重金属污染的治理方法(6篇)
时间：2024-05-09
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2012年2月13日，广西省柳州市政府发出通知称，据环保部门检测，龙江与融江汇合处下游4公里处水体，以及龙江与融江汇合口至柳江露塘断面镉的浓度符合国家标准。经广西壮族自治区应急指挥部同意，决定解除1月25日、26日发出的《关于禁止取用柳江露塘断面以上受污染河段河水作为饮用水的紧急通知》，龙江与融江汇合口至其下游4公里河段、柳江江露塘断面以上河段恢复常态。
至此，喧嚣了半个多月的广西龙江镉污染事件似乎慢慢退出了人们关注的焦点范围。然而，镉污染不过是重金属污染之一种。最近几年来各地屡屡出现的其他重金属污染事件，业已引起人们的警惕乃至恐慌。这既是经济长期粗放型发展积累下来的问题所导致的环境恶化，同时也折射出我们对于重金属的防治，不管是在技术手段、管理方法上，还是在最重要的意识层次方面，都有所欠缺。
“从土壤治理方面来说，目前国内容易走两个极端：要么放任自流，造成饮用水等方面污染；要么过度修复，造成浪费，这也比较害人。”北京市环境保护科学研究院副院长姜林对记者说。在他看来，一听到污染，不分析污染的暴露途径和危害等，部分地区就一个治理标准，带来的危害也是比较严重的。
关注，我们的起步有点晚
虽然有点晚，不过，2011年，毕竟让我们等到了《重金属污染综合防治“十二五”规划》的正式出台。
《规划》列出了重点防治区域。未来5年，国家计划投入750亿元，开展重金属污染综合防治，重点防治区域将得到国家项目资金的重点支持。所谓“重点区域”，包括内蒙古、江苏、浙江、江西、河南、湖北、湖南、广东、广西、四川、云南、陕西、甘肃和青海等14个重点省份和138个重点防护区。
“其实，学界对重金属污染早有研究，但很多研究成果在一段时间内并没有能够进入公众视野，也没有能够引起管理层的足够重视。”据中国科学院地理科学与资源研究所副研究员廖晓勇回忆，我国真正从中央层面重视重金属污染问题，大概开始于“十五”初期。而学术界明显要更早一些，但要受到管理层的重视却还要等一些年。
1998年，以南京环境科学研究所林玉锁研究员为首的研究团队曾经提出开展针对全国土壤环境的普查，最终未获同意。2006年，由前环保总局与国土资源部共同承担的“全国土壤现状调查及污染防治项目”正式启动，但计划用3年半完成的该项目在完成150万平方公里的调查后曾一度中断，直至2008年才重启，至今也未任何结果。
2007年5月，中国启动第一次全国污染源普查，首次对中国重金属污染现状进行详细调查，涵盖了水体、大气和土壤。
2011年3月，国务院批准了《湘江流域重金属污染治理实施方案》，这也是迄今为止全国第一个获国务院批准的重金属污染治理试点方案。该方案明确了株洲清水塘等7大重点区域为工作重点，规划项目927个，总投资595亿元，规划期限从2011年到2022年。力争到“十二五”末，湘江流域内危害群众健康的重金属污染突出问题得到解决，涉重金属企业数量和重金属排放量比2008年减少50%。
其实，早在2010年年初，国务院就已正式批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》(简称《规划》)，这是我国出台的第一个“十二五”专项规划，充分体现了党中央、国务院对重金属污染防治的高度重视。当年全国全面开展涉铅行业排查整治，首次将该行业所有企业的环境信息向社会公开，接受监督。目前，全国80%以上的铅蓄电池企业被关闭或处于停产中，整治力度之大前所未有。
按照《规划》要求，到2015年，“重点区域”铅、汞、铬、镉和类金属砷等重金属污染物的排放，要比2007年削减15%；“非重点区域”的重点重金属污染物排放量不超过2007年水平。
“如果从个人到政府，从地方到中央都足够重视的话，也许十几年后我们就能看见明显的治理效果。”廖晓勇同时也承认，目前没有任何人能给出保证。
技术，缺的还有标准
从2001年开始，中国科学院地理所就在株洲地区建立了自己的实验基地，进行重金属污染修复实验。“我们有很多成功的例子。”尽管这样，廖晓勇还是表示，他没有办法对某一重金属污染事件的治理发表自己的看法，因为不同的地区、不同的环境以及对治理要求的不同，都会产生不同的技术要求。
“每一个案例都需要具体分析。很多情况下，污染源都不是单一的，一般都是综合因素导致的。”姜林举例说，在治理土壤污染时到底用工程控制的手段，还是具体的修复技术，要看土壤的本身特点与用途、污染物的暴露途径及和对人体、环境的影响分析。还要看土壤的用途和修复时间，比如用植物修复（蜈蚣草），需要的时间和投入都比较大；固化法治理不适合农田，稳定化相对合适。这就说明，土壤的污染治理不存在最优技术，根据土壤的治理需求量体裁衣，需要有针对性的方案编制。
然而，目前国内从应用到实际的治理手段相对单一。
以土壤的修复为例，目前，国内用得比较多的是植物修复和组合填埋，土壤洗涤技术目前停留在实验室研究的比较多。至于固化稳定化的技术在中国兴起的时间不长，是比较新的领域，目前技术研究不少，可走出去应用的极少，但这应该是今后的技术发展方向。
