重金屬污染的治理方法范文

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關鍵詞：重金屬污染；土壤污染；生物修復；超量積累

作為人類發展的基礎，土壤資源往往在城市化以及工業化的發展之下出現了不同程度的污染以及破壞。在這樣的背景之下，我國的土壤容易受到重金屬的污染而危害人類的生命安全。本文基于此，分析探討國內外土壤重金屬污染防治技術以及相關研究的發展。

1 土壤重金屬污染預防的發展歷程

1.1 預防體制

基于世界各國城市化以及工業化發展程度的日益加深，各國家普遍存在土壤重金屬污染的問題。為了進一步促進各類問題的解決，世界各國加強了對于土壤重金屬污染預防。關于土壤重金屬污染預防的發展歷程，筆者進行了相關總結，具體內容如下。

日本為了進一步促進土壤重金屬污染問題的解決，頒布了《土壤環境標準》《土壤污染對策法》等法律法規，而我國自改革開放之后，逐步加強了對于環境問題的關注，并于1989年頒布《中華人民共和國環境保護法》，開始了我國土壤重金屬污染問題的處理，隨后中國在該法律的基礎之上進行修訂工作，從而實現了對于污染物排放的限制與處理。

1.2 預防技術

為了進一步實現按土壤重金屬污染問題的解決，各國逐步提出了清潔生產的概念。在這樣的背景之下，歐共體于1979年宣布推行工業清潔生產的政策。在這樣的背景之下，該區域的農業生產部門加強了對于各類先進生產技術的運用，從而實現了農業的清潔生產，規避了農業化學產品的超量使用對土壤污染。

事實上，這種從源頭上降低污染源的措施，能夠降低了土壤中重金屬離子的引入，從而實現了土壤資源的保護。

2 土壤重金屬污染治理方法

目前，我國處于經濟結構轉型期間，土壤重金屬污染的問題也較重。在這樣的背景之下，為了實現我國社會的綠色、低碳、可持續發展，我國的有關部門加強了對于該類問題的解決。關于常見的土壤重金屬污染治理方法，筆者進行了相關總結，具體內容如下。

2.1 工程治理法

所謂的工程治理法，指的是相關單位借助物理原理以及方法進行土壤重金屬污染問題的解決。在傳統的工程治理過程中，工作人員多借助換土、翻土等方法進行作業，但伴隨著科學技術的不斷變更，我國有關部門逐步采用淋洗法、電解法、熱處理等辦法進行作業。

一般而言，工程治理方法在運行的過程中具有效果顯著等特點，但是其因為工程復雜、工程量等問題進而導致工程成本的進一步增加。此外，該方法在運用的過程中往往因為維護措施不到位而導致部分土壤中的金屬元素被遷移到其他地區，造成土壤重金屬污染面積的擴大，難以真正改善土壤的重金屬污染現狀。

以日本富士縣神通川流域的土壤重金屬污染防治為例，為了降低土壤中的鎘元素，相關單位加強了對于工程治理法的運用。在這一過程中，工程單位去除污染區域15cm的表土，并壓實心土，并采用淋洗法對污染土壤進行清洗。

2.2 農業治理

所謂的農業治理，指的是通過優化、完善傳統的耕作管理制度，實現土壤重金屬污染的降低。在這一過程中，工作人員需要依據重金屬污染的實際狀況而選擇相應的植物種植，從而實現了對于土壤中重金屬元素的消除。此外，在農業治理的過程中，作業人員還需要合理選擇花費，從而降低土壤中的重金屬元素。

學者林汲等人就通過實驗分析發現了硅藻土有機肥能夠實現對于Cd、Zn重金屬離子的吸收，從而降低了土壤中的重金屬離子。一般而言，該方法在運行的過程中普遍存在操作簡便、費用低的特點，但是由于其仍舊未能夠從根本上消除重金屬污染，進而導致其只能夠作為輔助手段進行處理。

在進行廣西壯族自治^環江縣廢礦土壤污染治理的過程中，中科院地理所環境修復中心陳同斌率團隊，借助蜈蚣草等植物開展了土壤重金屬處理工作，并成功修復1280畝重金屬污染農田。

2.3 生物治理

生物治理方法在運行的過程中主要借助生物生命代謝活動的開展，從而降低了環境中重金屬污染的濃度。從而確保部分受到污染的土壤能夠恢復到初始狀態。一般而言，生物治理方法在運用的過程中因為參與治理的主角不同，故而分為動物修復、微生物修復以及植物修復。

所謂的動物修復技術，指的是有關部門以及人員利用土壤中的低等動物進行土壤中重金屬的吸收，從而實現了土壤中重金屬含量的進一步降低。相關的研究表明，蚯蚓的出現能夠實現對于硒、銅元素的吸收。事實上，該方法在推行的過程中也具有一定的問題：諸如低等動物往往會將吸收的金屬元素再次釋放到土壤中，從而造成了二次污染。

微生物修復技術則是利用土壤中的微生物進行各類金屬元素的吸收。目前，最為常用的微生物就是――真菌。真菌在生存的過程中往往能夠分泌一定量的氨基酸、有機酸等物質，從而實現了對于重金屬的溶解。目前，從相關的研究分析可以發現：微生物修復技術在運行的過程中具有較為光明的前景，且能夠較好的實現我國土壤重金屬問題的解決。

植物修復技術的運行原理主要是在污染的區域種植特定植物，從而借助植物的生長過程實現對于重金屬的吸收以及化解。目前，植物提取技術獲得了相關研究人員的重視，并由此促進了土壤重金屬問題的解決。現階段，最為常用的植物有遏藍菜、高山甘薯等。

仍舊以日本富士縣神通川流域的土壤重金屬污染防治為例，土壤重金屬處理單位在含鎘100mg/kg土壤上進行苧麻的種植，從而由此實現對于土壤中鎘元素含量的降低。該地區在采取生物法治理土壤重金屬污染的過程中，實現了鎘元素含量降低27.6%。

3 發展論述

為了進一步促進我國土壤重金屬污染問題的解決，我國的有關部門需要從法律的角度出手，加強對于各類土壤重金屬污染法律法規的制定。此外，我國還需要加強對于清潔生產的發展，并大力運用清潔能源。而在已經發生的土壤重金屬污染問題，作業人員需要加強植物修復技術的運用。

4 結束語

為了進一步促進我國土地重金屬污染問題的解決，我國的有關部門以及人員需要采取科學的方式進行問題解決。本文基于此，分析探討土壤重金屬污染預防的發展歷程（預防體制、預防技術），并就常見的土壤重金屬污染治理方法進行分析，最后論述了我國土壤重金屬污染問題解決的措施。筆者認為，隨著相關措施的落實到位，我國的環境問題必將得到顯著的改善。

參考文獻

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[3] 廖健.土壤重金屬污染及其化學修復技術的研究進展[J].中國石油和化工標準與質量，2013

（24）：30+28.

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關鍵詞：土壤重金屬； 污染特點； 治理策略

1 引言

在環保領域對重金屬污染的定義是能夠使生物遭受顯著毒性的金屬，這些物質包括汞元素、鉛元素、鋅元素、鈷元素、鎳元素、鋇元素等，有時候也包括鋰元素與鋁元素等等。一項來自研究機構的調查統計數據表明，近年來全球汞排放量達每年1.5萬噸，鉛排放量達每年500萬噸，這些元素進入農田和城市，為所經地區的土壤帶來嚴重的重金屬污染，這些污染一方面能夠影響地下水和農作物的品質，另一方面也通過食物鏈對當地居民產生不容忽視的影響。當前，如何進行土壤重金屬污染的分析、評估、預防和治理，是一個世界性的問題，本文首先從土壤重金屬的主要來源和土壤重金屬污染的危害兩個方面分析了重金屬污染的現狀，在此基礎上進一步闡述了土壤重金屬污染的空間差異以及污染整體的形態特征，最后深入論述了土壤重金屬污染的預防以及修復策略。本文的成果對于環境保護和土地利用均有著比較好的理論價值和實踐意義。

2 土壤重金屬污染現狀分析

2.1重金屬來源分析

（1）交通運輸

我國正在進行著大規模的城鎮化建設，各類交通工具的數量近年來一直呈現出大幅攀升的態勢，因此其排放的廢氣也逐年增加，導致土壤里重金屬元素逐步累積，形成污染。以汽車為例，污染源包括尾氣排放、汽油燃燒、輪胎磨損等，會逐漸排放出鉛、汞、銅、鋅等重金屬元素，一方面對大氣質量造成破壞，另一方面也導致土壤重金屬超標。

（2）工業和礦產業

工業生產會排放出重金屬元素，以煙塵或者廢氣廢水的形式進入大氣與土壤，而大氣中的重金屬則會逐漸沉降入土。工業生產中的廢渣是更加主要的重金屬污染來源，比如金屬冶煉企業、電解鋁企業、電鍍企業等，在其日常生產排放的廢渣中含有大量的重金屬元素，如果在不經處理的情況下隨意露天堆放，或者直接傾倒進土壤中，會為土壤帶來極大的污染。

（3）燃煤釋放

煤的燃燒會向大氣中排放大量的污染物質，并逐漸沉降入土壤中。我國的燃煤企業，包括火力發電廠和鋼鐵企業等，會排放大量的汞金屬，其中約三分之一的汞元素最終進入土壤。一些經濟發達的大城市，汞元素的排放有其嚴重，這些污染能夠為城市的環境質量和生態系統帶來致命的影響。

（4）居民垃圾

居民如果將大量垃圾不加分類地堆放在戶外，由于垃圾中存在不少未經處理的廢棄物，例如電池等，將會使其中的重金屬逐步滲透和擴散至周圍的環境中，逐步導致土壤的重金屬污染。

3 土壤重金屬的污染治理策略

土壤重金屬的污染的治理，可以從預防和修復兩方面進行著手。

3.1重金屬污染預防策略

控制污染，應從源頭做起。因此在農村地區，應注重灌溉用水的質量，謹慎使用污水灌溉。在農田使用殺蟲劑和肥料時也應合理用量，并且堅決杜絕汞含量超標的農藥，也應禁止使用含鎘化肥等對環境帶來危害的農藥和殺蟲劑。對于城市地區的工業企業，則應嚴格控制對三廢的排放。而居民區則應對廢棄垃圾進行再回收利用或者分類處理。對于日益增多的交通工具，則應改善燃油質量、并積極鼓勵以新型環保燃料代替傳統燃油，從而減少廢棄物的排放。

此外還應以完善的法規控制重金屬排放。土壤污染已經被國際相關領域視為化學炸彈，是一個極其嚴峻而棘手的問題。只有通過立法的方式才能使污染的防范和治理進入可持續發展的軌道。而我國的環保法治進程目前尚需加速。舉例來講，當前有不少養殖戶所購買的飼料里往往含有銅、鉛等重金屬，而禽類和畜類一旦食用并排出體外，便會對土壤形成污染，而我國當前并未將重金屬列在畜禽養殖業污染物排放標準里，形成管理的漏洞。因此，亟需制定切合我國實際的法律法規進行重金屬污染的防范。

