关键词：铅污染重金属污染治理方法
土壤是人类赖以生存的必要条件，也是重金属元素在循环的过程中的必要环节。土壤的重金属污染是指在人类的生产活动中，排出重金属含量较高的物质散落在土壤中，在土壤中形成反应，超过一定时间后其土壤的微量金属含量值超过土壤本身的微量金属含量值，最终导致土壤重金属含量过高的一种现象。在重金属污染的土壤中耕作农作物，农作物也会受到重金属污染，人们长期食用后致使重金属在体内累积，严重危害了人们的身体健康，而降水、灌溉等使重金属从地表流入到地下水中，也可导致地下水重金属污染。铅污染是重金属污染之一，在治理铅污染的过程中，要以预防为主，防治兼施的方式进行治理。其治理方法包括物理方法、化学方法及生物方法。
一、土壤铅污染的治理方法
（一）物理方法
通过物理方法对土壤铅污染进行治理，主要以换土、隔离、客土以及电化学的方法进行处理，从而减轻土壤的铅污染并防止其扩散。
换土法是指将受到铅污染的土壤进行固定移除，移除后将没有被污染的土壤进行填补。隔离法是指以修建墙体的方式进行对铅污染区域的隔离，将其污染控制在一定的范围之内。受成本等方面的影响，隔离法只适用于受污染面积较小且污染相对严重的区域。客土法是将表层的土壤通过采用机器挖翻的方法与深层土壤调换，再向土壤调换处加入新土，从而降低被铅污染的土壤及植物的污染程度。电化学法是通过增加直流场，使土壤中的铅离子在直流场的作用下，发生氧化还原反应。从而达到去铅的目的。以上方法都能够对土壤铅污染进行有效的治理，但这些方法在实施的过程中会耗费大量人力物力和财力，而且对修复后的铅污染土壤进行处理的难度也很大，所以不适合广泛推广。
（二）化学方法
化学方法中主要采取化学修复的方法对铅污染的土壤进行治理。化学修复法是通过利用化学试剂加入到受铅污染的土壤中，使化学试剂与铅元素发生化学反应，而达到铅离子的降低或迁移。进行化学修复法的主要的方法有化学固定法、淋洗液洗脱法、螯合剂处理法、氧化还原法等方法。
化学固定法是通过固定剂与土壤中的铅元素进行化学反应，降低其生物有效性和迁移性，使土壤含铅程度降低，从而达到降低土壤铅污染的目的。淋洗液洗脱法是通过选取土壤淋洗液对铅污染的土壤进行淋洗，使铅离子由固体形态转化成液体形态，再将回收的淋洗液进行处理。螯合剂处理法也称为整合诱导修复技术，是通过促进植物对铅的超吸收而达到预期目的。常用的螯合剂主要有两种，分别是小分子有机酸类螯合剂和氨基多羧酸类螯合剂。此方法的优点在于能够快速降低土壤含铅量，缺点在于使用中存在水污染的风险，并能对植物产生危害。氧化还原法就是在受铅污染的土壤中添加还原剂，使其与土壤发生氧化还原反应，使土壤中的铅元素低化，从而降低土壤中铅的毒性和活性。
（三）生物方法
生物修复技术早在上世纪90年代初就已经兴起，它是一种新型治理土壤铅污染的技术，其方法旨在通过利用生物的一些特性来抑制土壤污染的生物方法，生物修复技术主要包括的内容有：植物修复技术、微生物修复技术、动物修复技术以及基因工程技术和细胞工程技术等。利用这些方法治理土壤铅污染的优势在于二次污染小、治理成本低、操作相对简单和治理效果显著。植物修复技术是指通过利用某些植物对土壤铅元素吸收的方法进行减少土壤中的铅含量，这种方法既快捷又简单方便，并且比较经济适用，符合生态发展要求，具有相当广泛的发展前景，其方法手段主要有植物挥发、植物提取和植物钝化三种。微生物修复技术是指通过利用微生物进行对土壤中铝元素进行化解，从而使土壤铝污染得以减轻。动物修复技术是指利用蚯蚓对矿山土壤污染进行治理，通过大量放养蚯蚓使之在土壤中对有毒物质进行体内分解，这种方法不仅治理成本低，而且还没有二次污染，是一种改良土壤的好方法。基因和细胞工程技术则是通过改变细胞内的关键酶或酶系统，可以提高微生物的降解速率，并形成降解有毒污染物的新型催化活性，从而对土壤铝污染进行治理。