“技术的应用应该加强，目前比较薄弱。”廖晓勇说。
“从土壤的修复上来说，法律法规也不健全，各种各样的标准都不支持技术现状。”姜林认为，如果没有多部门的管理协作机制，那么，污染治理中涉及的土地再利用等问题是难以由环保部门单一解决的。“应尽快地健全法律法规和技术标准体系，因为从国外的经验看这个体系要比水气的大，但是国家层面的土壤防治技术体系尚不健全。”
“不说技术和法律法规，单从检测仪器来说，国内就缺乏统一的生产标准，连行业标准都没有。”中节能六合天融环保科技有限公司的副总经理郭炜对记者说，作为一家生产检测及治理污染仪器的公司，在长期的生产过程中，他们生产仪器的标准完全是参考国外的数据。这是国内所有相关厂商的一致做法。问题是，不同的厂商参考的是不同国家的数据标准，这就使不同地区的检测数据各不相同，没有办法进行统一的对比，也因此常常让检测数据缺乏公信力。
“就拿这次的PM2.5的事件来说，为什么美国不拿PM10说话，行业内的人都知道这两者的检测并没有本质上的区别。原因就在于我们国家没有PM2.5的检测标准。”郭炜认为，要让环境的检测数据取信于民，首先要建立一个统一的检测仪器生产标准。而要让环境修复的结果长期保持，就必须建立修复后期的风险管理意识。
“没有人能保证一次修复，终生有效。”郭炜坦承，作为一个经常承接治理工程的公司，他们也没有办法保证治理的成果能保持多久，因为在一次的治理过程中需要面对的就只是当前的问题，可是这样的问题是否会反复，已经被稳定的重金属是否再次活跃，这些都需要有一个长期的责任管理。但是，现在很少有人意识到这个问题，都是当前治理达标了，合同完成就走，然后过一段时间再来签订治理合同。费钱费力。
“国外都是5年一回顾，和治理承担方签订终生合同。”也许，一种长期管理意识的建立更能让我们看到重金属污染，也包括其他环境问题治理的光明前景。
投入，谁该为污染埋单？
“2000年前，我们的检测仪器每年也就卖不超过20台，而且客户都是国内外的大企业。2006年前，因为国家对电力行业的排污要求，一年能卖近100台，到了2007，‘十一五’的减排规划下来，全国范围内一年能安装几百台。”
很明显，企业是否愿意购买排污监测和处理仪器，更多的是看国家的重视程度，除了少数极具环保意识的外国企业和部级的大企业，基本没有企业愿意在不被要求的情况下为了减少污染付钱。这也是为什么目前的重金属污染严重程度分布呈现从大城市转向小城镇，从发达地区转向欠发达地区的原因所在。
“说实话，我们也是企业，可是我们企业的目标其实和我们客户的利益需求是相违背的。”郭炜对记者算了一笔账，一个大中型企业要买一套设备，怎么也要花个几千万，这只是初期的投入。后面呢，为了让设备正常运行，每年还要投入几百上千万地购买相关材料和进行维护。面对这样高的支出，在目前国内监管并不严的情况下，先不说没有能力购买的企业，即使购买了，绝大部分企业都会选择让设备闲置，原因就在于运行费用太高，以及没有人会调查这些设备是否完好并工作。
“鼓励研制更便捷、更简单、更智能化，且更多企业用得起的仪器是一个方面。政府是否也应该考虑在建立健全监测机制之外，对企业的初期减排进行一定程度的奖惩，而不是出了问题后一刀切？”郭炜认为对企业的减排行为进行奖励更有利于重金属污染的防治。
2011年，六合天融和云南红河州下属有色金属传统产区的一个县签订了重金属污染治理协议。经过几十年的发展，这个县早已不是之前那个山清水秀的西南小城了，严重的重金属污染对这里居民的生命健康造成了极大的威胁。
“目前，治理都是政府出资。”郭炜很肯定地对记者说。这既是因为治理重金属污染牵涉的地区面积、需要的资金巨大，也与我国重金属污染“救火式”治理特色有关，基本上都在遵循“风平浪静―突然事故―政府出面处理”这样一套套路。虽然我国有“谁污染谁治理”的规定，然而大多情况下，造成污染的企业在事故发生或就四分五裂，根本就不可能承担责任。这样的治理模式其实也是从中央到地方的政府财政一个沉重的负担。
“为什么都要政府出钱？”姜林认为，因为修复的牵涉面，由政府带头是应该的，但是修复资金却可以开辟渠道，“我们可以建立修复资金的融资机制，避免所有经费都由政府支付。以前的经验证明，往往因为这样，修复和治理不能最终持续下去。毕竟修复所需资金很多。应该有些政策引导其他形式的资本进入修复工程中，总体上应该走市场化、可持续的融资道路，政府可以提供部分资金、技术和政策的支持和引导。”
未来，要治更要防
在全国排查的4.46万家化学品企业中，72%分布在长江、黄河、珠江、太湖等重点流域沿岸，距离饮用水水源保护区、重要生态功能区等环境敏感区不足1公里的占12.2%。
2006年，株洲霞湾港在清淤过程中由于水利施工不当，导致含镉严重超标的底泥和污水排入湘江，使得湘江株洲霞湾港至长沙江段水质受到不同程度的污染。这起事故也把湘江重金属污染治理推向了风口浪尖。2006年，湖南省开启湘江治理大幕。
2007年，湖南省关停洞庭湖畔234家造纸企业，洞庭湖恢复到三类水质。2008年，湘江流域660家造纸企业关停超过2/3。但是，历史欠账加上仍然存在的废水、废渣的偷排漏排情况使得湘江的污染雪上加霜。2009年3月，湖南省环保局在“长江环保执法行动”中对长沙、株洲、湘潭等5个市300家企业进行督查，发现有偷排行为的企业共17家，环保设备部分停运的有9家，超排的有11家，偷排、漏排现象依然严重。
