植物中都存在不同程度的As，Hg，Cu，Zn和Pb等元素的富集现象，且不同元素之间的富集程度也有所差异；重金属元素含量随着远离尾矿库，有逐渐递减的趋势。周元祥[12]等对杨山冲尾矿库尾砂重金属元素的迁移规律进行了研究，发现在自然风化条件下，Cu、As、Hg、Cd和Pb的淋滤迁移速度相对较快，Zn略慢；Zn、Pb、Hg和Cd在50～60 cm深处会发生二次富集；风化后尾砂中Cu、Pb、As和Hg以残渣态为主要赋存形式，其次为铁锰氧化态，其中Zn和Cd以铁锰氧化态含量在表层最高。

1.3 水及水体沉积物

水体及沉积物因其独特的环境特点，往往会成为重金属元素的“源”和“汇”，学者们也因此对其进行了众多研究。张敏[13]等通过测定长江铜陵段枯、丰水期江水中Cu、Pb、Zn和Cd不同形态的含量，分析了四种金属在江水中的存在形态分布，不同水期含量变化，水中悬浮物对金属吸附能力大小，以及近20年来含量的变化情况。发现长江铜陵段江水中各重金属总量丰水期时大于枯水期，重金属各形态含量之间均有差异。与近20年江水中的重金属背景值比较，长江铜陵段重金属含量有普遍升高的趋势。

徐晓春[14]等对相思河的重金属污染情况进行了调查和研究，采用潜在危害指数法对沉积物中重金属进行了评价。研究表明，相思河中下游受到的重金属污染明显比上游严重，Cu和Cd的富集系数和生态危害高。

李如忠[15]等对惠溪河滨岸带土壤重金属形态分布及风险评估进行了研究，研究表明，惠溪河滨岸带土壤中Cd和As达到极高风险等级，Cu为中等风险等级；根据综合污染及潜在生态风险贡献率水平，初步判定As和Cd为惠溪河滨岸土壤重金属污染治理和修复的优先控制对象。

王岚[16]等对长江水系表层沉积物重金属污染特征及生态风险性评价的研究中表明，安徽顺安河位点为极强生态危害范畴。

叶宏萌[17]对铜陵矿区的新桥至顺安河沉积物中五种重金属的全量和形态进行了研究，并结合环境条件分析了它们的横向和纵向迁移变化特征，研究表明该区域沉积物重金属中Cu、Zn、Pb、Cd的均值皆远超长江下游沉积物背景值，其中以Cu和Cd最显著。对重金属横向迁移分析发现，矿山重金属会随着沉积物的距离增加而显著降低，新桥河沉积物的迁移变化显著高于顺安河沉积物。在迁移过程中，Cu、Zn、Cr残渣态逐步增加，毒性减弱，Pb、Cd的活性态比例增大。重金属的纵向迁移分析结果表明，离矿山的位置远近对沉积柱金属的总量和形态起决定作用，矿区下游河流沉积物既受尾矿的影响，也受河流流域物质本身的影响。

1.4 大气沉降物及城区表土与灰尘

随着城市化进程的加快，而带来的交通污染以及其他方面的污染使得大气环境质量越来越差，大气环境污染问题越来越引起人们的注意。李如忠[18]利用美国国家环保局（US EPA）推荐的健康风险评价模型对铜陵市区表土与灰尘重金属污染健康风险进行了研究。研究表明，铜陵城区土壤和地表灰尘已遭受较为严重的重金属污染；不同功能用地的致癌风险均显著超过US EPA推荐的可接受风险阈值范围和国际辐射防护委员会（ICRP）推荐的最大可接受风险值；铜陵市表土与地表灰尘已对公众身体健康构成危害；其中主导致癌与非致癌风险效应的主要污染因子是As，主要暴露途径是手-口摄入途径。

吴开明[19]用藓袋法对铜陵市大气重金属污染进行了研究，发现铜陵市Cu污染最严重，有色金属冶炼工业是铜陵市最主要的污染源，交通运输对大气重金属污染也日趋严重。

殷汉琴[20]对铜陵市大气降尘中铜元素的污染特征进行了研究，采用富集因子法定性地判断各采样点铜元素的来源，研究表明，铜陵市大气降尘中铜元素污染严重并且形成了以铜开采和冶炼企业为中心的污染区域。研究发现铜矿石的开采和冶炼对大气降尘中的铜元素污染贡献较大， 是主要的污染源。

2 重金属污染修复技术与控制措施研究

重金属在土壤、水体、大气、生物体中广泛分布。由于大气和生物体中重金属的特殊性及其主要直接或间接来源于土壤和水体，所以对于重金属的污染修复技术主要集中在对土壤和水体中的重金属污染进行修复。

重金属在土壤中不易随水淋溶，不能被微生物分解，具有明显的生物富集作用且土壤污染具有较长潜伏期；由于土壤、污染物及地域的复杂性，土壤一旦受到污染，其治理不仅见效慢、费用高，而且受到多种因素的制约。目前，治理土壤重金属污染的途径主要有两种：（1）改变重金属在土壤中的存在形态、使其固定，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性；（2）从土壤中去除重金属[21]。围绕这两种途径展开的土壤重金属治理措施有物理及物化措施、化学措施、农业生态措施、生物修复等[21～23]。

王华等[24]对我国底泥重金属污染防治研究做了相应综述，提出目前我国底泥重金属污染治理的常用方法有工程治理方法、生物治理方法和化学治理方法。

重金属污染物进入水生生态系统后对水生植物和动物均产生影响，并通过食物链发生富集，引起人体病变，危害人类。目前水体重金属污染治理修复方法主要有物理方法、化学方法、物理化学方法、集成技术、生物方法等[25]。

为控制铜陵市重金属污染、提高环境质量，铜陵市环保局组织编制了《铜陵市重金属污染综合防治“十二五”规划》，该规划以国家《重金属污染综合防治“十二五”规划》为指导，落实源头预防、过程阻断、清洁生产、末端治理的全过程综合防治理念，提出了一系列重金属污染防治措施，以求能遏制重金属污染趋势，改善区域环境质量，保护人民身体健康和环境权益。

3 结语

对铜陵市重金属污染研究情况进行了介绍，对重金属污染防治措施与修复技术经行了总结。根据目前研究结果表明，铜陵市重金属污染已比较严重。Cd、As、Cu和Pb为主要的污染元素，Hg虽然含量较低，但因为其毒性较大，亦当引起足够的重视。矿石的开采和冶炼以及尾矿的堆积成为铜陵市重金属污染的主要来源，所以首先应控制源头，治理矿石的开采和冶炼，清理尾矿的堆积。由于植被等生物体对重金属具有良好的吸附阻拦作用，可在采矿厂四周设置重金属吸收强防护带，阻止污染向更远扩散。对于已经受到污染的土壤，可以采用生物方法、物理或化学方法去除。

健全重金属污染防治法律体系、做好污染综合防治规划和强化行政管理是防治重金属污染的重要管理手段。《铜陵市重金属污染综合防治“十二五”规划》的提出对铜陵市重金属污染防治具有重要的指导和实践意义。健全重金属污染防治法律体系，实施清洁生产，监督实施环境影响评价验收工作，开发研究重金属污染防治技术等是目前重金属污染防治的重要任务。

参考文献

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第2篇：重金属污染的特征范文

关键词：土壤；重金属污染；修复标准；效果评价

引言

在进行土壤重金属污染修复的过程中，土壤本身的特性也会随之变化，土壤中重金属污染物的减少，并不意味着土壤从生态学的角度就是清洁的和安全的。因此，重金属污染的土壤经修复后能否够达到我们对于修复效果的预期、土壤的生态功能能否最大限度的恢复，我们就需要通过科学的方法进行评价，从而确定修复后的土壤能否达标，能否从根源消除土壤污染对人类健康和生态系统产生的威胁。

1 土壤重金属污染评价方法

主要的土壤重金属污染评价方法包括单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、潜在生态风险指数法，具体方法如下：