（四）对污染源头的寻找与防治
如果土壤存在铝污染，则一定有其污染源，如果一昧的对铝污染进行治理，而不寻找其源头，那么治理也将毫无意义，所以，必须对造成土壤铝污染的污染源进行寻找，并杜绝铝污染现象的再次发生，而且找到污染源后必须通过以上方法去解决土壤铝污染问题，只有这样，土壤的铝污染才会得到根治。
二、土壤铅污染治理的意义
对土壤铝污染进行治理，具有重大的现实意义。
（一）对土壤铝污染进行治理可以使土壤的毒性减弱或消除，使土壤恢复正常的机能，从而适合植物的生长，为人类的生存环境的改善创造条件。
（二）污染是目前社会比较关注的公共话题，解决了土壤的铝污染，有利于可持续发展战略的实施。
（三）农作物的生长离不开优质的土壤，对土壤铝污染进行治理，利于农作物的种植，为人们的物质生活提供保障。从大的角度来讲，可以提升国家的粮食储备能力。
三、结束语
目前随着社会的不断发展，城市工业化不断加快，环境及土壤的污染也日益严重，因此对污染的治理工作显得尤为重要。针对污染的治理，需要我们采取适当的方法去进行，不要盲目的去进行治理，而导致土壤污染的状况恶化，要根据其污染的性质及污染的来源去进行综合治理，要利用科学技术进行对其改造，并以预防为主，防治兼施的原则去认真看待土壤的重金属污染。
参考文献：
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关键词：土壤污染；物理修复；化学修复；生物修复
土壤是植物生长过程中不可或缺的生态环境，也是人类生存发展必不可少的重要资源。但是，随着人类进入工业时代以来，各类工厂如雨后春笋般层出不迭，给自然环境带来了许多危害。土壤也受到污染，重金属、有机磷等化学物质的堆积严重改变了土壤的原生态质，危害到植物的生L。并且通过自然界存在的食物链关系，污染物进入到人体，损害人类的身体健康。本文以此为前提，简要介绍并分析了几种土壤修复技术，以期在土壤污染治理上起到一点帮助。
目前，在全世界范围内，已有的土壤修复技术大致可以归纳为三种，一是物理修复技术，二是化学修复技术，三是生物修复技术。
1物理修复技术
1.1换土法
换土法顾名思义是用新鲜无污染的土壤全部或部分替换掉已污染土壤，它的技术原理是通过增加干净土壤来降低污染物浓度，以此达到修复目的。换土法可分为换土、去表土、客土以及翻土。换土法适用于小范围具有放射性污染源或难降解污染物的土壤，操作方法简单，即直接用新鲜无污染土壤替换掉已污染土壤。但是在处理污染土壤时要注意，以免造成二次污染。去表土适用于污染浅的土壤，直接将已污染的表层土壤移走就可得到干净土壤。客土适用于不易直接进行处理的土壤，在其表面撒上厚厚一层干净土壤，使植物在扎根时能直接接触到干净土壤，以此降低污染程度。翻土法适用于较厚土层的污染情况，这种方法是通过将表层受污染土壤翻到最底层，类似于农活中的“翻新”，以达到稀释污染物浓度的目的，从而降低污染程度。
1.2热修复法
热修复法主要针对含有易挥发污染物的土壤，此方法可以通过蒸汽、射频、红外辐射等加热方法对污染土壤进行加热，对挥发出来的污染气体进行统一收集、处理，效果良好、可操作性强，属于物理修复的一种。热修复法可以根除土壤中的易挥发污染物质，并且气体由专业设备进行收集，可以防止造成二次污染。但是目前该方法的适用范围比较局限，对于常见重金属污染土壤并不适用，除此以外，其能量消耗与操作成本都相对较高，可操作性一般。该技术还需进行进一步发展与研究。
