重金属污染的土壤改良途径及烟草农艺调控措施初探
作者:焦枫
重金属是土壤及有关环境中的重要污染物。近年来，人类活动引起的重金属向土壤环境的释放呈加剧的趋势。这种人为因素造成的重金属污染大部分存在于土壤表面，不仅对植物具有毒害作用，而且还可以进入食物链，危及人类健康。烟田重金属污染一直是困扰我国优质烟叶生产的重要因素之一。
烟草中含有过量重金属，在抽吸过程中，这些重金属可通过主流烟气进入人体，对人体造成潜在的危害。因此，采用一定的措施，降低烟叶中重金属含量，对生产无公害优质烟叶意义重大。一般来说，烟叶中的重金属污染大多来源于土壤，改良植烟土壤重金属污染是降低烟叶重金属含量的根本；但随着对烟叶无公害生产研究的深入，一些农艺调控措施也是降低烟叶中重金属含量的有效方法。
1 重金属污染的土壤改良途径
土壤是烟叶中重金属的源头，改良土壤中的重金属污染，是降低烟叶中重金属含量的根本。30年来，环境科学家一直在寻找合理的、高效的、经济的方法解决土壤中的重金属问题。目前，主要有两个途径来治理土壤中的重金属污染：第一、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。第二、从土壤中去除重金属。围绕这两种途径产生了不同的治理措施和方法。
1.1 工程治理措施
人们最初采取改土法、电化法、冲洗络合法等工程措施降低重金属在土壤中的活性，以减少其在食物链中的传递。但是，采用物理方法或化学方法来治理土壤重金属污染不仅成本昂贵，而且还会破坏土壤结构以及土著微生物，也可能造成“二次污染”[1]。目前，还处于一种实验室的试验阶段，不适用于大面积的农田土壤改良。用工程治理土壤重金属污染，对于污染重、面积小的土壤具有治理效果明显、迅速的优点，但对于污染面积较大的农田土壤不仅需要消耗大量的人力与财力，而且容易导致土壤结构的破坏和土壤肥力的下降。
1.2 生物修复
随着人们对环境保护日益重视，一些科学工作者开始寻找在不破坏土壤生态环境，能够保持土壤结构的状况下原位治理重金属污染的新途径。生物修复则为开辟这一新途径提供了希望。生物修复是指利用生物的生命代谢活动减少土壤环境中有毒有害物的浓度或使其完全无害化，从而使污染了的土壤环境能够部分地或完全地恢复到
原初状态的过程。生生物修复又分为微生物修复和植物修复。[2]
1.2.1 土壤重金属污染的微生物修复
重金属污染的微生物修复指的是重金属被活的或死的微生物体吸附之后，微生
物的活动可对重金属离子进行氧化、还原甲基化和脱甲基化作用，改变重金属离子的
氧化还原状态，降低了土壤环境中重金属离子的活度。一些微生物如蓝细菌、硫酸还
原菌以及某些藻类能够产生具有大量阳离子基团的胞外聚合物如多糖、糖蛋白等，并
与重金属形成络合物[3，4]。目前，微生物修复技术已经在废水的处理中得到广泛的应用，但是土壤中重金属的微生物修复技术还处于试验阶段，而且多集中于矿山的土壤
改良研究。由于它具有不破坏生态环境、污染小的特点，在农田重金属污染改良方面
也许有广阔的前景，值得进一步的研究。
1.2.2 土壤重金属污染的植物修复
植物修复技术指的是采用植物对重金属的忍耐和超量积累能力并结合共生的微
生物体系来实现对重金属污染环境的修复。它是一种新兴的绿色生物技术，能在不破
坏土壤生态环境，保持土壤结构和微生物活性的情况下，通过植物的根系直接将大量
的重金属元素吸收，通过收获植物地上部分来修复被污染的土壤[1]。这种技术在土
壤污染治理方面具有极大的潜力，已引起广泛关注。
这种技术的关键是有重金属的忍耐和超量积累能力的植物品种选育。自然的重
金属超富集体往往具有生物量较低、生长缓慢、生长周期长且往往只能超积累某种重
金属等缺点。严重制约了植物修复的效率，使得植物修复技术难以在大田实施。目前，
利用基因技术，培育出生物量高、生长快且可同时超富集多种重金属的高效的超富
集植物，已经成为人工诱导植物修复技术的一个新思路[5]。有报道称，是将重金属抗
性基因金属硫蛋白基因导入欧洲油菜和烟草，所得的转基因植株能耐受CdCl2浓度高
达0.1mM。研究结果表明，某些植物引入金属硫蛋白（MT）后，能明显提高对Cd、Cu
等耐性或增加对它们的吸收。
植物修复技术的处理费用很低，而且属于原位修复技术，具有保护表土、减少
侵蚀和水土流失的功效，对环境影响小。可以说，这种重金属改良技术在植烟土壤以
及其他农田土壤改良上面具有巨大的潜力。
2 降低烟叶重金属含量的农艺调控措施
作物从土壤中吸收重金属，不仅取决于其在土壤中的含量，而且也受土壤的性质、水分条件、施肥的种类和数量以及耕作制度等农艺措施的影响。因此，可以通过调节土壤pH、有机质、水分等因素，改变土壤重金属活性降低其生物有效性，减少从土壤向烟
草的转移。
2.1 培育改良抗性和耐性品种
研究一些对土壤中重金属污染的抗性或者耐性品种，对减少烟叶中的重金属含量也有十分重要的意义。目前，国际上一些知名烟草公司和研究机构正采用生物技术和基因工程技术对烟草品种进行改良，以提高烟草对Cd的抗性，减少烟草对土壤Cd的吸收。而国内近年来的重金属测定方法研究和无公害烟草计划的提出使我国烟草重金属研究迈上了新的台阶。
2.2 提高土壤pH