1.1 单因子污染指数法

该方法是基于单因子污染指数法对土壤中各种重金属做单一污染评价，其公式如下：

Pi=Ci/Si

式中：Pi为土壤中污染物i的环境质量指数；Ci为污染物i的实测质量分数（mg・kg-1）；Si为污染物i的评价标准（mg・kg-1）[1]，一般取二类标准。

1.2 内梅罗综合污染指数法

该方法是综合考虑个重金属的污染情况，从而更加全面反应重金属的联合污染程度，同时突出某一种严重污染的重金属的危害，其公式如下：

P综=■

式中：P综为某地区的综合污染指数；（Ci/Si）max为土壤污染物中污染指数最大值；（Ci/Si）av为土壤污染物中污染指数平均值。P综>1表示污染，P综

1.3 潜在生态风险指数法

该方法是将重金属的含量、生态影响及毒性特点综合在一起考量的，其公式如下：

式中：T■■为重金属i的毒性相关系数；P■■为重金属i的污染参数；E■■为重金属i的单因子潜在风险，能反应各种金属的风险程度；Ri为重金属综合因子潜在生态风险指数，能反应多重重金属的综合风险。

2 土壤重金属污染修复效果评价方法

主要的土壤重金属污染修复效果评价方法包括形态分析评价、植物毒性评价、陆生无脊椎动物评价、土壤微生物评价，具体方法如下：

2.1 形态分析评价

该方法通常采用连续提取来描述土壤中重金属形态的分布。连续提取法主要分为分步提取法和BCR法。土壤中重金属的形态分为可交换态、有机结合态、碳酸盐结合态、铁锰氧化态和残渣态为主。而BCR连续提污染土壤修复的过程中，对修复后的土壤进行观察，并结合科学的方法及土壤进行诊断和评价。可以明确判断修复后的土壤是否达到我们预期，以及是否消除土壤重金属污取法通常将土壤中重金属的形态分为氧化还原态、酸溶态、残渣态，其中氧化还原和酸溶态的重金属形态容易被植物吸收利用，而可氧化态和残渣态比较稳定，不易被植株吸收利用，采用ICP-MS测定土壤修复前后重金属形态含量的变化来判断土壤重金属污染的修复效果。

2.2 植物毒性评价

该方法是通在修复后在土壤中栽种植物，结合植物的生长状况、出苗率，以及生物量使植物体内酶活性的变化和植物体内重金属的量富特征，来表征经过土壤修复后重金属在土壤中毒性的变化，其原理是大多数重金属离子与外源物质结合后，就具备了在土壤中迁移和被植物吸收的可能。而植物在土壤中的形态变化特征可以通过肉眼观察，以及通过分子或细胞水平上对植物毒性评定，从而判断土壤重金属污染的修复效果，该法具有测定灵敏度高、测定周期较短的优点。

2.3 陆生无脊椎动物评价

该方法是将不同的陆生无脊椎动物或对土壤具有敏感指示的动物作为研究的对象，将它们投放在经修复的重金属污染的土壤中，通过记录经修复的土壤对这些动物的危害影响程度来评价对重金属污染修复效果。

2.4 土壤微生物评价

该方法是结合土壤中蕴含的大量且种类繁多的微生物，由于微生物直接或间接的能够参与土壤中的气体交换和降解土壤肥料等。因此可以通过检测经修复土壤中微生物的相关参数，从而来判断来判断土壤重金属污染的修复效果。

3 展望

土壤重金属污染及修复评价过程中，涉及多门学科的相互交叉，其中包括生态学、环境科学、土壤学、地理学、生态毒理学、灾害学等，而整体的评价又是一个复杂的过程，无论是对于基础的理论研究还是在实践的工作都存在着较大的不足，因此，需要我们在以后的研究工作不断地深入和完善评价方法，才能使评价结果更为切实有效。

参考文献

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[2]赵乾程，杨欣，曹田，等.土壤重金属污染原位钝化修复及效果评价进展研究[J].环境科学与技术，2016，12.

[3]李燕.污染土壤修复标准及修复效果评定方法的探讨[J].资源・环境，2016.

[4]李淑燕，谢t彬.重金属污染场地修复效果评价研究[J].海南师范大学学报（自然科学版），2015，6.

[5]王涛，李惠民，史晓燕.重金属污染农田土壤修复效果评价指标体系分析[J].土壤通报，2016，6.

第3篇：重金属污染的特征范文

全面排查辖区内重金属污染物排放企业（以下简称“重金属排放企业”）及其周边区域的环境隐患，摸清重金属污染情况，建立监管台帐，确定重点防控区域（流域）、行业、企业和高风险人群；强化环境执法，依法查处重金属污染环境违法行为；建立健全重金属防治体系和污染事故应急体系，保障环境安全。

二、工作重点

根据我市实情，确定重点防控的重金属污染物是铅、汞、镉、铬和类金属砷，重点防控的区域（流域）是重金属污染物排放相对集中的地区，重点防控的行业是有色金属矿（含伴生矿）采选业、有色金属冶炼业、含铅蓄电池业、电镀业、皮革及其制品业、化学原料及化学制品制造业等，重点防控的企业是具有潜在环境危害风险的重金属排放企业（特别是集中式饮用水水源地上游的企业）。

三、主要措施

（一）做好对重金属排放企业及其周边区域环境隐患的全面检查，摸清重金属污染情况，建立监管台帐，确定我市重点防控区域（流域）和重点防控企业名单。为了确保环境安全，各县（市、区）政府必须与辖区内的所有重金属重点防控企业签订环境安全责任状。

1．对检查中发现的违法行为要依法严处，对污染治理设施不能稳定达标或超总量排污的重金属污染企业，依法责令整改直至关闭。对不符合产业政策的重金属企业依法实施关闭，坚决取缔无经营许可证从事危险废物利用处置活动。

2．建立对重金属排放企业的巡查制度，加强对重金属污染企业的监控，严防超标排放。将整治重金属违法排污企业作为全市环保专项行动的重点，不断加大对违法行为的处罚力度，维护社会公平。

（二）严格执行建设项目环评审批和“三同时”验收制度，提高新建排放重金属污染物项目的准入门槛，对排查发现的未经环评审批且危害群众健康的已建成项目，报请县级以上人民政府予以关停拆除。

（三）严禁在重金属排放企业1公里范围内新建居民点，在此范围内现有的居民点应按规定要求地方政府实施搬迁；地方政府对此有承诺的，必须按承诺予以兑现。

（四）进一步规范重金属排放企业的环境管理，督促企业建立特征污染物产生、排放台帐和日常监测制度，定期报告监测结果，并向社会公布重金属污染物排放和环境管理情况。督促企业提升污染治理水平，规范原料、产品、废弃物堆放场和排放口，建立和完善重金属污染突发事件应急预案，督促重点防控企业开展清洁生产审核。对不实施清洁生产审核或者虽经审核但不如实报告审核结果的，责令限期改正。

（五）要按照《市重金属污染防治工作实施方案》的要求，切实加强组织领导，明确任务，落实责任。对因重金属污染造成群发性健康危害事件或造成重特大环境污染事故的，按有关规定对负责人实施问责，并从该重金属排放企业的立项、审批、验收、生产和监管全过程，对有关责任单位和责任人追究责任，对构成犯罪的，依法移送司法机关处理。

四、时间安排

（一）准备阶段（年5月15日前）

各县（市、区）政府根据本方案，制定辖区内具体实施方案，进行动员部署，并于4月25日前将实施方案及联系人报市专项行动领导小组办公室（市环保局）。

（二）集中整治阶段（5月16日—9月30日）

各县（市、区）组织相关部门对辖区内的重金属排放企业及其周边区域环境隐患进行全面检查，摸清重金属污染情况，建立监管台帐，确定重点防控区域（流域）、行业、企业和高风险人群。对检查中发现的违法行为要依法严处，对污染治理设施不能稳定达标或超总量排污的重金属污染企业，依法责令整改直至关闭。

（三）督查阶段（10月1日—11月15日）

市环保局将对辖区内整治行动的开展情况进行督查，确保对违法排污企业处罚到位、整改到位，各项措施落实到位，省环保厅也将会适时对我市的整治行动开展情况进行督查。

（四）总结阶段（11月15日—12月5日）

各县（市、区）对专项整治工作进行总结，对存在的问题进行整改，完善相关政策措施，并于12月5日前将工作总结报市专项行动领导小组办公室（市环保局）。

五、具体要求

（一）加强领导，统一部署。各地政府必须对辖区内的重金属污染防治工作负责，要精心组织，切实加强领导，研究制定辖区专项整治行动方案，并组织实施。严格按照国家法律法规和方针政策，处理解决整治行动中遇到的问题。

第4篇：重金属污染的特征范文

关键词：土壤；重金属；污染；现状；修复技术

中图分类号 X833 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）07-0103-03

Abstract：This paper describes the present situation of soil heavy metal pollution in our country，analyzes the sources of soil heavy metals from sewage irrigation，atmospheric deposition，industrial production and agricultural activities，and analyzes the heavy metal contaminated soil remediation technology briefly.