1.3玻璃化技术
该方法适用于受重金属污染严重的土壤。重金属难降解、危害大，一般物理方法很难根除，并且通过食物链传到人体体内的重金属甚至可以给人造成致命性伤害，所以对重金属污染土壤的治理显得尤为重要。而玻璃化技术是对重金属污染土壤进行高温高压处理，以使重金属凝固在玻璃态土壤中，并根除二次污染。该方法效率高，并且可以根除重金属污染，但是工序复杂，成本较高，所以适用范围比较局限。
1.4电修复法
该方法和玻璃化法的适用范围一样，都是针对重金属污染土壤。该方法是利用金属良好的导电性，在污染土壤中通入低压直流电，使金属中电子定向迁移，从而达到修复目的。这种方法不仅可以治理土壤污染，还可以对重金属进行收集和再次利用。除此之外，该方法成效快、工艺简单，并且价钱低廉，所以应用范围较广泛。另外，电修复法还可用于对有机物污染土壤的治理上。
2化学修复法
2.1淋洗法
淋洗法是指用淋洗液来冲洗土壤空隙介质中的污染物，操作简单并且安全。适用淋洗法之前要了解到需要修复土壤的土质特性。对粘性差的砂质一般只能进行初步淋洗，因为这种土质特性没办法对污染物进行有效吸附。当然对于粘性效果好的土壤就要进行二次修复过程了。二次修复选择的淋洗液一般是根据土质特性进行专一修复的无机溶液或有机溶液。第一次进行淋洗时，通常选择清水作为淋洗液，以免造成二次污染。对特殊土壤的处理也有用到无机溶液和有机溶液的，具体选择哪一种要根据土壤类型判断。
2.2提取法
该方法与物理修复法搭配起来用，成效很好。该法就是借助于化学反应，使土壤中很难直接分离出的污染物变成易分离的溶解性络合物。之后从提取液中用物理或化学方法进行分离。提取液中富含丰富的可利用的离子，形成循环利用。该方法同样适用于重金属污染土壤的修复与治理，然而我国目前对这一块儿的技术研究还不够成熟，理论基础尚未完善，这一条路仍旧任重道远。
3生物修复法
3.1生物通气法
该方法适用受到易降解有机物污染的土壤，借助气体处理装置往污染土壤中通入氧气或空气，并抽走易挥发有机物，以利于微生物的繁殖，加快降解速度。在使用该方法之前，先在污染土壤里打三四口井（视具体污染面积而定），并在通入空气之前先通入适量的氮气（不可通入过多，以免抑制微生物的繁殖），以此作为进行降解的氮源。
3.2植物修复法
该方法可用于修复重金属污染土壤和低浓度有机物污染土壤。其作用原理是用植物或者植物根系含有的特异微生物和多种酶来吸收土壤中的重金属，通过萃取或络合反应将重金属提取出来，以此达到修复效果。此方法的优点是用植物酶降低了重金属的活性，防止其通过扩散作用污染到地下水。国外植物修复技术发展已成熟，但是国内相关技术的发展还处于初级阶段，应用最多的是借助植物根系微生物作用修复被低浓度有机物污染的土壤。
4结束语
污染土壤修复技术是环保工程重点研究的课题之一，由于要考虑到土壤的土质类型、所处的生态环境以及周边环境等因素的影响，土壤修复工作变得困难起来。虽然我国在这方面已经取得了一些成效，但是仍旧有很多内容亟待进行开发与研究。除此之外，缺乏统一的评价污染土壤修复技术的标准规则也对修复技术的进一步深入带来不良影响。所以相关部门要尽早建立针对大部分污染土壤类型都适用的评价标准规则，并且要定期检验修复效果，以实现污染土壤修复工作的准确性、实用性以及科学性。
参考文献
[1]向桂花.探讨我国土壤污染问题及防治措施[J].农业与技术，2015（6）.
[2]魏样，韩霁昌，张扬，等.我国土壤污染现状与防治对策[J].农业技术与装备，2015（2）.