3.2重金屬污染治理策略

隨著國際上對于土壤重金屬污染的重視以及研究成果的和應用，在重金屬污染治理方面有許多值得借鑒的策略，下面分別進行簡述：

3.2.1 基于物理法的重金屬污染治理

物理法治理又可以進一步分為以下幾種方法：

一是熱解吸法，這種方法以加熱來把一些具有較強會發特性的重金屬進行解吸和收集，再妥善處理或者合理利用。以汞元素為例，美國已經形成了比較成熟的基于熱解析法的汞元素回收，并在現場治理中取得了較好的效果，使用此項處理方法的地域已經在汞含量方面達標。

二是電化法，這種方法以電解原理進行污染土壤的處理。在受到污染的土壤里設置石磨電極，并以1～5毫安的電流進行激勵，從而在陰極收集到金屬陽離子，并進行處理或者再利用。這種方法對于鉛元素和二甲苯等物質的處理效果比較好。

三是洗土法，這種方法通過試劑與土壤里所含有的重金屬物質發生反應，并最終生成可溶于水的金屬離子，通過對提取液進行處理，得到重金屬，再進行處理或者回收利用。這種方法非常適合于對銅金屬、鎳金屬、鉛金屬和鉑金屬的回收處理。

四是玻璃化法，這種方法以電極對受到污染的土壤進行加熱，從而使之進入熔化狀態，在其最后冷卻時，便會變成玻璃狀態。這種方法尚在實驗中，其成本較高，目前尚未得到的面積推廣。

3.2.2基于化學法的重金屬污染治理

這種方法在受到污染的土壤中按比例注入一定的化學試劑，從而改良土壤本身的性質，達到減輕重金屬活性的作用，可以降低作物對土壤里重金屬的富集效應。化學法治理主要指的是土壤添加物法，把一定充分的有機物料或者改良劑加入受污染的土壤之中，能夠通過化學作用而使重金屬離子沉淀，再對其進行收集，從而減輕污染；還可以通過化學試劑中的酸性物質與重金屬元素反應，生成難溶于水的物質，從而使土壤污染得到減輕。這種方法適用于鎳離子、鋅離子等重金屬物質的治理。

3.2.3基于生態工程的重金屬污染治理

這種方法可以是在已經被重金屬污染的土壤之上加厚一層正常土壤，或者把受到重金屬污染的土壤全部挖除，也可以通過灌溉的方式，逐漸使受污染土壤中的重金屬物質漸漸遷移到地層深處等，也能對土壤污染起到一定的作用。

3.2.4基于生物的重金屬污染治理

這種方法可以通過植物或者微生物等來修復土壤質量。某些植物的根系可以吸收被污染土壤中的重金屬，例如蜈蚣草被證實可以有效降低土壤中砷的含量；微生物則可以通過細胞轉化作用使被污染土壤中的重金屬沉淀或者氧化，從而使其對土壤的影響顯著降低。

4 結束語

在世界各地，尤其是經濟較為發達的地區均存在著較為嚴重的土壤重金屬污染，重金屬的來源是多方面的，當前，學界和環保組織對重金屬的污染一般聚焦于污染程度的定性描述和分析。事實上怎樣才能實現對重金屬污染源進行量化分析，同樣對治理逐漸嚴重的土壤污染有著不容忽視的作用，因此量化分析將是重金屬污染研究的發展方向。當前，我國尚未構建完善的城市和農村地區土壤重金屬污染的監控網絡，因此并不能及時準確地檢測土壤重金屬污染狀況，也難以為土壤重金屬污染的治理提供必要的依據。只有制定出嚴格而適用的土壤重金屬評價標準，才能有利于土壤的保護，從而推動經濟的可持續發展?！?/p>

參考文獻

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[4]凌輝，謝水波，唐振平，劉岳林，周帥.重金屬污染土壤的修復方法及其在幾類典型土壤修復中的應用[J].四川環境.2012（01）

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關鍵詞：重金屬;污染;防治;對策

一個地區長期進行礦山開采、加工以及利用重金屬作為原料的工業發展，如不重視對重金屬污染物有效防治，重金屬污染物將在土壤、大氣、水中逐漸累積，從而形成重金屬污染。本文以南京市重金屬污染的產生、排放為例，對重金屬污染產生的原因進行分析，并提出治理污染的對策。

1.南京市重金屬污染物產生和排放現狀

南京市的重金屬污染主要來源于工業；南京市13個區縣中涉及重金屬污染物產排的企業數為82家；重金屬污染物排放主要通過廢水和廢氣排放。

涉重廢水排放總量為1075.24萬噸/年，廢水中各重金屬污染物排放量分別為汞（Hg）0.27kg/a、鎘（Cd）25.86kg/a、總鉻（Cr）449.24kg/a、六價鉻（Cr6+）361.14 kg/a、鉛（Pb）174.67kg/a、砷（As）2.81 kg/a、銅（Cu）698.03 kg/a、鎳（Ni）96.23kg/a；涉重廢氣排放總量為74591.10×104m3/a，廢氣中各重金屬污染物排放量分別為汞（Hg）0.032kg/a、鎘（Cd）52.66kg/a、鉻（Cr）28.85kg/a、鉛（Pb）150.68kg/a、砷（As）39.43kg/a。

含重金屬危險廢物產生量為4956.33t/a，其中綜合利用量為3123.67t/a，處置量為1706.06t/a，貯存量為126.6t/a，排放量為零。

2.南京市重金屬污染的主要原因

通過對南京市涉及重金屬污染的企業的調查分析，南京市重金屬污染的主要原因有以下幾個方面：

（1）企業規模以中小型為主，分布散亂

南京市涉重企業規模普遍偏小，分布散亂，遍布區縣各處，污染物未能全部穩定達標排放，廢水、廢氣治理措施較傳統、簡單，很多企業大部分企業未能進入工業園區進行統一管理，為環境監管帶來了很大的不便，也為加快區域內資源共享、信息公開化建設設置了障礙。

（2）產業結構不盡合理，發展方式粗放

近年來，南京市一直致力于產業結構的調整，目前正處于產業結構的轉型期，仍有一部分高投入、高耗能、高污染的企業未被淘汰，特別是一些涉重的中小型企業，工藝落后，經濟基礎薄弱，從經濟、技術等各方面開展重金屬污染治理的難度又都比較大，即使企業關閉，重金屬累積的特性也會給企業所在區域帶來隱患。

（3）法規制度建設滯后，環境標準不健全

目前我國還沒有重金屬污染治理和土壤污染治理的專門法規，南京市主要按照現行的《環境空氣質量標準》和《地表水環境質量標準》中對重金屬的控制要求對涉重企業進行管理；現行標準主要針對污染源達標排放提出，不涉及重金屬的累積效應，關于人體健康的重金屬環境標準不健全。

（4）基礎工作薄弱，相關技術欠缺

由于長期對重金屬污染忽視，重金屬的監測、防治技術研究等基礎工作較為薄弱，南京市重金屬污染物整體排放情況和環境受污染程度尚未完全摸清，對重點防控企業、區域及污染隱患的危害程度掌握不夠。同時重金屬污染的科學研究、技術政策等還遠遠滯后于污染防治的迫切需求。

（5）污染隱蔽性強，治理周期長

重金屬元素化學性質穩定，通過水、氣、固廢等多種途徑可以在環境中長期積累，并通過食物鏈逐級富集，最終進入人體累積，使得留在人體的重金屬含量成倍放大，傳統的環境達標觀念由于重金屬的富集特性失去效用，待累積到一定程度發生污染事件時大多已經造成了極為嚴重的后果。一旦環境受到污染，需要比常規污染物治理更長的治理周期、更多的治理成本和更高的治理難度。

（6）環境監管能力不足，監管難度大

長期以來，南京市對重金屬污染重視力度不夠，各級環保管理仍主要針對常規污染物的管理，重金屬污染監管措施不完善，特別是企業廢氣中重金屬污染的管理幾乎為空白；各級環保監測系統建設均主要注重常規性污染物指標監測，重金屬監測能力不足，缺乏高精確度重金屬檢測儀器。

3、重金屬污染防治對策

消除重金屬污染除了對污染進行治理、對環境進行修復外，更需要對可能出現的重金屬污染進行預防，從根本上解決重金屬污染的問題。

（1）大力推行清潔生產審核，提升企業清潔生產水平

通過清潔生產審核，對企業的生產、產品或提供服務全過程的定性和定量分析，找出高物耗、高能耗、高污染的原因，有的放矢的提出對策、制定方案，從源頭減少和防止重金屬污染物的產生。對國內外現有的先進技術、工藝進行科研攻關，研究和開發具有自主知識產權、符合國內重金屬行業發展要求的清潔生產核心技術和裝備。

（2）嚴格控制企業、區域內部重金屬污染物排放

嚴格控制區域內企業的重金屬廢氣排放，重金屬廢氣需進行處理，排放口達標率為100%；強化無組織廢氣收集、治理技術，在運輸、生產的過程中減少無組織廢氣對環境的危害。區域嚴格執行《中華人民共和國固體廢棄物污染環境防治法》等有關法規，實現固廢的全面無害化處理。

（3）開展重金屬排放企業專項整治。

要結合環保專項行動，對涉及排放重金屬的企業進行全面排查和整治，徹底解決工藝落后、污染嚴重的鉛酸蓄電池、鉛冶煉等企業的環境安全隱患，嚴厲懲治涉及重金屬的環境違法違規問題。對位于飲用水源保護區的企業一律停產關閉；對污染治理設施不正常運行、長期超標及超量排放的企業一律停產治理；對發現重大環境安全隱患的企業一律停產整改，整改不到位的堅決予以關閉。

（4）加快區域內資源共享、信息公開化建設

通過信息交換中心的企業環境行為公開披露的功能，把建設項目審批程序、重金屬污染物排污費繳納標準、資源型企業可持續發展準備金制度、達不到環保要求的重金屬企業名單和來信來訪處理等信息全部向社會亮相公開，主動接受廣大公眾和社會各界監督，督促企業保護環境。。

（5）加強政府行政干預、監督管理

加強政府行政干預，建立健全環境執法機構，加強和充實環境執法力量，制定賠償和生態補償等管理政策和其他約束性政策。實施環境保護目標責任制，明確環境保護目標的分管部門和分管領導，獎懲制度，并定期檢查與考核目標落實情況；落實環境行政執法責任制，規范環境執法行為，加強環境執法硬件水平；建立和落實崗位責任制及其考核要求。

（6）建設區域環境風險預防和應急體系

區域必須建立統一的風險防范組織管理機構，根據《國家突發環境事件應急預案》，制定區域重金屬環境事件應急預案，建立環境風險應急監測和管理系統，制定園區安全、健康與環境風險防范政策，初步建立區域安全與健康、風險防范體系。開展社會風險防范宣傳教