Key words：Soil；Heavy metal；Pollution；Present situation；Remediation technology

土壤是一个开放的缓冲动力学系统，承载着环境中50%～90%的污染负荷[1-2]。随着矿产资源开发、冶炼、加工企业等规模的扩大以及农业生产中农药、化肥、饲料等用量的增加和不合理的使用，致使土壤中重金属含量逐年累积，明显高于其背景值，造成生态破坏和环境质量恶化，对农业环境和人体健康构成严重威胁。重金属在土壤中移动性差、滞留时间长、难降解，可以通过生物富集作用和生物放大作用进入到农牧产品中[3]，从而影响产出物的生长、产量和品质，潜在威胁人体健康[4]。本文对我国土壤重金属污染现状进行了简要分析，概述了土壤中重金属的来源，简单介绍了物理修复、化学修复和生物修复技术在土壤重金属污染修复方面的研究进展，以期为土壤重金属污染修复提供参考。

1 我国土壤重金属污染现状

随着矿山开采、冶炼、电镀以及制革行业的蓬勃发展，一些企业盲目追逐经济利益，轻视环境保护，再加上农药、化肥、地膜、饲料添加剂等的大量使用，我国土壤中Pb、Cd、Zn等重金属的污染状况日益严重，污染面积逐年扩大，危害人类和动物的生命健康。据报道，2008年以来，全国已发生100余起重大污染事故，其中Pb、Cd、As等重金属污染事故达30多起。据2014年国家环境保护部和国土资源部的全国土壤污染状况调查公报显示，全国土壤环境总状况体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。据农业部对我国24个省市、320个重点污染区约548万hm2土壤调查结果显示，污染超标的大田农作物种植面积为60万hm2，其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80%以上，尤其是Pb、Cd、Hg、Cu及其复合污染尤为明显[5]。我国的一些主要水域如淮河流域、长江流域、太湖流域、胶州湾等也都出现了重金属污染[6]。

2 土壤重金属来源

土壤中重金属来源主要有内部来源和外部来源两种。在内部来源中，由于成土母质、地形地貌、水文气象及植被和土地利用类型等的不同，对土壤重金属含量的影响有很大差异[7]，致使部分地区土壤背景值较高。外部原因主要是人为活动的影响，是土壤重金属污染的主要来源，主要包括以下几个方面：

2.1 随大气沉降进入土壤中的重金属 大气沉降是造成土壤重金属污染的一个重要途径[6]。工业生产、汽车尾气排放及轮胎摩擦可产生含有重金属的有毒气体和粉尘，经自然沉降和雨雪沉降进入土壤中，污染元素主要为Pb、Cu、Zn等。矿山开采和冶炼所带来的大气沉降也是土壤重金属的重要来源[5]。有毒气体和粉尘容易迁移和扩散，在工矿烟囱、废物堆和公路附近的土壤中，土壤重金属含量较高，向四周和两侧扩散减弱。研究人员对某铅锌冶炼厂的土壤重金属空间分布特征的研究发现，Zn、Pb、As的主要污染来源是废气的大气沉降，风力和风向是其空间分布的主要影响因子[7]。

2.2 随污水灌溉进入土壤中的重金属 污水灌溉一般是指利用经过一定处理的城市污水灌溉农田[6]，利用污水灌溉是农业灌溉用水的重要组成部分。但由于污水中含有大量的重金属，随污水进入到土壤中，使得土壤中重金属含量不断富集。我国自20世纪60年代至今，污灌面积迅速扩大，以北方旱做地区污染最为普遍，约占全国污灌面积的90%以上，污灌导致农田重金属Hg、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb等含量的增加[7]。

2.3 工矿企业生产带入土壤中的重金属 工业生产中广泛使用重金属元素，工矿企业将未经严格处理的废水直接排放，导致废水中的重金属渗入到土壤中，使得土壤中有毒重金属含量增加[11]。矿业和工业固体废弃物露天堆放或处理过程中，经日晒、雨淋、水洗等作用，使重金属以射状、漏斗状向周围土壤扩散。南京某合金厂周围土壤中的Cr大大超过土壤背景值，Cr污染以工厂烟囱为中心，范围达到1.5km2[12]。电子废弃物在堆放和拆解过程中，会造成Pb、Cr等重金属进入农田土壤[13-14]。

2.4 农事活动带入土壤中的重金属 随着人们对农业产出物不断增长的需求，农药、化肥、地膜等使用量不断增加，导致土壤中的重金属不断富集，造成土壤重金属污染。农药中含有Hg、As、Zn等重金属，长期使用就会导致土壤中重金属的累积。磷肥天然伴有Cd，随着磷肥及复合肥的大量施用，土壤中有效Cd的含量不断增加，作物吸收Cd量也在增加[15]。地膜在生产过程中加入了含Cd、Pb等重金属的热稳定剂，也会造成土壤重金属含量的增加。当前有机肥肥源大多来源于集约化的养殖场，大多使用饲料添加剂，其中大多含有Cu和Zn[16]，使得有机肥料中的Cu和Zn含量也明显增加，并随着施肥带入到土壤中。

3 土壤重金属污染修复技术

3.1 物理修复 一是客土、换土和深耕翻土等措施。通过这一措施，可以降低表层土壤重金属含量，减少土壤重金属对植物的毒害。深耕翻土适用于轻度污染的土壤，客土和换土适用于重度污染的土壤。工程措施具有稳定、彻底的有点，效果较好，但是需要大量的人力、物力，投资较大，并会破坏土体结构，降低土壤肥力。二是电动修复、电热修复、土壤淋洗等。物理修复效果好，但是成本高，还存在着造成二次污染的风险。

3.2 化学修复 化学修复是主要是采用化学的方法改变土壤中重金属的化学性质，来降低土壤中重金属的迁移性和生物可利用率，减少甚至去除土壤中的重金属，达到的土壤治理和修复的效果[17]。该技术的关键在于经济有效改良剂的选择，常用的改良剂有石灰、沸石、碳酸钙等无机改良剂和堆肥、绿肥、泥炭等有机改良剂，不同的改良剂对重金属的作用机理不同。化学修复是在土壤原位上进行，不会破坏土地结构，简单易行。但是化学修复只是改变了重金属在土壤中的存在形态，并没有去除，在一定条件下容易活化，再度造成污染。

3.3 生物修复 生修复是利用微生物或植物的生命代谢活动，改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性。该方法效果好，易于操作，是目前重金属污染的研究重点。目前生物修复技术主要集中在植物和微生物2个方面[18-19]，对植物修复方面研究的较多[20-23]。生物修复不会引起二次污染，成本低，易于推广，在技术和经济上都优于物理修复和化学修复，已经得到了广泛的研究和应用，是目前土壤重金属污染治理的研究热点。

3.4 农业生态修复 不同作物对重金属有不同的吸附作用，可以通过采取不同的耕作制度、作物品种和种植结构的调整、肥料种类的选取等措施，增加作物对土壤重金属的吸收，降低土壤中的重金属含量。研究表明，调节土壤水分、pH值以及土壤水分、养分等状况，实现对污染物所处环境介质的调控[24-25]，可以改善土壤的理化性质，促使土壤中重金属被作物有效地吸收。

4 展望

土壤是人来赖以生存的重要自然资源之一，是人类生态环境的重要组成部分。土壤重金属污染问题已经成为当今社会的主要环境问题之一。2016年出台的《土壤污染防治行动计划》，无疑是我国土壤环境管理历史上里程碑式的文件，明确了我国土壤污染防治路线图和时间表。