[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：土壤重金属污染环境保护单因子指数法综合指数法GIS技术
中图分类号：X5文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）01（b）-0113-02
据最新媒体报道数据显示，近十年来，我国重金属污染的农田面积持续扩大，著名的陕西凤祥血铅超标事件、湖南浏阳镉中毒事件和贵州汞中毒事件等，都是由重金属污染造成，引起社会各界高度关注。20世纪六七十年代，日本富山县流传的骨痛病，就是由于当地居民使用了含镉大米和饮用了镉含量超标的河水而引起的，几乎同一时期，也在日本，熊本县的居民由于使用了被汞废水污染的水产品，导致该流域上万人患中枢神经病，带来了巨大的负面影响。由此可见，土壤重金属污染具有极大的危害性、扩散性、覆盖性。当前形势下，研究土壤重金属污染评价方法具有十分重要的现实意义和战略意义。
1土壤重金属污染的成因及特点
水乃生命之源，土是立国之本，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。在天然环境下，几百年时间才能生成1厘米厚的土层，其更新周期十分缓慢，通常被认为是不可再生资源，但也是众多污染废弃物残留的主要介质之一。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。
1.1土壤重金属污染的成因分析
1.1.1自然原因
自然界中，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。
1.1.2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：
（1）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。
（2）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。
（3）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。
（4）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。
1.2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。
2污染土壤的危害与治理
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，具体划分及处理的原则见（表1）。
值得注意的是，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。
3土壤重金属污染的评价方法浅析
3.1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。
3.3GIS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。
4结语
重金属具有不易分解、易积聚的特点，进入土壤之后，改变土质构成、破坏土壤环境，借助食物链，残留于农作物上的有害物质进入动物、人体，对人体健康产生严重影响。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，相关人员应加大对这一领域的研究力度，积极改善人类共同的生存环境。
参考文献
[1]范拴喜，甘卓亭，李美娟，等.土壤重金属污染评价方法进展[J].中国农学通报，2010（17）：310-315.
关键词土壤污染;现状;危害;治理措施
1土壤污染概念
土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层,其厚度一般在2m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来,由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤中渗透,汽车排放的废气,大气中的有害气体及飘尘不断随雨水降落在土壤中。农业化学水平的提高,使大量化学肥料及农药散落到环境中,导致土壤遭受非点源污染的机会越来越多,其程度也越来越严重,在水土流失和风蚀作用等的影响下,污染面积不断扩大。因此,凡是妨碍土壤正常功能,降低农作物产量和质量,通过粮食、蔬菜、水果等间接影响人体健康的物质都叫做土壤污染物[1-2]。
当土壤中有害物质过多,超过土壤的自净能力,引起土壤的组成、结构和功能发生变化,微生物活动受到抑制,有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累,通过“土壤植物人体”,或通过“土壤水人体”间接被人体吸收,达到危害人体健康的程度,就是土壤污染。
2我国土壤污染现状与危害
2.1土壤污染的现状