pH是土壤化学性质的综合反映。一般土壤性质及其重金属含量均可影响烟叶中重金属的积累。土壤pH值与烟叶Ni、Cd、Pb、Cu、Zn、Mn含量显著负相关[6，7]。Adamu[8]等研究表明，土壤酸度是烟叶Cd和Ni的最主要影响因子，土壤pH值与烟叶Cd和Ni 含量高度负相关，不同土壤pH生长地间存在显著差异，提高土壤pH可以降低烟叶中Cd 和Ni的积累，但对Cu或Pb无影响[9]。通过pH值与烟叶中重金属的相关关系，我们可以通过改良植烟土壤的pH值来调控烟叶中的重金属含量。例如，Cd的活性通常受土壤酸碱性的影响很大。调节植烟土壤的pH升高，可增加土壤表面负电荷对Cd2+吸附，另则是生成CdCO3沉淀，使其活性逐渐降低。Naidu[10]在Cd污染的土壤上施用碱性物质如石灰，一般每公顷土壤施用750kg石灰，使土壤中重金属有效态含量降低15%左右，从而使酸性土壤可被植物利用的Cd的活性降低，对减少Cd被作物吸收具有一定的作用。
2.3 水旱轮作
土壤中重金属的活性也受土壤的氧化还原状况的影响，因而与土壤的水分状况有着密切的联系。水稻方面的试验[11]证明了在水田灌溉时，由于水层覆盖形成了还原性的环境，土壤中的SO42-还原为S2+，与镉生成溶解度很小的CdS；沉淀水中的Fe3+还原成Fe2+与S2-生成FeS沉淀，由于镉在土壤中具有很强的亲硫性质，与之形成共沉淀，降低镉的活度，而难于被作物吸收。可见，通过调节土壤水分可以控制重金属在土壤一植物系统中的迁移，通过烟稻水旱轮作可降低土壤的氧化还原电位，能够降低重金属的活性，减小对烟草的危害。Gondola[12]等研究发现，烤烟叶片Pb和Cr的含量与降雨量呈正相关，可能与此也有关。通过调节土壤水分来调控烟叶中的重金属含量，值得进一步探讨。
2.4 合理增施有机肥
有机肥是影响土壤中重金属化学行为的一类最重要的有机物质。它可以影响重金属在土壤中的形态及植物对其的吸收。研究表明[13]，向Cd污染土壤中加入有机肥，可
促进土壤中的重金属离子与其形成重金属有机络合物，增加土壤对重金属的吸附能力，提高土壤对重金属的缓冲性，从而减少植物对其的吸收。因而，在Cd污染土壤中施加有机肥是一种十分有效的治理方法。
但利用有机肥改良重金属污染土壤存在一定的风险，主要是由于有机肥在矿化过程中分解出的低分子量的有机酸和腐殖酸组分对土壤中的重金属起到了活化作用，关键取决于腐殖酸组分和土壤环境条件[14]。所以，系统的研究不同的土壤条件下，腐殖酸组分对重金属的移动性和生物有效性，合理施用有机肥就可以一方面对烟田重金属污染起到了净化的作用，改良植烟土壤，另一方面也克服了盲目增施有机肥的二次污染等问题。
2.5 合理的施用化肥和农药
化肥的发现使世界农作物的产量进入了一个新的历史阶段，但是连续的使用化肥，也使农田土壤形状日趋恶化。而且，不合理的使用化肥也提高了作物中的重金属含量，影响了农产品的品质。Semu[15]对坦桑尼亚多年施用磷肥或含铜杀菌剂表层土壤的研究结果表明，施用高肥和含铜杀菌剂的土壤重金属含量高于新开发和施用低肥土壤，从而使这些土壤上生长的烟叶重金属含量也较高。Smith[16]等也研究发现，低NO-3-N和重金属的肥料可显著减少主流烟气中有害成分含量。因此，在优质烟叶的生产中，合理的使用化肥和农药对烟叶的安全性具有重要意义。
2.6 离子拮抗
当土壤中某种重金属含量较高，对土壤的污染较为严重时，可利用另一种对作物危害较轻，且浓度低时对作物生长有利的微量元素拮抗它。Zn具有拮抗Cd被植物吸收的特性。水稻试验证明[17]，土壤中适宜的Cd/Zn比，可以抑制植物对Cd的吸收。在烟草研究方面还没有见相关的报道，但这对降低烟叶中的重金属含量也具有借鉴意义。
目前，烟田重金属污染的土壤改良和农艺调控措施的研究还相当的肤浅，各种措施都具有一定的局限性。至今未能成为有效的降低烟叶中重金属含量的措施。但是，值得一提的是，生物修复技术环保优势和研究的日趋深入，必将使其在农田重金属污染改良中的具有举足轻重的作用。而农艺措施只是在一定的程度上减少了烟草对土壤中重金属的吸收，并没有把重金属从土壤中清除出去，而且在生产上也并没有被广泛的关注和应用。但随着人们对烟叶重金属污染认识的加深和各个学科的发展，生物修复技术和农艺调控措施进一步的研究和它们协同作用的探索，将更有效的改善烟叶的重金属污染问题，使烟叶品质上一个新的台阶。
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土壤重金属污染现状及其治理方法摘要随着社会的快速发展，土壤重金属污染日益严重。针对此，涌现了许多修复技术，而生物修复前景广阔，正日益受到重视。 关键词土壤重金属污染生物修复超积累植物 Abstract: With the rapid development of the society, the heavy metal pollution of the soil is growing worse and worse. Facing this situation, there have been many repairing technologies. The Bioremediation has a broad prospect and is at a premium. Keywords:heavy metal pollution of the soil；Bioremediation；hyper accumulator 现代工农业等快速发展的同时，土壤重金属污染的形势也越来越严峻。