重金属的污染到底有多严重？其实，直到现在也没有调查清楚。不清楚的结果就是对重金属污染的防治不到位，依然只能发现一起治理一起，而“治”的难度要远远大于“防”。
既然如此，不管是从难度和成本出发，还是从减少污染改变环境出发，我们都应该将“防”放在更加重要的位置。从政府的角度来看就是要加强对污染源的控制。
“加强污染源的控制，对环保意识薄弱的地区监控监管尤其要进一步加强。”姜林对记者强调，在污染场地和污染土壤方面，应该从管理思路上突破原来水气的管理思路，更多地基于风险评估的管理思路上。这也是国外用几十年的发展总结出来的经验。如果高于浓度标准，不见得要修复，应该先进行风险评估，看是否需要修复，修复到什么程度。因为修复土壤，少则几千万元，多则十几亿元，资金的浪费很大。“风险管理的理念还没有被广泛接受，现在对污染还是草木皆兵的态度，缺乏对污染的风险评估办法。”
“而企业的责任就是不让污染物出厂，我们一直觉得这是最理想的状态。”郭炜认为这应该是大家共同努力的目标。如果这样的目标能够实现，边污染边治理的现状无疑就能得到改变。
2012年4月，在湖南将要召开一次全国范围内的重金属防治专家会议。虽然纷纭繁杂的重金属污染防治问题不是一次会议能够解决的，我们也希望这次会议的召开能为重金属污染的防治梳理出一条清晰的思路，打破以往那种各行其是的格局，让重金属污染的防治能够慢慢走出现有的困境。
【知识链接】
如何规避重金属污染
在日常生活中，可以从以下几个方面规避重金属污染或中毒。
要特别留心食品容器和包装材料的使用。彩釉陶器、搪瓷器皿和一些玻璃杯内壁往往加有铅釉，锡酒壶中也含有铅，应注意不要用这些器皿盛放酸性食物和饮料，以防铅溶出造成中毒；有些带花纹颜色的玻璃、搪瓷器皿、冰箱镀镉的冰槽以及塑料制品，都不要存放酸性食物和饮料，以防其中所含的镉溶解出来；使用不锈钢食具要注意不能与乙醇（酒精）接触（如盛装料酒），以防镉、镍游离，危害健康。
不要大量、集中地食用某一类特别容易产生重金属污染的食物。通过食物链富集后，有的重金属在某些食物中会达到相当高的浓度，如贝类和蛤类等水生生物中铅、镉的浓集度较高，应尽量少吃或过于集中地吃。不吃或少吃罐头食品和含铅松花蛋，也可减少铅污染。对于日常销售蔬菜的重金属含量检测，目前仍停留在空白阶段，一项研究结果可作饮食选择参考：蔬菜对于重金属的吸收而被污染的程度顺序为叶菜类>茄果类>豆类>瓜果类。对于镉来说，不同作物对镉的富集程度不同，镉含量也不尽相同，比如蔬菜中的镉含量顺序是（按富集系数大小排列）：芹菜叶>菠菜>莴笋>大白菜>油菜>小白菜>芹菜茎>韭菜>茄子>圆白菜>黄瓜>菜花。
进行饮食调节。多吃富含果胶的水果（柑、桔和苹果等），以及木耳、海带、大白菜等食物，增加维生素的供给量，可在一定程度上减少铅的吸收，预防和减缓铅中毒；镉污染区的居民，补充足够的维生素及微量元素硒、锌和钙等，则可增加镉的排出。
【链接】
世界各国如何防治
重金属污染
德国：先污染后治理的典型
德国的生态治理模式属于典型的“先污染后治理”模式。从20世纪70年代开始，德国政府相继关闭污染严重的煤炭和化工企业，并投入巨资对废弃厂区进行生态修复；同时，在世界领先的信息技术、生物技术和环保技术的直接推动下，对生态环境的污染进行治理。首先，利用各种科学技术将渗透在德国土地上的各种重金属和化工有毒物质逐一清除；其次，对国民进行全民生态教育。德国的环境教育分为环保习惯养成教育和环境专业知识教育两个部分，家庭垃圾分类等习惯养成教育从幼儿就开始进行，环境专业知识教育则贯穿德国整个学历教育体系。德国还建立了比较完善的生态监控网络。通过卫星、飞机、雷达、地面和水下传感系统，建立了遍布全国的生态环境监测体系，对德国气候变化、土壤状况、空气质量、降水量、水域治理、污水处理和下水道系统等进行实时监测。如今，经过三十多年的不懈努力，德国已经成为世界上生态环境最好的国家之一。
【链接】
世界各国如何防治
重金属污染
日本：
民间监督和立法双管齐下
关键词：国内土壤重金属污染治理措施
中图分类号：X53文献标识码：A文章编号：1672-3791（2015）05（b）-0114-01
我国土壤重金属污染日益严重，开展土壤重金属污染防治措施是必要的，以此来保证生态环境和食品安全。在1983年我国对土壤环境容量做了初步研究，并提出了相关理论，如土壤重金属的生态效应等。我国目前围绕重金属污染土壤修复技术的基本原理提出了土壤重金属污染治理措施，如工程措施、物理修复、化学修复、生物修复和农业治理措施。
1工程措施
工程措施是土壤重金属污染治理措施中的经典，工程措施主要就是指客土、换土和深耕翻土这些治理措施。针对土壤重污染区一般会采用客土和换土的方式，而对于土壤轻污染区一般则选择深耕翻土这种方式。工程措施具有独特的优势，如彻底性和稳定性。但是在实际治理过程中，工程措施工程量大，需要巨大资金投入，并且土体结构也会因这种措施而遭到破坏，进而导致土壤肥力越来越低。除此之外，采用工程措施换出的污土，还需要再次处理，工序较为复杂。
2物理修复