目前,我国土壤污染的总体形势严峻,部分地区土壤污染严重,在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。www.lw881.com土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大。土壤环境监督管理体系不健全,土壤污染防治投入不足,全社会防治意识不强。由土壤污染引发的农产品质量安全问题和群体性事件逐年增多,成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素[3]。
2.2土壤污染的危害
2.2.1土壤污染导致严重的直接经济损失。初步统计,全国受污染的耕地约有1000万hm2,有机污染物污染农田达3600万hm2,主要农产品的农药残留超标率高达16%~20%;污水灌溉污染耕地216.7万hm2,固体废弃物堆存占地和毁田13.3万hm2。每年因土壤污染减产粮食超过1000万t,造成各种经济损失约200亿元。
2.2.2土壤污染导致生物产品品质不断下降。因农田施用化肥,大多数城市近郊土壤都受到不同程度的污染,许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、砷、铬、铅等重金属含量超标或接近临界值。每年转化成为污染物而进入环境的氮素达1000万t,农产品中的硝酸盐和亚硝酸盐污染严重。农膜污染土壤面积超过780万hm2,残存的农膜对土壤毛细管水起阻流作用,恶化土壤物理性状,影响土壤通气透水,影响农作物产量和农产品品质。
2.2.3土壤污染危害人体健康。土壤污染会使污染物在植物体内积累,并通过食物链富集到人体和动物体中,危害人体健康,引发癌症和其他疾病。
2.2.4土壤污染导致其他环境问题。土壤受到污染后,含重金属浓度较高的污染土容易在风力和水力作用下分别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他次生生态环境问题。
3造成土壤污染的原因
3.1过量施用化肥
我国每年化肥施用量超过4100万t。虽然施用化肥是农业增产的重要措施,但长期大量使用氮、磷等化学肥料,会破坏土壤结构,造成土壤板结、耕地土壤退化、耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、生物学性质恶化,增加了农业生产成本,影响了农作物的产量和质量;未被植物吸收利用和根层土壤吸附固定的养分,都在根层以下积累或转入地下。残留在土壤中的氮、磷化合物,在发生地面径流或土壤风蚀时,会向其他地方转移,扩大了土壤污染范围。过量使用化肥还使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧气的输送,使其患病,严重导致死亡[4]。
3.2农药是土壤的主要有机污染物
全国每年使用的农药量达50万~60万t,使用农药的土地面积在2.8亿hm2以上,农田平均施用农药13.9kg/hm2。直接进入土壤的农药,大部分可被土壤吸附,残留于土壤中的农药,由于生物和非生物的作用,形成具有不同稳定性的中间产物或最终产物无机物。喷施于作物体上的农药,除部分被植物吸收或逸入大气外,约有1/2左右散落于农田,又与直接施用于田间的农药构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药,在植物根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。
3.3重金属元素引起的土壤污染
全国320个严重污染区约有548万hm2土壤,大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20%,其中重金属污染占80%,粮食中重金属镉、砷、铬、铅、汞等的超标率占10%。被公认为城市环境质量优良的公园存在着严重的土壤重金属污染。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤,使行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。砷被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂,硫化矿产的开采、选矿、冶炼也会引起砷对土壤的污染。汞主要来自厂矿排放的含汞废水。土壤组成与汞化合物之间有很强的相互作用,积累在土壤中的汞有金属汞、无机汞盐、有机络合态或离子吸附态汞,所以,汞能在土壤中长期存在。镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车尾气沉降,磷肥中有时也含有镉[5]。
3.4污水灌溉对土壤的污染
我国污水灌溉农田面积超过330万hm2。生活污水和工业废水中,含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,所以合理地使用污水灌溉农田,有增产效果。未经处理或未达到排放标准的工业污水中含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,会将污水中有毒有害的物质带至农田,在灌溉渠系两侧形成污染带。