其治理方法很多，而生物修复以其无可比拟的优势正受到关注，应用前景广阔。但生物修复仍存在许多问题待解决，如超积累植物吸收重金属的机理还未研究清楚。所有这些，都阻碍了生物修复的大规模应用。 土壤重金属污染是指土壤中重金属过量累积引起的污染。污染土壤的重金属包括生物毒性显著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As，以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。这类污染范围广、持续时间长、污染隐蔽、无法被生物降解，将导致土壤退化，农作物产量和质量下降，并通过径流、淋失作用污染地表水和地下水。过量重金属将对植物生理功能产生不良影响，使其营养失调。汞、砷能抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，阻碍氮素供应。重金属可通过食物链富集并生成毒性更强的甲基化合物，毒害食物链生物，最终在人体内积累，危害人类健康。 1现状 1.1国内 国家环境保护部抽样监测30万公顷基本农田保护区土壤，发现有3.6万公顷土壤重金属超标，超标率达12.1%。 据国土资源部消息，目前全国耕地面积的10%以上已受重金属污染，约有1.5亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆积占地和毁田200万亩，其中多数集中在经济相对发达地区。 据我国农业部调查数据，在全国约140万公顷的污灌区中，受重金属污染的
中国耕地土壤重金属污染概况 摘要：依托收集的耕地土壤重金属污染案例资料，建立了我国138个典型区域的耕地土壤重金属污染数据库，并利用《土壤环境质量标准》（GB15618—1995）中的二级标准作为评价标准，测算了我国耕地的土壤重金属污染概况。研究表明：（１）我国耕地的土壤重金属污染概率为16.67%左右，据此推断我国耕地重金属污染的面积占耕地总量的1/6左右；（２）耕地土壤重金属污染等别中，尚清洁、清洁、轻污染、中污染、重污染比重分别为68.12%，15.22%，14.49%，1.45%，0.72%；（３）８种土壤重金属元素中，Ｃｄ污染概率为25.20%，远超过其他几种土壤重金属元素；此外，也有一些区域发生Ni，Hg，As和Pb土壤污染，但是Ｚｎ、Ｃｒ和Ｃｕ元素发生污染的概率较小；（４）辽宁、河北、江苏、广东、山西、湖南、河南、贵州、陕西、云南、重庆、新疆、四川和广西１４个省、市和自治区可能是我国耕地重金属污染的多发区域，特别是辽宁和山西的耕地土壤重金属污染可能尤其严重。 关键词：土壤污染；重金属；耕地；污染概率 过去的50年中，大约有2.2万ｔ的Cr，9.39×10５ｔ的Cu，7.89×10５ｔ的Pb 和1.35×10６ｔ的Zn排放到全球环境中，其中大部分进入土壤，引起了土壤重金属污染。随着我国工业和城市化的不断发展，工业和生活废水排放、污水灌溉、汽车废气排放等造成的土壤重金属污染问题也日益严重。重金属污染不仅能够引起土壤的组成、结构和功能的变化，还能够抑制作物根系生长和光合作用，致使作物减产甚至绝收。更为重要的是，重金属还可能通过食物链迁移到动物、人体内，严重危害动物、
本技术公开了一种重金属污染土壤的综合修复方法。采用对Cu、Pb、Cd和Zn等多种重金属具有明显的固定作用的木本速生乔木白花泡桐和对Cu2+具有超积累作用、生长速度快的草本植物海州香薷相结合的植物综合修复技术，同时辅以动物（蚯蚓）修复技术，以达到最高的清除土壤重金属污染的效果，顺利实现了对土壤的原位生物修复，并且有效防止污染物直接进入食物链，不会对土壤产生二次污染。它是一种具有良好的环境友好型、成本低廉、对于重金属污染土壤的修复具有显著地效果，能够改善重金属污染土壤的肥力，易于大面积推广的重金属污染土壤的综合修复方法。 权利要求书 1.一种重金属污染土壤的综合修复方法，其特征是，步骤如下： （1）选定待修复的重金属污染土壤，人工清除杂草、灌木，秋末冬初时节施足腐熟有机农杂肥，深耕，使土壤风化，冻死越冬害虫，土地耕透耙碎； （2）春季土壤解冻后平均气温达到10℃以上时，移栽具有富集重金属能力的木本速生乔木白花泡桐； （3）移栽完成后，在气温达到15℃以上时，引入蚯蚓修复过程，之后收集蚯蚓； （4）在蚯蚓修复过程中的第一次收集蚯蚓后，引入对Cu2+ 具有超积累作用、生长速度快的草本植物海州香薷，增强对浅层土壤铜离子的富集作用，之后将海州香薷植株连根整体移除； 第二年春季修复地重新引入蚯蚓和海州香薷，修复地引入蚯蚓前，施足有机农杂肥，土地耕透耙碎，时间和方法同上，整个修复过程为第一年3月至第二年11月，共20个月的时间，在污染土壤修复开始前及修复过程中的第4个月、8个月、16个月和第20个月（即修复过程的第一年7月、11月、第二年7月、11月）各采样1次，用于了解土壤修复进展情况。