育，提高人們的風險防范意思，要求區域內企業對緊急事故能夠做出快速反應，及時采取補救措施，減少環境危害和企業的經濟損失。

（7）加速已污染區域修復治理工作

對已造成重金屬排放的重點區域，要重點抓好土壤污染本底調查，布設更密集的監測位點，采樣分析重金屬污染現狀，針對各區域的污染程度和污染特征，制定詳細的區域重金屬污染修復治理計劃，并作為重金屬污染修復試點，選擇成熟的修復方案，進行可行性研究，改善質量，防范風險。

（8）開展重金屬污染健康危害監測與診療

建立和完善覆蓋全市的重金屬污染健康監測網絡，建立重點防控區健康監測和報告制度、敏感人群定期體檢制度，完善重金屬污染健康危害評價、人群健康體檢及診療和處置等工作規范。開展重金屬環境與健康危害的調查研究。定期對重點防控區域內潛在風險人群有計劃地進行健康檢查，對可能發生的健康危害進行預警，對需要治療的人群積極診療。

（9）對發生事故的區域實行限批

重點防控區內如發生涉重污染事故，需對肇事企業立即停產治理，情節嚴重則由地方政府責令關閉，對外環境造成的影響應進行評估，采取相應措施，減輕或消除對外環境和人群造成的影響，在事故處理結束前對區域內所有涉重項目實行區域限批。

4.總結

重金屬污染是一個長期累積而形成的，必須在重金屬污染產生之前進行預防，對重金屬污染必須進行源頭治理，從根本上解決重金屬污染問題。

參考文獻

[1]徐林通 土壤重金屬污染防治方法綜述 知識經濟 2011年第21期 86；

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關鍵詞：礦區 重金屬污染 物理修復 化學修復 生物修復

The research progress of remediation methods on heavy metal contaminated mining lands

ZHANG Zhi-Ming, HUANG Zhan-Bin, SHAN Rui-Juan, SUN Peng-Cheng

School of Chemical and Environmental Engineering, China University of Mining and Technology, Beijing, 100083, China

Abstract：The problem of heavy metal pollution in processing of mineral resource development becomes serious, and the remediation method is a very important topic. This paper analyzed the methods of physical remediation, chemical remediation and biological emediation for heavy metal remediation in mining lands, and points out the characteristics of each method. By analyzing, the article proposed that joint remediation, phytoremediation, and chemical modified materials remediation are important directions of heavy metal contaminated soil remediation.

Key words: mining land; heavy metal pollution; physical remediation; chemical remediation; biological remediation

1. 引言

我國礦產資源豐富，為國家經濟建設做出了巨大的貢獻，是工業經濟的重要支柱，促進了社會進步，但在礦產開采和冶煉過程中也存在一系列嚴重的環境問題。

首先，礦產開采會占用大片土地，并可能造成地質災害。在采礦的過程中產生大量的礦渣，包括選礦渣、尾礦渣及生活垃圾等。據統計，中國鐵礦石開采經選礦后68%以上為尾礦，黃金礦開采選礦后幾乎100%為尾礦[1]。超過90%的礦區廢棄物采取堆放處理，占用了大片的土地。我國礦山多為地下開采，常常導致地表裂縫與塌陷，嚴重危及到地表的人類活動。

其次，礦山開采過程破壞生態環境，造成環境污染。礦區大片植被遭到破壞，表土剝離，加劇了水土流失，引起了土壤退化，導致生態失衡。礦產開采中產生的廢棄物成分復雜，含有大量的酸性、堿性或有毒的物質，這些物質能對周邊地區造成嚴重的影響。

許多礦物有重金屬伴生，礦物開采過程中常產生重金屬污染。重金屬具有長期性，穩定性和隱蔽性的特征，同時重金屬元素會在植物體內積累，并通過食物鏈富集到動物和人體中，誘發癌變或其他疾病[2]，危害人類健康。如鉛中毒會影響人的神經系統、造血系統和消化系統等，鎘中毒則會引起骨痛病。礦區土壤重金屬污染已不容忽視，到了亟待解決的地步。

礦區固體廢棄物和礦山酸性廢水是礦區土壤中重金屬的主要來源。尤其是在Pb/Zn礦、Fe/S礦的開采過程中, 尾礦廢石中的Pb、Cd、Zn、Cr、Cu、As等在地表水的沖洗和雨水的淋濾下進入土壤并累積起來。而酸性廢水則使礦區中的重金屬元素活化，以離子形態遷移到礦區周邊的農田土壤或河流中，導致土壤和河流中重金屬含量遠遠超過背景值[3]，影響農產品品質和飲水健康。另外，在礦石采礦、運輸及排土過程中，塵埃污染也是礦區周邊土壤中重金屬的一個來源。

在發達國家和地區，礦區廢棄地治理已達50%以上[4]，而我國還不到10%。近年來，我國開始重視礦區重金屬污染的治理，如中國污染場地修復科技創新與產業發展論壇中來自全國各地的重金屬污染場地修復專家一起商議湖南重金屬污染礦區的治理措施，并對各方法的實用性做了分析。土壤重金屬的各個修復方法可以降低重金屬的濃度或生物可利用度，降低對生態環境及人類健康的危害。

重金屬污染土壤的修復中，方法的選擇至關重要。本文在闡述了重金屬污染土壤的基本修復原理后，著重分析了土壤重金屬污染的物理修復法、化學修復法和生物修復法，為土壤中重金屬的去除、固化及鈍化提供了理論依據。

2. 重金屬污染土壤的修復技術

國內外用來修復土壤污染的方法較多，在具體的應用過程中多為交叉使用，一般分為三大類，即物理修復方法、化學修復方法和生物修復方法[5]。其修復原理如下：

（1）加入化學改良劑轉化重金屬在土壤中的存在化學價態和存在形態，使其固化或鈍化。或者采用物理修復等方法，使重金屬在土壤中穩定化，降低其對植物和人體的毒性；

（2）利用重金屬累積植物、動物、微生物吸收土壤中的重金屬，然后處理該生物或者回收重金屬；

（3）將重金屬變為可溶態、游離態，然后進行淋洗并收集淋洗液中的重金屬，達到降低土壤中重金屬含量的目的[5]。

3. 物理修復法

物理修復法是基于機械物理的工程方法，它主要包括客土、換土和翻土法、電動修復法和熱處理法三種。

3.1 客土、換土和翻土

客土法是指向被重金屬污染的土壤中加入大量干凈土壤，覆蓋在土壤表層或混勻，使重金屬濃度降低至低于臨界危害濃度，從而達到減輕污染的目的[6]。對移動性較差的重金屬污染物（如鉛）采用客土法時，相對較少的客土量也能滿足要求，可減少工程量。

換土法是指把受重金屬污染的土壤取走，代之以干凈的土壤。該方法適用于小面積嚴重污染的地區，以迅速地解決問題，并防止污染擴大化。此方法要求對換出的受污染土壤進行妥善處理，以防止二次污染[7]。

翻土法是指深翻土壤，使表層的重金屬污染物分散到更深的土層，達到減少表層土壤污染物的目的。

在礦區重金屬治理的過程中，換土法治理較為徹底，而客土法和翻土法并未根除土壤中的重金屬污染物，相反把重金屬繼續留在土壤中，因此這兩種方法只適用于移動性差的重金屬污染物，以免土壤中重金屬污染物對地下水造成污染。

3.2 電動修復

電動修復法是由美國路易斯安那州立大學研究出的一種治理土壤污染的原位修復方法，該方法近年來在一些歐美發達國家發展很快。它適合修復低滲透粘土和淤泥土，可以控制污染物流向[8]。

在電動修復過程中，利用天然導電性土壤加載電流形成的電場梯度使土壤中的重金屬離子（如鉛、鎘、鋅、鎳、鉬、銅、鈾等）以電遷移和電透滲的方式向電極移動，然后在電極部位進行集中處理。鄭喜坤等[9]在沙土上的實驗表明，土壤中Pb2+、Cr3+等重金屬離子的除去率可達90%以上。該方法不攪動土層，且修復時間較短[10]，是一種可行的修復技術。

3.3 熱處理

熱處理法是利用高頻電壓釋放電磁波產生的熱能對土壤進行加熱，使一些易揮發性有毒重金屬從土壤顆粒內解吸并分離，從而達到修復的目的[11]。該技術可以修復被Hg和As等重金屬污染的土壤。

雖然物理修復方法取得了一定的成果，但其還存在局限性?？屯?、換土和翻土法操作起來花費具大，破壞土壤結構，使土壤肥力下降，同時還依然需要對換土進行堆放或處理；電動修復法在實際運用中受其他多種因素影響，可控性差；熱處理法對氣體汞不易回收。

4. 化學修復法

4.1 化學改良劑

該方法是指向重金屬污染土壤中添加化學改良劑，通過對重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀作用，改變其在土壤中的存在形態，使其鈍化后減少向土壤深層和地下水遷移，從而降低其生物有效性。

常用的化學改良劑有石灰、碳酸鈣、沸石、硅酸鹽、磷酸鹽等，不同改良劑對重金屬的作用機理不同。

如施用石灰或碳酸鈣主要是提高土壤pH值，促使土壤中鎘、銅、汞、鋅等元素形成氫氧化物或碳酸鹽等結合態鹽類沉淀。

如當土壤pH>6.5時，Hg就能形成氫氧化物或碳酸鹽沉淀[12]。沸石是一種堿土金屬礦物，通過吸附、離子交換等降低土壤中的重金屬生物有效性。黃占斌等指出對于鉛、鎘復合污染土壤，環境材料腐殖酸對鉛有顯著固定作用，而高分子材料SAP及材料組合（腐殖酸、高分子材料SAP和沸石）對鎘起到明顯固定作用。A.Chlopecka等發現沸石、磷石灰等能降低重金屬Pb、Cd的移動性，且能夠減少玉米和大麥對重金屬Pb、Cd的吸收量。

4.2 化學淋洗

化學淋洗修復法是指在重力或外壓下向污染土壤中加入化學溶劑，使重金屬溶解在溶劑中，從固相轉移至液相，然后再把溶解有重金屬的溶液從土層中抽提出來，進行溶液中重金屬的處理過程[15]。利用此方法開展修復工作時，既可以在原位進行，也可采用異位修復[16]。

原位化學淋洗修復法要在污染地進行全部過程，包括清洗液投加、土壤淋出液收集和淋出液處理等。

由于原位化學淋洗過程形成了可遷移態污染物，因此要把處理區域封閉起來避免污染擴大化；異位化學淋洗修復法則要把重金屬污染土壤挖掘出來，用化學試劑清洗，以去除重金屬，再處理含有重金屬的廢液，最后清潔后的土壤可以回填或作其他用途。