3.5大气污染对土壤的污染
大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质,在大气中发生反应形成酸雨,通过沉降和降水而降落到地面,引起土壤酸化。冶金工业排放的金属氧化物粉尘,则在重力作用下以降尘形式进入土壤,形成以排污工厂为中心、半径为2~3km范围的点状污染。
3.6固体废物对土壤的污染
污泥作为肥料施用,常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。工业固体废物和城市垃圾向土壤直接倾倒,由于日晒、雨淋、水洗,使重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤扩散。
3.7牲畜排泄物和生物残体对土壤的污染
禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物,其性质近似人粪尿。利用这些废物作肥料,如果不进行物理和生化处理,则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染,并通过水和农作物危害人群健康。
3.8放射性物质对土壤的污染
土壤辐射污染的来源有铀矿和钍矿开采、铀矿浓缩、核废料处理、核武器爆炸、核实验、燃煤发电厂、磷酸盐矿开采加工等。大气层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染,放射性散落物中,90sr、137cs的半衰期较长,易被土壤吸附,滞留时间也较长。
4我国土壤污染的治理措施
4.1施用化学改良剂,采取生物改良措施,增加土壤环境容量,增强土壤净化能力
向土壤中施用石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂,加速有机物的分解,使重金属固定在土壤中,降低重金属在土壤及土壤植物体的迁移能力,使其转化成为难溶的化合物,减少农作物的吸收,以减轻土壤中重金属的毒害。针对有机物污染,用植物、细菌、真菌联合加速有机物降解。针对无机物污染,利用植物修复可以把一部分重金属从土壤中带走。
增加土壤有机质含量、砂掺粘改良性土壤,增加和改善土壤胶体的种类和数量,增加土壤对有害物质的吸附能力和吸附量,从而减少污染物在土壤中的活性。发现、分离和培养新的微生物品种,以增强生物降解作用。
4.2强化污染土壤环境管理与综合防治,大力发展清洁生产
控制和消除土壤污染源,组织有关部门和科研单位,筛选污染土壤修复实用技术,加强污染土壤修复技术集成,选择有代表性的污灌区农田和污染场地,开展污染土壤治理与修复。重点支持一批部级重点治理与修复示范工程,为在更大范围内修复土壤污染提供示范、积累经验。合理利用污染土地,严重污染的土壤可改种非食用经济作物或经济林木以减少食品污染。科学地进行污水灌溉,加强土壤污灌区的监测和管理,了解水中污染物的成分、含量及其动态,避免带有不易降解的高残留污染物随机进入土壤。
增施有机肥,提高土壤有机质含量,增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。强化对农药、化肥、除草剂等农用化学品管理。增施有机肥同时采取防治措施,不仅可以减少对土壤的污染,还能经济有效地消灭病、虫、草害,发挥农药的积极效能。在生产中合理施用农药、化肥,控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间,提高喷洒技术,改进农药剂型,严格限制剧毒、高残留农药的使用,大力发展高效、低毒、低残留农药。大力发展生物防治措施。
大力推广闭路循环、无毒工艺,以减少或消除污染物的排放。对工业“三废”进行回收净化处理,化害为利,严格控制污染物的排放量和浓度。大力推广和发展清洁生产。
针对土壤污染物的种类,种植有较强吸收能力的植物,降低有毒物质的含量,或通过生物降解净化土壤,通过改变耕作制度、换土、深翻等手段,施加抑制剂改变污染物质在土壤中的迁移转化方向,减少农作物的吸收,提高土壤ph值,促使镉、汞、铜、锌等形成氢氧化物沉淀。
根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点,既要防治病虫害对农作物的威胁,又要把化肥、农药对环境和人体健康的危害限制在最低程度。利用物理、物理化学原理治理污染土壤。大力开展植树造林,提高森林覆盖率,维护森林生态系统平衡。
4.3调控土壤氧化还原条件
调节土壤氧化还原电位,使某些重金属污染物转化为难溶态沉淀物,控制其迁移和转化,降低污染物的危害程度。调节土壤氧化还原电位主要是通过调节土壤水分管理和耕作措施实现。
4.4改变耕作制度,实行翻土和换土
改变耕作制度会引起土壤环境条件的变化,消除某些污染物的危害。对于污染严重的土壤,采取铲除表土和换客土的方法;对于轻度污染的土壤,采取深翻土或换无污染客土的方法。
4.5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,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和微生物较快地吸走或降解土壤中的污染物质,从而达到净化土壤的目的。