土壤修复技术及优缺点 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
土壤是植物生长繁育的自然基地，是农业的基本生产资料，是人类赖以生存的极其重要的自然资源。随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，土壤重金属污染日益严重。土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点。土壤中有害重金属积累到一定程度，不仅会导致土壤退化，农作物产量和品质下降，而且还可以通过径流、淋失作用污染地表水和地下水，恶化水文环境，并可能直接毒害植物或通过食物链途径危害人体健康。 不同污染类型的土壤污染，其具体治理措施不完全相同，目前，重金属土壤的修复技术主要有工程措施，物理化学方法，植物修复方法以及微生物修复方法。 工程措施主要包括客土、换土和深耕翻土等措施。通过客土、换土和深耕翻土与污土混合，可以降低土壤中重金属的含量，减少重金属对土壤-植物系统产生的毒害，从而使农产品达到食品卫生标准。深耕翻土用于轻度污染的土壤，而客土和换土则是用于重污染区的常见方法，在这方面日本取得了成功的经验。工程措施是比较经典的土壤重金属污染治理措施，它具有彻底、稳定的优点，但实施工程量大、投资费用高，破坏土体结构，引起土壤肥力下降，并且还要对换出的污土进行堆放或处理。 物理化学方法是当前重金属污染土壤修复研究的热点，也是最为成熟工程上应用最为广泛的修复技术，主要包括固化/稳定化技术，土壤淋洗技术，电动修复技术和电热修复技术等。 固化/稳定化技术是通过固态形式在物理上隔离污染物或者将污染物转化成化学性质不活泼的形态，从而降低污染物质的毒害程度。如通过施加水泥等固化土壤重金属的固化修复技术，或向土壤投入无机或有机改良剂，改变土壤的
浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术 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发布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
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：
城市表层土壤重金属污染分析 摘要 随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，人类活动对城市环境质量的影响日显突出。城市工业、经济的发展，污水排放和汽车尾气排放等均能引起城市表层土壤重金属污染。而重金属污染对城市环境和人类健康造成了严重的威胁，因此对城市表层土壤重金属污染的研究具有重大意义。 对于问题1，先用MATLAB软件对所给数据进行处理，插值拟合得出8种主要重金属元素在该城区的空间分布图；再用内梅罗综合污染指数评价法建立模型进行求解。首先用EXCEL对数据进行分析，得出各区的8种重金属的平均浓度；然后结合MATLAB软件求出各 各种元素之间及其与海拔之间的相关系数矩阵和相关度；然后结合第一问给出的空间分布图和区域散点图，参照主要重金属含量土壤单项污染的指数，分析得出各重金属污染的主要原因主要来自工业区、主干道路区和生活区。 对于问题3，由上述问题的分析可以认为重金属的分布是连续的，物质的扩散从高浓度向低浓度进行。在模型一数据处理基础上建立遍历搜索模型，结合MATLAB软件求出重金属空间分布中的极值点即可能的污染源，得出极值点后再结合《国家土壤环境质量标准》通过MATLAB软件对极值点进行筛选，得出8种重金属元素的主要污染源。 对于问题4，对所建立的模型进行分析，找出了各个模型的优缺点。然后分析影响城市地质演化模型的因素，为更好地研究城市地质环境的演变模式，从动态和多元的角度出发，还应搜集采样点的长期动态数据和岩石、土壤、大气、水和生物等因素的相关信息，分别建立动态动态传播模型和城市地质环境的综合评价预测模型。 关键词：梅罗综合污染指数评价法污染等级相关矩阵遍历搜索模型污染源
金属矿山土壤重金属污染现状及治理对策 罗珊环境1001 1013020124 摘要：矿山开采为经济发展提供了资源保证,但同时也带来了一系列生态环境问题。文章介绍了我国部分地区日益发达的金属矿业造成的土壤重金属污染状况, 分析了重金属元素的在环境中的存在形态、释放机理、污染特征及其生物危害。指出了金属矿山土壤重金属污染目前尚存在的问题并提出了防治土壤重金属污染的具体措施。 