土壤是一个复杂的生态系统，一旦受到污染，要将进入到土壤中的污染物清除，达到安全生产的目的是十分困难的。重金属对土壤的污染以现有的技术而言是不可逆的。因此，土壤污染预防要比土壤污染治理重要的多。要坚持源头预防和过程治理，以源头控制为主，杜绝污染物进入水体、土体，有效降低污染物的排放。在土壤重金属污染修复技术研究中，要把物理方法、化学方法、生物技术和农业生态修复措施综合起来处理污染题，研究出更加经济高效的治理措施，应该加大生物修复技术研究，减少物理和化学方法的使用，以免造成二次污染。

参考文献

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第5篇：重金属污染的特征范文

【关键词】土壤重金属污染 特点 评价方法 危害与治理

重金属具有不易分解、易积聚的特点。如何科学地对土壤重金属污染进行评价，是污染治理的重要前提，以下就土壤重金属的污染及其评价方法进行分析。

一、土壤重金属污染的成因及特点

土壤是人类社会赖以存在和发展的根本前提，是最重要的基础资源。随着近现代工业的飞速发展，土壤中沉积了越来越多的废弃污染物。工业生产、居民生活垃圾的不合理处置以及矿产开采等，都会带来土壤重金属污染。从化学理论角度来讲，98%以上的金属都属于重金属，从环境保护学领域来讲，土壤重金属污染中的重金属主要包括汞、铅、锌、砷和镍等。

1、土壤重金属污染的成因。（1）自然原因。土壤重金属的形成不是单方面作用的结果，而是受多方面因素影响，在不同时期，其主要影响因素又不同。土壤形成初始时期，其重金属含量受成土母质的影响较大，母质中的重金属含量及组成直接决定了土壤重金属的值。随着土壤的发育，母质对其重金属值的影响逐渐减弱。与此同时，生物残落物的影响逐渐增强，受生物个体差异影响，其残落物也呈现出多样化的特点，对土壤重金属组成的影响程度也各不相同。大气沉降，如火山爆发、森林火灾等可能使许多重金属漂浮于空中，其中一些被植物叶片吸收，进而被微生物分解进入土壤，从而改变土壤的重金属含量与构成。（2）人为原因。研究人员对近30年的土壤重金属污染原因进行统计，分析发现随着工业化程度的不断加深，人类活动已经逐渐上升成为土壤重金属污染的主要来源。具体来讲，人类活动又突出表现在以下几个方面：首先废气、烟尘等大气污染。城市化进程的加快在反映国民物质生活水平提升的同时也带来一系列环境问题，城市交通、工业生产等向大气排放大量废气、烟尘，造成大气污染，通过大气沉降，这些物质进入土壤，造成土壤重金属污染。经调查研究发现，工矿生产集中区域、城市道路、铁路周围，土壤重金属污染往往格外严重。其次化肥农药在农业生产中的使用。为了缩短农作物生长周期，现代农业生产常会选择使用化肥农药，大量化肥与农药的使用在带来生产效益的同时，也将其中所含的重金属物质带入了农作物与土壤，造成土壤重金属污染，影响人体健康。再次水体污染。受水资源分布不均因素影响，在部分地区，农田灌溉需要引入工业废水和生活污水，这些未经合理处置的污水进入到农田，造成土壤重金属污染，由于污染水体中含有大量重金属物质，通过污水灌溉产生的土壤重金属危害破坏性更大，极易造成循环性水土污染。最后其他活动。含重金属的工业废弃物，城市居民生活垃圾的堆放，金属矿山酸性废水的排放等也会造成土壤的重金属污染。

2、土壤重金属污染的特点。依据化学金属元素相关理论，重金属性质稳定，极难被微生物降解，一旦进入土壤造成重金属污染，势必对农作物的品质和产量产生较大影响，加之其潜伏周期长，通过食物链的“生物富集效应”严重影响动物和人体的健康。有研究表明，低浓度的汞在小麦萌发初期能起到促进生长作用，但随着时间的延长，最终表现为抑制作用；砷有剧毒，可致癌；镉会危害人体的心脑血管。归纳起来，重金属污染有以下几个特点：（1）潜伏周期长，污染具有隐蔽性；（2）性质稳定，污染具有难降解性；（3）相互作用，污染具有协同性、扩散性。因此，重金属污染又有“化学定时炸弹”之称。

三、土壤重金属污染的评价方法

1、单因子指数法。借助综合指数法，可以对受测区域的重金属污染情况进行分级，指出土壤中污染最大的因素，但无法判定出不同元素对土壤污染的影响差别。根据这一方法计算出来的污染指数只能反映各种重金属元素对土壤的污染程度，而无法精确反映污染的质变特征。

2、污染负荷指数法。该指数是由评价区域所包含的主要重金属元素构成，它能够直观地反映各个重金属对污染的贡献程度，以及金属在时间，空间上的变化趋势.由Tomlinson等人提出污染负荷指数的同时提出了污染负荷指数的等级划分标准和指数与污染程度之间的关系，通过计算得打各重金属的污染负荷指数及可以得到各个功能区和该市的污染程度.

3、潜在生态危害指数分析。重金属元素是具有潜在危害的重要污染物，潜在生态危害指数法作为土壤重金属污染评价的方法之一，它不仅考虑土壤重金属含量，还将重金属的生态效应、环境效应与毒理学联系在一起，是土壤重金属评价领域广泛应用的科学方法

4、GIS技术在土壤重金属污染评价中的运用。GIS是由计算机硬件、软件及不同方法组成的系统，通过该系统，能够实现空间数据的采集、管理、处理、分析与建模，以解决复杂的规划和管理类问题。通过GIS技术，将不同类型的数据进行处理变换，根据客观需求对其进行空间分析和统计，最终建立各种应用模型，以便为研究决策提供依据。在对土壤重金属污染进行研究时，常利用GIS 技术的计算与图形显示功能，对受测区域指定采样点进行插值分析，实现土壤图数字化，建立空间与属性数据库，最终绘出污染物空间分布图，为土壤污染治理提供参考依据。

三、重金属污染土壤的危害与治理

土壤是人类赖以生存的最基本的自然资源之一，但现阶段严重的土壤污染，通过多种途径直接或间接地威胁人类安全和健康，开展城市环境质量评价，日益成为人类关注的焦点。

当土壤中的重金属含量达到一定程度，不仅会导致土壤污染、农业生产收益下降，通过径流，还会对水体（地表水、地下水）产生淋失作用，污染水资源、破坏水文环境；借助大气沉降，极易形成大气污染与水污染、土壤污染的“死循环”，进而影响人体健康。

根据重金属污染的隐蔽性、不可逆性及长期性等特点，与大气污染、水污染等环境问题相比，土壤污染的治理难度更大。现行的重金属污染土壤治理主要有生物法、化学法、工程治理法等方法，就目前科学技术发展形势来看，在治理方案设计上尚未形成统一标准，在实际操作中，不同的地理环境在方法的选用上存在区别，使用的技术也多种多样。从总体上来讲，治理污染土壤首先应查明污染成因，以《土壤环境监测技术规范》为指导，对污染区域进行实地分层采样调查，一般将受污染区域分为“污染源区”、“保护区”和“超标污染区”三个区域。无论采用何种方式，在对土壤污染进行治理时，应注意因地制宜，结合受污染区域的土质情况、土地使用性质与功能、重金属污染物含量与构成等特点，对治理效果、时间、经费等作出合理预期和科学规划，选择最佳方案。

结束语

随着社会发展，各行各业对重金属资源的需求与日俱增，与此同时，由生产而产生的重金属废弃物也逐渐增多，这些未能及时处理的废弃物作用于土壤，一旦其重金属含量超标，就会对土壤造成严重污染，进而破坏生态平衡。