4.6工程治理
利用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤,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,主要有隔离法、清洗法、热处理、电化法等。近年来,把其他工业领域,特别是污水、大气污染治理技术引入土壤治理,为土壤污染治理研究开辟了新途径。
5参考文献
[1]徐月珍.防止土壤污染和地下水污染的措施[j].环境与可持续发展,1989(1):29-31.
[2]任旭喜.土壤重金属污染及防治对策研究[j].环境保护科学,1999,25(5):31-33.
[3]陈晶中,陈杰,谢学俭,等.土壤污染及其环境效应[j].土壤,2003,35(4):298-303.
“据说每个中国人死了，倒在地上，拍扁了就是一张元素周期表，还是重金属含量很高的那种。”
因为“镉米事件”的频发，土壤重金属污染，这个因其隐蔽性而长期未受足够重视的问题，引起了公众的聚焦，一时间重金属似乎成了生命不能承受之“重”。事实上，随着我国城市化的推进，化工污染成为重大污染源。苯、酚、磷类有机污染及镉、砷、铅、铬、汞等重金属污染严重，在对空气、水体造成污染的同时，也成为土壤中长期存在的“毒瘤”。
不少专家指出，重金属无论是污染水体，还是污染大气，最终都会回归土壤，造成土壤污染。
于是，一个无法回避的严峻事实是，在经过几十年的沉淀后，我国土壤重金属污染正进入集中多发期。
各种污染最终回归土壤“摆上桌”
据了解，土壤中的重金属主要来自工业企业排放的废水、废渣和废气。以种出“镉大米”的湖南为例，官方数据显示，湖南全省受重金属污染的土地面积达2.8万公顷，占全省总面积的13%。
作为全国闻名的有色金属之乡，湖南重金属污染的历史包袱异常沉重。在衡阳常宁水口山、株洲清水塘、湘潭竹埠港等涉重金属企业密集地区，许多耕地早已不适合继续耕种。当地环保官员表示，以前工业污水直接排入湘江，农民则用这样的水灌溉农田，日积月累，造成了周边土壤重金属含量超标。而此次“镉大米”事件，也许只是当地土壤重金属污染的冰山一角。
农业部农产品产地土壤重金属污染防治专家组成员、中国农业科学院资源与区划所研究员陈世宝表示，土壤是各种污染物废物的处理场所，重金属无论是污染水体，还是污染大气，在经过了迁移、转化后，最终都会回归土壤，造成土壤污染。
“其中，重金属污染耕地带来的直接后果是耕地质量下降，包括土壤的环境质量、肥力质量和健康质量的下降，导致农产品的品质下降，出口受限，同时对人体健康带来潜在危害，因而备受关注。”陈世宝说。
国土资源部曾公开表示，中国每年有1200万吨粮食遭到重金属污染，直接经济损失超过200亿元。而这些粮食足以每年多养活4000多万人。
来自“美杂志称中国移民体内重金属超标”的博文近日在微博中流传。博文称，去年，刊登在美国《移民与难民研究》杂志上的一份关于“纽约健康和营养检测调查报告”显示，来自中国大陆的移民血液中铅、镉、汞等重金属含量高于来自其他亚洲地区的移民。铅比其他亚洲新移民高出44%。
陈世宝表示，对于人体摄入危害物质的剂量或风险值，每个国家都根据自己国家的科技、经济技术水平及饮食结构等制定了相应的限量值，“我国也有对应的农产品食品限量值（2005版）。我国大米镉的限量值是0.2毫克/千克，这个标准要严于日本、欧洲等发达国家。”
中国科学院地理科学与资源研究所环境修复研究中心主任陈同斌则在接受媒体采访时表示，“从污染面积上看，国内专家认为镉污染最严重，但如果从健康风险评估角度，我认为是类金属砷污染，因为砷的致命剂量非常小。”
土壤污染秘而不宣或怕引恐慌
在中国，到底有多少被重金属污染的土地，并没有一个官方的权威数据。翻开过往报道，对于土壤重金属污染的程度更是众说纷纭。仅有的一份比较权威的数据，则来自2011年10月25日，环保部部长周生贤在十一届全国人大常委会第二十三次会议的正式报告。其中提到，中国土壤环境质量总体不容乐观，中国受污染的耕地约有1.5亿亩，占18亿亩耕地的83%。
早在2006年到2010年，国家环保部与国土资源部便组织了一项耗资10亿的全国性土壤污染调查，只不过迄今为止调查结果始终未向公众公布。
今年1月，北京律师董正伟向环保部提交了申请全国土壤污染状况调查方法和数据的信息公开。1个月后，环保部以国家秘密”为由，拒绝了他的申请。6月，环保部公布的《2012年中国环境状况公报》也称，已经完成全国土壤污染状况调查。然而，相关信息依旧未公开。
对此，业内专家纷纷揣测土壤污染秘而不宣的原因：一是认为掌握的数据不是非常完整和准确，二是担心一旦公开很有可能会引起大量人群的恐慌。
“现在我们有太多的未知。”2013年陕西“两会”期间，省政协委员、西安交通大学李香菊教授提交了《加强“毒地”危害治理刻不容缓》的提案。李香菊表示，首先，我国耕地受重金属污染的程度、污染元素种类、污染面积均是未知；其次，修复目标，如何才算修复好，都不清楚。