关键词：重金属污染；修复技术；土壤；金属矿山 Current Situation of Heavy Metal Pollution in Soils and Countermeasures Abstract：Mining for economic development to provide the resources, but also brings a series of ecological environment problems. This paper introduces the area of our country part increasingly developed metal mining caused the soil heavy metal pollution status, analysis of heavy metal elements in the environment of existence form, release mechanism, the pollution characteristics and biological hazards. Metal mine soil heavy metal pollution is pointed out existing problems and puts forward specific measures to control soil heavy metal pollution. 金属矿山既是资源集中地 ,又是天然的土水生态环境污染源。在开采过程中流失的重金属Ｐｂ、Ｈｇ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｃｒ等是土水生态环境的重要毒害元素。。随着矿山开采年份的增加,矿山周边土壤环境中重金属不断积累,污染现象日趋严重。重金属进入土壤环境后,扩散迁移比较缓慢,且不被微生物降解,通过溶解、沉淀、凝聚、络合、吸附等过程后,容易形成不同的化学形态。当其在土壤中
土壤重金属污染及治理修复技术 摘要：由于冶炼、电镀、制革和电子等工业中三废的排放，以及各种金属矿山开采活动的增多，导致含有很多重金属的物质进入土壤，并由土壤间接进入周围的环境中，给周围环境造成很大的破坏，同时也在危害着人类的健康。本文重点讲述了土壤中重金属的存在形式和转移形式，并系统地介绍了传统的重金属污染修复技术和新型的重金属污染修复技术。 关键词：土壤;重金属污染;治理修复技术 1、土壤中的重金属存在形态和转移形式 重金属物质在土壤介质中的存在形态是衡量其对周围环境影响程度的关键指标，重金属在土壤中的主要存在形态有自由离子形态、可溶化合物形态、可交换离子形态、有机束缚形态或与其它离子形成氧化物硅酸盐氮化物等形态。一般情况下，可以通过重金属形态的探测和提取法将一些交换态和结合态的或者残渣态的金属络合物进行提取和分析，可用于这类技术方法提取的重金属有铅、镉、铜、锌等。[1]目前已知的重金属在土壤中有三种迁移方式，即由于植物对周围金属离子有吸附作用，重金属离子被移入植物体内，并随着食物链进入动物或人体内，也可能会随着植物的枯萎和腐朽再次回到土壤中。一些重金属物质以离子形式存在于地
下水和河流中，并随地下水和河流的四处流动而进行扩散，这就加重了对重金属污染进行治理的难度。最后一种方式就是重金属物质残留在土壤中，随着时间的推移慢慢氧化作用或者进行其他化学作用，在化学作用后与其他物质进行化合，最后将毒害作用减少。 2、传统的土壤重金属污染修复技术 2.1物理化学修复技术 物理化学修复过程即通过各种物理和化学手段从土壤 中除去或者分离含重金属的污染物，比如利用淋洗液将土壤中的固相重金属转移到土壤的液相中，再利用络合或者沉淀的方法使土壤富集，然后将富集液中含重金属的沉淀进行过滤并除去。在进行淋洗时，淋洗剂的选择是非常关键的问题。除此之外，可以用电动修复的方法，就是在固液相的土壤中插入电极，利用重金属导电性的原理，充分在电场的作用下引导并从土壤中移动出。然后进行筛选和过滤。也可以利用重金属与某些非金属阴离子在土壤中化合形成化合物的方法，在土壤中掺入适量的含有非金属阴离子的物质，使重金属阳离子和非金属阴离子不易分解的无害的化合物，或者可直接分离提取的化合物[2]。 2.2农业化学修复技术 农业化学修复技术就是采用大面积种植一些可以对重 金属物质进行有利吸收的农作物，从而利用植物自身的吸收
土壤重金属污染现状及其治理进展 摘要：土壤作为人类赖以生存的关键资源，在人类的生产生活中占据着至关重 要的位置。然而，现阶段我国土壤重金属污染问题日渐严重，引起社会各界的广 泛关注。毋庸置疑，土壤重金属污染一方面严重影响农作物的正常产量，另一方 面对人类的身体健康造成了严重的威胁。因此，怎样合理治理土壤重金属污染问 题成为当前重点研究的对象。本文针对现阶段我国土壤重金属污染现状加以分析，并提出相应的解决策略，希望能够保护我国土壤资源的良性发展。 关键词：土壤；重金属污染；污染现状；治理方法 1、何为重金属污染 重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。重金属指比重大于 5 的 金属，（一般指密度大于 4.5 克每立方厘米的金属），约有 45 种，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、钒、铌、钽、钛、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、 锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并 非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒，汞，镉，铅，砷，铬称为“五毒”元素，含有汞、镉、铬、铅及砷等生物毒性显著的重金属元素 及其化合物对环境的污染较大。 