化學淋洗法的關鍵在于試劑的選擇，可用來淋洗土壤重金屬的試劑主要有鹽酸、硝酸、磷酸、硫酸、草酸、氫氧化鈉、EDTA等?，F已證明EDTA是針對重金屬污染最有效的提取劑，但其價格昂貴，且對EDTA的回收還存在技術問題[17]。

5. 生物修復法

生物修復法是通過植物、微生物或者動物的代謝活動，降低土壤中重金屬含量方法。它主要包括植物修復法、微生物修復法、動物修復法和菌根修復法四種。

5.1 植物修復

植物修復是將對重金屬有超累積能力的植物種植在污染土壤上，待植物成熟后收獲并進行妥善處理（如灰分回收）。

通過該種植物可將重金屬移出土壤，達到治理污染的目的。對于修復重金屬污染土壤，植物修復法主要有植物鈍化、植物提取和植物揮發三種。

植物鈍化是指利用植物根系分泌物降低重金屬的活性，從而減少重金屬的生物毒性和有效性，并防止其進入地下水和食物鏈，減少對人類健康的威脅。

如植物分泌的磷酸鹽與土壤中的鉛結合成難溶的磷酸鉛，使鉛得到固化。除直接與重金屬發生作用外，根系分泌物導致的根際環境pH值和Eh值的變化也可轉變重金屬的化學形態，使重金屬固化在土壤中。

但是這種方法并未將重金屬去除，因此環境條件的改變仍有可能活化重金屬。

植物提取是指利用重金屬超累積植物從污染土壤中吸收重金屬，并將其轉移、儲存在植物地上部分（莖或葉），隨后收割地上部分并集中處理其中的重金屬，從而達到降低土壤重金屬含量的目的。蔣先軍等發現，印度芥菜對銅、鋅、鉛污染的土壤有良好修復效果。夏星輝[22]指出蕨類植物對鎘的富集能力很強，楊柳科能大量富集鎘，十字花科的蕓苔能富集鉛，芥子草能富集鉛、錫、鋅、銅等。在英國和澳大利亞等國家，一些對重金屬有高耐受性的植物的培育已經商業化。

植物揮發是指植物將其吸收的重金屬轉化為可揮發態，并揮發出植物的過程。如植物可以吸收土壤中的Hg2+，然后使之轉化成氣態HgO后，通過蒸騰作用從葉片蒸發出來。這種方法只適用于具有揮發性的重金屬污染物，應用范圍較小。同時，該方法將污染物轉移到大氣中，對大氣環境造成一定影響。

5.2 微生物修復

微生物修復法是利用微生物對重金屬的親和吸附作用將其轉化為低毒產物，從而降低污染程度。

雖然微生物不能直接降解重金屬，但其可改變重金屬的物理或化學特性，進而影響重金屬的遷移與轉化。微生物修復重金屬污染土壤的機理包括生物吸附、生物轉化、胞外沉淀、生物累積等。通過這些過程，微生物便可降低土壤中重金屬的生物毒性[23]。

由于細胞表面帶有電荷，土壤中的微生物可吸附重金屬離子或通過攝取將重金屬離子富集在細胞內部。微生物與重金屬離子的氧化還原反應也可降低重金屬的生物毒性，如在好氣或厭氣的條件下，異養微生物可將Cr6+還原為Cr3+，降低其毒性。杜立棟等[24]從鉛污染礦區土壤中篩選出一株青霉菌，對人工培養基中有效鉛的去除率達96.54%，且富集效果比較穩定，可應用于鉛污染礦區土壤的生物修復。

5.3 動物修復

土壤重金屬污染的動物修復是指利用土壤動物在自然條件或人工控制下，在污染土壤中生長、繁殖等活動過程中對污染物進行富集和鈍化等作用，從而使污染物降低或消除的一種修復技術。

在評價污染物的生態學危害研究中，科研工作者對土壤動物并未給予足夠的重視，所以與微生物修復相比，國內外的相關報道還不多。而在眾多土壤動物中，普遍認為蚯蚓是改良土壤的能手，并且對土壤污染具有指示作用，具有巨大的修復污染土壤潛力。

朱永恒等[25]研究得出蚯蚓對重金屬的富集量隨著污染濃度的增加而增加，蚯蚓體內的Pb、Cd和As的含量和土壤中這三項元素的含量具有良好的相關性。且蚯蚓體內的金屬硫蛋白和溶酶體機制可以解毒重金屬。除蚯蚓外，腐生波豆蟲及梅氏扁豆蟲等動物對重金屬也有明顯的富集作用[27]。土壤動物不僅直接富集重金屬，還和微生物、植物協同富集重金屬，改變重金屬的形態，使重金屬鈍化而失去毒性。

5.4 菌根修復

菌根是指土壤中真菌菌絲與植物根系形成的聯合體。成熟的菌根是一個復雜的群體，包括真菌、固氮菌和放線菌，這些菌類有一定的修復重金屬污染的能力。

菌根真菌可通過分泌特殊的分泌物改變植物根際環境，從而使重金屬轉變為無毒或低毒的形態，降低其毒性，起到促進重金屬的植物鈍化作用。申鴻等[28]通過對菌根的研究發現，菌根玉米地上部銅濃度降低24.3%，根系銅濃度降低24.1%，表明菌根植物對銅污染土壤具有一定的生物修復作用。黃藝等[29]采用根墊法和連續形態分析技術，分析了生長在重金屬污染土壤中有菌根小麥和無菌根小麥根際銅、鋅、鉛、鎘的形態分布和變化趨勢，發現菌根可調節根際中土壤重金屬形態降低重金屬的生物有效性。

此外，菌根還能使菌根植物體中重金屬積累量增加，強化植物提取的效果。

6. 結論與展望

國外關于土壤污染物重金屬的研究，澳大利亞、美國、德國等國家比較深入，尤其是澳大利亞。其研究主要集中在利用沸石等物質降低重金屬在土壤中的遷移性或者利用超富集植物對土壤中的重金屬元素進行吸收以降低重金屬的濃度。

國內關于土壤重金屬的污染治理也具有此趨勢，但對于動物修復的機理還不是很明確。

由于礦區污染土壤中重金屬種類多樣且濃度較高，單一修復手段難以取得滿意的修復效果。因此在實際修復過程中應根據污染物性質、污染程度、土壤條件等因素，綜合利用物理、化學和生物等修復方法，因地制宜地開展重金屬污染土壤聯合修復。在礦區重金屬污染治理方法中，化學與生物聯合修復方法具有廣闊的應用前景。該方法將化學修復法與植物修復、微生物修復等生物修復法聯合，在添加鈍化劑、表面活性劑等之后植物對復合重金屬污染土壤的修復有顯著的效果。該方法相對于其他修復方法（如物理法中的電動修復法），具有成本低廉、操作簡便和效果顯著的優點，適合大規模的污染土壤修復。

雖然重金屬污染土壤的修復取得了一定的成果，但局限性仍然存在，如用于植物修復的超積累植物大部分植株矮小、生長緩慢且生長周期長，因而修復時間較長，且植物揮發作用使可揮發性重金屬易對大氣和人類造成傷害，故需要進一步加強機理研究以避免二次污染。澳大利亞等國家雖已經篩選出有效吸收重金屬的植物，并部分商業化，但大面積普及難度較高。植物的鈍化作用與投加化學改良劑法并沒有將土壤中的重金屬離子去除，只是暫時的固定，當環境條件發生改變時，重金屬有可能再度活化而危害地下水及植物。

針對這些問題，我們應利用基因工程等手段開展重金屬積累植物或菌根的篩選，以提高重金屬的積累量，達到去除或簡化重金屬污染的目的。

同時，一種單一的化學改良劑很難有效地處理多種重金屬污染土壤，故針對礦區土壤中重金屬的多樣性及各種重金屬間的相互作用，應將各種改良劑配施并開發復合穩定劑，并利用工程手段或技術避免已鈍化重金屬的再度活化，降低重金屬對人類威脅程度。此外，還可以通過化學方法和生物方法在時間和空間上的合理組合，結合應用中的配套措施（如作物的輪作和間作），與土壤化學固化和植物修復搭配，使一定時期內重金屬污染土壤得到改良和修復，取得生產安全和環境安全的效果。

參考文獻

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篇5

[關鍵詞] 農田土壤 重金屬污染 現狀 方法

[中圖分類號] S158.4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2013）09-0037-02

土壤是由一層層厚度各異的礦物質成分所組成的。土壤和母質層的區別表現在形態、物理特性、化學特性以及礦物學特性等方面。由于地殼、大氣和生物圈的相互作用，土層由礦物和有機物混合組成。疏松的土壤微粒組合起來，形成充滿間隙的土壤形式。相對密度在4.5g/cm3以上的金屬稱作重金屬。土壤中的重金屬累積后對人體的危害相當大，能引起人的頭痛、頭暈、失眠、健忘、神經錯亂、關節疼痛、結石、癌癥（如肝癌、胃癌、腸癌和畸形兒）等。

一、土壤重金屬污染的定義

土壤重金屬污染是指由于人類活動，土壤中的微量金屬元素在土壤中的含量超過背景值，過量沉積而引發的問題統稱為土壤重金屬污染。過量重金屬可引起植物生理功能紊亂、營養失調，此外汞、砷能減弱和抑制土壤中硝化、氨化細菌活動，影響氮素供應。重金屬污染物在土壤中移動性很小，不易隨水淋濾，不為微生物降解，通過食物鏈進入人體后，潛在危害極大。一些礦山在開采中尚未建立石排場和尾礦庫，廢石和尾礦隨意堆放，致使尾礦中富含難溶解的重金屬進入土壤，加之礦石加工后余下的金屬廢渣隨雨水進入地下水系統，造成嚴重的土壤重金屬污染[1]。

二、重金屬污染物的來源

污染土壤的重金屬主要包括汞、鎘、鉛、鉻和類金屬砷等生物毒性顯著的元素，以及有一定毒性的鋅（Zn）、銅（Cu）、鎳（Ni）等元素。主要來自于固體廢物，如亂扔舊電池、電子線路板；工業選礦垃圾等的堆集；含重金屬的廢水未達標排放，被污染地下或地表水徑流、滲透；重金屬粉塵的沉降等。如汞主要來自含汞廢水，鎘、鉛主要來自冶煉排放和汽車廢氣沉降，砷則來源于殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑和除草劑。

三、土壤重金屬污染的特點

1.隱蔽性和滯后性

大氣污染、水體污染和廢棄物污染等一般通過感官就能發現，而農田土重金屬污染往往要通過對土壤樣品的分析化驗、對農作物殘留檢測，甚至通過研究人畜健康狀況后才能確定。因此農田土重金屬污染從產生到問題出現通常會經過較長的時間，并具有一定的隱蔽性。