参考文献：

[1]范拴喜等.土壤重金属污染评价方法进展[J].中国农学通报，2010

第6篇：重金属污染的特征范文

关键词：主成分分析 内梅罗指数 Muller指数 spss

中图分类号：O242 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）007-132-02

1 引言

近些年，人类活动对城市环境影响越来越严重。对由人类活动影响造成的城市地质环境的演变模式进行研究，逐渐成为人们关注的焦点。通过文献[1]提供的某城市城区土壤地质环境进行调查，根据测的的数据，假设样品采集在充分考虑污染源前提下，兼顾空间分布均匀性，同时考虑地形、气候因素影响；数据的处理计算时均采用四舍五入法保留小数点后两位，与原数据保持一致；污染源的重金属浓度不再增加；取样点的数据较好的反映了该地区的污染物浓度，对城市表层土壤重金属的污染进行分析研究。

2 8种主要重金属元素的空间分布

根据测得数据，采用8种元素在五个地区各自的作用单独考虑，采用excel软件绘制标准曲线，对原始数据进行标准化处理，并带入标准曲线求得各采样点的重金属浓度，然后求出平均浓度，再用Muller指数进行各项计算与分析。除此外还采用了地积累指数法和内梅罗综合指数法进行全面的分析。Muller指数法是对各重金属元素因子的单独作用在各地区进行分析，目前国内外普遍采用单因子指数法和内梅罗综合指数法等进行土壤重金属污染评价，这两种方法都能对被研究区域的土壤重金属污染程度进行较为全面的评价，但不能从自然异常中分离人为异常，判断表生过程中重金属元素的人为污染情况，但地累积指数法弥补了其他评价方法的不足。

2.1 重金属元素在该城区的空间分布图

用双调和样条内行插值计算，得出重金属空间分布图。双调和技术在二维或多维空格键中的导数与一维空间中的导数的作用相似。在m维空间中，利用N个数据点的曲面求解问题：；其中，是双调和算子，x是m维空间中的一个位置。其通解为，求解线性系统，可以得到。

在EXCEL中分别筛选出每一区的8种重金属浓度情况，由于给出的重金属量纲不统一，用归一化方法统一量纲。然后分别在每一区内对不同重金属求平均值主要重金属元素关于该城市五个区的分布。

Sij表示规划后某种金属浓度在某个采样点的值，xij某种重金属在某个采样点的值。由归一化后，运用富集系数模型：Di=d实测值 / b背景值定量描述城市重金属污染的空间分布情况。

2.2 三种评价不同区域重金属的污染程度的方法

2.2.1 地积累指数法

国内外很多专家将地积累指数法用于对人类活动造成的重金属对土壤污染的评价。该指数的计算式为：Igeo=log2[Cn/（kBn）]。根据Igeo值将污染等级分为6级，并且以国家二级标准作基准的污染评价。

2.2.2 内梅罗综合指数分析法

内梅罗指数法是当前国内外进行综合污染指数计算的最常用的方法之一。该方法先求出各因子的分指数（超标倍数），然后求出各分指数的平均值，取最大分指数和平均值计算。综合污染指数计算公式：。内梅罗综合指数在评价时可能会人为地夸大或缩小一些因子的影响作用，使其对环境质量评价的灵敏性不够高，有时候计算结果很难区分土壤环境污染程度的差别。所以，采用污染负荷指数法数学模型进行进一步分析。

2.2.3污染负荷指数法

用污染负荷指数法以土壤背景值为评价标准，对整个区域各个点位各种重金属进行定量分析，并对各点的污染程度进行分级，反映对环境污染最严重的元素。

3 分析重金属污染物的传播特征

为了分析研究各种土壤重金属的来源，本文采用了Pearson相关分析对被研究区域8中重金属含量数据进行了相关分析。从相关性分析结果可以发现，土壤中Pb与Cd，Ni与As显著正相关，且相关性较强，分别为0.812、0.639；其次为Cu与Cd，Cr与Ni，Pb和Cu也达到正相关。

本文对所有采样点采取主成分分析法，利用SPSS 13.0软件对城区土壤重金属的5项指标进行主成分分析。通过主成分分析计算，城区的8个变量的全部信息可由5个主成分表示，即对前5个主成分进行分析已经能够反映全部数据的大部分信息，再由5个主成分加权平均得出每个采样点相对应的综合指标。

基于SPSS软件包软件包生成的因子成分得分系数矩阵，降维后每种成分在每个取样点的得分计算公式：

综合指标的得分计算公式：

根据问题一中的方法参考Zj对应的取样点坐标对Zj做插值处理，并绘制等高线图，可得图1。

图1 等高线图

由图1可以看出，在靠近坐标原点的地方有两个综合指数超高区，可以认为这两个区域既是污染源所在的区域。

通过使用MATLAB进行双调和样条插值法，由Zj生成了一个200*200的矩阵。可以通过程序将其转换成一个具有200*200个元素的矩阵。可以得出综合指数Z的分布主要集中在0到0.2的区间中。我们认为污染源受到污染的水平应当远高于距离污染源较远的地方。所以我们将主要通过研究Z大于0.2的点来确认污染源。经过excel的筛选，大于0.2的点有1805个。污染源必然包含在这些点中间。

结合重金属在土壤中的传播特征，建立数学模型

4 结论

为更好地研究城市地质环境的演变模式，预测土壤中各种重金属的含量，必须求解并分析城市内土壤中各种重金属污染物的主要来源，确定影响这些重金属含量时间变化的主要影响因子并进行分析，然后在分析的结果中建立各种土壤重金属含量的时间预测模型。得重金属累积预测模型如下：

通过建立的模型可以用以城市土壤环境异常分析，以及城市环境质量评价，测定各区域重金属含量等，具有较强的实际应用价值。

参考文献：

第7篇：重金属污染的特征范文

关键词：塌陷区；土壤；重金属；评价

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.119

1 背景概况

随着经济的高速发展，各类含有重金属的污染物通过各种渠道进入土壤中，造成土壤中重金属富集。土壤中重金属会通过各种途径进入大气，水体以及动植物，进而在人体类富集，危害人类健康。随着近年来多地出现重金属污染影响人类健康事件的发生后，重金属问题日益被人们重视。

淮南矿业谢桥煤矿位于安徽省颍上县东北部，谢桥煤矿位于淮南煤田潘谢矿区西部，处于凤台、颍上两县交界，距颍上县城约20公里。并且隶属于安徽省淮南市矿业集团的谢桥矿区共划分为东一、东二、西一、西二四个采煤区，总面积大约为50km2[1]。

由于煤炭的过量开采，导致地面塌陷，从而出现采煤沉陷区这一环境问题。采煤沉陷区形成后，其巨大洼地在下雨积水后，形成了大面积的水域，并且随着时间的推移，水底逐渐长出水草并且产生微生物，由于附近居民在沉陷水域中养殖鱼类，使得之前的陆生环境完全演变为了水生环境。谢桥矿区采煤塌陷水域周边堆积的煤矸石矿山等给水体，给塌陷塘输入了大量的持续性有机污染物、重金属等[2]。随着后期煤炭开采规模的不断增加，沉陷区水域面积不断扩展，水体水质受到严重影响，渔牧业等也会受到影响，严重制约了当地经济水平和养殖业的发展[3]。

2 材料与方法

2.1 研究区域概况

研究区域位于安徽省淮南市谢桥矿区，谢桥沉陷水域主要分为西北沉陷水域和东南沉陷水域。所选择的土壤采样点位于沉陷水域的两侧，塌陷水域北侧依次分布5个采样点，南侧接近村庄和河流布设2个采样点（如图所示）。每个采样点采取1个表层土壤样品，土壤深度为0～20cm。

2.2 样品分析测定

将土壤样品烘干研磨过0.149mm尼龙筛，称取0.5g样品置于聚四氟乙烯坩埚中，用去离子水润湿样品，然后加入10ml 浓盐酸；在电热板上低温消解蒸发至剩5ml左右，加入15ml 浓硝酸；接着加热使液体蒸发至粘稠状，然后加入10ml氢氟酸继续加热；坩埚中溶液快干时，加入5ml的高氯酸，继续消解至冒白烟，残渣呈现均匀的浅色取下坩埚，加入1ml（1+1）硝酸，加热溶解残渣，至溶液完全澄清，转入50ml容量瓶中，定容，过滤，上原子吸收分光光度计检测。