2 重金属污染的特点 2.1重金属污染的特点 重金属产生毒性的浓度范围较低；一般情况下，重金属不能被微生物降解， 只能发生形态的转化；毒性与存在的形态和价态有关；重金属污染多为复合污染，来源较为复杂，常以无机和有机混合物的形式进入环境，同时含有多种金属，共 同产生一定的协同作用或拮抗作用，对生物和生态系统产生影响；重金属通过食 物链进行生物放大，进入人体，对人体产生慢性中毒。 2.2 重金属污染在土壤中的特点 在土壤环境中重金属污染特点可以分为两部分：一是土壤环境中重金属自身 的特点，二是区别与水体和大气等介质中的特点。重金属在土壤中形态变换较为 复杂，多为过渡元素，有着较多的价态变化，且随环境 Eh，pH 配位体[2]的不同 呈现不同的价态、化合态和结合态，毒性与价态和化合物的种类有关，有机态比 无机态的毒性大；重金属在土壤环境不易被察觉，不会降解和消除，迁移转化形 式多样化，分布呈区域性；在生物体内积累和富集，在人体内呈慢性毒性过程。 3土壤重金属污染的现状 根据相关调查研究表明，现阶段我国约有近 20% 的土地已经受到了严重的重 金属污染，其总计面积约为 0.11 亿 km2，其将引起的后果不堪设想。不仅如此， 我国农业粮食产量正在以每年一千万吨产量的速度持续锐减，遭受重金属污染的 粮食产量达到了上千万吨，直接导致经济损失达到 200 亿余元。土壤重金属污染 详细的表现如下： 3.1土壤重金属污染呈现区域性分布 根据可靠数据调查表明，我国土壤重金属污染总体呈现区域性分布的现象。 其中，我国的东、中、西部地区由于区域不同，污染程度存在一定的差异性，以 中部地区污染较为严重，东部与西部地区的污染相对较弱。究其原因在于，中部 地区的煤炭矿区与金属矿区较多，其开采过程中导致土壤受到重金属的污染。
农田重金属污染现状及修复技术综述 [摘要] 重金属污染因具有毒性、易通过食物链在植物，动物和人体内累积，对生态环境和人体健康构成严重威胁。随着工业快速发展、农药及化肥的广泛使用，农田土壤重金属污染越来越严重，研究农田土壤重金属污染现状及修复技术对农产品安全具有重要意义。综合国内外农田土壤重金属污染状况，农田土壤重金属污染主要来源于固体废弃物堆放及处置、工业废物大气沉降、污水农灌和农用物质的不合理施用。该文综述了国内外有关农田重金属污染土壤修复技术（物理修复、化学修复、生物修复、农业生态和联合修复）的研究进展，并针对各种修复方法，阐述了其原理、修复条件、应用实例及其优缺点 【关键词】农田土壤；重金属；污染；修复技术 1、重金属污染概述 随着矿产资源的大量开发利用，工业生产的迅猛发展和各种化学产品、农药及化肥的广泛使用，含重金属的污染物通过各种途径进入环境，造成土壤，尤其是农田土壤重金属污染日益严重。目前，世界各国土壤存在不同程度的污染，全世界平均每年排放Hg约1.5×104t、Cu约340万t、Pb约500万t、Mn约1500万t、Ni约100万t[1]。在欧洲，受重金属污染的农田有数百万公顷[2]；在日本受Cd、Cu、As等污染的农田面积为7224 hm2[3]。当前我国受Cd、Hg、As、Cr、Pb污染的耕地面积约2000×104 hm2，每年因重金属污染而损失的粮食约1000×104t，受污染粮食多达1200×104t，经济损失至少达200×108元[4]。 重金属污染物不能被化学或生物降解、易通过食物链途径在植物，动物和人体内积累、毒性大，对生态环境、食品安全和人体健康构成严重威胁[5]。因此，农田土壤重金属污染己成为当前日益严重的环境问题，其污染来源和修复技术也一直是国内外研究的热点和难点。了解农田重金属污染来源对重金属污染修复有着重要的指导意义。目前，重金属污染土壤的修复技术研究取得了长足发展，主要包括物理、化学、生物、农业生态和联合修复技术。本文综合了国内外农田重金属污染状况及来源，系统地介绍农田重金属污染土壤修复的不同技术，以及近年来国内外修复重金属污染农田土壤的一些重要案例，对农产品安全生产具有重要意义，同时为农田土壤重金属污染综合治理与修复提供。 2、我国农田重金属污染现状 对我国8个城市农田土壤中Cr、Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Hg和As的浓度进行统计分析，大部分城市高于其土壤背景值 [6]。农业部农产品污染防治重点实验室对全国24个省市土地调查显示，320个严重污染区，约548×104 hm2，重金属超标的农产品占污染物超标农产品总面积的80%以上。2006年前，环境保护部对30×104hm2基本农田保护区土壤的重金属抽测了3.6×104 hm2，重金属超标率达12.1%[7]。我国大多数城市近郊农田都受到了不同程度的重金属污染，如南京市土壤已受到Pb、Hg、Cd污染，其中Hg污染比较严重[8]；黄浦江中上游地区2010年农用土中Cd、Hg、As、Cr、Pb质量分数分别超过土壤背景值的60%、68%、19%、67%、45%[9]；北京市连续5年（2005～2009年）的土壤样品中，近郊农田土壤中Hg、Cd和Pb平均质量分数均高于远郊[10]；深圳市2010年土壤Hg质量分数有37%的采样点超过土壤背景值，6%的样品点处于中度以上污染水平[11]。此外，在贵州、福建、河北、广西、江西、海南、重庆、香港等许多省市地区都发现了不同程度