2.不可逆性和難治理性

如果大氣和水體受到了污染，切斷污染源后通過稀釋作用和自凈化作用也可能會使污染問題逆轉。但是累積在農田土中的難降解重金屬則很難靠稀釋作用和自凈化作用來加以消除。某些被重金屬污染的土壤可能需要 100～200年的時間才能恢復原狀。因此土壤重金屬污染一旦發生后通常很難治理，而且其治理成本比較高、治理周期也比較長。

3.表聚性

農田土中的重金屬污染物大部分殘留于土壤耕層中，很少向土壤下層移動。這是由于土壤中存在有機膠體、無機膠體和有機-無機復合膠體，它們對重金屬有較強的吸附能力和螯合能力，這就限制了重金屬在土壤中的遷移。因此農田土中的重金屬污染物很少向土壤下層移動，大部分殘留在土壤耕層，這就導致農作物污染，進而危害人類的健康。

四、我國土壤重金屬污染現狀

我國的土壤重金屬污染物主要來源于污水灌溉、工業廢渣和城市垃圾等。污水中占有較大比例的工業廢水的成分比較復雜，不同程度地含有微生物難以降解的多種重金屬，是土壤重金屬污染物的主要來源。

目前我國因農藥和重金屬污染的土壤面積已經達到上千萬公頃，污染的耕地約有一千萬公頃，占耕地總面積的10%以上。全國每年受重金屬污染的糧食高達l200萬噸，因重金屬污染而導致的糧食減產高達1000多萬噸，經濟損失至少有200億元。華南有的地區接近50%的農田遭受鎘、砷、汞等重金屬污染；廣州近郊因為污水灌溉而污染的農田有2700公頃，因使用污泥造成1000多公頃的土壤被污染；上海的農田耕層土壤汞、鎘含量增加了50%；天津市近郊因污水灌溉而導致超過兩萬公頃農田受重金屬污染。國內蔬菜重金屬污染的調查結果顯示，我國菜地土壤重金屬污染形勢嚴峻，珠三角地區接近40%菜地重金屬含量超標，其中10%屬“嚴重”超標；重慶市的蔬菜重金屬污染程度為鎘>鉛>汞，近郊蔬菜基地的土壤重金屬汞和鎘出現超標情況，超標率分別為6.7%和36.7%；廣州市的蔬菜地鉛污染最為普遍，砷污染次之[2]。

五、土壤重金屬污染的危害

重金屬污染與其他有機化合物的污染不同。不少有機化合物可以通過自然界本身物理的、化學的或生物的方式凈化，使有害性降低或解除。而重金屬具有富集性，很難在環境中降解。即使有益的金屬元素濃度超過某一數值也會有劇烈的毒性，使動植物中毒，甚至死亡。金屬有機化合物（如有機汞、有機鉛、有機砷、有機錫等）比相應的金屬無機化合物毒性要強得多；可溶態的金屬又比顆粒態金屬的毒性要大；六價鉻比三價鉻毒性要大等。

重金屬在人體內能和蛋白質及各種酶發生強烈的相互作用，使它們失去活性，也可能在人體的某些器官中富集，如果超過人體所能耐受的限度，會造成人體急性中毒、慢性中毒等，對人體會造成很大的危害。有關專家指出，重金屬對土壤的污染具有不可逆轉性，已受污染土壤沒有治理價值，只能調整種植品種來加以回避。

六、重金屬污染土壤的修復

土壤被污染后，為了避免其對植物的生長和通過食物鏈對人類造成危害，需要將其從土壤中清除掉。重金屬污染土壤的修復技術主要有兩種，一是改變重金屬元素在土壤中的存在形式，使其由活化態轉變為穩定態；二是從土壤中去除重金屬元素，使土壤中重金屬元素的濃度接近或達到背景含量的水平[3，4]。當前采用的治理方法主要有以下三種：

1.工程治理

即用物理（機械）原理治理重金屬污染的土壤，主要有熱處理技術、淋濾法、洗土法以及深翻法；

2.生物修復

即針對土壤中的重金屬具有生物遷移這一特點而提出的一項凈化措施，即利用某種特殊的植物、動物或者微生物能吸收土壤中的重金屬污染物從而達到凈化的目的；

3.改良劑

即投入各種土壤的改良劑，主要用于調節酸堿度和化學組分，使重金屬能夠以生物有效性低，毒害程度弱的形式存在。

國內對于土壤污染的治理已有過不少探索，從治理的手段上可以分為物理、化學和生物措施。物理和化學措施主要采用直接換土法、電化法、穩定固化法等方式。但物理和化學措施只適用于有限時空的土壤治理，大規模采用該方式成本太高，也不便于實施。而生物措施則主要利用動物、植物、微生物的生物作用，所用設施相對簡單，成本低廉，更適合大規模應用。傳統的植物修復技術是利用重金屬超富集植物（多為草本植物）的種植吸收土壤內的重金屬元素，但在實際應用中存在較大限制，且需要每年進行種植和收割，增加了土壤修復的成本。所以，尋找和培育重金屬高富集能力的木本植物成為一個亟待解決的問題。

七、結束語

土壤重金屬污染具有污染范圍廣、持續時間長、污染隱蔽性、難被生物降解等主要特點，并可能通過食物鏈不斷地在生物體內富集，甚至可轉化為毒害性更大的甲基化合物，對食物鏈中某些生物產生毒害，或最終在人體內積累而危害健康。為了預防土壤重金屬污染，我們應當樹立環保意識，充分認識其危害性，從小事做起，在根本上去除污染來源，杜絕廢水、廢氣的任意排放，及時處理城鄉垃圾，不濫用化肥農藥。如何恢復重金屬污染地區的本來面目也是一個長期性的課題，需要我們不斷努力作進一步的探討。

參考文獻

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篇6

關鍵詞：礦山 重金屬 生物修復

礦產資源是人類生產和生活的基本源泉之一，是社會經濟發展的重要基礎，我國目前95%的能源和80%的原材料是依靠開發礦產資源來提供的，因此我國經濟的發展離不開礦業，但是礦業又是個污染相當大的行業。隨著我國經濟的快速發展，礦山的開采不斷加大，礦山的開采伴隨著很多環境問題的產生，破壞了自然生態環境，其中礦業廢水中含有大量的重金屬，對環境污染嚴重，污染水源，對人體健康構成威脅。因此必須有效地處理礦山固廢以及廢水。

1、礦山重金屬的來源

金屬礦山開發的開采、選洗、冶煉都會向環境中排放重金屬元素，原生硫化物礦床在開采利用過程中，廢棄的硫化物經過長期的自然氧化、雨水淋濾而導致重金屬元素大量進入礦區。硫化礦物的氧化反應速率除與反應時間、溫度、硫化礦物的含量、種類有關外，還與外界環境如氧氣、水、生物活動特別是氧化鐵桿菌等有關。固體廢物的風化可以導致重金屬元素的淋濾釋放，特別是鉛鋅礦、汞鉈礦在開采利用過程中，尾礦廢石中的鉛、鋅、砷、鉈以及伴生組分如鎘、鉻、銅在地表水的沖洗和雨水的淋濾下進入土壤并累積起來。

土壤中重金屬元素的遷移分布行為受到土壤pH值、有機質、礦物組成、陽離子代換量等性質的制約，如鉈在土壤中的含量與有機質含量有明顯的正相關性，而與土壤中的粘土礦物含量呈負相關性。通常情況下，表層土壤中含鉈量較高，深層土壤與土壤下伏的基巖中含鉈量低，錳礦物對重金屬元素有著強烈的固定作用，這使得重金屬元素在土壤中的含量明顯高于河流沉積物。

2、重金屬的危害分析

重金屬在土壤一植物系統中遷移直接影響到植物的生理生化和生長發育，從而影響作物的產量和質量。當土壤被重金屬污染后，重金屬在土壤中累積，當達到一定程度便會對作物產生不良影響，不僅影響作物的產量和品質，而且通過食物鏈最終影響人類健康。如鉛能傷害人的神經系統，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，如1955年發生在日本神通川地區的“痛痛病”，就是因為該地區的土壤一植物系統受到鎘的污染；1953年日本水俁氮肥廠的乙酸乙醛反應管排出含有氯化甲基汞的汞渣流入水體，有毒物質被魚、蝦、貝類食人后，由食物鏈進人人體，導致了“水俁事件”的發生。在中國，隨著污灌面積不斷擴大，土壤重金屬的污染問題日趨嚴重，如沈陽、蘭州、桂林、萍鄉等地重金屬污染均較明顯；湖南株洲的冶煉廠和化工廠附近地區的重金屬汞、鎘、鉛的含量均超標，對人和家禽健康危害很大。土壤重金屬污染對人類健康造成的威脅已引起世界各國科學工作者的普遍關注，對其治理成為目前研究的難點和熱點。

3、礦山重金屬污染的生物修復技術

生物修復，指一切以利用生物為主體的環境污染的治理技術。它包括利用植物、動物和微生物吸收、降解、轉化土壤中的污染物，使污染物的濃度降低到可接受的水平，或將有毒有害的污染物轉化為無害的物質，也包括將污染物穩定化，以減少其向周邊環境的擴散。這是一種利用各種天然生物過程而發展起來的現場處理各種環境污染的技術，生物修復的處理費用比較低，而且對環境的影響也比較小、生物處理的效率相對也比較高。

3.1植物修復

植物修復技術是利用植物提取、吸收、分解、轉化或固定土壤、沉積物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物技術的總稱，也就是將某種特定的植物種植在重金屬污染的土壤上，而該種植物對土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，將植物收獲并進行妥善處理后即可將該種重金屬移出土體，達到污染治理與生態修復的目的。植物提取是目前研究最多并且最有前景的方法。目前發現的具有超累積能力的植物約400多種。植物提取技術首先要篩選出超累積植物，植物提取利用植物從土壤中吸收金屬污染物，并在植物地上部分富集對植物體收獲后進行處理，從而降低了土壤中重金屬的含量。

植物修復技術目前已經廣泛地應用于對土壤重金屬污染的治理，但是在運用的過程中產生了很多的問題，比如植物修復技術并不能從根本上消除重金屬污染的問題，而是將重金屬從土壤中吸收或吸附到植物體內或根部.然而如何防止富集在植物中的重金屬重新流入到環境和食物鏈中，怎樣有效的處理植物中的重金屬以及防止產生二次污染等。

3.2微生物修復

除了植物修復技術外，重金屬污染的處理措施還包括有微生物技術。土壤重金屬污染的微生物修復是利用微生物的生物活性對重金屬的親和吸附或轉化為低毒產物，從而降低重金屬的污染程度。在長期受某種重金屬污染的土壤上，生存著數量眾多的、能適應重金屬污染的環境并能氧化或還原重金屬的微生物類群。對于某些重金屬污染的土壤，可以利用微生物對重金屬進行固定、移動或轉化，改變它們在環境中的遷移特性和形態，從而進行生物修復。微生物主要通過生物吸附和富集作用、溶解和沉淀作用、氧化還原作用和菌根真菌與土壤重金屬的生物有效性關系對土壤中重金屬活性產生影響。