2.3 污染评价方法

评价方法采用指数法，分别求出各重金属离子的单因子指数和区域土壤重金属的综合污染指数，对谢桥区塌陷水域各采样点的土壤中重金属污染现状进行评价分析。

（1）单因子指数法：国内外常用的评价方法之一，是用区域某污染物的实测值与土壤背景值进行相比，用比值表示该区域内此项污染物受污染的程度。

Pi=Ci/Si

式中：Pi为土壤中污染物i的环境质量指数；Ci为土壤中污染物i的实测浓度（mg/kg）；Si为该区域土壤中污染物i的环境背景值（mg/kg）。

（2）综合指数法：采用内梅罗污染指数法计算其综合污染指数

式中：PN 为内梅罗污染综合指数；maxPi为各项污染物中污染指数最大值；为各项污染物污染指数平均值。

根据单因子指数法和内梅罗综合污染指数法，可以将土壤重金属污染等级分为5个污染级别。

3 实验结果与讨论

3.1 土壤重金属检测结果

采样点土壤中重金属含量如下图所示：

由表2可知，1号采样点处各项理化性质含量均较高，主要原因可能是因为其距离河流较近，河流的汇入给塌陷区土壤带来大量的污染物质。由上面三个折线图可知，Hg、Cu、Pb、Ni、Zn和Fe在各点位土壤中分布较为均匀；Cd、Cr在各点位土壤中分布变化较大；4号采样点出Cd含量比其他点位高，可能与该处点源污染有关。谢桥区土壤中不同重金属平均污染程度为：Cd

3.2 谢桥塌陷区土壤重金属污染评价

参照1997年杨晓勇等人对淮南市土壤重金属背景值的研究结果，分别计算淮南谢桥塌陷区土壤重金属单因子污染指数和综合污染指数[6]。

从单因子指数结果可知，研究地区土壤的重金属污染以Zn最为突出，7个采样点处污染以达到严重污染；4号采样点土壤中Cd也达到严重污染，5号点土壤中Cd指数也大于2，属于中度污染；并且大部分采样点中的Ni污染均达到轻度污染，其他点属未污染。所有采样点处Cr和Cu的污染指数都小于1，属于未污染，说明塌陷水域附近基本无Cr污染；Hg除了6号点超过1，其他采样点处均未污染；1号点处Pb指数超过1，其他点处土壤均未污染。总结为，谢桥塌陷区土壤重金属污染水平为Zn>Cd>Ni>Pb>Cu>Hg>Cr。

从内梅罗综合指数结果可以看出，谢桥塌陷区土壤各采样点污染程度为：TR004>TR007>TR001>TR005>TR002>TR003>TR006。各点处的综合污染指数均大于3，属于严重污染。因为内梅罗指数法中最大污染因子Zn值较大，故综合指数法夸大了重金属Zn值对土壤的污染。由于内梅罗指数法突出了污染指数最大的污染物对环境质量的影响和作用，此种计算方法对所得结果的影响很大，有些时候可能会存在人为夸大了一些因子的影响作用的情况，同时根据内梅罗指数法计算出来的综合污染指数，只能在一定程度上反映污染的程度而难以反映出污染的质变特征[1]。因此研究中，内梅罗综合指数法存在一定的局限性。

4 结论

（1）谢桥区土壤中不同重金属平均污染程度为：Cd

（2）根据单因子指数法，谢桥塌陷区土壤重金属污染水平为Zn>Cd>Ni>Pb>Cu>Hg>Cr，以Zn污染较为突出。内梅罗指数法显示，谢桥塌陷区土壤各采样点污染程度为：TR004>TR007>TR001>TR005>TR002>TR003>TR006，并且内梅罗指数法在本项研究中适用性较低。

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第8篇：重金属污染的特征范文

关键词：土壤 重金属污染 修复 研究进展

中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0121-02

随着世界人口不断增加，工业化进程不断推进，能源开发和城镇建设飞速发展。人类改造自然的活动不断扩大，愈来愈多潜在性有毒物质排放到生物圈，其中大部分进入土壤圈，对土壤环境和人的健康构成威胁，其中包括重金属。在化学中，重金属一般指密度在4.5 g/cm3以上的金属，而在环境污染研究中所说的重金属实际上主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属，其次是指有一定毒性的一般重金属，如锌、铜、镍、钴、锡等。目前最引起人们关注的是汞、镉、铅、铬、砷，被合称为重金属污染中的“五毒”。通过食物链，排放到土壤中的重金属直接对生长于被污染土壤上的植物造成伤害以及通过食物链直接或间接地对人体健康造成伤害。重金属污染土壤的修复技术按学科分主要分为三大类：生物修复、化学修复和物理修复，按修复场地分为两种：就地修复和离地修复。本文主要是以第一种分类方法进行有关论述。

1 重金属在土壤中的存在形态

重金属的生物毒性不仅取决于其总量，更多的是受存在形态的影响。重金属在土壤中的存在形态决定了重金属的迁移和生物利用，从而影响其生物活性与毒性重金属在土壤中主要以以下几种形态存在（1）水溶态；（2）可交换态；（3）碳酸盐结合态；（4）铁锰氧化物结合态；（5）有机结合态；（6）残留态。随环境条件的改变，各形态之间可以发生相互转化，从而改变重金属在土壤中的生物有效性和毒性。水溶态、离子交换态的重金属在土壤环境中最为活跃，活性大，毒性也最强，易被植物吸收，也容易被吸附、淋失或发生反应转为其它形态。残留态的重金属与土壤结合最牢固，用普通的方法不能从土壤中提取出来，它的活性也最小，几乎不能被植物吸收，毒性也最小。

2 重金属的危害

大多数重金属元素都是生物代谢非必须元素，当其在环境中的存在量和在生物体中的量超过一定标准时便会对环境和生物体造成伤害。

2.1 对环境的伤害

土壤被重金属污染，很难清除，含重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力的作用下会进入到大气和水体中，导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其它次生生态环境问题。

2.2 对植物的伤害

通常情况下，植物体内的重金属含量随着其着生土壤重金属含量的增加而增加，当到达一定量后，就会影响植物的生长发育，抑制植物的光合作用过程、抑制植物的呼吸作用过程、抑制新陈代谢，导致植物生物量、产量和品质下降。

2.3 对动物及人体的伤害

重金属通过空气、水、食物等渠道进入动物和体内，产生遗传毒性、生殖毒性等，极大地影响了人群的健康和可持续发展。土壤重金属污染在植物中积累后，并通过食物链富集到动物和人体中，危害人畜健康，达到一定量后便引发癌症和其它疾病等。某些重金属如铜、钒、可引起人和的生殖障碍；铜、汞可影响影响胚胎的正常发育；铜可对儿童中枢神经系统造成影响，可导致其行为功能改变如学习困难、空间综合能力下降、运动失调、多动、易冲动、注意力下降、侵袭性增加、智商下降等；镉可影响儿童的正常发育等；锰会引起肺炎和其它疾病。

3 重金属污染土壤修复技术

3.1 重金属污染土壤生物修复技术

3.1.1 植物修复技术

植物修复（Phytoremediation）指将某种特定植物种植在重金属污染的土壤上，而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后即可将该种重金属移出土体，达到污染治理与生态修复的目的。植物修复通常包括：植物提取作用、植物挥发作用、根际滤除作用。植物修复技术因其廉价、就地、绿色、生态、经济的优点而广受关注和期待，但目前植物修复技术也具有自身的局限性，主要表现是：多数超积累植物，只能积累一种或者两种重金属元素，而实际情况大多为几种重金属的复合污染；其次是超富集植物个体矮小，生长缓慢，生长周期长，修复重金属污染土地效率低，经济上并不一定合理。因此，能否找到超积累植物是植物修复技术是否能够推广和业化的关键。到目前为止，在美国、澳大利亚、新西兰等国已发现能富集重金属的超积累植物 500多种，其中有360多种是富集Ni的植物。我国开展这方面的工作较晚，到目前为止，已陆续发现了锰超积累植物商陆（Phytolaccaceae），As超富集植物蜈蚣草（Pteris vittata），大叶井口边草（P.cretica），Cd超富集植物宝山堇菜（Viola baoshanensis）和龙葵，Zn超富集植物东南景天（Sedumalf redii）以及Cu超富集植物海州香薷（Ellsholtziasplendens）和鸭跖草（Commelina communis）。