土壤重金属污染现状及其治理进展 发表时间：2019-05-21T11:17:27.280Z 来源：《防护工程》2019年第3期作者：韩立杰 [导读] 对工矿行业的排污情况加以控制，提升人们的环保意识，促进土壤污染的防治，进而恢复土壤健康，确保环境可持续发展。 摩天众创（天津）检测服务有限公司天津市 300300 摘要：土壤作为人类赖以生存的关键资源，在人类的生产生活中占据着至关重要的位置。然而，现阶段我国土壤重金属污染问题日渐严重，引起社会各界的广泛关注。毋庸置疑，土壤重金属污染一方面严重影响农作物的正常产量，另一方面对人类的身体健康造成了严重的威胁。因此，怎样合理治理土壤重金属污染问题成为当前重点研究的对象。本文针对现阶段我国土壤重金属污染现状加以分析，并提出相应的解决策略，希望能够保护我国土壤资源的良性发展。 关键词：土壤；重金属污染；污染现状；治理方法 1、何为重金属污染 重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。重金属指比重大于 5 的金属，（一般指密度大于 4.5 克每立方厘米的金属），约有 45 种，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、钒、铌、钽、钛、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒，汞，镉，铅，砷，铬称为“五毒”元素，含有汞、镉、铬、铅及砷等生物毒性显著的重金属元素及其化合物对环境的污染较大。 2 重金属污染的特点 2.1重金属污染的特点 重金属产生毒性的浓度范围较低；一般情况下，重金属不能被微生物降解，只能发生形态的转化；毒性与存在的形态和价态有关；重金属污染多为复合污染，来源较为复杂，常以无机和有机混合物的形式进入环境，同时含有多种金属，共同产生一定的协同作用或拮抗作用，对生物和生态系统产生影响；重金属通过食物链进行生物放大，进入人体，对人体产生慢性中毒。 2.2 重金属污染在土壤中的特点 在土壤环境中重金属污染特点可以分为两部分：一是土壤环境中重金属自身的特点，二是区别与水体和大气等介质中的特点。重金属在土壤中形态变换较为复杂，多为过渡元素，有着较多的价态变化，且随环境 Eh，pH 配位体[2]的不同呈现不同的价态、化合态和结合态，毒性与价态和化合物的种类有关，有机态比无机态的毒性大；重金属在土壤环境不易被察觉，不会降解和消除，迁移转化形式多样化，分布呈区域性；在生物体内积累和富集，在人体内呈慢性毒性过程。 3 土壤重金属污染的现状 根据相关调查研究表明，现阶段我国约有近 20% 的土地已经受到了严重的重金属污染，其总计面积约为 0.11 亿 km2，其将引起的后果不堪设想。不仅如此，我国农业粮食产量正在以每年一千万吨产量的速度持续锐减，遭受重金属污染的粮食产量达到了上千万吨，直接导致经济损失达到 200 亿余元。土壤重金属污染详细的表现如下： 3.1 土壤重金属污染呈现区域性分布 根据可靠数据调查表明，我国土壤重金属污染总体呈现区域性分布的现象。其中，我国的东、中、西部地区由于区域不同，污染程度存在一定的差异性，以中部地区污染较为严重，东部与西部地区的污染相对较弱。究其原因在于，中部地区的煤炭矿区与金属矿区较多，其开采过程中导致土壤受到重金属的污染。 3.2 以无机元素作为主要污染物 现阶段，就我国土壤污染现状来说，存在土壤点位超标的情况，主要以无机元素作为主要污染源，其中主要包括铅、铬、锌、砷、汞、镉、镍、铜等无机元素。其中，以镉元素超标点位最多。按照地区分布情况来说，污染物在地区间的分布仍然存在一定的差异性。如华南地区受到砷、汞等重金属污染较为严重；东北地区如吉林、辽宁等老工业基地，受到铬、砷、汞等重金属污染较为严重；西部地区如云南等地受到砷、汞、镉等金属污染物较为严重。 3.3 土壤重金属污染治理相对复杂 一旦土壤遭受重金属污染以后，是难以轻易降解的，而耕地如果遭受重金属污染，基本无法恢复。与此同时，由于土壤之中富含胶体，使重金属不断富集，长此以往，重金属污染会越发严重。随着人类的正常生产与生活等，耕地 PH 值会发生一定的变化，土壤中重金属含量会因化学反应使其价态与形态都受到不同的影响。除此之外，因土壤重金属污染是无法通过感官进行轻易识别的，因此重金属污染往往是长时间以后才被发现，这使土壤重金属污染治理难度不断加大。 4 土壤重金属污染的治理策略 4.1 采用工程法治理金属污染 所谓工程治理法，主要是指替换土壤、客土、深耕翻土等方法。在实际的土壤治理过程中，可以按照土壤的污染程度不同而选择不同的治理方法。