3.3動物修復

土壤中的某些低等動物（如蚯蚓和鼠類）能吸收土壤中的重金屬，因而能一定程度地降低污染土壤中重金屬的含量。隨著生物技術和基因工程技術的發展，土壤生物修復技術研究與應用將不斷深入并走向成熟，特別是微生物修復技術、植物生物修復技術的綜合運用將為有毒、難降解、有機物污染土壤的修復帶來希望。

4、結論

酸性礦山廢水和尾礦是造成礦山重金屬污染的主要原因，因此，在以后的礦山重金屬污染研究中，測定礦區有毒、有害重金屬元素的總量及其在不同環境介質中的賦存相態，區分重金屬元素的來源及其在礦區的運移途徑；綜合利用重金屬元素污染的評價方法，從環境地球化學工程學的原理和方法出發，加大礦山重金屬元素的污染治理和生態修復工作等方面還有很大的發展空間。

參考文獻：

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關鍵詞：大數據；湘江流域； 重金屬污染；治理績效；路徑

中圖分類號：K928.42 文獻標志碼：A 文章編號：1003-949X（2015）-12-0096-02

大數據作為互聯網時代和信息社會的一種新的管理技術和變革力量，它對湘江流域重金屬污染治理績效的提高具有重要作用，其路徑主要有：

一、加強信息分析和決策支持

一是樹立大數據決策意識，把大數據理念融入到治理決策之中。在湘江流域重金屬污染治理中，要注重治理數據的采集、存取和處理。跟蹤數據的變化和趨勢，特別是要深入分析數據變化的原因，所蘊含的信號和有價值的信息，為湘江流域重金屬污染治理決策作依據和參考。要轉變傳統決策習慣，把依靠有限的信息和個人經驗轉變為依靠更廣泛、更全面、更開放的大數據信息分析和挖掘上來，用數據說話，用海量的大數據信息分析和挖掘輔助治理決策，提高決策的針對性和有效性。大數據分析離不開高質量的數據和高水平的數據管理。在湘江流域重金屬污染治理中，要打破傳統的條塊分割，部門林立，各自為政的“碎片化”治理體制，建立覆蓋不同部門、地區、層級，不斷動態更新的湘江流域重金屬污染治理的大數據建設標準和數據共享平臺，改變過去信息封閉和分割弊端，在專用數據庫的基礎上，加強信息集成，增加信息透明度，實現不同地區、部門和層級數據交換和信息共享，減少治理決策的信息成本。二是充分發揮大數據技術對非結構性數據分析優勢，為湘江流域重金屬污染治理決策提供更全面準確的信息支持。湘江流域重金屬污染治理決策涉及大量非結構性數據信息，這些數據字段較長，字段由不同單位構成，單位下又分更細小的次級單位或次次級單位，非常復雜，但其蘊含的信息比較豐富，對決策可能非常重要，但傳統的數據分析技術方法很難對其進行分析和挖掘。大數據技術在對非結構性數據分析和挖掘方面具有獨特的優勢，通過大數據技術對非結構性數據的可視性分析，可以為湘江流域重金屬污染治理決策提供更全面、內涵更豐富、更有價值的決策信息支持。三是運用大數據動態、海量信息分析和處理能力，改變傳統靜態、封閉的決策模式。傳統決策的信息分析更多是一種靜態下部分機構或部門的數據分析，這種數據來源渠道狹窄，數據不夠全面，而且數據更新不及時，缺乏時效性，很難為湘江流域重金屬污染治理決策提供科學依據和參考。在海量信息和快速變化的大數據時代，對湘江流域重金屬污染治理提出了更高要求，傳統靜態、封閉的決策模式不適應大數據時代的發展形勢，需要改進治理決策模式，采用大數據技術進行動態、全面、海量的數據分析和挖掘，為治理決策提供強有力的信息支持。四是加強大數據對湘江流域重金屬污染治理的前瞻性、預測性和可行性分析?？茖W決策一個重要內容就是進行前瞻性、預測性和可行性分析，這種分析可以提高決策的預見性和科學性，減少或避免決策失誤和成本，提高決策的績效。從湘江流域重金屬污染治理決策的情況來看，目前對湘江流域重金屬污染治理的前瞻性、預見性和可行性分析明顯不夠。大數據技術分析一個重要應用領域就是預測性分析，通過對大數據的分析，挖掘其特點，然后建立科學的預測模型，接著把有關數據導入模型，即可進行前瞻性和預測性的分析。另外，大數據在對決策進行可行性分析方面也具有比較優勢。在湘江流域重金屬污染治理決策中，要充分利用大數據技術對其進行前瞻性、預測性和可行性分析。

二、注重綜合治理和系統協調

一是建立系統性和網絡化的大數據治理平臺。要打破傳統的條塊分割的“碎片化”治理體制，按照財權和事權相統一的原則，加強中央政府及其有關部委對湘江流域，特別是跨省區段的治理職責，統一治理，加強協調，分工合作。要按照大部門體制的要求，調整和整合湘江流域各區段有關部門的管理職能，理順職權關系，形成治理合力。在職能調整和機構改變的過程中，各地區、部門要充分利用大數據技術特點和優勢，建立系統性、網絡化的大數據治理平臺，實行治理信息統一采集、存取、處理、分析、挖掘和呈現，將被動、分割、封閉、碎片化的污染治理轉變為主動、整體性、網絡化、開放式的污染治理。二是構建動態、可視化的大數據治理模式。湘江流域重金屬污染的傳統治理更多的是靜態的、不可視化的治理模式。大數據技術可以改變這種治理模式。在大數據背景下，可以對不同地區、部門、單位和個人數據信息進行快速的、同步的分析，挖掘出有治理價值的信息，并且可以進行動態更新和追蹤分析，實現從靜態到動態的治理轉變。另外，大數據分析最基本的要求就是可視化分析，它可以象看圖說話一樣，簡單、直接、直觀地呈現大數據特點，很容易被數據使用者認知和接受。因此在湘江流域重金屬污染治理中運用大數據技術，不僅可以實現靜態治理，還可以實現可視化治理，大大提高治理的實效性。三是建立責任明晰、廣泛參與、信息透明的大數據監督和協調機制。在湘江流域重金屬污染治理的傳統監督中，由于監督主體、對象和利益相關方眾多，難以形成合力，制約了監督績效。特別是傳統監督習慣依賴于體制內監督機構和力量，對社會團體、自愿組織、廣大民眾等體制外監督力量重視不夠，沒有充分考慮和調動其積極性、主動性和創造性。湘江流域重金屬污染是涉及廣泛，關系到社會每位成員切實利益的大事，離開社會民眾參與的監督體系是很難想象的，也是很難取得成效的。隨著廣大社會民眾環保意識的增強和民主參與能力的提高，社會監督的力量和作用越來越明顯。因此，大數據技術可以把不同的社會階層和力量，不同監督主體和對象統一納入監督體系。通過統一的大數據平臺，建立監督主體、對象和利益相關方數據庫，并進行信息集成，實現信息交流和交叉共享，形成責任明晰、廣泛參與、信息透明的大數據監督機制。在監督過程中，也可以通過數據信息分析，及時掌握存在的問題及其深層次原因，便于針對性地進行協調和處理。

三、構建監測和預警體系

近些年來湘江流域重金屬污染累積性比較嚴重，其危害造成的突發性事件的概率和頻率大幅增加，有必要構建全流域的水質水量監測和預警系統，對流域的水質水量進行在線、動態、適時監測，建立健全湘江流域重金屬污染監測和預警模型，運用大數據技術對監測數據進行分析和挖掘，對可能導致的污染突發性事件提前預警并準備，避免和減少損失。一是數據的采集。增加湘江流域水質水量監測斷面及其數據監測的頻率和密度，全部斷面監測采用在線自動生成方式提取數據，數據提取后構建專門的數據庫，全部數據庫實現統一平臺共享。二是數據導入和存儲。將采集的數據庫導入到一個集中的大型分布式數據庫或分布式數據存儲集群或云存儲中。在導入過程中或導入后，可以對數據進行簡單的分類等預處理或運用Storm等進行流式計算。三是數據分析和挖掘。運用Greenplum、Exadata、Infobright、Hadoop、云計算技術等對存儲的海量數據進行分類和關聯分析。然后根據不同主題和需要，選擇Kmeans、SVM、Na?ve Bayes、Apriori等不同的算法，運用Mahout等工具對數據進行挖掘，尋找有價值的信息。四是建立監測和預警模型。監測模型主要是構建包括運行指標、異常指標等在內的監測指標體系，然后根據該指標體系進行動態監測，形成湘江流域重金屬污染治理方案庫。預警模型主要是構建包括警情指標、警兆指標、警源指標在內的預警指標體系，并結合數據挖掘算法和動態監測數據進行預警算法模擬，形成科學合理的預警結果。五是結果呈現和應用。預警結果可以采取關系圖、標簽云和可視化云計算等方式進行呈現，根據不同的主題和需求進行應用。

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關鍵詞：礦區；重金屬污染；修復；土壤

中圖分類號：F124.5 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2013）18-0286-02

引言

中國是世界上重要的重金屬礦區之一，分布著大量的優質重金屬礦，豐富的重金屬資源為中國國民經濟的健康穩定發展提供了資源保障。然而，長期以來在重金屬礦區開采的過程中，由于開采技術、資金缺乏及管理方面等原因，對礦區周圍的土壤與環境造成了嚴重影響，從而引發了大量的生態環境問題。

礦業廢棄地一般都含有大量的重金屬，這些廢棄地以尾礦和廢棄的低品位礦石的重金屬含量最高。重金屬通過地表生物地球化學作用釋放和遷移到土壤及河流中，而這些受重金屬污染的水又通過灌溉方式進入農田，并通過食物鏈進入人體，從而對礦區附近居民的健康和生存環境構成嚴重威脅 [1]。通常情況下，有色金屬礦區附近的土壤中，鉛、銅、鋅含量分別為正常土壤中含量的 10～40倍、5～200倍、5～10 倍 [2]。

一、礦區土壤重金屬污染現狀

鉛鋅礦區重金屬污染現狀越來越嚴重，已經損害了人民的群眾健康。如在20世紀60年代，日本曾發生的第二公害病―骨痛病，便是由于食用被鎘廢水污染了土壤生產的“鎘米”所致。王新等對遼寧省鐵嶺柴河Pb―Zn礦區的土壤一巖石界面的重金屬行為特性進行了研究，結果表明該礦區土壤Cd、Pb、Zn元素含量分別是當地背景含量的11倍、4.5倍、3倍，大大超過了當地背景含量水平；Cd作為制約當地農業用地的限制性元素，超過國家土壤環境質量標準5.8倍；礦區附近玉米中Pb、Cd含量分別是國家食品衛生標準16～21倍、5.7～9.7倍[3]。湖南省由于有色金屬礦山開采引起的Pb、Cd、Hg、As等重金屬污染，受污染面積達2.8萬km2，占全省總面積的13%。部分地區土壤中Pb、Cd、Hg、As高出正常值數倍至數百倍，從而出現了地方病。王瑩以上虞某廢棄鉛鋅尾礦山為研究對象，研究了土壤中重金屬含量及污染狀況，結果表明：尾礦山周邊各采樣點土壤 As、Zn、Pb 和 Cu 平均含量為 328 mg.kg-1、1 760 mg.kg-1、2 708 mg.kg-1和 287 mg.kg-1，均超過土壤環境背景值，各元素含量變異強度為：As>Pb>Cu>Zn[4]。