3.1.2 重金属污染土壤微生物修复技术

重金属污染土壤微生物修复是利用微生物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，或通过微生物来促进植物对重金属的吸收等其他修复过程。重金属污染的微生物修复包含两个方面的技术，即生物吸附和生物氧化、还原。前者是重金属被活的或死的生物体所吸附的过程；后者则是利用微生物改变重金属离子的氧化、还原状态来降低环境和水体中的重金属水平。

3.1.3 重金属污染土壤低等动物修复技术

低等动物修复是利用土壤中的某些低等动物的活动改变重金属在土壤中的存在形态、或者直接吸收土壤中的重金属，以达到修复效果。如张冬明等通过用中国热带农业科学院植物与环境保护研究所提供的赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）和海南省典型的砖红壤为研究材料对砖红壤中Pb的形态研究表明蚯蚓活动降低了残渣态Pb含量，显著提高了土壤交换态、无定形氧化铁结合态含量，蚯蚓活动可以显著提高Pb污染土壤的修复效率[13]。由此表明蚯蚓能够改变土壤中Pb的形态分配和能直接吸收Zn和Cd，对重金属污染土壤修复有开发前景。

3.1.4 重金属污染土壤物理修复技术

物理修复技术通过物理手段用清洁土壤更换被污染土壤或部分更换被污染土壤，使污染物浓度降低到临界危害浓度以下或阻碍污染物与植物根系接触，从而阻碍重金属在食物链中的传递。物理修复过程中常用的方法是客土法。日本神通川地区的镉污染土壤，截至1997年共有646 hm2土地用物理修复方法进行了修复。客土法修复重金属污染土壤效果好、直接、完全彻底，但也存在实施费用高、客土来源和污染土壤去向难以解决等困难，经济不发达地区难以承受，难以大面积开展修复。

3.1.5 重金属污染土壤化学修复技术

化学修复方法通过向土壤中添加一定的化学修复剂或用电化学的方法改变重金属元素在土壤中的存在形态、分布特征及迁移性。一方面通过向土壤中加入一些表面活性剂或螯合剂，增加重金属的生物有效性，结合植物修复技术或直接清除的方式达到对土壤的清洁作用；另外可以向土壤中加入化学固定剂和稳定剂，减少其向植物体累运输，直接阻断重金属在食物链中的传递，从而减轻其给人类带来的伤害；再次利用电化学原理和方法，通过电流作用诱导重金属粒子向电极一端聚集，再将其清除。与其它修复方法相比，化学修复方法具有操手段多，效率高，见效快，方便大规模开展修复等优点而在很多污染土壤修复工程中应用。常用的化学修复方法有：淋洗一提取法、固定稳定法、电动法。各种具体修复方法都有其具体的实施条件和过程，下面分别给予介绍。

3.2 淋洗-提取法

土壤淋洗技术是通过离子交换、吸附与螯合作用将土壤固相中的重金属转移到土壤液相中，然后处理其废水，回收重金属和提取剂，或者结合植物修复技术将重金属从土壤中分离出来。淋洗法具有方法简便、处理量大、见效快等优点，适用于大面积、重度污染的治理。特别适用于轻质土和砂质土，但对渗透系数很低的土壤效果不好。但是有些提取剂在使用过程中也存在负面因素：无机酸冲洗污染土壤时，会破坏土壤的理化性质，大量土壤养分淋失，破坏土壤微团聚体结构；人工螯合剂又比较昂贵，修复成本高，（如EDTA）含有重金属螯合剂的回收上也还存在很多未解决的问题，易对土壤造成二次污染。冲洗剂最好选择自然来源的，如酒石酸、柠檬酸等，天然有机酸除对重金属有一定的清除能力外，其生物降解性也好，对环境无污染。

3.3 固定稳定法

固定稳定法是向土壤中添加一些化学固定稳定剂，改变重金属的形态， 降低土壤污染物的水溶性、扩散性和生物有效性，从而降低它们进入植物体、微生物体和水体的能力，减轻对生态系统的危害。常用的固定稳定剂有磷酸盐类化合物、石灰、高炉渣、矿渣、粉煤灰、腐殖酸类肥料、有机肥料、氧化剂、还原剂等。受重金属污染的酸性土壤，施用石灰、高炉渣、矿渣、粉煤灰等碱性物质，或配施钙镁磷肥、硅肥等碱性肥料，能降低重金属的溶解度，从而可有效地减少重金属对土壤的不良影响，降低植物体的重金属浓度。同时也可以向土壤中施用腐殖酸类肥料、有机肥料、氧化剂、还原剂等，都可以降低污染物的毒性。固定稳定修复法修复过程中土壤结构不受扰动，大部分添加剂便宜易得、种类多可适当选择，适于大面积地区操作。

3.4 电动修复法

电动修复法主要是根据电化学原理及电解池原理，具有类似性质的重金属离子通过电迁移、电渗流或电泳的途径向电极的一端集聚。并通过进一步的处理从而实现污染土壤样品的减污或清洁。这种修复方法具有处理成本低、修复效率高、后处理方便等一系列优点，有非常好的应用前景。但电动修复技术在重金属污染土壤修复的研究起步晚，有关这方面的报道少。同时该方法必须在酸性土壤条件下进行，在调节土壤酸性时会同时带来对土壤理化性质的破坏。

4 结语

重金属土壤污染的普遍性决定了土壤重金属污染修复的紧迫性和必要性，隐蔽性、滞后性、累积性、地域性、不可逆转性和治理难而且周期长等特性又决定修复工作面临重大挑战。上文中介绍的各种修复手段都有自身的优缺点，如能将各种修复方法很好地实现整合，特别是植物修复、微生物修复和化学修复方法的整合必然能更有效更经济地对污染土壤进行修复。同时寻找和培育大生物量超积累植物，寻找和培育比传统修复微生物修复效果好的微生物，开发新型廉价化学修复剂，为重金属污染土壤修复工程提供更多物质和技术保障，人类修复重金属污染土壤必将成为一件容易的事。

参考文献

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[3] 周启星.复合污染生态学[M].北京：中国环境科学出版社，1995：4-9.

第9篇：重金属污染的特征范文

（ 1．广西农垦甘蔗良种繁育中心，广西 龙州 532415； 2．广西南亚热带农业科学研究所，广西 龙州 532415）

摘要：在复合重金属污染耕地种植条件下，对甘蔗的苗期与拔节期吸收和富集土壤重金属的能力是否因品种不同而有差异进行了研究，以期筛选出重金属超低积累及适合当地种植的甘蔗品种。结果表明，各品种对于重金属的富集量从苗期到拔节期发生较大变化，差异性也有变化。在苗期各品种富集量最大的是As，最少的是Zn；而到拔节期则相反，富集量最大的是Zn，最少的是As。在复合重金属污染耕地条件下，相对于重金属Zn，在该土壤区域最适合种植园林9号；相对于重金属Cd，在该土壤区域最适合种植赣－18号；相对于重金属Pb，在该土壤区域最适合种植园林9号；相对于重金属As，在该土壤区域最适合种植园林17号。综上所述，园林9号、赣－18号、园林17号这3个品种比较适合在当地污染地上种植，其中以园林9号为相对最适合。

关键词 ：甘蔗；品种；污染土壤；重金属；

中图分类号：X53；S566．1 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2015）04－0810-04

DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.04.011

收稿日期：2014－05－15

基金项目：广西科学研究与技术开发计划项目（桂科攻1347013－7）

作者简介：彭 崇（1988－），男，广西龙州人，助理农艺师，主要从事甘蔗选育与高产栽培工作，（电话）13507888827（电子信箱）442670063＠qq．com；通信作者，李恒锐（1988－），男，广西南宁人，助理农艺师，主要从事甘蔗选育与木薯杂交育种工作，（电子信箱）lihengtui88＠163．com。