对于轻度土壤污染来说，可以运用深耕翻土法；对于重度土壤污染来说，可以运用客土或者换土法。工程治理法是一种原始型的土壤重金属污染治理法，具备治理效果高、治理彻底等优势；缺点在于：破坏土质结构、治理成本高、治理工程量大、换土无法处理等， 使得土壤水肥严重失衡。 4.2 采用物理化学法治理金属污染 对于土壤重金属污染，采用的物理化学治理法有：热解修复、土壤淋洗、电动修复以及化学改良等。其中，电动修复技术是一种创新性的原位复原技术，主要是运用低功率电流在土壤中引导金属离子不断向电极运输，进而消除土壤重金属污染物。这一技术的优势有：治理成本低、技术原理简易；缺点在于：治理过程繁琐、土壤性质复杂，技术不成熟。而热解修复技术，主要是加热土壤，使土壤达到温度沸点后充分发挥气体，然后经过冷却处理隔离出土壤污染物。这种方法治理质量与处理效率较高，但是工艺繁琐，需要较高的处理成本。
1 / 5 土壤重金属污染的危害 1.对植物的危害 土壤中的重金属会对植物产生一定的毒害作用，引起株高、主根长度、叶面积等一系列生理特征的改变，高浓度的重金属会引起植物体营养不足，酶的有效性降低。 2.对人体的危害 土壤尤其是表层土壤中的重金属极易进入人体，直接对人体健康造成威胁，会引起呼吸系统紊乱，免疫力降低，各器官一系列病变等。摄入过量的Ｃｄ，可引发以骨矿密度降低和骨折发生机率增加为特征的骨效应。Ｐｂ能导致人的生殖功能下降、机体免疫力降低出现头晕、头疼、记忆力减退和腹疼等一系列症状。 Ｃｒ能导致不同程度的皮肤和呼吸道系统病变，并且出现溃疡和炎症。长期吸入Ｎｉ可以引起鼻癌、肺癌，并且可以引起接触性皮炎、肺炎等病症。当金属Ｈｇ进入人体后，可与体内酶或蛋白质中许多带负电的基团如巯基等结合，使能量生成、蛋白质和核酸合成受到影响，从而影响细胞正常的功能和生长。人在Pb 中毒会出现高级神经机能障碍。严重中毒时，引起血管管壁抗力减低，发生动脉内膜炎、血管痉挛和小动脉硬化。 3.对土壤动物的危害 重金属污染对土壤动物群落和多样性构成危害，土壤动物群落的组成与数量随着污染的加重而减少，优势类群与常见类群的类明
显减少；重金属对土壤动物群落的多样性指数、均匀性指数、密度类群指数都有减少的趋势。 4.对土壤环境的危害 大多数重金属在土壤中相对稳定，一旦进入土壤，很难在生物物质循环和能量交换过程中分解，难以从土壤中迁出。从而对土壤的理化性质、土壤生物特性和微生物群落结构产生明显不良影响，影响土壤生态结构和功能的稳定。重金属复合污染影响了农田土壤生态系统的细菌丰富度，改变了土壤环境的优 2 / 5 势菌群，从而使农田土壤微生物群落结构多样化发生变化。土 壤重金属污染的防治措施 近年来，中国在三废处理、污灌控制、农药安全使用等方面取得了显著的成绩。随着人们环境意识和生活水平的不断提高，对土壤重金属污染和食品安全问题也更加关注。因此，各级政府和有关部门对土壤重金属污染问题应该予以高度重视。 4．1加强宣传、监督和管理工作 各级政府应加大对土壤污染的监督和管理力度，加强宣传教育工作，提高公众的环保和健康意识，以此来促进土壤环境保护工作的深入开展。建立和完善土壤污染防止、控制和治理的有关法规和政策措施。中国矿藏资源丰富，在矿山开采和冶炼时要规范管理，避免在开采和冶炼时造成土壤的污染。 4．2严格控制工业“三废”排放
土壤重金属污染的来源及改良措施 摘要介绍土壤重金属污染研究的迫切性，并从工业、农业、交通运输业三个方面阐述土壤中重金属的来源，以及治理污染的物理、化学、生物方法。 关键词重金属；污染；治理措施 在科学技术迅速发展的当今时代，人们对生活质量的要求越来越高，全社会都在掀起一股绿色食品革命，人们对绿色事业的认识也逐渐加强。绿色食品必须保证食品的原料产地、加工工艺及生产成品绿色化、无害化，不危及人类健康。土壤作为农业的基础，是农产品吸取营养的躯体，它的污染将对农产品的品质产生极大的影响。但是，随着工业化及交通运输业等的发展，土壤污染极为严重，特别是土壤中的重金属污染现象严重。重金属污染物进入土壤后不能为土壤微生物所分解, 易被作物吸收，在土壤中积累, 甚至在土壤中可能转化为毒性更大的甲基化合物，还能通过食物链的作用进入人体，影响人体健康。土壤中的重金属污染同时具有普遍性、隐蔽性、长期性等特点，容易被人忽视。因此，对土壤重金属污染的研究已成为当今的热点话题。 1土壤重金属污染的原因分析 通常情况下，重金属指化学元素周期表金属栏内原子量超过40 以上之金属元素，如：铜、汞、镉、锌、铅、镍、铬、锰、铁等，另外砷虽不是重金属，但它的污染特性与重金属类似，通常人们也把它归为重金属污染。重金属极易因吸附沉淀作用而富集于土壤中，成为长期的次生污染源。水中各种无机配位体(氯离子、硫酸离子、氢氧离子等)和有机配位体(腐蚀质等)会与其生成络合物或螯合物，而使其被带入土壤，形成污染物。如：镉在土壤中以离子或络合态存在，它可以破坏红血球以致骨骼疼痛；汞进入土壤可以在细菌的作用下转化成有机汞，毒性加大，危害人的神经系统；砷的化合物中亚砷酸能与蛋白质发生反应，引起皮肤癌及肺癌等。 2土壤中重金属的来源类型 2．1 工业三废对土壤中重金属的影响 随着经济的发展，人们对工业的开发利用越来越重视，在一些经济欠发达的