物理修复是土壤重金属污染治理措施中最早的一个治理方法，其比较适用于污染面积小的土壤。物理修复是一种治本的治理措施，但是如果发生二次污染，那么这种措施很容易破坏土壤结构，导致土壤肥力降低。物理修复主要包括改土法、热解析法、玻璃化技术、电动修复。（1）改土法。这种方法所包含的方法与工程措施相类似，即客土法、换土法和深耕翻土法。这种方法在20世纪90年代之前应用较为普遍，其彻底性和稳定性占据优势。但是随之新兴技术的开发，这种方法逐渐被取代。（2）热解析法。这种方式适用于一般容易挥发的重金属污染区，通过加热的方式，将这些重金属污染物从土壤中挥发出来，这种方法对治理由于汞而引起的污染非常奏效，并且可以将汞进行回收。但是这种方式很容易破坏土壤中的有机物质和结构水，并且如果没有将汞及时彻底回收，很容易造成大气二次污染。因此，这种方法应用较少。（3）玻璃化技术。采用这种方法之前需要在被污染的土壤里面埋下导电材料，通过电极使土壤融化，冷却后形成玻璃态物质。这种方法应用较为复杂，而且成本较高。但是，玻璃化技术非常适用于放射性废物的治理。（4）电动修复。电动修复就是指在污染土壤中通电流，金属离子等向电极运输，经工程化的收集系统集中收集处理。电动修复不需要搅动土层，是一种经济可行的方式。该技术最先是由美国所提出，目前在我国也应用较为广泛，其已经进入商业化阶段。
3化学修复
化学修复就是向污染的土壤中加入一般化学物质，如改良剂等，改变理化性质，使土壤发生化学反应，降低重金属的生物有效性。化学修复成本较低，但是其很容易“反复发作”。化学修复主要包括化学固化法和化学淋洗法。
（1）化学固化法。化学固化法就是在污染土壤中加入化学试剂，让其与土壤中的重金属发生反应，降低土壤中重金属生物的有效性。目前，我国在土壤重金属污染治理中已经应用过多种金属氧化物、生物材料、有机质高分子聚合材料，通过这些物质，改变土壤介质的酸度。
（2）化学淋洗法。化学淋洗法就是在污染土壤中加入淋洗液进行淋洗，将土壤固相中的重金属转化到土壤液相中，最后将液相回收处理。我国通常运用的淋洗液有无机酸、表面活性剂、EDTA等。这种方式对于污染较轻的土壤比较适用，虽然对于重度污染的土壤也能发挥较好的作用，但是需要较大的成本。加之，淋洗液如果没有使用得当，很容易造成地下水污染、土壤变性。
4生物修复
生物修复是指在一定条件下，利用微生物、植物的代谢来治理污染物。利用修复可以削弱土壤重金属污染物的毒性。与上述治理措施相比，生物修复在达到治理目的的同时，降低成本，不会产生二次污染。生物修复包括植物修复技术、微生物修复技术以及生态修复技术。
（1）植物修复技术。植物修复就是以植物忍耐和超积累某种重金属的理论为基础，利用自然生长的植物，对土壤重金属污染进行清除。植物修复主要包括植物提取、植物挥发和植物稳定。1）植物提取利用重金属积累植物将污染土壤中的重金属吸取出来，将其转移到地上，进行集中处理，达到治理污染土壤的目的。目前常用的植物有油菜、荠菜等，主要除去由铅、镉等重金属造成的土壤污染。1999年在我国发现了世界上第一种砷的超富集植物――蜈蚣草。从1999年至今有很多专家对蜈蚣草清除土壤重金属的污染进行研究，如谢景千、雷梅、陈同斌、李晓燕、顾明华、刘晓海在《蜈蚣草对污染土壤中As、Pb、Zn、Cu的原位去除效果》一文中验证了蜈蚣草对土壤污染具有很大的修复潜力。2）植物挥发主要是利用植物的根系，通过根系吸收重金属，并将其转化为易挥发的气态物质，从而达到治理土壤污染的目的。植物挥发主要是对Hg、Se等重金属的清除。目前常用的植物主要有卷心菜、胡萝卜、水稻、海藻等。3）植物稳定利用一些植物促进重金属的转变，将其转变为毒性低的形态。植物稳定不会改变土壤的重金属含量，只是改变其形态。这种方式适用于土壤有机质含量高的污染土壤防治。
（2）微生物修复技术。微生物修复技术主要是通过降低土壤中重金属的毒性、提高植物对重金属的吸收以及吸附积累重金属的方式来实现清除污染的功能。如利用变形杆菌将汞离子转变为汞元素，最后将会有四分之三的汞元素挥发掉，进而达到降低汞的毒性。
（3）生态修复技术。生态修复技术主要是通过蚯蚓-植物-微生物对重金属污染的土壤进行治理。蚯蚓是一种能提高土壤自净能力的一种动物，目前我国很多学者对蚯蚓防治土壤重金属污染方面做出很多研究，如冯凤玲、成杰民、王德霞在《蚯蚓在植物修复重金属污染土壤中的应用前景》一文中对通过蚯蚓、植物、微生物构建的生态修复系统的应用，阐述了生态修复技术在防治土壤重金属污染中的可行性和发展方向。
5农业治理措施
农业治理就是通过改变农业管理制度来减轻土壤中重金属的污染，如控制土壤水分、选择化肥、选择农作物的方式，成本低，周期长。
6结语
综上所述，土壤重金属污染防治采用工程措施、物理修复、化学修复，具有一定的局限性，并且成本较高，容易造成二次污染；采用农业治理措施虽然成本低，但是周期长；而采用生物修复不仅效果好，而且成本低，不容易发生二次污染，其具有不可替代的优势。由此可见，生物修复势必成为我国土壤重金属污染治理的主要措施，也是相关领域专家今后研究的重点。
参考文献
[1]焦丽香，郭加朋.土壤重金属的污染与治理进展研究[J].科技情报开发与经济，2009（1）：155-156.