二、礦區土壤重金屬修復技術

重金屬是農業環境和農產品的一個重要污染物質。對土壤重金屬污染的修復技術常用的有物理修復和化學修復。物理修復主要包括客土、換土和深耕翻土等措施。通過客土、換土和深耕翻土與污土混合，可以降低土壤中重金屬的含量，減少重金屬對土壤―植物系統產生的毒害?；瘜W修復就是向土壤投入改良劑，通過對重金屬的吸附、氧化還原、沉淀作用，以降低重金屬的生物有效性。但由于重金屬元素在環境中具有相對穩定性和難降解性，至今仍未找到可供大面積應用的重金屬污染治理方法。

近年來出現的植物修復，具有投資和維護成本低、操作簡便、不造成二次污染、具有潛在或顯在經濟效益等優點，并且其更適應環境保護的要求，因此越來越受到高度重視。植物修復是一種經濟、有效且非破壞性的修復技術，主要利用自然生長或遺傳培育植物對土壤中的污染物進行固定和吸收。通常包括：植物提取，即植物對重金屬的吸收。目前已發現有400 多種植物能夠超積累各種重金屬，一些超積累植物能同時積累多種重金屬，如羊蕨屬植物和具有富重金屬性的莧科植物對土壤中重金屬的吸收率達到 100%。蔣先軍等的研究發現，印度芥菜對Cu、Zn、Pb 等中等污染土壤具有良好的修復效果[5]。有證據表明，柳樹和白楊能從土壤中去除一定量的重金屬，凈化低污染的土壤；植物揮發，即通過植物使土壤中的某些重金屬（如Hg2+）轉化成氣態（HgO）而揮發出來；根際過濾，即利用植物根系過濾積淀水體中的重金屬；植物穩定，即利用植物根際的一些特殊物質使土壤中的污染物轉化為相對無害的物質。有研究發現，樹木可以存活并生長于含有較高濃度的多種重金屬污染的土壤上。經監測，樺樹和柳樹的一些樹種可以耐受鉛和鋅[6]。

結論與展望

礦區土壤的重金屬污染是礦區所面臨的重大生態環境問題，具有自己獨有的特征，在治理的過程中應因地制宜地選擇恰當的治理方式。

物理、化學等方法對于礦山土壤的修復存在耗能、耗錢、對土壤結構損害較大等缺點，從保護生態環境出發，這些方法均對礦山生態環境的恢復作用不明顯，而植物修復成本較低，可以穩定土壤、控制污染、改善景觀、減輕污染對人類的健康威脅，所以在修復礦山土壤重金屬污染的過程中，越來越多的國家選擇使用植物修復技術。近年來，中國金屬礦業迅速發展，所造成的重金屬污染日益加劇，植物修復技術的研究更具有廣闊的市場，并逐步走向商業化，同時中國有廣袤的國土、豐富的資源、復雜多樣的地理條件，蘊藏著大量超富集植物，為中國開展有關植物修復技術的研究提供了良好的基礎。

參考文獻：

[1] 鄭奎，李林.中國鉛鋅礦區的重金屬污染現狀及治理[J].安徽農業科學，2009，（30）.

[2] 薛強，梁冰，劉曉麗.有機污染物在土壤中遷移轉化的研究進展[J].土壤與環境，2002，（1）：90-93.

[3] 王新，周啟星，任麗萍.礦區農產品質量及土壤─巖石界面重金屬行為特性的研究[J].農業環境科學學報，2004，（3）：459-463.

[4] 王瑩，趙全利，胡瑩，等.上虞某鉛鋅礦區周邊土壤植物重金屬含量及其污染評價[J].環境化學，2011，（7）.

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關鍵詞：土壤；重金屬污染；法律對策

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A

文章編號：1005-913X（2017）06-0056-02

土壤-植物系統是生物圈中最為基礎的結構，可以對太陽能進行有效轉化。而土壤重金屬污染就是人類在生產、生活過程中將重金屬加入土壤，使重金屬含量比自然含量顯著高出，從而導致生態環境受損的狀況。土壤重金屬污染不僅會影響農作物的生長，而且會對空氣、水等造成影響，所以說土壤重金屬污染對人類生存有著關鍵影響。因為土壤重金屬污染所帶來的后果十分嚴重，所以對其進行有效防治已經成為環保工作中的重點。

一、土壤重金屬污染的來源與環境標準

（一）土壤重金屬污染的來源

隨著社會的快速發展，生態環境污染問題越來越嚴重，而土壤重金屬污染問題最為嚴峻。而造成土壤重金屬污染來源的詳細信息如表1所示。

（二）重金屬土壤環境的質量標準

土壤是人類賴以生存的基礎，如果重金屬的含量過高，就會出現土壤重金儻廴咀純觶為人類的生存、發展造成嚴重影響。所以重金屬土壤環境的質量需要控制在相應范圍內，以確保土壤的應用質量。而重金屬土壤環境質量標準值如表2所示。

二、土壤重金屬污染中存在的防治問題

（一）缺乏系統性的防治法規

我國對大氣、水體、固體以及放射性物質的污染都制定了有針對性的法律法規，可以對其進行系統性的防治與處理。但是卻沒有針對土壤重金屬污染制定系統性的法律，只是在其他防治立法中進行分散制定，所以說我國缺乏對土壤重金屬污染進行防治的系統性法律。雖然許多污染防治立法中都對土壤重金屬污染問題有所涉及，但是這些法律過于分散。這樣不僅不利于對法律功能的充分發揮，而且不能對土壤重金屬污染的防治效果提供確切保障。所以在制定土壤重金屬污染防治法律時，需要對其系統性進行重點考慮。

（二）缺乏健全的預防機制

雖然我國也認識到對土壤重金屬污染進行防治的重要性，但是在實際操作過程中依然是強調治理而忽略預防。首先，我國有對環境影響進行評價的機制，以對相應施工項目對環境可能產生的影響進行分析與評價，從而降低項目對環境的損害。雖然環境影響評價機制中對相應的生態環境準入機制進行了說明，但是隨著社會、經濟的高速發展，新型問題的不斷出現，生態環境準入機制已經不能滿足現在的發展要求。其次，我國目前沒有出臺對土壤重金屬污染擴散進行有效控制的法律，無法降低受污土壤對人類生存所造成的影響。最后，現在我國土壤重金屬污染問題治理狀況不具備較高的透明度，大部分人們都不了解土壤重金屬污染的原因與治理效果，所以不懂得如何從自身做起，降低土壤污染。

（三）缺少責任追究制度

土壤重金屬污染責任追究制度就是在主體觸犯相應法律后，強制其對有關責任進行承擔的制度。但是目前我國缺少對土壤重金屬污染責任進行有效追究的制度。首先，承擔責任的主體一般就是土地的所有及使用人員，其范圍太窄，不能對相關的企業、個人進行有效包含。同時我國沒有制定相關法律對應承擔的責任進行明確，致使國外許多重污染企業搬至國內，大大提升了我國土壤重金屬污染的程度以及治理難度。其次，我國對造成土壤重金屬污染主體的責任進行追究時，主要對其行政責任進行追究，但是有時責任主體對土壤的傷害是不可挽回的，可是我國卻沒有出臺相應的法律法規，不能對其進行定罪。這樣不僅體現出了責任追究制度中的嚴重缺失，而且不能對違法行為進行有效打擊。最后，因為土壤污染的潛伏周期長，治理費用高、周期長，而我國又缺乏對責任進行有效歸納的原則，不能對污染主體責任進行有效追究。

三、土壤重金屬污染防治的法律對策

（一）制定系統性的法律規定

以預防為主，防治兼顧的原則制定有針對性的土壤污染法規，同時以《環境保護法》為基礎指導，制定有效的土壤污染防治制度，而其主要原則包括預防為主、民眾參與、污染主體付費、社會和環境可持續健康發展等原則。另外，土壤污染防治法律是環保法律體系中的關鍵部分，是對土壤污染進行有效治理的根本，可以為相應法律體系的構建奠定基礎。所以應該先建立相應的法律框架，然后以其為依據對土壤重金屬污染防治的相關法律內容進行明確，從而使我國防治土壤重金屬污染問題有法可依。所以想要對土壤重金屬污染問題進行有效防治，只是構建一些原則性、概括性制度，是得不到明顯效果的。只有先出臺相應的土壤污染防治法，并以此為基礎構建相應的法律體系，從而對我國土壤重金屬污染問題進行有效解決。

（二）嚴格規定法律責任

嚴格追究污染主體的法律責任是有效開展土壤重金屬污染防治工作的重點，所以首先需要做到對土壤重金屬污染進行防治的過程中，單位、企業與個人都可能是造成土壤重金屬污染的主體。對于無心所造成的污染問題，相關人員需要承擔法律責任。同時還應該以污染情況為依據對不同的污染主體進行明確，并對污染原因進行查明，對責任主體范圍進行擴大。其次，對土壤重金屬污染防治工作的行政責任進行明確，可以以《水污染防治法》為參考，而所采用形式包括財產以及行為責罰。再次，對土壤重金屬污染防治工作的民事責任進行明確，民事責任是整個責任體系中的重要部分。對民事責任進行制定的過程中，立法人員需要對相應的付費原則進行充分考慮。最后，刑事責任作為最為嚴厲的懲罰方式，在土壤重金屬污染防治工作中具有十分重要的意義，但是我國刑法中缺乏對污染犯罪行為的明確定罪。所以國家對刑事立法進行構建時，需要對土壤重金屬污染的刑事立法進行有效關注，只有這樣才能有效提升我國土壤重金屬污染的防治效果。