重金属污染是土壤污染中面积最广、危害最大的环境污染之一［1］，已受到人们的广泛关注。2001年，广西地区环江县遭遇特大洪水，使农田遭受严重污染，洪水携带含硫尾沙进入农田，还原态硫氧化产酸导致土壤酸化［2］。甘蔗作为当地的主要经济作物之一，种植面积达1．233万hm2，甘蔗产业已成为该县经济发展的重要支柱和农民增收的主要来源［3］，然而土壤重金属污染是制约该县甘蔗增产的主要原因之一。翟丽梅等［4］研究了环江县铅锌矿尾沙坝坍塌对农田土壤的污染及其特征，结果表明，矿区下游污染区农田遭受As、Pb、Zn和Cd污染，致使土壤硫铁含量高、土壤酸性强、重金属活性强；土壤养分严重流失，导致土壤板结；同时还存在不同程度的反酸现象，使农作物成活率低、生长慢、品质低下，部分农作物歉收甚至绝收。

本试验研究了在复合重金属污染耕地种植条件下对甘蔗的苗期与拔节期吸收和富集土壤重金属的能力是否因品种不同而有差异，并根据土壤污染程度及当地的种植习惯，通过对不同甘蔗品种进行种植和筛选，以期筛选出重金属超低积累及合适当地种植且具有一定经济效益的甘蔗品种［5］，为当地农业生产种植及植物修复研究提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1．1 供试品种

试验选用8个甘蔗品种：桂糖02467（A）、粤糖96／86（B）、台糖88／99（C）、赣－18号（D）、园林18号（E）、园林17号（F）、福农15号（G）、园林9号（H）。

1．2 试验方法

试验设在环江县大安乡塘房村下吴江屯进行，供试土壤采自试验地的复合重金属污染农田，土壤质地为红壤土，其土壤理化性质及土壤重金属含量如表1、表2所示。

从表2可以看出，污染农田土壤中Cd、Zn、Pb含量均大于广西地区土壤的Cd、Zn、Pb背景值，分别是其相应背景值的598.3倍、5.0倍、6．1倍。与国家土壤环境质量标准值（GB 15618－1995）比较，污染农田土壤中Cd含量大于国家三级标准，Zn含量介于国家二级和三级标准间，As含量介于国家一级和二级标准间，Pb含量超过国家一级标准。可见4种重金属中除As、Pb外，Cd含量严重超标，Zn含量超过土壤中重金属的二级标准，对植物生长有一定的危害。

1．3 试验方法

1．3．1 试验设计 试验采用随机区组排列设计，共8个品种，设4次重复，共32个小区，每小区6行，小区面积15 m2。于2011年3月开始下种，按双行顶接法种植，每一区域撒石灰3 kg，施基肥复合肥0．5 kg（复合肥N∶P∶K＝21∶11∶13），田间管理与大田一致。

1．3．2 测定项目与方法 土壤样品的采集采用“S”形取样，主要测定土壤的理化性质及土壤重金属含量，包括有机质、速效磷、水分含量、全磷、全钾、全氮、速效氮、机械组成、阳离子交换、速效钾、重金属Pb、As、Cd、Zn的含量等。甘蔗重金属测定先用微波消解仪消解植物样品，然后再用电感耦合等离子光谱发生仪（ICP）测定重金属的含量。

1.3.3 数据处理 数据处理与分析采用Excel 2007及软件进行，数据表示为平均数±标准差。

2 结果与分析

2．1 不同甘蔗品种苗期重金属Zn、Cd、Pb和As含量及富集系数分析

重金属的富集系数是指植物中某一部位元素含量与土壤中该元素含量的比值，反映植物对重金属富集程度的高低或富集能力的强弱，说明重金属在植物体内的富集情况［6］。由于种植甘蔗主要是收获地上部，因此，本研究中富集系数采用植物地上部重金属含量与土壤中该重金属含量之比来表示。由表3可知，在甘蔗苗期，各品种的重金属含量均超过了一般作物的正常含量，重金属复合污染会导致作物体内重金属含量的升高。As是一种剧毒重金属元素，其含量以B的地上部最低，为49．45 mg／kg，A含量最高，达53．76 mg／kg，A具有较高As富集特征，各品种As含量差异不明显，富集系数在2．46～2．67；Zn含量以B的地上部含量最低，为20．13 mg／kg，D含量最高，达38．20 mg／kg，D、E与其他品种间存在明显差异；Pb含量以E的地上部最低，为53．52 mg／kg，G含量最高，达62．28 mg／kg，各品种间Pb含量差异不明显，富集系数在0．46～0．54；Cd含量以B的地上部最低，为3．14 mg／kg，C含量最高，达3．50 mg／kg，各品种间Cd含量差异不明显，富集系数在1．98～2．26。研究表明，Cd的含量低时，对作物没有毒害作用，但含量高时，Cd能阻止植物根的生长和细胞分裂［7］。

2．2 不同甘蔗品种拔节期茎、叶重金属含量及富集系数分析

甘蔗拔节期主要分析茎和叶两个部分，各品种的重金属含量相对于苗期变化很多，差异性也有变化，不同时期、不同品种、不同器官对重金属的吸收富集作用明显不同［8］。对于重金属As，各品种间茎含量以C与H含量较高，与其他品种均存在明显差异；对于重金属Zn，各品种间茎含量存在明显差异，D含量最高，H含量最低；对于重金属Pb，各品种间茎含量G与A差异最明显，而叶含量G与F差异最明显；对于重金属Cd，各品种间茎含量B与D、H差异最明显，而叶含量C与D差异最明显（表4）。

在甘蔗拔节期各品种对土壤重金属吸收和富集量不同［9］。对于重金属的富集量最大的是Zn，其次是Pb，再次是Cd，最小的是As。相对于重金属Zn，地上部（茎和叶）富集量最大的是C，说明该品种对Zn具有超强的吸收和富集能力［10］，富集量最小的是H；相对于重金属Pb，地上部（茎和叶）富集最大是G，富集量最小是H，H与其他品种甘蔗差异不明显；相对于重金属Cd，地上部（茎和叶）富集量最大是C，富集量最小是D；相对于重金属As，地上部（茎和叶）富集最大的是C，富集量最小是F。

2．3 苗期与拔节期各品种甘蔗对重金属富集量比较分析

对表3、表4比较可知，各品种对重金属的富集量从苗期到拔节期发生较大变化，在苗期时各品种富集量最大的是As，最少的是Zn，而到拔节期则相反，富集量最大的是Zn，最少的是As。相对于重金属Zn，在苗期富集量最少的品种是B，而拔节期是H。由于Zn是必需营养元素，在苗期各品种对Zn的富集差异较明显，而到拔节期对Zn的富集量差异不明显。种植任何品种差异不大，最适合种植H，因为它富集量最少；相对于重金属Cd，在苗期富集量最少的是B，拔节期富集量最少的是D，由于苗期各品种对Cd的富集量差异不明显，而拔节期各品种间差异明显，在该土壤区域最适合种植D；相对于重金属Pb，在苗期富集量最少的是A，拔节期富集量最少的是H，在苗期各品种对Pb的富集量差异不明显，而拔节期各品种间差异明显，在该土壤区域最适合种植H；相对于重金属As，在苗期富集量最少的是B，拔节期富集量最少的是F，在苗期各品种对As的富集量差异不明显，而拔节期各品种之差异明显，在该土壤区域最适合种植F。

3 结论

通过对试验结果处理分析得出，各品种对于重金属的富集量从苗期到拔节期发生较大变化，差异性也有变化。在苗期各品种富集量最大的是As，最少的是Zn，依次排列为As＞Cd＞Pb＞Zn；而到拔节期则相反，富集量最大的是Zn，最少的是As，依次排列为Zn＞Cd＞Pb＞As。在复合重金属污染耕地条件下，相对于重金属Zn，在该土壤区域最适合种植园林9号；相对于重金属Cd，在该土壤区域最适合种植赣－18号；相对于重金属Pb，在该土壤区域最适合种植园林9号；相对于重金属As，在该土壤区域最适合种植园林17号。综合上述，园林9号、赣－18号、园林17号这3个品种比较适合在当地污染地上种植，其中以园林9号为相对最适合的品种。

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