[2]翁添富，高建培，易锋，等.土壤重金属污染生物修复技术研究进展[J].科技导报，2009（4）：93-97.
[3]罗强，任永波，郑传刚.土壤重金属污染及防治措施[J].世界科技研究与发展，2004（2）：42-46.
[关键词]土壤重金属污染治理技术探究
[中图分类号]X5[文献码]B[文章编号]1000-405X（2014）-1-172-2
1前言
在地球陆地环境表层系统中，土壤环境是其重要的一个组成部分。它不仅仅只是人类生存所必须的一个环境，而且又是各种生物的重要一栖息场所。从某种程度上来说，土壤环境所具有的这种性质决定者人类以及生物今后的生存以及发展。结合相关部门的数据监测显示，从30万公顷的土壤中的重金属进行监测，其结果得出有3.6万公顷土壤的重金属含量都是超标的。所以，土壤重金属的污染直接对人们的生命健康产生了影响。所以，在治理土壤污染工作中，防治土壤重金属超标问题成为解决的首要问题。
2土壤重金属污染原因和分布
实际上，使土壤中重金属含量增多的途径有多种。第一，土壤本身含有一部分重金属，而且对于不同土体来说，在成土过程中重金属的量也所不同。第二，在人类工农业生产过程中，一些含有重金属元素的大气对土壤、大气等造成严重的污染。
2.1大气含有的重金属沉降到土壤中
工业生产排放的大气中含有大量的重金属元素。另外，汽车尾气排放会产生含有重金属的气体与粉尘。因而，在工厂以及公路两侧土壤中的重金属含量较大。对于空气中的重金属元素来说，通常是随雨水下降而渗入到土壤当中的，自工厂、公路周围逐渐向四周扩散。在距离城市越远的地区，其土壤中的重金属含量会越小。而污染最为严重的就是城市郊区。除此之外，土壤中重金属含量也和城市人口密度、车辆密度等有直接的关联；并且如果某个国家或地区的重工业生产越发达，就说明这个国家或地区土壤重金属污染就会越严重。
2.2农业生产中的农药与化肥使用
在农业生产中，市场中销售点部分农药中含有大量的铅、汞等元素，而这些元素都是加剧土壤重污染的主要原因。通常来说，在过磷酸盐当中，汞、锌、铂等重金属元素含量最多，而氮、钾肥的含量却非常少。如果氮肥中铅含量大，将严重污染土壤环境。例如：通过对某地区菜园中的土壤的抽样检测，其结果是：汞含量由最初的0.22mg/kg增加到0.39mg/kg；而铜和锌的含量增加了近2/3。所以，将进一步增加重金属对土壤环境的污染。除此之外，农业生产所使用的塑料膜也含有重金属元素，因而，一旦农业生产使用了这种塑料膜那么将会使土壤中的重金属含量大大增加。
2.3污水灌溉
污水灌溉指的是把集中收集的城市污染，进行简单的处理之后直接用于农田灌溉。而城市污水的主要来源于三方面，即生活、商业、工业。在城市发展中，因工业化发展速度的进一步加快，从而使得大量工业污水都流入到河流、湖泊当中，但由于污水中含有大量的重金属离子。最后因使用污水进行农田灌溉，所以，城市工业区附近土壤重金属污染十分的严重。特别是近几年，由于我国城市污水灌溉是农业灌溉不可缺少的一个组成部分，所以土壤重金属污染的面积逐渐在扩大。其中，我国北方地区污水灌溉现象最为严重，占全国污水灌溉总面积的90%，而我国南方地区则只占6%，剩下的污染比例则集中在我国青藏地区。这样，土壤中的各种重金属的含量会持续上升，如：铜、锌、汞等。
2.4重金属废弃物的长时间堆积
一般说来，大多数废弃物中所含的重金属含量都是比较大的。然而，污染种类不同，所造成的污染程度也不完全相同。通常，主要是自废弃堆逐渐向四周而扩散的。例如：通过对某地区垃圾场、车辆废弃场周围土壤重金属含量的测定结果分析，在废弃物堆积的周围，所含的重金属，如汞、镍、锰、锌等含量值都是超标的。土壤重金属含量的增加主要是由于废弃堆积物释放率造成的，同时，随着距离的增加，其重金属含量对土壤污染的程度会逐渐减轻。
3有效治理土壤中重金属污染物的方法
通过对土壤所含重金属含量的探究我们得出：西方国家自上世纪60年代开始，便开始针对土壤所含的重金属含量进行了探究。然而，我国对土壤重金属含量的研究开始于上世纪80年代。现如今，各个国家对土壤中重金属污染治理方法进行了探究，主要涉及到四个治理方法：
3.1工程治理法
这一治理方法指的是通过物理或者是化学原理对土壤重金属污染进行有效治理。其具体的操作方法包含以下几种：第一，把已经被污染的土壤表面填铺一层新土；第二，移走已经被污染的土壤，再添上一层未被污染的新土；第三，也可把被污染的土壤经挖掘后翻至下层。除此之外，也可采用淋洗法。此法指的是通过淋洗液淋洗已被污染的土壤。上述几种方法效果极佳，但是，在具体实施过程中，复杂度较大，而且治理费用消耗也相对较高。所以，需要慎重选用此方法。
3.2生物治理法
这一治理方法指的是借助某些生物的生活习性，改善重金属对土壤的污染。具体的操作方法包含：（1）借助土壤中生活的低等生物吸收土壤中的重金属，如蚯蚓、田鼠等；（2）借助生活在土壤当中的一些微小生物来吸收土壤中的重金属；（3）也可借助一些植物有较强吸收重金属特性，进而降低土壤重金属的含量。然而，目前发现的具有较强积累重金属特性的生物约有400余种。生物治理方法最主要的优势则是实施简单，而且投资以及对生态环境的破坏程度较小，但是，主要的缺点是治理效果并不是十分的显著。