由于土壤污染底数不清，导致污染原因、种类、范围和程度也成为盲点，防治措施也相应缺乏针对性。李香菊表示，“毒地”缺乏历史档案，信息透明度低，成为“毒地”害民的帮凶。土壤污染关系到农产品质量，涉及到食品安全，是重大的民生信息，在重大的民生问题上，公众有知情权，对其信息公开化是政府对民众的负责，“首先要建立‘毒地’档案，详细记录‘毒地’的污染类型、受污面积、污染程度，明确限制土地的用途等，禁止未经评估和无害化治理的污染场地进行土地流转和开发利用，不能在不透明的情况下以牺牲施工工人和居民的健康权利为代价。”
国土资源部正在绘制土壤重金属“人类污染图”
没有确切数据，专家们也只能用碎片拼接大致图谱，他们一致认可的是，南方比北方严重，重金属污染是土壤的头号杀手，工业化程度越高的地区重金属污染越严重。从我国西部（成都平原）向中部（江汉平原），至南部（珠江三角洲）地区，重金属污染呈逐渐加强的趋势，表现为分布面积增大，含量强度增高、元素种类增多。
从目前来看，全国多目标的区域地球化学的调查项目也已经发现，局部地区的土壤污染是严重的。比如说长江中下游的某些区域普遍存在镉、汞、铅、砷等异常。城市及其周边普遍存在汞和铅异常，而部分城市明显存在放射性异常。湖泊有害元素富集，土壤酸化严重。
研究证实，镉、汞等重金属元素与人类污染存在密切关系。重金属元素在土壤表层明显富集并与人口密集区、工矿业区存在密切相关性。和1994年左右采样相比，土壤重金属污染分布面积显著扩大并向东部人口密集区扩散。
幸而，近日有好消息传来：国土资源部、中国地质调查局表示，将全面会诊土壤重金属污染现状，正在绘制土壤重金属“人类污染图”。
据悉，我国正建立涵盖81个化学指标（含78种元素）的地球化学基准网：以1∶20万图幅为基准网格单元，每1个网格都布设采样点位，每个点位各采集1个深层土壤样品和1个表层土壤样品，深层样品来自1米以下，代表未受人类污染的自然界地球化学背景：表层样品来自地表25厘米以浅，是自然地质背景与人类活动污染的叠加。用表层含量减去深层含量，即得出重金属元素“人类污染图”。
土壤污染后修复要一百年
更坏的消息是，土壤被污染后我们无法指望它像空气和水一样自我修复。
“理论上说，重金属污染土壤是可以被修复的，但完全恢复其生态功能很难。”陈世宝告诉记者，目前世界各国针对重金属污染土壤提出的修复措施有很多种，污染土壤修复主要包括2大原理：遏制（in-aituremediation）与去除（reinove，ex-situ）。基于上述2大原理，污染土壤修复主要有隔离包埋、固化稳定、热冶分离、化学稳定、电动修复、客土和翻土、土壤淋洗及生物修复等（包括植物修复），但每种措施都存在一定的应用局限性。
“重金属一旦进入土壤，再进行修复非常困难，需要花费大量的时间和经费。针对我国污染农田污染特点：（程度低、面积大、需安全持续利用等），原位化学钝化（以降低重金属在土壤-植物系统中的迁移转化为核心）技术由于其经济有效、修复时间快、易于操作、适用范围广等优点，比较适合我国重金属污染农田的修复，具有较好的环境、经济和社会效益，并且已取得重要进展。”陈世宝说。
以上世纪70年代日本富山县土壤修复为例，一共863公顷（12945亩）农田，总共投入3，4亿美元，花费了33年时间进行客土法修复完成，平均每亩修复费用近18万元人民币。
值得注意的是，日本对于大米的镉限量标准为0.4毫克/千克，而我国镉米限量值仅为0.2毫克/千克，健康风险控制是要严于其他发达国家的，大米中镉限量标准严，意味着土壤中镉的质量标准也相应地严格。
陈世宝表示，以日本镉污染土壤修复案例来说，如果按照我国大米镉标准，那么修复成本和时间将更加巨大，修复措施也更加困难。
从中国现实操作来看，污染场地修复的资金来源大致可以分为4类：地块的原业主方、地块的获得方、地块的修复方BT模式（Build和Transfer的缩写形式，意即“建设-移交”，是政府利用非政府资金来进行基础非经营性设施建设项目的一种融资模式）垫付、相关贷款与基金。
李香菊则强调，要强化土壤修复中政府的主导责任。对于环境污染，无论出于“谁受益谁治理”，还是出于“谁污染谁治理”，在不少污染土壤的国有、集体企业已经破产的情况下，政府作为产权所有者应承担修复责任。管住源头防止先污染后治理
业内专家们一致认为，当务之急是控制源头污染。
“在重金属污染防治中，须源头控制-过程阻断-末端治理相结合，其中，源头控制是关键。‘千万要防止再走先污染后治理’的经济发展之路，这也是目前我国所提倡的生态文明的核心内容之一。”陈世宝说。
好在国家层面已开始意识到这个问题的严重性，出台了一系列政策措施，
2011年，国务院批复了《重金属污染综合防治“十二五”规划》，规划将内蒙古、江苏、河南、江西、湖北、湖南、广东、广西等14个省区列为重点治理省区，有138个区域被列为重点治理区域，采矿、冶炼、铅蓄电池、皮革及其制品、化学及其制品五大行业的4452家企业被纳入重点监控。同时，中央财政专门设立了重金属污染防治资金。
据了解，3年来，国家已经拿出了97亿元支持重金属污染治理，在以打击重金属违法企业为主的环保专项执法行动中，全国31个省（区、市）政府近两年已关闭了1000多家重金属污染严重的企业。
另根据《全国土壤环境保护“十二五”规划》，十二五期间，用于全国污染土壤修复的中央财政资金将达到300亿元，包括受污染农田、城市棕色地块及工矿区污染场地。