（三）增強執法力度

在環境污染執法過程中，如果行政機關不能對自己手里的權力進行恰當使用，就會使污染土壤的行為得到放縱。所以國家需要增強政府機關的執法力度。首先，對保護土壤的立法體系進行健全，其中包括全國統一性的立法，還有以區域特點為依據制定的地方性立法。健全的法律法規不僅是政府機關開展執法工作的前提，而且是政府機關落實執法工作的關鍵依據。所以對土壤保護的立法體系進行有效健全有著非常重要的意義。其次，構建完善的執法機構。以立法為依據，構建完善的執法機構，對相關基層執法部分進行獨立于國家機構之外的構建，以有效提升執法效果。同時實施主管機構的垂直領導，以避免地方政府過度參與當地環保工作，從而消除政府權利對環保執法的不良影響。此外，環保行政部門的上下級需要對其關系進行良好處理，并以確保執法效率為前提，嚴格遵循執法的根本目的以及協調性的執法原則，從而有效落實土壤重金屬污染的執法工作。再次，增強執法手段。以地方污染特點為依據，采用有針對性的防治方法，對土壤污染狀況進行有效解決。同時對污染源進行有效調查，并進行針對性處理；最后，提升土壤污染的執法費用，增加高質量的執法設備。這樣擁有充足經費以及高技術設備，可以滿足土壤污染監測、執法的更高要求。

四、結語

土地資源是人類賴以生存的重要資源之一，并且是人類生存必須的前提。隨著社會的快速發展，人類對土地的影響越加嚴重，并且兩者之間的矛盾越來越激烈。同時隨著社會改革的快速進行，人類需要面對更多的挑戰與風險，而生態環境污染風險就是人類需要面臨的最大風險。而土壤是生態環境的重要部分，土壤重金屬污染對人類的生活、生產有著非常重要的影響，所以土壤重金屬污染問題的防治至關重要。

篇10

愈演愈烈的鎘大米危機，牽出了土地遭重金屬污染的現實。中國水稻研究所與農業部稻米及制品質量監督檢驗測試中心2010年的《我國稻米質量安全現狀及發展對策研究》稱，我國1/5的耕地受到了重金屬污染，其中鎘污染的耕地涉及11個省25個地區。

土壤重金屬污染如看不見的幽靈一般滲透進了我們的生活。這些幽靈隱藏在土壤里，它們不僅使作物減產，還沿著植物根系攀緣，侵襲進入大米、蔬菜等各種常見的農作物，最終到達人體內，如累積到了足以致病的劑量，則會對人類健康造成嚴重危害。它們分布范圍廣、隱蔽性強，消滅它們是一項費時費力成本高的工程。

經過近半個多世紀的摸索后，科學家們如今正在組建一個植物軍團，用來抵擋重金屬污染的攻擊，它們是400多種超富集植物，善于從土壤中吸收各種重金屬，對付不同類型的重金屬污染時各有所長。配備了化學強化或者微生物強化的武器之后，它們的戰斗力更加超群。

但是，礦山廢水、工業廢水等污染源頭如果沒有得到遏制，重金屬污染的幽靈就不會從大地上撤退，這將是一場永不停歇的戰爭，而人類和植物這一方，將永難獲勝。

方法不少，效果一般

植物修復技術是指利用植物的吸收、分解、揮發或固定土壤重金屬作用，降低重金屬在土壤中的含量和有效態含量，從而減小重金屬的危害性。

中國科學院地理所研究院陳同斌曾在接受媒體采訪時稱，我國大多數城市近郊土壤受到了不同程度的污染，多地糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、鉻、砷、鉛等重金屬含量超標或接近臨界值。

以各種化學狀態或化學形態存在的重金屬，在進入環境或生態系統后就會存留、積累和遷移，造成危害。若它們潛藏在土壤中則更隱蔽，污染暴露的時滯更長，容易被人們忽視，比水污染和大氣污染更危險。

華南理工大學副校長、工業聚集區污染控制與生態修復教育部重點實驗室主任黨志介紹，對受到重金屬污染的土地，修復的方法有很多種，但主要可以分為物理、化學和生物的方法。而實踐證明單純采用物理和化學的方法并不實用。

物理的方法是指某個地方的土地污染了，就把這個地方的土地拿走，換上干凈的土。這種方法工程量大、費用高昂，只對局部的企業用地污染有效，無法解決大面積的耕地污染問題。

化學的方法是通過改變土壤的物理化學性質，使得重金屬不能被植物吸收?！爸挥心苋苡谒碾x子態和絡合態的重金屬才會被植物吸收，我們可以通過加一些化學物質比如石灰來改變土壤的PH值，讓它呈堿性。重金屬和氫氧根離子就能形成沉淀，變得不溶于水，植物就不會吸收了?！秉h志說。但是，植物根部會不斷分泌一些物質，這些分泌物大部分是酸性的，時間久了，加進土壤里面的堿就被中和掉，不能起作用。而且，也不能一直往土壤里面添加化學物質，會改變土壤的性質，作物也難以生長?！盎瘜W的方法最大的問題是，無論加什么東西，重金屬仍然存在于土壤中，只是限制了它的活性，沒有把它去除?！秉h志說。

用植物吃掉重金屬

正因如此，植物修復技術在諸多修復被重金屬污染土地的技術中脫穎而出，其中植物提取是目前研究最多并且最有前景的方法。

植物提取的核心是戰斗力超強的超富集植物。超富集植物的根系從土壤中吸取重金屬，并將其轉移、貯存到植物的地上部分，然后收割地上部分，連續種植超積累植物即可將土壤中的重金屬降到可接受水平。一般來說，它們在地上部分的重金屬含量能夠達到普通作物在同等條件下的100倍以上。

事實上，早在1848年科學家們就發現，在一種被命名為“貝托庭芥”的植物葉片里，鎳的含量達到了7900mg/kg。不過直到1977年，生物學家布魯克斯（Robert Richard Brooks）才首次提出了“超富集植物”的概念。

黨志介紹，從上個世紀70年代以后，尤其是80年代，在美國，超級基金（super fund，污染場地管理與修復基金）開始通過這種生物的方法，對礦山污染、重金屬污染和有機物污染的土壤進行修復，有了很多成功的案例。

目前，從事利用植物修復技術來進行土壤污染修復的研究已經在逐漸增多，它們都在尋找更經濟更適宜的超富集植物，并探索植物——化學和植物——微生物聯合修復技術。

組建超富集植物軍團

研究人員發現的對重金屬具有超積累能力的植物有45科約400多種，其中73%為鎳的超積累植物。十字花科遏藍菜屬是一種鋅和鎘的超積累植物，是超富集植物軍團中的“作戰高手”。實驗顯示，遏藍菜地上部分鋅和鎘含量可分別達36000mg/kg和1140mg/kg，且地上部分鋅含量高達26000mg/kg時植物尚未表現中毒癥狀。在鎘濃度為19mg/kg的工業污染土壤種植收割天然遏藍菜6次，即可將土壤中的鎘下降至3mg/kg。

不過，并不是善于吸收重金屬就能夠被實際應用在重金屬土壤的修復工程中。什么樣的植物能夠獲得認可加入“超富集植物軍團”呢？科學家們有一套嚴格的篩選標準。

能用于污染土壤植物修復的超積累植物必須應具備以下幾個特性：即使在污染物濃度較低時也有較高的積累效率；能在體內積累高濃度的污染物；能同時積累多種重金屬；生長快、生物量大；抗蟲抗病能力強等等。

黨志介紹，目前有很多人都在從事利用植物修復技術來進行土壤污染修復的研究，尋找篩選更經濟更適宜的超富集植物，并探索植物——化學和植物——微生物聯合修復技術。植物種下去以后，只有離子態的和絡合態的重金屬被植物吸收了，但其他態體不被植物吸收，檢測濃度仍然很高，研究者們采取了植物——化學強化聯合修復技術，通過添加一些化學物質，使得土壤里其他態體的重金屬轉化為活性狀態。有些微生物在生長過程中會分泌出一些生物表面活性劑，可以活化重金屬。通過篩選出這樣的微生物，或者從微生物中將產生的活性劑提取出來，投放到土壤里，就是植物——微生物聯合修復技術。

2011年，由黨志主持的一個名為“污染物在土壤中的環境化學行為與修復機理研究”的項目，獲得了廣東省科學技術獎自然科學類一等獎，其中一項研究就是通過種植玉米加上化學強化來修復鎘污染的土壤。

“西方國家人少地多，所以他們主要采用超累積的草本植物對污染土地進行集中治理，但是這條道路在我國行不通?！秉h志說，我國人多地少，希望既能夠治理污染，也能給農民帶來收益。因此，他們把目光轉向玉米、向日葵、煙葉等經濟作物。

黨志說，當時他們考慮了好幾種植物，其中一種是向日葵，它吸收重金屬能力也很強。還有一種是玉米，“我們找了幾十種玉米，種玉米做實驗，最后確定一種玉米，對重金屬吸收能力很強，加上化學強化機制，在白云區的蔬菜基地做了實驗，修復效果不錯。”

遭遇戰還是持久戰？

土壤修復的課題大部分是在做已受污染土壤的修復，但是實際上如果沒有在源頭上斷絕污染，只是在末端做修復，這項工作沒有多大的意義。

雖然植物修復技術在治理重金屬污染方面是一條經濟有效的途徑，但仍然面臨著許多待解決的問題。比如說一種植物通常只能忍耐或吸收一種或兩種重金屬元素，對土壤中其他濃度較高的重金屬則表現出某些中毒癥狀，從而限制了植物修復技術在重金屬復合污染土壤治理中的應用。

而且植物是活的有機體，需要有適宜的生長條件，對土壤肥力、氣候、水分、鹽度、排水與灌溉系統等自然條件有一定的要求，植物受病蟲害襲擊時會影響其修復能力。另外，植物根系一般較淺，對淺層土壤污染的修復最為有效，對深層土壤污染修復能力較差。

還有一個問題也在困擾著黨志這樣的研究者，“土壤修復以后，這么多的植物怎么辦呢？”黨志說，這些含有大量重金屬的植物必須把它處理掉。目前的處理方法只是燒掉，并將灰燼作為危險廢棄物去填埋。但這顯然并不是一個令人滿意的處理方法。

黨志認為，向重金屬污染土壤開戰，不僅僅是技術上的問題，更大程度上是社會管理的問題?！巴寥佬迯秃痛髿狻⑽鬯刃迯陀袇^別，比如工廠污水將河流污染了，工廠有處理這些污水的義務，大氣污染物電廠也可以自己處理。但是土壤不一樣，因為被污染的土壤都是公共的地方?！?/p>

“如果耕地需要讓農民出錢來修復，這絕對是不可能的。找不到誰對污染的土壤負責，最后只好政府買單。有時政府愿意，農民也不愿意，他們害怕影響生產?！秉h志表示，“在現實的國情下，不要說大面積的修復，連大面積的種植都不可能實現?！?/p>

治本還須從源頭抓起

由于土壤污染的隱蔽性，一直以來國家對土壤重金屬污染的投入遠遠趕不上對水污染和大氣污染投入的力度。但黨志說，近些年來，國家也已經加大了對土壤污染修復的投入力度，成立了很多土壤修復的課題，他也參與了好幾個。

“這些課題大部分是在做現在被污染土壤的修復，但是實際上如果沒有在源頭上斷絕污染，只是在末端做修復，沒有多大的意義?！秉h志研究發現，土壤中的重金屬最主要的來源還是礦山，進行源頭的治理才是治本之道。