[关键词]植物修复技术；重金属污染；研究进展；应用前景
中图分类号：TH833文献标识码：A文章编号：1009-914X（2016）29-0151-01
引言：工业废水排放、矿石资源开采、金属冶炼生产等生产活动都会引发土壤重金属污染，鉴于重金属污染所造成的严重危害和恶劣的社会影响，世界各国都开始采取不同的手段进行重金属污染治理。植物修复技术就是其中一种低成本、绿色环保的重金属治理措施。文章首先概述了植物修复技术的治理机制，随后对其实际应用过程中的优缺点进行了辩证分析，最后对植物修复技术的应用前景进行了总结展望。
一、植物修复技术治理土壤重金属污染的现状分析
土壤重金属污染已经成为工业国家面临的主要生态问题之一，但是由于重金属污染具有成因形式复杂、后期治理困难等特点，因此采用何种治理手段，成为世界各国研究的重点。早期的土壤重金属污染治理主要以化学方法和物理方法为主，虽然也能够取得一定的效果，但是治理成本较高，不适用于大面积的推广和应用。
20世纪80年代，生物科技技术取得了突破性发展，尤其是转基因技术和基因移植技术的发展，为培养高耐受性和高聚集性的转基因植物提供了技术支持。在1987年，意大利科研专家将受铜诱发的基因移植到植物体内，并成功在高铜离子浓度的土壤中培育出新植物。在2003年，美国科学家利用真菌诱导抗镉基因，并将抗镉基因转殖到红枫中，同样在受镉污染的土壤中培育出红枫幼苗。我国自1999年开始着手研究植物修复技术，并成果研制出砷超富集植物，在两广地区和云南得到了推广应用。
二、植物修复技术治理重金属污染的机制研究
1、植物转化
部分植物在生长过程中，会分泌出特殊的化合物（比如植物激素、各种功能的酶），这些化合物能够对植物周边土壤中的重金属离子起到聚合、降解作用，从而降低重金属离子的危害。除此之外，还有一部分植物利用自身的新陈代谢功能，也能够吸收土壤中的部分重金属离子。从这一点来看，植物转化的基本原理是通过降解作用，将土壤中的重金属离子进行转移。因此，植物转化只能降解那些疏水性较好的重金属离子，例如农药、化肥、化学试剂等，而对于工业重金属离子，则不能通过植物转化形式进行治理。
2、植物稳定
重金属污染之所以危害性强，很大一部分原因是因为重金属离子在自然状态下难以被降解或转化，进而通过食物链富集、传递，最终进入人体。植物稳定原理就是将土壤中游离的重金属离子进行吸收和固定，从而避免了重金属离子的转移和扩散。例如，有研究表明印度芥菜能够吸收土壤中的六价铬离子，并将其还原为低毒性的三价铬离子，从而消除了重金属污染。
3、植物挥发
许多重金属污染元素的毒性，随着其化学状态的改变也会发生相应的变化，例如钢铁冶炼过程中会产生大量的硫化镍、氧化镍，这些气体具有较高的毒性，并且极易引发鼻腔癌、肺癌等病症，对工程工作的身体健康构成了严重威胁。而氢氧化镍则以固体形式存在，化学性质稳定，且不含有毒性。对于受到镍污染的土壤来说，如果能将高毒性的镍离子转化为固体氧化镍，就达到了污染防治的目的。在高浓度的镍离子培养基中培养的耐镍度细菌、病毒，并利用这些细菌、病毒感染拟南芥，从而使拟南芥的耐镍度性大大提高。
4、植物辅助修复
通过植物的吸收促进某些重金属转移为可挥发态，挥发出土壤和植物表面，达到治理土壤重金属污染的目的。有些元素如Se、As和Hg通过甲基化挥发，大大减轻土壤的重金属污染。这一方法只适用于挥发性污染物，植物挥发要求被转化后的物质毒性要小于转化前的污染物质，以减轻环境害。由于这一方法只适用于挥发性污染物，应用范围很小，并且将污染物转移到大气和异地土壤中对人类和生物又一定的风险，因此，它的应用将受到限制。
三、植物修椭卫硗寥乐亟鹗粑廴镜挠湃钡
1、应用优势
植物修复治理与传统的化学、物理治理方法相比，其优势主要体现在三方面：第一是整体经济成本低。不可否认，植物修复治理在前期基因诱导、耐受细菌培养以及基因转殖方面的工作需要花费较多资金，但是一旦取得科研成果，后期只需要进行简单的植物栽培即可，属于“一劳永逸”式的重金属治理手段。而传统治理措施则需要不断的投入资金、设备和人力，从长远来看，植物修复治理的成本较低。第二是适用性较广。早期的植物修复技术只能针对单一的重金属元素进行治理，但是随着转基因技术的成熟发展，目前已经研究出两种甚至是多种耐受细菌融合的植物，可以根据受污染土壤重金属成分的不同，进行广泛推广。第三是不会对土壤造成二次污染。以化学方式治理重金属污染土壤，其根本原理是利用化学反应，降低重金属毒性。但是反应后的重金属元素仍然残留在土壤中，很容易产生二次污染。植物修复技术则能够避免此类问题。
2、应用不足
从耐受植物的定向培养，到试验种植、观察效果，再到最后的全面推广应用，这一过程短则需要一两年，长则需要数年或十几年，治理周期较长。除此之外，由于各地区气候条件、地质状况以及水文特点存在较大差异，因此一些耐受性植物可能不适用当地环境，不能正常生长，也就难以发挥重金属污染治理的效果。
四、植物修复技术的应用前景
1、植物修复技术在治理土壤重金属污染中的地位
经过近几年的技术发展，我国在治理土壤重金属污染方面取得了显著成果，其中试点应用效果良好且应用范围较广的有生物炭吸附技术、丛枝菌根真菌（AMF）富集技术、黄青霉菌F1浸出技术等。这些新型技术手段都是利用生物、化学、物理等方面的相关知识，实现对土壤重金属污染的治理。但是与植物修复技术相比，这些新型治理手段往往具有适用面窄（例如AMF只能富集Cd、Pb、Zn等重金属元素）、治理成本高、推广度不够等劣势，因此植物修复技术仍然是现阶段治理重金属污染土壤的主要手段。
2、植物修复技术的应用前景
我国经济建设一直沿用“先发展，后治理”的模式，但是在经济持续发展的背后，各种污染问题也集中出现。土壤重金属污染在我国东北、华北、东南等地均有出现，植物修复技术以其成本低、适用广等优势成为重金属污染治理的首选技术。在“十三五”规划中，国家表明了治理重金属污染的决心，这也为植物修复技术的研发和优化提供了必要保障。因此，植物修复技术未来发展潜力巨大，应用前景良好。
结语
植物修复技术治理土壤重金属污染是一种可行性较高的办法，但是由于受污染土壤中常常含有多种重金属离子，因此要想取得较好的修复效果，还必须不断进行技术创新。经过近二十年的发展，国内初步建立起了超级累植物资源数据库，对于重金属污染土壤的综合治理能力也有了进一步提升。需要注意的是，土壤重金属污染的治理，一方面是要运用植物修复技术进行事后治理，另一方面则是要尽量减少重金属污染物的排放，实现事前防控。
参考文献
[1]曹学江，陈同斌.土壤重金属污染研究回顾与展望――基于Webofscience数据库的文献计量分析[J].自然资源学报，2013（07）：164-165.
[关键词]环境监测；土壤；重金属污染
中图分类号：X830文献标识码：A文章编号：1009-914X（2015）26-0340-01
引言
在经济和社会发展的过程中产生了许多有毒有害物质，这些物质来源于生活垃圾、工业废物、矿山废渣等生活和生产的多个环节，这些物质往往含有多种重金属。随着沉淀和富集，无法被净化的重金属慢慢渗透并富集到土壤中。土壤是环境中的重要组成部分，承受着环境中约90%的污染物。同大气和水体环境中的污染物相比，土壤中的污染物更不易迁移，更易集中富集。由于重金属大多对人体有毒害作用，这种毒害作用随着含量的增多而增大；当重金属的浓度在一定范围下时，其毒害作用因在短时间内无法发现而容易被忽略；当重金属对人体的毒害作用显著发生时，多数是属于无法治愈且不可逆转的。
土壤中的重金属一般是通过食物链进而在人体内富集，当某种重金属的量超过安全阈值时就会严重危害人体健康。研究表明，人体内的有70%镉来源于大米和蔬菜，而大米和蔬菜中积累的镉大部分来源于土壤，少量来源于灌溉水和空气。镉会影响酶的活性，影响人正常的新陈代谢，可引发贫血、高血压、骨痛病等疾病，其危害长达数十年。
一、土壤中重金属的来源及我国的污染现状
工业“三废”排放、采矿和冶炼、家庭燃煤、生活垃圾渗出、汽车尾气排放等是我国重金属污染的主要来源。工业废水、矿坑涌水、垃圾渗滤液等液体成分复杂，是土壤重金属污染物的主要来源。
目前我国受污染的耕地约1.5亿亩，固废堆存地约300万亩，合计超过1.8亿亩。这些受污染的土地大多数集中在经济较发达的地区。全国每年受重金属污染的粮食多达1200万吨、因重金属污染而导致粮食减产高达1000多万吨，合计经济损失至少200亿元。农业部环保监测系统曾对全国24省、市320个严重污染区土壤调查发现，大田类农产品超标面积占污染区农田面积的20%，其中重金属超标占污染土壤和农作物的80%。农业部调查发现：我国污灌区面积约140×104公顷，遭受重金属污染的土地面积占污染总面积的64.8%，其中轻度污染占46.7%，中度污染占9.7%，严重污染占8.4%，其中以汞和镉的污染面积最大。全国目前约有1.3×104公顷耕地受到镉的污染，涉及11个省市的25个地区；约有3.2×104公顷的耕地受到汞的污染，涉及15个省市的21个地区。国内蔬菜重金属污染调查结果显示：中国菜地土壤重金属污染形势更为严峻。珠三角地区近40%菜地重金属污染超标，其中10%属“严重”超标。重庆蔬菜重金属污染程度为镉>铅>汞，经调查其近郊蔬菜基地土壤重金属汞和镉均出现超标，超标率分别为6.7%和36.7%。广州市蔬菜地铅污染最为普遍，砷污染次之。保定市污灌区土壤中铅、镉、铜和锌的检出超标率分别为50.0%、87.5%、27.5%和100%，蔬菜中镉的检出超标率为89.3%。
二、防治土壤重金属污染的措施
1）施加改良剂
施加改良剂的主要目的是加速有机物的分解与使重金属固定在土壤中，如添加有机质可加速土壤中农药的降解，减少农药的残留量。
施用重金属吸收抑制剂（改良剂），即向土壤施加改良抑制物（如石灰、磷酸盐、硅酸钙等），使它与重金属污染物作用生成难溶化合物，降低重金属在土壤及土壤植物体内的迁移能力。这种方法起到临时性的抑制作用，时间过长会引起污染物的积累，并在条件变化时重金属又转成可溶性，因而只在污染较轻地区尚能使用。
2）控制土壤氧化-还原状况
控制土壤氧化-还原条件，也是减轻重金属污染危害的重要措施。据研究，在水稻抽穗到成熟期，无机成分大量向穗部转移，淹水可明显地抑制水稻对镉的吸收，落干则促进水稻对镉的吸收。
重金属元素均能与土壤中的硫化氢反应生成硫化物沉淀。因此，加强水浆管理，可有效地减少重金属的危害。但砷相反，随着土壤氧化-还原电位的降低而毒性增加。
3）改变耕作制度
通过土壤耕作改变土壤环境条件，可消除某些污染物的危害。旱田改水田，DDT与六六六在旱田中的降解速度慢，积累明显；在水田中DDT的降解速度加快，利用这一性质实行水旱轮作，是减轻或消除农业污染的有效措施。
4）客土深翻
污染土壤的排除，特别是重金属的土壤污染，在土壤中产生积累，阻碍作物的生长发育。防治的根本办法是彻底挖去污染土层，换上新土的排土与客土法，以根除污染物。但如果是地区性的污染，实际采用客土法是不现实的。
耕翻土层，即采用深耕，将上下土层翻动混合，使表层土壤污染物含量减低。这种方法动土量较少，但在严重污染的地区不宜采用。
5）采用农业生态工程措施
在污染土壤上繁殖非食用的种子、种经济作物或种属，从而减少污染物进入食物链的途径。或利用某些特定的动植物与微生物较快地吸走或降解土壤中的污染物质，而达到净化土壤的目的。
6）工程治理
利用物理（机械）、物理化学原理治理污染土壤，主要有隔离法，清洗法，热处理，电化法等，是一种最为彻底、稳定、治本的措施。但投资大，适于小面积的重度污染区。
近年来，把其它工业领域，特别是污水、大气污染治理技术引入土壤治理过程中，为土壤污染治理研究开辟了新途径，如磁分离技术、阴阳离子膜代换法、生物反应器等。虽然大多数处于试验探索阶段，但积极吸收、转化新技术、新材料，在保证治理效果的基础上降低治理成本，提高工程实用性，有着重要的实际意义。
结语
土壤中的重金属除了会通过植物吸收进而对生物产生毒害作用外，还会经由雨水淋滤及地表径流作用转移进入地表水系统，通过地表水和地下水的交互作用污染地下水体，进而对饮用水的安全构成威胁；土壤中的重金属还可能会缓慢的、微量的释放到空气中，对大气环境造成污染。土壤重金属污染是一个比较严峻的问题。开展土壤重金属的整治工作对社会、对人类意义重大。
参考文献
[1]陈怀满.土壤-植物系统中的重金属污染[M].北京：科学出版社，1996：27-28.
[2]戴军，刘腾辉.广州菜地生态环境的污染特征[J].土壤通报，1995，26（3）：102-104.
[3]夏来坤，郭天财，康园章等.土壤里金属污染与修复技术研究进展[J].河南农业科学，2005（5）：88-92.
（一）加大淘汰力度，优化产业结构
严格执行国家和省相关行业准入条件。严格执行国家产业政策，加大落后产能和工艺设备的淘汰力度。优化产业结构，对现有涉重企业进行整合、搬迁、合并，走集中治理之路。加大新技术、新设备、新工艺推广力度，对含重金属废水、废气进行有效治理，废水处理后部分回用，实现重金属污染物持续削减的目的。
（二）加大执法力度，强化监督管理
组织开展全市涉重企业专项执法检查，进一步掌握全市重金属污染情况。对存在环境违法行为的企业立案查处；对不能稳定达标排放的企业责令限期改正；对存在突出环境问题的企业提请市政府予以限期治理，督促其迅速落实治理方案，筹措治理资金，按期通过验收。逾期不通过验收，依法予以关闭。加强含涉重危险废物环境管理，规范危险废物收集、处置。定期排金属企业环境隐患，对发现的环境隐患，要求企业及时整改。
（三）推进技术进步，推行清洁生产
依据有关规定，对涉重企业实行强制清洁生产，督促企业开展清洁生产审核，不断降低企业能耗、物耗，减少污染排放。所有审核企业应达到国家相关行业清洁生产技术要求的二级要求，对达不到要求或超标排放的企业逐步淘汰。组织对企业清洁生产实施情况开展评估验收，将通过评估验收作为企业申请污染治理补助资金的前提条件，未通过评估验收的要限期整改，对拒不改正的企业加大处罚力度。
（四）加强环境监测，保障群众健康
建立和完善定期监测和公告制度，环境监测站要按规定频次对涉重企业污染源、排污口水质、厂界无组织排放及敏感区域进行监督性监测。重金属排放企业比较集中的地区还要定期对地表水及地下水和土壤进行跟踪监测，掌握当地环境质量。重金属排放企业要将年度重金属排放和环境管理情况向社会，建立对重金属污染物例行监测制度。逐步推进重金属污染源自动监控系统的建设，建立重金属监测长效监管体系，防范环境风险。
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